复合金属改性生物炭对水体中低浓度磷的吸附性能

通过FeCl_3和KMnO_4溶液对果壳生物炭进行浸渍改性,探索复合改性生物炭(Fe:Mn=1:1)对低浓度磷的吸附性能.结果表明,铁锰复合改性生物炭对低浓度磷的吸附效果远远大于铁改性及锰改性; SEM和FT-IR测定表明,铁锰复合改性后生物炭表面可能存在铁锰氧化物和铁氢氧化物.在磷浓度为0. 5 mg·L~(-1)、温度为298 K、固液比(mg∶L)为500时,吸附量为0. 96 mg·g~(-1).当溶液的pH为4～10,均具有较高的去除率和吸附量.等温吸附实验数据符合Freundlich方程,为多层吸附.吸附热力学研究表明,ΔG~θ0、ΔH~θ 0和ΔS~θ 0,说明该吸附是自发、熵增加的吸热过程.吸附动力学分析发现,改性后生物炭在60 min内基本达到吸附平衡,吸附过程符合准二级动力学方程,以化学吸附为主.可为天然水体和污水处理厂低浓度除磷提供理论数据支撑.     

鄱阳湖水生植被30年演变及其驱动因素分析

基于1983和2013年两次鄱阳湖综合科学考察植被调查结果发现，30年来鄱阳湖水生植被呈退行性演变。主要体现在：（1）水生植被面积大幅缩减，沉水植被面积减少37.7%，菱等敏感物种面积减幅为87.6%；（2）群落结构简单化，组成物种由5～8种下降至3～5种，苦草替代竹叶眼子菜成为优势物种；（3）生物多样性降低，单位面积生物量减少。驱动此演变的主要因素包括：（1）长期持续的低枯湖水位压缩了水生植物的生存空间；（2）湖水氮磷浓度增加恶化沉水植被的生境；（3）洪水灾害干扰沉水植物正常生长发育，诱发沉水植被演替；（4）过度的人类活动直接或间接损害沉水植被。为了遏制退行性演变趋势、保护湿地植被生态系统的健康，建议采取有力的湖泊管理措施，将人类活动控制在湿地生态系统可承受范围之内。     

基于GIS的全国山洪灾害风险评估

针对我国山洪灾害空间分布特点,基于自然灾害风险理论,确定全国山洪灾害风险评估模型。在大尺度山洪灾害危险评估比较研究的基础上,从可能引起山洪灾害发生的外界触发因子和可能遭受潜在损失的承灾体两个角度出发,选取山洪灾害风险评估指标构建指标体系。采用主成分分析法提取危险性指标主成分,层次分析法确定各指标权重,在GIS技术支持下,制作各因子指标分布图,开展全国山洪灾害危险性及易损性定量分析,完成全国山洪灾害风险定量评估并得到风险分区图。最后将风险评估结果与全国山洪灾害防治类型区进行比较,结果表明,山洪灾害风险分区与防治类型区吻合较好,高风险区基本分布在我国的山洪灾害重点防治区,未来山洪灾害防控重点可从影响山洪灾害风险程度的危险性因子和易损性因子入手。     

改性凹凸棒土/纳米铁复合材料与微生物耦合去除地下水硝酸盐氮的研究

地下水是我国重要的饮用水源之一,国内部分地区地下水NO₃--N含量超标,对人体健康造成潜在威胁.采用模拟装置考察改性凹凸棒土/纳米铁复合材料、反硝化细菌及其耦合体系对地下水NO₃--N去除效果及脱氮产物的变化特征.结果表明,在模拟地下水溶解氧[ρ（DO）为0.3 mg/L]、温度（15℃）和黑暗环境下,50 mg改性凹凸棒土/纳米铁复合材料与50 mg/L NO₃--N反应,7 d后NO₃--N去除率为43.7%,其中63.6%的还原产物转化为NH₄+-N,几乎无NO₂--N生成,TN去除率为15.9%;反硝化细菌体系中,7 d后NO₃--N去除率仅为9.7%,其中NO₂--N占4.1%,几乎无NH₄+-N生成,TN去除率为5.3%;在改性凹凸棒土/纳米铁复合材料-反硝化细菌耦合体系中,7 d后NO₃--N去除率为80.6%,其中NH₄+-N占33.2%、NO₂--N占12.1%,TN去除率为35.2%.研究显示,模拟地下水环境下,改性凹凸棒土/纳米铁复合材料-反硝化细菌耦合体系对NO₃--N去除效果最好,TN去除率高.      

清江流域水布垭水库二氧化碳大气廓线空间分布及其水环境效应

为了研究水库水体二氧化碳源汇变化时空分布格局及其影响因素，选择清江流域水布垭水库为典型示范案例，在2010年5月8日到9日开展了二氧化碳观测实验，获取了水库上空大气二氧化碳浓度垂直变化以及沿水库中心线二氧化碳浓度的变化特征。然后基于地理信息系统空间分析技术对观测点二氧化碳浓度数据进行空间插值计算，得到整个水库水体的空间分布特征，并与水环境因子空间分布情况进行比较分析。研究结果表明：水布垭水库上空大气二氧化碳浓度在05 m高度以下最高，然后向上依次降低，其空间分布从水库上游到坝前呈现增加的趋势。同时水库水体二氧化碳浓度变化受到表层水温、叶绿素浓度等水环境重要因素的影响，与水温和气温呈负相关关系，而与叶绿素呈正相关关系     

湄公河干流水电开发事前磋商机制

湄公河委员会是湄公河流域唯一的从事水资源开发管理的政府间国际组织,但其机构的制度有效性一直备受质疑。尤其是2003年订立的《通知、事前磋商和达成协定规程》在老挝沙耶武里水电站、栋沙宏水电站和北本水电站上相继应用后,不仅未能调和成员国在水资源开发问题上的利益分歧与矛盾,且规程本身也引起较大争议。随着湄公河干流水电开发的加速推进,中国参与次区域水资源开发治理的客观环境发生变化,迫切需要加强相关理论基础与实践研究,促进流域开发合作和可持续发展。为此,论文主要梳理了湄委会事前磋商机制的制度框架、管理机构及操作流程,在总结三次实践进展基础上,客观分析了该机制取得的成效和存在的问题,并提出补充注释说明文件、制定受益补偿条款、建立公众参与制度、完善事前磋商流程等四个方面改进建议。同时探讨了事前磋商机制对中国参与全流域合作的影响及有效应对策略,可为澜湄合作新机制下中国水资源开发合作政策的制定提供借鉴与启示。     

三峡水库蓄水至175 m后干流沉积物磷蓄积特征及释放潜力

为揭示三峡水库首次蓄水至175 m后,干流柱状沉积物磷的蓄积特征及其影响因素,于2010年10月下旬采集了三峡水库干流云阳至秭归等5个断面柱状沉积物样品,分析了沉积物粒径、有机质、矿物成分、总磷等理化特征,采用分级提取法分析了柱状沉积物各形态磷分布特征,并对三峡水库柱状沉积物磷的释放贡献率进行估算.结果表明,三峡水库干流柱状沉积物p H在7. 3～7. 8间,总体呈中性.沉积物组成以粉砂为主,含量为49. 4%～78. 6%,黏土为20. 6%～50. 6%,含砂量低于4. 4%,各断面中值粒径沿深度呈现出阶段性地增加或降低趋势.沉积物有机质含量为12. 94～53. 43 g·kg~(-1),从云阳至秭归断面沉积物有机质含量略有增加,碳氮比在4. 00～11. 64之间.三峡水库沉积物总磷为861. 86～1 024. 54 mg·kg~(-1),同一断面沉积物总磷垂向变化较小,且没有随深度变化呈现规律性变化趋势.三峡沉积物磷形态以钙磷为主,约占总磷含量的47. 83%～73. 90%,其余各形态磷所占比例较小.不同断面间磷形态垂向变化趋势差异较大.可交换态磷、铝磷及铁磷在个别断面表层0～4 cm范围内含量相对较高,而在16～20 cm处大部分断面沉积物各形态磷均不随深度发生变化.在同一深度下,不同断面生物可利用磷(可交换态磷、铁磷、铝磷之和,Bio-P)的含量及相对含量沿程分布趋势较为明显,从云阳至秭归断面均表现为沿程增加趋势. Bio-P相对含量为2. 78%～7. 05%,整体而言,三峡水库干流沉积物内源释放风险较小.沉积物生物可利用磷与有机质含量呈显著正相关(P 0. 05,N=50),有机质的分布和转化将影响三峡水库沉积物中磷的迁移和转化.     

二氧化锰纳米微球在电Fenton反应中的应用

通过简单的水热法制备了比表面积较高的MnO₂纳米微球,以之替代Fenton试剂中的Fe试剂,采用类电Fenton反应降解染料亚甲基蓝（MB）,研究其处理效果。实验结果表明:当MB溶液初始浓度为30 mg/L时,电压为10.6 V,MnO₂浓度为80 mg/L,H₂O₂浓度为20.4 g/L,保持pH为4条件下,MB在40 min内的降解率达到94.08%。分析了反应前后MnO₂的变化并提出其反应机理。该研究成果可为电Fenton技术的应用提供新的思路和理论依据。     

基于AHP-GIS的重庆市山洪灾害风险区划研究

山洪灾害风险评估与区划是山洪风险管理和决策的重要依据，可有效指导山洪灾害防治工作。利用重庆市2013~2015年山洪灾害调查评价数据，融合降雨条件、下垫面、人口条件、经济财产等多元参数，嵌入抗灾能力修正系数，建立重庆市山洪灾害风险性评价指标体系。利用层次分析法(AHP)确定各指标权重，并依托ArcGIS空间分析叠加功能得到重庆市山洪灾害危险性、易损性、风险性分布图。经多目标图层综合叠加与非监督聚类分析，将境内山洪灾害风险强度分为微、低、中、较高、高5个等级，其面积比例分别为14.97%、25.19%、24.41%、22.2%及13.23%。据此，将重庆市山洪灾害风险划分为渝东北高海拔山地较高风险区（1.42 km²）、渝东北中海拔山地中低风险区（1.12 km²）、渝东南中海拔山地高风险区（1.69 km²）、渝中部低海拔山地低风险区（2.07 km²）、渝西中低丘陵低微风险区（0.59 km²）及渝西低丘平坝较高风险区（1.34 km²）6个分区，风险度分布与分区结果客观反映了山洪灾害发生特点、分布情况、易发程度和防治迫切程度的区域差异。     

汉江中下游流域土壤侵蚀高风险期及优先控制区协同分析

土壤侵蚀高风险期和优先控制区分别指土壤侵蚀发生的主要时段和区域。基于月尺度土壤侵蚀高风险期及优先控制区识别，对水土资源保护具有实践意义。基于USLE模型，定量分析汉江中下游流域不同月份土壤侵蚀时空分布特征，采用土壤侵蚀高风险期及优先控制区协同分析方法，先基于侵蚀量-时间曲线定量识别流域土壤侵蚀的高风险期，再基于侵蚀量-面积曲线识别高风险期内的优先控制区。结果表明，汉江中下游流域2010年土壤侵蚀具有集中分布特点，严重侵蚀区域主要集中在流域西北和东南地区，占流域面积的11.70%；轻度及以下侵蚀区域主要集中在流域东部和南部坡度较低的区域，占流域面积的88.30%。流域土壤侵蚀的高风险期为4月和7月，侵蚀量占全年的69.12%，其中，7月土壤侵蚀量最高，占全年的41.83%，4月土壤侵蚀量占全年的27.29%。汉江中下游流域高风险期内优先控制区占流域面积的12.22%，其侵蚀量达82.01%，优先控制区主要分布在流域北部、西部及东南部分县市。通过优先控制高风险期内的优先控制区域可以大大提高土壤侵蚀的控制效率。