基于多准则分析的非点源污染评价和分区——以北京怀柔区北宅小流域为例

非点源污染控制难度大、成本高,因此有必要对污染源划分等级,从而分别进行管理与规划.本研究提出了“风险评价-规划分区-分别管理”的非点源污染规划思路.“风险评价”在借鉴已有的非点源风险评价模型基础上,提出了基于多准则分析的非点源污染评价方法.该评价方法以土地利用因子、径流因子和距离因子为参评指标,采用改进的理想解法(Technique for order preference by similarity to ideal solution,TOPSIS)确定因子权重,减少了人为主观性;“规划分区”依据“适度保护、优先规划、重点管理”的原则,结合风险评价结果,可将流域划分为5类管理分区;“分别管理”是对各类管理区分别配以针对性的BMPs和生态工程措施.“风险评价-规划分区-分别管理”这套方法层层递进不仅能评价流域非点源污染,也能定量为流域内非点源污染源的管理提供科学方案.最后将该方法在北宅小流域进行了应用,结果表明,该方法克服了传统方法的过于主观、局限性大的缺陷,可为类似流域非点源污染评价和管理提供参考.     

湘中矿区不同用地类型面源Cd输出负荷的原位实验研究

受污染土壤重金属随降雨径流输出已成为河流、湖泊等水体重金属超标的主要来源之一,近年来日益受到关注.研究表明湘江中下游农田土壤重金属超标问题日益严峻,以镉超标最为严重.研究以湘中矿区Cd超标农业小流域为实验场,选取流域内水稻、旱田、荒草地这3类土地利用模式设置径流小区进行自然降雨水文过程的原位观测.结果表明,雨水pH值由春季到夏季呈升高趋势,径流水相溶解态Cd浓度呈明显的季节性差异,春季显著高于夏季,雨水pH值可显著影响土壤溶解态Cd向径流水相迁移,与径流水相溶解态Cd浓度呈负相关关系.相同降雨条件下,稻田径流水相溶解态Cd浓度显著低于旱田和荒草地,旱田与荒草地Cd面源输出负荷显著高于水稻田,由于降雨量差异,3类土地利用类型溶解态Cd面源输出负荷的季节性规律不明显.本研究可为流域尺度重金属面源输出负荷定量估算以及湘江流域水环境安全与水质预警提供数据支持和科学依据.     

Cost-performance analysis of nutrient removal in a full-scale oxidation ditch process based on kinetic modeling

A full-scale oxidation ditch process for treating sewage was simulated with the ASM2d model and optimized for minimal cost with acceptable performance in terms of ammonium and phosphorus removal. A unified index was introduced by integrating operational costs (aeration energy and sludge production) with effluent violations for performance evaluation. Scenario analysis showed that,in comparison with the baseline (all of the 9 aerators activated), the strategy of activating 5 aerators could save aeration energy significantly with an ammonium violation below 10%. Sludge discharge scenario analysis showed that a sludge discharge flow of 250–300 m3/day (solid retention time (SRT), 13–15 days) was appropriate for the enhancement of phosphorus removal without excessive sludge production. The proposed optimal control strategy was: activating 5 rotating disks operated with a mode of "111100100" ( "1"represents activation and "0" represents inactivation) for aeration and sludge discharge flow of 200 m3/day (SRT, 19 days). Compared with the baseline, this strategy could achieve ammonium violation below 10% and TP violation below 30% with substantial reduction of aeration energy cost (46%) and minimal increment of sludge production (< 2%). This study provides a useful approach for the optimization of process operation and control.     

多壁碳纳米管的制备与可见光催化性能

采用溶胶-凝胶法,制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)/CdS/TiO2复合半导体光催化剂。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见吸收光谱(UV-vis)等分析方法对光催化剂进行了结构表征,并考察了在可见光照射条件下MWCNTs/CdS/TiO2对甲基橙(MO)降解的光催化性能。结果表明,MWCNTs/CdS/TiO2能有效降解甲基橙。低浓度MO降解效果比高浓度好,光催化剂投加量为1.2 g/L即可达到较好的催化效果,酸性条件有利于光催化,投加适宜浓度的H2O(2低于10 mmol/L)时会和催化剂产生协同效果,浓度过大,催化效果下降。阴离子对催化效果有抑制作用,其中PO43-的抑制作用最强。所制备的复合催化剂具有较好的实际应用价值。     

基于IPCC方法的区域牲畜温室气体排放研究——以沈阳市为例

由温室气体的过量排放而引起全球气候异常越来越得到国际社会的认可。甲烷和氧化亚氮是仅次于二氧化碳的重要温室气体,牲畜尤其是反刍动物的肠道发酵和粪便是甲烷和氧化亚氮的重要排放源。我国是畜牧业大国,牲畜的温室气体排放是我国农村地区的主要排放源之一。我国现已提倡发展低碳经济,走节能减排的发展道路。针对我国现状和区域特点编制牲畜温室气体排放清单对于我国实施低碳经济、调整畜牧业产业结构具有重要的参考价值。文章基于IPCC方法针对我国区域现状特点,以选取特征值的方法估算了2005-2009年沈阳市农村地区牲畜因肠道发酵和粪便管理而产生的温室气体并对5年间的温室气体排放情况作了比较分析,结果发现5年间由牲畜产生的温室气体是先升后降总体上升的趋势,2007年的排放量达到最高,为187.14万t;对于牲畜种类排放源的分析中,牛类、羊类、猪是温室气体排放的主要牲畜种类,而马、驴、骡、家禽及兔占据了较少的排放量;对于畜牧业产值的分析中发现,5年间沈阳市的畜牧业增长了79.5%,2007-2009年沈阳市的畜牧业逐渐走上了产业发展与温室气体排放脱钩的发展道路。     

遥感技术在环境监测中的作用

本文对遥感(3S)技术在环境监测中的应用方法、技术等进行了论述.     

不同SRT条件下厌氧污泥中氮元素的变化规律研究

氮素是衡量污泥性能的重要指标之一,在污泥厌氧消化过程中,污泥中所含的四种氮素形态之间可相互转化,研究其过程中的氮素变化规律对于优化厌氧消化工艺具有重要的指导意义。通过对5 d和10 d两种不同污泥停留时间(SRT)的污泥厌氧消化系统的研究,分析氮元素的变化规律。研究结果表明,SRT为5 d天和10 d的两个系统中,均无亚硝态氮的累积,实验前期,10 d的系统中硝态氮的产生速率比5 d的快,但系统运行10 d后10 d系统的硝态氮的含量低于5 d系统。在两反应系统中,氨氮的变化规律十分接近,10 d的系统中氨氮含量一直高于5 d的系统。总氮含量的变化与氨氮含量变化一致,四种形态氮素中,对总氮贡献最大的是氨氮。实验过程中,两系统中均并无明显产气现象,在SRT小于等于10 d的厌氧反应器中,虽然有发生反硝化反应,但通过该反应去除的氮素极少。     

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。     

Kinetics of selective catalytic reduction of NO by NH3 on Fe-Mo/ZSM-5 catalyst

The catalyst of Fe-Mo/ZSM-5 has been found to be more active than Fe-ZSM-5 and Mo/ZSM-5 separately for selective catalytic reduction (SCR) of nitric oxide (NO) with NH3. The kinetics of the SCR reaction in the presence of O2 was studied in this work. The results show that the observed reaction orders were 0.74-0.99, 0.01-0.13, and 0 for NO, O2 and NH3, respectively, at 350-450℃. And the apparent activation energy of the SCR was 65 kJ/mol on the Fe-Mo/ZSM-5 catalyst. The SCR mechanism was also deduced. Adsorbed NO species can react directly with adsorbed ammonia species on the active sites to form N2 and H2O. Gaseous O2 might serve as a reoxidizing agent for the active sites that have undergone reduction in the SCR process. It is also important to note that a certain amount of NO was decomposed directly over the Fe-Mo/ZSM-5 catalyst in the absence of NH3.     

基于模态分析的某振动试验方法改进

目的对该试验夹具进行改进设计,使试验夹具首阶模态频率大于60 Hz。方法基于模态分析方法,分别采取改进夹具结构形式和改变夹具边界条件两种改进方式进行优化设计。结果根据模态分析结果发现,夹具结构形式改进对模态频率提高的效果不明显,改变边界条件能够显著提高夹具频率。改进后试验夹具首阶模态频率为69.5 Hz,大于试验输入载荷频率范围。结论试验夹具的固有频率应避开振动试验输入载荷频率范围,避免对试验结果造成影响。