生物炭对严重酸积累的甲烷发酵系统快速恢复的促进效果

基于生物炭对互营氧化过程的潜在促进机理,针对严重酸化的中温餐厨垃圾与污泥共发酵反应器(TVFA高达59.7 g COD/L),通过批次实验考察了生物炭促进酸化反应器中过量积累的VFAs降解及发酵系统快速恢复的可能性。结果表明:20 g/L生物炭能够使酸化系统中大量积累的VFAs在20 d内开始降解。而未添加生物炭的空白对照组,直至60 d后批次实验结束,仍未有恢复迹象。随后,将同等投加量的生物炭投加到实际酸化反应器中,发现反应器的pH值由6.7迅速上升至7.3,积累的VFAs在10 d内出现明显下降。可见,生物炭可以有效促进过量积累VFAs的快速降解,这为实际厌氧发酵系统酸化后快速恢复提供了技术支持。     

北京大气PM2.5遥感监测业务化方法探讨

为探索卫星遥感监测大气ρ(PM_2.5)业务化方法,以北京为例,利用2013年MODIS卫星资料和北京35个地面自动监测站(下称自动站)的实时观测数据,以目前国内外应用最广泛的3种卫星反演大气气溶胶的方法——AOD(气溶胶光学厚度)、K_drya,0(气溶胶干消光系数)和R_a(气溶胶表观反照率)反演地面ρ(PM_2.5)的方法(分别称为AOD法、K_drya,0法和R_a法)为基础,结合地面ρ(PM_2.5)实测数据,建立了气溶胶反演参数与ρ(PM_2.5)统计关系,进一步测算了全市区域ρ(PM_2.5)的分布情况.结果表明:3种方法都具有较高的反演精度,其获取的全年ρ(PM_2.5)与地面实测数据的相关系数分别达到0.80、0.81和0.85,其中R_a法结果精度最高.从季节来看,R_a法在除夏季外的其他季节与地面监测数据相关系数都在0.70以上,优于其他2种方法.建议在春、秋、冬三季以R_a法,夏季以AOD法或K_drya,0法为基础进行北京PM_2.5业务化遥感监测.基于R_a法探讨了在2013年11月20—23日区域性大气重污染过程中北京PM_2.5区域分布特征和变化过程,卫星反演结果相对误差低于20%,直观地反映了区域大气颗粒物污染的时空分布规律.研究显示,三者都可以用来反演北京地区ρ(PM_2.5),其中R_a法最简便易行,尤其适用于业务化遥感监测.      

不同碳源加强A~2/O工艺脱氮除磷效果的研究

以人工配制的模拟城市污水为试验用水,采用76L的A~2/O反应器,以甲醇、乙酸钠和剩余污泥水解酸化液分别作为唯一碳源,研究了进水碳源类型对脱氮除磷和代谢过程的影响。结果表明:以甲醇为碳源时COD的去除率最高为97.04%;以乙酸钠为碳源时NH+4-N的去除率最高为99.5%,TP的去除率最高为95.91%;以酸化液为碳源时TN的去除率最高为70.18%。剩余污泥水解酸化液对脱氮除磷的影响效果不及甲醇和乙酸钠,但是以酸化液作为碳源不仅成本较低,还可实现废物资源化。综合考虑酸化液作为碳源最佳。     

高浓度PASC复合混凝剂的混凝动力学研究

以铝酸钠为碱化剂,合成了具有不同 Si/Al摩尔比的聚硅氯化铝复合混凝剂(PASC),采用透光率脉动检测技术并结合混凝效能和Zeta电位的测定结果,对PASC以及聚合氯化铝(PAC)、参比PACref在混凝过程中絮集物形成和增长的变化差异作了对比研究.结果表明,混凝过程中,Zeta电位、剩余浊度以及混凝指数密切相关.采用铝酸钠为碱化剂合成并引入硅酸钠的混凝剂,有利于提高凝聚速度和絮集物颗粒大小.在Si/Al摩尔比为0.10时处理效果达到最佳.     

AnMBR-Anammox耦合污水甲烷回收及自养脱氮的工艺特性研究

本研究分别启动了厌氧膜生物反应器(anaerobic membrane bioreactor, AnMBR)和部分亚硝化-厌氧氨氧化反应器(Partial Nitrification/Anammox, PN/A),两者达到稳态后耦合为"AnMBR+PN/Anammox"新系统,实现前段有机质甲烷化、后段自养脱氮的污水处理目的.耦合系统运行结果表明:化学需氧量(chemical oxygen demand, COD)在AnMBR的去除率为96%,其中80.3%的COD在此段转化为CH_4,Anammox内一定的反硝化作用进一步强化了COD去除,系统COD总去除率达97%以上;氮污染物经AnMBR处理后均以NH~+_4-N形态存在,再经PN/A处理后,总氮(total nitrogen, TN)平均去除率达78%;系统出水COD和TN值分别低于13和11 mg·L~(-1).因此,AnMBR-Anammox耦合系统在同步实现污水甲烷回收、自养脱氮、低碳氮排放方面具有显著优势,本研究结果为开发AnMBR-Anammox耦合新工艺提供了理论依据.     

长江口有机碳的时空分异及耦合行为

依据2014年5月、11月于长江口及其邻近海域两个航次的综合环境调查,对颗粒态有机碳（POC）和溶解态有机碳（DOC）在长江口水域的迁移分布及相互转化进行分析。结果表明,长江口DOC和POC浓度整体都遵循南部高、北部低,近岸高、远岸低的分布规律。春季DOC贡献率为18.44%～71.50%,均值为（46.78±13.87）%;秋季为25.46%～84.97%,均值为（63.35±14.63）%。在近岸水域尤其是最大浑浊带（TMZ）附近以POC为主;近海区则以DOC为主,且表层DOC贡献高于底层。长江口水域有机碳物源复杂且主要为陆源输入贡献,底层海洋和三角洲来源的贡献更高。在长江口水域DOC和POC之间存在着形态比例转化,主要受盐度和悬浮颗粒物（TSM）动态变化的控制;当水体中TSM浓度大于98.41 mg/L时,长江口有机碳以颗粒态为主,反之则以溶解态为主。TMZ是有机碳浓度和形态转变的重要场所,POC在此发生沉降并矿化,强水动力导致的解吸和微生物的降解作用可能会促使其向DOC转化。     

基于LMDI模型的黄河流域碳排放时空差异及影响因素研究

全面核算能源消费产生的碳排放量并明确其时空演变的影响因素是制定、实施及评估黄河流域碳减排策略的依据和保障。选取黄河流域9省（区）作为研究区,采用LMDI模型,计算了2003—2019年黄河流域能源消费产生的碳排放量,并对其时空差异及其影响因素进行了分析。结果表明：（1）从时间序列演化特征来看,在2003—2019年,黄河流域的碳排放量整体呈增长趋势,但增长幅度逐年收缩;（2）从空间分异特征来看,黄河流域上、中、下游的碳排放量呈西低东高的区域格局;（3）能源消费强度效应与经济增长效应分别是减缓和促进区域碳排放量增长的关键性因素,人口规模效应对于碳排放量表现为正向驱动作用,但影响程度较小,能源碳排放强度的抑制作用十分有限。最后,针对各影响因素提出了碳减排措施的对策建议。     

廊坊市夏季大气气溶胶消光特性及其来源

通过对廊坊市2016年5~9月的空气污染指标进行连续观测,分析了PM_2.5污染特征、消光特性,并进行来源解析及潜在污染区域分析.观测期间PM_2.5浓度为（43.82±28.68）μg/m,PM_2.5中SO₄^2-,NO₃^-,NH₄⁺,OC和EC分别占PM_2.5总质量的24.74%,22.98%,20.54%,8.79%和5.50%,各组分随着PM_2.5浓度增加而增加;气溶胶散射系数（Bsp）和吸收系数（Bap）分别为（294.54±257.35）,（16.05±9.14）Mm^-1,粗粒子（CM）对消光系数的贡献为11.12%,细颗粒子PM_2.5在大气消光中起主要作用,其中硝酸盐（32.23%）,硫酸盐（27.28%）和OM （20.56%）为最主要消光成分;PM_2.5主要来自工业（14.14%）、机动车（15.15%）、二次无机气溶胶（38.38%）、燃煤（22.22%）及扬尘和生物质燃烧（10.10%）,对消光系数的贡献分别为工业（1.32%）、机动车（17.25%）、二次气溶胶（55.57%）、燃煤（18.56%）,扬尘和生物质燃烧（7.32%）.后轨迹分析表明廊坊市以来自山东、河南的小尺度_,短距离和来自内蒙古东北部、中部的中短距离传输为主,占比接近80%,污染源的潜在分布区域主要是山东东北部、河南东部、山西东部、辽宁西南等地.     

基于随机森林与可变模糊集的城市洪涝脆弱性评估

洪涝灾害作为城市面临的重要自然灾害之一，对社会经济发展造成了重要的影响。首先从自然、经济、基础设施3个方面利用随机森林模型以数据驱动的方式筛选出了影响城市洪涝脆弱性的12项关键指标并据此构建了城市洪涝脆弱性评估指标体系。在此基础上，基于随机森林和熵权法计算指标体系权重，构建基于随机森林（RF）和可变模糊集（VFS）耦合的城市洪涝脆弱性评估模型（RF-VFS）。最后，以长江流域特大城市南京市为例，进行洪涝脆弱性评估，得到了影响南京市洪涝脆弱性的关键影响因素，并从完善城市洪涝管理政策、加强城市基础设施建设和防灾减灾应急措施3个方面提出了降低城市洪涝脆弱性的对策建议。结果表明：南京市洪涝脆弱性与汛期降雨量、硬地面积、地均GDP、城市道路网密度等指标呈较强关联；近20年南京市洪涝脆弱性等级呈上升趋势且高等级的年份出现频率愈加频繁，尤其是近5年洪涝脆弱性等级较高，研究结果与实际调研情况相符。该研究能为南京市相关管理部门加强洪涝管理和降低洪涝脆弱性提供决策参考，同时对其他城市的洪涝灾害管理也具有借鉴意义。