河流CO2与CH4排放研究进展

河流作为连接海-陆两大碳库的主要通道,其水-气界面二氧化碳(CO_2)与甲烷(CH_4)排放构成全球碳循环的重要环节,对全球气候变暖的贡献不容小觑.明确河流水体CO_2与CH_4产排过程、时空特征以及控制因素是认识河流生态学功能以及其对变化环境响应的重要内容.基于当前河流CO_2与CH_4排放研究进展,构建河流碳排放动力学概念框架(内源代谢、陆源输入),并从全球尺度、区域尺度、流域尺度综述了河流碳排放时空变异性特征以及存在的研究不足.在理解碳排放动力学概念框架和时空变异特征的基础上,构建了河流CO_2与CH_4动力学控制因子分层框架(内部因子:有机质、温度、营养盐;外部因子:水文、地貌、人类活动),深入探讨了河流碳排放的关键影响因素.最后,根据当前研究中存在的不足,提出河流碳排放应将纳入区域陆地碳平衡过程,今后研究重点应包括流域尺度上河流CO_2与CH_4内源产生与陆源输入相对贡献的量化研究、不同界面CO_2与CH_4产生与排放过程研究、高时空分辨率的监测数据的补充以及变化环境与人类活动干扰下河流碳排放的响应过程等,为理解河流生态学过程及生态系统功能提供基础,同时为我国进一步深入开展相关研究提供借鉴.     

一种多介质层波形潜流人工湿地处理重污染河水试验

我国河流污染严重,城市黑臭水体的比率日益增加。人工湿地作为一种高效低耗能的绿色处理技术,已被广泛应用于污染河水的治理。通过对比分析分层装填复合填料的多介质层波形潜流人工湿地和单一砾石填料的普通人工湿地处理重污染河水的效果,研究了特种基质填料强化脱氮除磷作用以及不同水力负荷条件的影响。试验结果表明:在水力负荷为0.2 m~3/(m~2·d)时,普通湿地对COD、NH3-N、TN和TP的去除率分别达到55.95%、77.85%、39.80%和54.94%;多介质层湿地对COD、NH3-N、TN和TP的去除率分别达到58.52%、75.99%、67.08%和57.31%。在水力负荷为0.5 m~3/(m~2·d)时,普通湿地对COD、NH3-N、TN和TP的去除率分别达到68.46%、90.73%、42.13%和53.70%;多介质层湿地对COD、NH3-N、TN和TP的去除率分别达到69.61%、89.94%、77.58%和68.63%,其脱氮效果明显好于普通湿地。以复合填料包分层装填的波形潜流人工湿地系统具有良好的脱氮除磷效果,有很好的推广应用价值。     

基于WebGIS的水环境模拟关键技术研究

近年来随着水环境模拟领域的发展出现了较多水环境数学模型,目前日益成熟的WebGIS技术是使模型使用变得简单化和直观化的一大途径.是在通过Flex和ArcGIS Server搭建WebGIS系统平台的基础上,利用PHP进行WebGIS和水环境模拟模型的数据交互,实现系统平台和数值模型的松散耦合.用户在浏览器端进行模型输入条件的设置,模型在远程服务器端进行运行计算,反馈的模拟结果通过RIA在WebGIS中进行多元化动态展示.该方法对一般模型具有适用性,可降低模型使用门槛,提高模拟结果展示和分析能力.     

苦草(Vallisneriaspiralis)对城市缓流河道黑臭底泥理化性质的影响

以苦草(Vallisneria spiralis)和城市缓流河道黑臭底泥为研究对象采用模拟实验方法,探讨了苦草对城市缓流河道黑臭底泥理化性质的影响.结果表明,苦草可以显著改善城市缓流污染河道底泥氧化还原环境.实验期间表层底泥Eh从-70 mV升高至90 mV;减少致黑物质亚铁的含量,实验组表层底泥降低25%,而对照却升高38%;促进铁、硫的自然循环,防止亚铁、H2S的累积;明显改善底泥黑臭现象,实验组表层底泥第7 d出现约3 mm厚灰黄色氧化层,氧化层随时间推移逐渐增厚,第28 d厚度为11 mm.该氧化层无明显恶臭气味.对照则在实验第14 d出现1 mm氧化层并维持至实验结束,期间恶臭气味未消减;种植苦草可显著提高沉积物致密程度,降低底泥含水率,有效改善表层底泥流动状态,且在段头浜、河湾、人工湿地景观等处不影响防汛等功能,对减少河道底泥冲刷迁移和抑制黑臭物质悬浮具有积极的生态学意义.     

Occurrence and distribution of hexabromocyclododecane in sediments from seven major river drainage basins in China

The concentrations and geographical distribution of hexabromocyclododecane (HBCD) were investigated in 37 composite surface sediments from seven major river drainage basins in China, including Yangtze River, Yellow River, Pearl River, Liaohe River, Haihe River, Tarim River and Ertix River. The detection frequency of HBCD was 54%, with the concentrations ranged from below limit of detection (LOD) to 206 ng/g dry weight. In general, the geographical distribution showed increasing trends from the upper reaches to the lower reaches of the rivers and from North China to Southeast China. Compared to other regions in the world, the average concentration of HBCD in sediments from Yangtze River drainage basin was at relatively high level, whereas those from other six river drainage basins were at lower or similar level. The highest HBCD concentration in sediment from Yangtze River Delta and the highest detection frequency of HBCD in Pearl River drainage basins suggested that the industrial and urban activities could evidently affect the HBCD distribution. HBCD diastereoisomer profiles showed that γ-HBCD dominated in most of the sediment samples, followed by α- and β-HBCD, which was consistent with those in the commercial HBCD mixtures. Further risk assessment reflected that the average inventories of HBCD were 18.3, 5.87, 3.92, 2.50, 1.77 ng/cm 2 in sediments from Pearl River, Haihe River, Tarim River, Yellow River and Yangtze River, respectively.     

辽河流域畜禽养殖污染源仿真研究

随着国家对流域水质改善要求的逐渐提高,流域污染源管理变得日益重要。提出了一种基于CPNTOOLS的辽河流域畜禽养殖行业污染源仿真技术,并采用CPNTOOLS软件对辽河流域内一家典型畜禽养殖基地进行了仿真研究,经过多次仿真与数据统计分析,分别得出了该畜禽养殖基地的CODCr,BOD5,NH3-N,TP,TN日排放量的正态分布均值在90%,95%,99%置信水平下的置信区间,并结合排水量分别计算出各污染物指标排放浓度的区间。结合BAT处理技术对污染物浓度削减进行了计算仿真,并得出了处理后CODCr,BOD5,NH3-N,TP,TN排放浓度的正态分布均值在90%,95%,99%置信水平下的置信区间以及排放浓度的极大值和极小值。     

河流健康评估的研究与应用进展研究

自20世纪50年代以来,河流健康越来越受到社会的广泛关注。河流健康的概念、评估方法、范围、内容和指标体系得到不断拓展和完善。目前常用的两类河流健康评估方法是综合指标评估法和指示生物评估法。综合指标评估法采用河流水文、水质、生态系统等多个指标,能较全面地反映河流生态系统的健康状况,但是存在指标数量不易精简、部分指标难以量化等不足支出。在实际应用中更为常用的是指示生物评估法,采用鱼类、大型无脊椎动物、浮游藻类等指示生物的动态变化反映河流健康状况,方法更为简单直观。     

河流健康评价标准研究——以贾鲁河流域郑州段为例

阐述了河流健康以及河流健康评价的概念,论述了河流健康评价的发展以及标准制定的原则和依据。并以贾鲁河流域(郑州段)为例,从生境状况、生物状况、生态功能三方面着手构建河流健康评价指标体系,并论述了该体系中各指标变量标准建立的过程。     

辽宁双台河口湿地生态安全评价

受人类活动强烈干扰,河口湿地的生态安全问题日益严峻。对湿地生态安全的评价研究应遵循"人—湿地"复合系统思想,文章坚持湿地可持续发展的时空观念,突出人为因素,兼顾自然因素,评价了双台河口湿地生态安全的空间状况,具体探讨了湿地核心地带生态安全的演化机理。结果表明:辽河三角洲地区生态安全水平空间差异较大,西市区、站前区为极不安全,鲅鱼圈区为不安全区,盘山县、双台子区、兴隆台区为临界安全区,老边区、大洼县为较安全区。双台河口湿地核心区所在的大洼地区,近7年来生态安全演变态势较好,由生态临界安全上升为较安全,但仍未达到理想安全状态,与周边县区生态安全等级不高有密切关系。最后提出了双台河口湿地生态安全的对策与建议。     

河道溢油事故环境风险评价中若干关键问题探讨

河道溢油事故已成为内河道突发性水环境污染的主要问题之一,尤其水源地突发性污染事件日益增多,对社会、经济和河道生态环境造成严重的不良影响。新建的水上项目必须通过溢油风险评价来分析项目建设投产后对周边的环境影响,目前溢油风险评价尚无统一的方法,且风险分析不够深入。本文基于国内外经典的油膜动力学模型及统计学等理论,明确溢油事故环境风险评价中事故源强、事故概率、溢油油膜影响范围、风险应急时间以及水厂吸水口关闭时间等几个关键问题的分析方法,以期进一步提高河道溢油事故的环境风险评价水平。