LIDAR技术在内陆水系监测管理中应用综述

机载激光雷达(Light Detection and Ranging,LIDAR)测距系统是20世纪90年代发展起来的高新技术,该系统是集激光、全球定位系统和惯性导航系统3种技术于一体的测量系统,能够快速、精确的获取物体三维数据。文章简要说明了LIDAR技术的基本原理。介绍了国外LIDAR技术在内陆河流监测中的应用,如河网测绘、河漫滩的监测管理、河岸侵蚀监测、洪水监测管理等内陆水系监测管理实例。通过对流域范围的LIDAR点云数据进行滤波与分类,建立数字高程模型,或结合使用地理信息系统、遥感影像、全球定位系统采集的数据,来实现上述实例。简要评述了LIDAR技术在内陆水域监测管理方面的优势,以及当前我国内陆水系监测管理的技术现状。通过国外典型案例说明LIDAR技术在我国内陆水系监测管理中广阔的应用前景。     

渤海富营养化现状、机制及其与赤潮的时空耦合性

通过对历年调查与监测数据的整理,从污染物源强、渤海富营养化状况、赤潮发生的时空分布三个角度,分析了渤海近岸海域富营养化的"压力—状态—响应"耦合作用机制。根据文献及调查资料研究渤海营养要素的来源及通量,指出渤海污染物主要来自于陆源输入,并且以河流携带的营养盐输入为主。在对渤海近岸海域历年营养盐含量及富营养化水平分析的基础上,结合赤潮发生的时空变化特征,就富营养化对渤海赤潮的诱导作用与耦合关系进行初步讨论。     

海洋颗粒有机碳的遥感探测与应用分析

海洋颗粒有机碳(POC)监测对研究海洋碳循环和全球变化有重要意义。为寻求POC探测的有效方法,先讨论了POC的定义组成,介绍了POC的常规测定方法及国内外POC相关研究进展,接着介绍了国外POC遥感探测方法原理。通过对常规测定方法和遥感探测方法优缺点对比分析,我们认为遥感探测海洋POC方法将成为海洋环境监测的重要手段。采用2009年8月的MODIS数据,借鉴蓝绿光比值法建立的POC遥感反演模型,进行了渤海POC的遥感探测,从大尺度揭示了整个渤海POC的分布态势,最高值达370 mg/m3。结果表明:POC遥感探测方法可有效、迅捷、直观反映海区POC变化,因此研究建立具有区域特点的POC生物光学遥感模型用于POC监测,将是海洋环境监测和海洋碳循环研究的重要方向之一。     

大窑湾海域虾夷扇贝体内麻痹性贝毒的周年变化

麻痹性贝毒是对人体健康构成严重危害的甲藻类毒素。2007～2008年,大窑湾虾夷扇贝体内麻痹性贝毒2周年的调查发现,其含量与组分有着明显的季节变化,4-7月份麻痹性贝毒含量较高,4月份最高,平均含量可达378.32μg STXeq/100 g,有C1、C2、GTX1、GTX2、GTX3、GTX5、dcGTX2、dcGTX3、neoSTX、STX等10种毒素组分。大窑湾虾夷扇贝体内麻痹行贝毒组分显著增多,含量明显增高。     

上海城市样带土壤重金属空间变异特征及污染评价

为揭示城市化、工业化等人为活动对土壤环境质量的影响,选择能反映上海城郊乡梯度差异的城市样带,采用地统计学方法对表层土壤样品Cu、Zn、Pb、Cr、Mn共5种重金属的空间变异结构和分布格局进行了分析,并利用单因子指数法和内梅罗综合指数法评价了土壤重金属的污染程度.结果表明:土壤样品Cu、Pb、Zn、Cr、Mn这5种重金属平均含量分别为27.80、28.86、99.36、87.72、556.97 mg.kg-1.表层土壤Cu、Cr、Mn、Pb、Zn均属中等变异,Mn、Cr呈正态分布,Cu、Pb、Zn呈对数正态分布;半方差函数模型拟合结果显示Cu、Pb、Zn、Cr符合线状模型,Mn符合指数模型.通过泛克里格插值得到城市样带表层土壤重金属含量空间分布图,发现Cu呈条带状,Cr、Mn呈岛状,Pb、Zn呈条带和岛状分布相结合的特点.土壤污染评价结果说明土壤Cr、Zn、Pb污染相对严重.土壤Cr、Zn、Pb、Mn和Cu之间呈显著相关,土壤重金属之间表现为复合污染.土壤重金属污染城郊乡梯度差异明显,工业化、城市化与城市土壤重金属空间分布密切相关.     

水源更换对给水管网水质的影响研究

为了研究水源更换对给水管网水质的影响,对北方A市水源更换过程中管网水质理化指标进行了监测分析.通过33 h的监测发现,由于水源水质不同造成管网水质化学不稳定,管网水水质部分指标发生了明显的下降,pH从7.54降到7.18,碱度从188　mg·L^-1降到117 　mg·L^-1,氯化物从310 　mg·L^-1降到132 　mg·L^-1（以Cl^-计）,电导率从0.176　S·m^-1降到0.087 　S·m^-1,钙离子和镁离子略有下降分别为15 　mg·L^-1和11 　mg·L^-1,这些都是由于滦河水质与黄河水质不同造成的;余氯在换水过程中发生了较复杂的变化,主要是由于水源更换造成耗氯量增加以及夜间用水量少造成管网水输配时间长引起的;pH、碱度、余氯的变化使得管网水中铁的含量增加,最高达到0.4 　mg·L^-1,超出饮用水标准规定的0.3 　mg·L^-1.通过分析水源更换过程中水质的变化,提出了控制管网水质稳定的方法主要有提高pH、增加碱度、投加缓蚀剂和严格保证出厂水及管网水水质指标特别是余氯等.     

石羊河流域水资源及生态环境变化特征分析

针对石羊河流域水环境持续恶化的态势,调查分析了流域内水文和水化学环境变化的特征以及滥用水资源对生态环境的影响,表明石羊河流域水环境恶化的主要原因是水资源滥用.各类人工输水工程的建设改变了流域内水循环格局,导致下游河道断流,地下水补给量和泉水量减少;地下水持续超采,水位大幅度下降,矿化度升高,土地盐碱化面积迅速扩大,下游地区生态环境严重恶化.所以石羊河佑流域的综合治理必须以"水"为核心,地表水资源统一调度.并向下游倾斜;严格限制地下水开采量,使其逐年恢复到生态水位;发展节水农业,使大量水资源用于生态恢复;采取生物措施治碱,达到改良盐碱土、提高植被覆盖率和减少沙尘的功效;科学管理和调度水资源,建立人水和谐关系,保证区域内生态恢复和社会经济可持续发展.     

Effects of long-term amendment of organic manure and nitrogen fertilizer on nitrous oxide emission in a sandy loam soil

To understand the effects of long-term amendment of organic manure and N fertilizer on N2O emission in the North China Plain, a laboratory incubation at different temperatures and soil moistures were carried out using soils treated with organic manure （OM）, half organic manure plus half fertilizer N （HOM）, fertilizer NPK （NPK）, fertilizer NP （NP）, fertilizer NK （NK）, fertilizer PK （NK） and control （CK） since 1989. Cumulative N2O emission in OM soil during the 17 d incubation period was slightly higher than in NPK soil under optimum nitrification conditions （25℃ and 60% water-filled pore space, WFPS）, but more than twice under the optimum denitrification conditions （35℃ and 90% WFPS）. N2O produced by denitrification was 2.1-2.3 times greater than that by nitrification in OM and HOM soils, but only 1.5 times greater in NPK and NP soils. These results implied that the long-term amendment of organic manure could significantly increase the N2O emission via denitrification in OM soil as compared to NPK soil. This is quite different from field measurement between OM soil and NPK soil. Substantial inhibition of the formation of anaerobic environment for denitrification in field might result in no marked difference in N2O emission between OM and NPK soils. This is due in part to more rapid oxygen diffusion in coarse textured soils than consumption by aerobic microbes until WFPS was 75% and to low easily decomposed organic C of organic manure. This finding suggested that addition of organic manure in the tested sandy loam might be a good management option since it seldom caused a burst of N2O emission but sequestered atmospheric C and maintained efficiently applied N in soil.     

Rhodococcus sp. Ns对硝基苯酚的好氧生物降解

通过驯化富集培养,从红树林底泥中分离出6株硝基苯酚降解菌,其中Rhodococcus sp. Ns为对硝基苯酚（PNP）与邻硝基苯酚（ONP）的高效降解菌.在好氧条件下该菌可以耐受小于1.8 mmol/L的PNP,能够利用PNP和ONP为唯一碳源、能源和氮源生长并将其完全矿化.研究了Rhodococcus sp. Ns在不同pH、盐度与浓度范围下,PNP的降解特性并探讨了该菌降解PNP的途径.实验得出该菌在盐度<5‰、 pH>5的条件下能较快生长,1.5 mmol/L的PNP在96h内被完全降解,并检测到至少2种中间产物4-硝基儿茶酚(4-nitrocatechol)和1,2,4-苯三酚 (1,2,4-benzenetriol).红树林底泥中固有的细菌对PNP和ONP具有高效降解作用.     

Biodegradation of phenol by free and immobilized Acinetobacter sp. strain PD12

A new phenol-degrading bacterium with high biodegradation activity and high tolerance of phenol, strain PD 12, was isolated from the activated sludge of Tianjin Jizhuangzi Wastewater Treatment Facility in China. This strain was capable of removing 500 mg phenol/L in liquid minimal medium by 99.6% within 9 h and metabolizing phenol at concentrations up to 1100 mg/L. DNA sequencing and homologous analysis of 16S rRNA gene identified PD12 to be an Acinetobacter sp. Polyvinyl alcohol （PVA） was used as a gel matrix to immobilize Acinetobacter sp. strain PDI2 by repeated freezing and thawing. The factors affecting phenol degradation of immobilized cells were investigated, and the results showed that the immobilized cells could tolerate a high phenol level and protected the bacteria against changes in temperature and pH. Storage stability and reusability tests revealed that the phenol degradation functions of immobilized cells were stable after reuse for 50 times or storing at 4℃ for 50 d. These results indicate that immobilized Acinetobacter sp. strain PD 12 possesses a good application potential in the treatment of phenol-containing wastewater.