中国城镇生态环境遥感监测现状及发展趋势

城镇生态环境是国家生态文明和美丽中国建设的重要组成部分,而目前中国城镇化快速发展过程中出现了重污染天气、黑臭水体、土壤污染、城市热岛效应等突出生态环境问题。环境监测是掌握城镇生态环境质量状况、环境管理和环境执法的基础,遥感技术在城镇生态环境监测中发挥着重要作用。文章主要从通常关注的空气质量、水体水质、土壤污染和生态资源4个方面,从遥感数据源、遥感监测模型方法、存在问题等方面概述目前中国城镇生态环境遥感监测的总体现状,指出目前存在城镇复杂地表高反射噪声与气溶胶多次散射引起污染气体反演的不确定性、现有算法无法适用于高浑浊的城镇黑臭水体和高清洁的饮用水源地这两类特殊光谱特征水体、城镇土壤污染难监测、城镇地表温度与生态要素高精度反演等技术瓶颈,以及时空分辨率低、监测精度不高、技术体系缺乏、专题产品少、业务应用程度低等问题与不足,提出中国城镇生态环境综合监测亟需攻克的系列监测要素精度提升关键技术、业务应用模式、服务模式等发展趋势,为中国新时期生态环境保护、打好污染防治攻坚战、城镇化建设等重要工作提供支持。     

磁性双壁碳纳米管（m-DWCNTs）对水中全氟辛烷磺酸（PFOS）的吸附

本文以双壁碳纳米管(double-walled carbon nanotubes,DWCNTs)为基础材料，通过化学沉淀法制备了磁性双壁碳纳米管(magnetic double-walled carbon nanotubes,m-DWCNTs)，研究了pH和吸附剂投加量对全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate,PFOS)的吸附影响.采用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和VSM对吸附前后的m-DWCNTs进行了观察，并进行了吸附动力学模型和等温线模型拟合.结果表明，磁化后的双壁碳纳米管包覆了铁的氧化物，出现了Fe₃O₄的特征衍射峰，具有超顺磁性，饱和磁化强度为66.07 emu·g^-1. m-DWCNTs对PFOS的吸附更符合准二级动力学方程(R²>0.95)和Langmuir等温吸附模型(R²>0.95).随着m-DWCNTs投加量的增加，吸附量逐渐降低，去除率逐渐升高.吸附量随着pH值的增加而逐渐降低，...     

全氟辛烷磺酸的紫外光降解及降解机理

为优化全氟辛烷磺酸(PFOS)的紫外光降解条件及探明其降解机理,研究了PFOS在暗反应(Dark)、暗反应/碘化钾体系(Dark/KI)、紫外(UV)、紫外/碘化钾体系(UV/KI)、真空紫外(VUV)及真空紫外/碘化钾体系(VUV/KI)6种反应条件下的降解效果;在VUV/KI体系下,以单因素分析法研究了PFOS初始浓度、pH、KI添加量对PFOS降解效果的影响;通过中间产物分析提出PFOS在紫外光下的降解机理与路径. 结果表明:①在Dark、Dark/KI体系下,PFOS均不会降解;在UV、UV/KI、VUV体系下,PFOS降解率均低于30%;在VUV/KI体系下,初始浓度为200 μg/L、KI添加量为2 mmol/L,PFOS的8 h降解率可达70%. ②降低PFOS的初始浓度、提高pH、增加KI添加量均有助于PFOS的降解. ③轨道阱液质联用仪共鉴定出全氟辛酸(PFOA)、全氟丁酸(PFBA)、五氟乙烷磺酸(PFEtS)、五氟丙酸甲酯(MPFA)、三氟乙酸甲酯(MTFA)和三氟乙酸(TFA)等6种中间产物,PFOS的降解过程包括脱磺酸基团以及脱碳碳键反应. 研究显示,水合电子是PFOS紫外光降解过程中的主要活性因子,VUV/KI反应体系可有效去除PFOS,降解路径及降解机理的分析可为其他全氟化合物的紫外光降解提供参考.      

辽河流域非点源污染空间特征遥感解析

应用遥感技术研究了辽河流域非点源污染发生特征.将环境卫星遥感数据耦合非点源(non-point Source,NPS)污染负荷估算模型,探索基于遥感像元尺度的非点源污染估算方法,目的是分析2010年辽河流域非点源污染特征,从而明确非点源污染的重点防治区和防治措施,为辽河流域水环境污染防治提供技术支持.结果表明,2010年辽河流域总氮排放量为10.3万t,总磷排放量为0.68万t,化学需氧量排放量为13.1万t,氨氮排放量为1.8万t;目前,对于辽河流域主要的非点源污染类型为农业面源;2010年辽河流域面源污染对水质污染的贡献率表现为总氮67.4%,总磷76.4%,化学需氧量39.4%和氨氮21.9%;空间分布上辽河流域的南部是污染最严重的地区,其次是东北部.本研究结合遥感技术发展了以遥感像元为基本模拟单位的非点源污染负荷估算方法,明确了2010年辽河流域的非点源污染产生量和空间分布特征,为辽河流域污染治理防治工作提供了理论依据.     

一体化生物膜工艺处理滨海农村污水脱氮特性研究

通过模拟农村生活污水水质和间歇进水特点,考察一体化生物膜工艺对农村生活污水的脱氮能力。该工艺水解酸化池和局部循环曝气池有效容积比为13∶10,曝气装置位于局部循环曝气池中间底部,出水端设置斜管沉淀池,兼有泥水循环功能。装置连续运行30周,平均进水量为300 L/d,生物反应区HRT为4 d。研究结果表明:在出水BOD5平均质量浓度为15.5 mg/L时,出水TN、NH3-N、NO-3-N的平均质量浓度控制在16.9,3.53,13.2 mg/L以下,出水碳、氮指标均达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级排放要求。该工艺对间歇排放的农村生活污水具有较好的硝化能力,出水NO-3-N占TN含量的78.1%,而反硝化作用在一定程度上受到制约。     

基于形态学分析红枫湖沉积物中重金属的分布特征及污染评价

采用Tessier连续浸提法对红枫湖沉积物中Cd、Pb、Cu、Cr、Zn、Ni、Fe、Mn 8种重金属元素进行化学形态分析.应用次生相与原生相比值法(RSP)和次生相富集系数法(SPEF)对沉积物中重金属元素的人为污染进行评价,分析不同评价方法对结果的影响.结果表明:该湖泊沉积物中Mn主要以铁锰氧化物结合态存在,Cd主...     

膜生物反应器脱氮除碳环境的研究

利用膜生物反应器研究垃圾填埋场垃圾渗滤运行环境,在常温环境下,运行结果表明：膜能够截留大量并使世代时间长的硝化菌在最短的时间富集成为优势菌种,对垃圾渗滤液中氨氮具有高效的去除效率;氨氮负荷0.082~0.109gN/gMLSS.d,CODC r负荷0.136~0.192g CODC r/gMLSS.d,DO 2.0~3.5mg/L,脱除氨氮的效果较好,去除率在95%~98%,CODC r去除率60%~70%。     

CuSO4对松江鲈肾细胞系的毒性效应

本文研究了不同浓度的CuSO₄对55-65代松江鲈肾细胞系的毒性效应。采用MTT法测得CuSO₄ 24 h LC₅₀为154.34 μmol/L。酶活力测定的结果显示:超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽-S-转移酶（GST）的活性在CuSO₄浓度为0~300 μmol/L时,随浓度的升高逐渐升高,在300 μmol/L时达到最大值;谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的活性在CuSO₄浓度为100 μmol/L时达到最大值,随后随着CuSO₄浓度的降低逐渐降低。微核率随CuSO₄浓度增加而增加,最高达14.33‰,彗星实验发现在半致死浓度条件下松江鲈肾细胞拖尾率为54.00%、迁移长度18.41±2.94 μm,与对照组差异显著（p ＜0.05）。认为CuSO₄会引起细胞氧化酶活性的改变以及细胞核DNA损伤。松江鲈肾细胞系可以作为Cu2+污染的监测指标。     

块状型煤中甲烷的非等温吸附-解吸试验研究

为揭示煤中甲烷非等温吸附解吸规律,利用实验室试验方法,以块状型煤为研究对象,研究不同温度和压力下的甲烷吸附解吸过程。试验结果表明:相同温度条件下,随着压力的增高,吸附量增加并逐渐趋于平缓;同一压力下,解吸量小于吸附量,解吸出现滞后现象;相同条件下,型煤吸附量小于煤粉试样。不同温度区间,吸附解吸规律不同。在10～30℃,同一压力下,随着温度的升高,吸附量和解吸量下降幅度较大;在30～50℃,吸附量和解吸量出现先升高后降低的趋势,但变化幅度较小,温度变化对于吸附量和解吸量的影响较小。在10～30℃,温度是影响吸附解吸的主要因素。     

饮用水水源地环境质量遥感监测评价与应用示范

我国饮用水环境安全形势严峻,保障饮用水安全已经成为今后一个时期环保工作的重中之重。卫星遥感能够对水源地大范围区域内的环境状况进行快速、客观的监测,从而全面了解水源地及周边的水生态安全、风险源存在及变化情况,可有效补充传统的地面采样点环境监测方法的不足,提升水源地环境管理的综合监管水平。本文梳理了我国饮用水水源地环境质量遥感监测指标体系,提出了包含水域指标、陆域指标、监管指标的3个一级指标和13个二级指标的水环境质量评价体系,并通过案例开展了应用示范。