地表水环境遥感监测关键技术与系统

介绍了地表水环境遥感监测的关键技术与系统及其典型应用,其代表性机理模型和应用示范成果主要来自于中国科学院遥感与数字地球研究所的高光谱遥感团队在最近几年中取得的一些研究进展,主要包括建立了基于改进双峰法的水体分布自动化遥感提取方法,实现了简单、高效和高精度的水体提取；提出了大型湖泊长时序水量估算方法,并以青藏高原湖区为例,重建了典型湖泊面积、水位和水量序列；发展了基于“软分类”的典型内陆水体叶绿素a浓度反演方法,构建了基于生物光学模型的高度浑浊水体悬浮物浓度遥感反演半解析方法,提高了反演方法的区域和季节适用性；构建了基于水色指数的大范围湖库营养状态和透明度遥感监测方法,实现了全球大型湖库营养状态遥感监测,以及全国大型湖库透明度遥感监测；在此基础上,开发了地表水环境遥感监测系统,提高了水环境遥感监测效率,促进了卫星遥感在水环境监测中的高精度业务化应用。     

天津市地表水体与沉积物中7种高关注酚类化合物的污染特征与生态风险分析

为探究地表水体与沉积物中酚类化合物的污染分布特征和生态风险,选择天津市3个水源地与6条主要河流,采集了26个地表水样与6个沉积物样品,利用固相萃取与超声萃取、高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)测定了水样及沉积物中1-萘酚(1-naphthol)、壬基酚(nonylphenol, NP)、双酚A(bisphenol A, BPA)、2-苯基苯酚(biphenyl-2-ol)、3,4-二氯酚(3,4-dichlorophenol)、四溴双酚A(tetrabromobisphenol A, TBBPA)和对叔丁基苯酚(p-tert-butylphenol, PTBP)等7种高关注酚类化合物的浓度水平,并应用物种敏感性分布(species sensitivity distribution, SSD)法和熵值法(ecological risk quotient, RQ)评估7种酚类化合物水环境和沉积物的生态风险。结果表明,地表水样中7种酚类化合物均全部检出;其中壬基酚的检出浓度最高,其次为四溴双酚A、对叔丁基苯酚、1-萘酚、2-苯基苯酚、3,4-二氯酚和双酚A。沉积物中酚类化合物的污染分布规律与水样相似,除双酚A外的目标物全部检出。其中,壬基酚浓度比其他物质浓度高2个数量级。风险评估结果显示,壬基酚对水环境与沉积物存在不可接受的风险;而四溴双酚A、对叔丁基苯酚、1-萘酚、2-苯基苯酚、3,4-二氯酚和双酚A则对环境具有较低风险或者存在一定的风险。     

Biofiltration and disinfection codetermine the bacterial antibiotic resistome in drinking water: A review and meta-analysis

• Published data was used to analyze the fate of ARGs in water treatment. • Biomass removal leads to the reduction in absolute abundance of ARGs. • Mechanism that filter biofilm maintain ARB/ARGs was summarized. • Potential BAR risks caused by biofiltration and chlorination were proposed. The bacterial antibiotic resistome (BAR) is one of the most serious contemporary medical challenges. The BAR problem in drinking water is receiving growing attention. In this study, we focused on the distribution, changes, and health risks of the BAR throughout the drinking water treatment system. We extracted the antibiotic resistance gene (ARG) data from recent publications and analyzed ARG profiles based on diversity, absolute abundance, and relative abundance. The absolute abundance of ARG was found to decrease with water treatment processes and was positively correlated with the abundance of 16S rRNA (r² = 0.963, p<0.001), indicating that the reduction of ARG concentration was accompanied by decreasing biomass. Among treatment processes, biofiltration and chlorination were discovered to play important roles in shaping the bacterial antibiotic resistome. Chlorination exhibited positive effects in controlling the diversity of ARG, while biofiltration, especially granular activated carbon filtration, increased the diversity of ARG. Both biofiltration and chlorination altered the structure of the resistome by affecting relative ARG abundance. In addition, we analyzed the mechanism behind the impact of biofiltration and chlorination on the bacterial antibiotic resistome. By intercepting influent ARG-carrying bacteria, biofilters can enrich various ARGs and maintain ARGs in biofilm. Chlorination further selects bacteria co-resistant to chlorine and antibiotics. Finally, we proposed the BAR health risks caused by biofiltration and chlorination in water treatment. To reduce potential BAR risk in drinking water, membrane filtration technology and water boiling are recommended at the point of use.     

官厅水库入库断面水质多指标评价与演变特征分析

水体质量状况及其污染特征是流域水污染防治规划和治理措施制定的前提和基础。采用主成分分析和层次聚类分析等多元统计分析方法,选取溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量等10个不同类型的监测指标,综合评价了官厅水库入库断面八号桥2006—2017年丰水期和枯水期水质年际变化特征,识别了不同阶段关键污染指标。结果表明:各年份丰水期(9月)大多数水质指标均优于枯水期(5月),特别是粪大肠菌群和氨氮,但总磷和高锰酸盐指数的差异较小。根据水质指标年际变化情况,可将研究期分为污染严重阶段(2006—2007年)、污染改善阶段(2008—2015年)和污染全面好转阶段(2016—2017年)。大部分水质指标呈现逐年好转的趋势,特别是粪大肠菌群、氨氮和五日生化需氧量,但总磷仍是官厅水库入库河流的重要污染指标。     

羊八井地热区典型植物对氟的吸附富集特征探究

采用水浴提取法处理羊八井地热区土壤和植物样品中可溶性氟，并用离子选择性电极法测定提取液及地热水中的氟。结果表明，地热水中氟离子最高为162 mg/L，土壤和植物中水溶性氟分别为347 mg/kg~937 mg/kg和189 mg/kg~164 mg/kg。氟离子在不同植物中的分布差异较大，嵩草属植物富集氟离子的能力最强，故可利用植物修复技术对高氟地热水、土壤净化处理，以降低氟污染。     

城市水环境智慧水务系统建设探索

在大数据、物联网、云计算、人工智能等新技术的基础上,结合城市信息化现状,整合全部涉水资源,从水务业务应用的实际需求出发,明确智慧水务建设目标,以"5+3+1"的模式建设智慧水务信息化系统,主要包括5个一整体架构(智能感知网、数据中心、服务平台、业务应用体系、技术规范体系)、3大板块(业务管理、运营管理、辅助决策)和1个综合监管平台。     

不同火灾规模下隧道水幕线性喷水强度的研究

为了探究火源功率和水幕线性喷水强度对烟气特征参数和水幕阻烟隔热能力的影响，以全尺寸隧道为研究对象，采用FDS数值模拟方法，还原验证了前人使用的小尺寸模型，研究了20组工况下烟气特征参数变化的规律。研究结果表明:根据相似性原理还原后的全尺寸模型在相同工况下的模拟结果与小尺寸实验基本一致；水幕系统降低遮光率的效果随线性喷水强度增加而增强，当线性喷水强度增至一定程度时，遮光率和隔热效率无明显变化；对于中、大型规模火灾，水幕有效作用时间出现减少的情况；火源功率为5，20，30 MW的小、中、大规模的隧道火灾，综合考虑经济性和水幕效果，建议分别选择水幕的线性喷水强度为8，14，16 L/(s瘙
簚m)。     

江苏省水质全要素代表性监测体系的设计

为了评价并进行城市水环境质量考核排名,介绍了江苏省组织开展涵盖地表水、饮用水、地下水、近岸海域和城市内河5种类型"全要素、代表性"水质监测断面(点位)体系建设工作的情况以及全要素断面设置的基本原则和做法。分苏南、苏北、苏中3个区域,对全省地表水监测代表性进行了量化计算,结果表明,调整后全省水质综合指数极差从41.07降至7.17,标准差从3.16降为0.49;采用德尔斐层次分析法分析,设计了水质代表性指数,含1项一级指标、5项二级指标、12项三级指标,计算表明,调整前全省水质代表性指数得分为69.1分,调整后为88.7分。将调整结果进行论证后再与各市环保主管部门交换意见,取得最终一致后正式实施。     

阿什河底栖动物群落特征及影响因子

阿什河作为松花江的一级支流,全境包含了从Ⅰ类到劣Ⅴ类的各种类型水质。通过对阿什河沿线底栖动物群落构成进行调查,结合典范对应性分析(CCA)对底栖动物群落与环境因子进行相关性分析得出结论,溶解氧和高锰酸盐指数为研究区域内底栖动物群落构成的主要限制因子。为分析不同水质条件下底栖动物种群变化成因和从生物学角度提出阿什河治理方法提供技术依据。