长沙市城区施工扬尘和土壤扬尘污染时空特征研究

随着我国城市化的迅速发展,大气污染问题成为影响人们生活幸福感的重要因素之一。施工、裸露地面等引起的扬尘成为城市大气颗粒物污染的主要来源。将GIS方法和原环保部《扬尘源颗粒物排放清单编制技术指南(试行)》推荐的计算方法相结合,估算出2016—2018年长沙市城区施工扬尘源、土壤扬尘源的颗粒物排放量,从时空分布特征与空间自相关等多个方面剖析了扬尘源的颗粒物排放情况。结果表明:长沙市扬尘源沿中心城区向西、北方向辐射,呈现出半圆环形的带状分布,以城乡接合部最为集中；2016—2018年,长沙市城区扬尘源排放量总体呈现逐年递减的变化趋势。研究结果与长沙市城区实际情况基本相符,可为长沙市扬尘污染控制策略的制定提供参考。     

洪灾风险分析的国内外研究现状与展望（Ⅰ）——洪水为害风险分析研究现状

从"洪水控制"到"洪水风险管理"是国内外防洪减灾形势发展的必然要求.全面了解洪灾风险分析的国内外研究现状,并分析其研究趋势是进行洪灾风险管理研究的基础性工作.从洪灾危险性分析和洪灾易损性分析和洪灾灾情评估分析等方面,综述洪水为害风险分析的国内外研究现状.     

基于投影寻踪的洞庭湖生态系统健康评价

以历史文献、图件及1986～2010年水沙、水质等实测资料为依据,选取环境要素、生物指标、水动力条件和外部指标等4类共13个表征洞庭湖生态系统健康状况的指标,采用加速遗传算法的遗传寻踪模型,基于matlab7.0平台对典型年洞庭湖生态系统健康状况进行评价。结果表明:（1）1986～2010年,洞庭湖生态系统健康样本投影值呈下降趋势。1991年左右出现较高点（投影值为1726 4）,2006年出现了较低点（投影值为1625 8）,而2010年投影值有所回升（投影值为1679 0）;（2）从空间分布上看,南洞庭湖健康状况相对较好,其次是西洞庭湖,最差的是东洞庭湖。这说明受湖泊围垦、退田还湖和三峡水库运用等影响,洞庭湖的水文水动力条件、湖泊生物多样性以及水质状况等发生了较为明显的变化,且各湖泊存在一定的差异     

洪灾风险分析的国内外研究现状及展望（Ⅱ）——防洪减灾过程风险分析研究现状

从防洪工程风险分析、防洪投资风险分析与防洪决策风险分析等方面,综述了防洪减灾过程风险分析的研究现状.防洪工程风险分析涉及到堤防工程风险分析、水库大坝安全风险分析和防洪调度风险分析等方面,而防洪投资风险分析则涉及到费用风险分析、效益风险分析和风险管理等方面.     

湘江长沙综合枢纽蓄水初期长沙段水环境参数的变化

以湘江长沙段5个监测断面9个检测项目的实测数据为依据,运用综合指数法、污染物分担率以及营养状态综合指数法,分析了湘江长沙综合枢纽蓄水初期长沙段水环境参数的变化。结果表明:从总体上讲,长沙综合枢纽蓄水初期,长沙段5个监测断面水体的氨氮、高锰酸盐、总磷(营养物质)、挥发酚、石油类(有机毒物)镉、砷、汞、铅(重金属)9项综合污染指数等级、污染物分担率,以及营养物含量等级在时空尺度上均呈不同程度的下降趋势,其中以重金属污染指数下降趋势最明显。改善长沙段水环境质量的主要原因是:1长沙经济结构的优化与调整;2长沙综合枢纽建设与库区长沙段治污工程建设同步;3长沙综合枢纽蓄水功能,当水库蓄至正常水位时,一方面使库区长沙段年最低水位上升约1.5 m;另一方面使库区长沙、湘潭、株洲三江段分别较多年平均水位抬高4~6m、2~4m、1~2m,如此增加了长沙段水量,从而对水体污染物起到一定的稀释、降解与输移作用。     

长沙地区不同水体稳定同位素特征及其水循环指示意义

分析不同水体中的环境同位素变化特征是应用同位素示踪技术进行区域水循环研究的必要基础.根据2012年1月至2013年12月对长沙地区大气降水、地表水(河水)及地下水(泉水、井水)的跟踪取样,分析了不同水体中δD、δ18O的变化特征.结果表明,由于水汽来源的季节差异,长沙地区降水中D、18O的组成呈现出明显的季节变化,降水中δ18O变化与气温、降水量等气象要素之间存在显著负相关,当地大气水线(LMWL)特征揭示了长沙地区湿润多雨的气候;地表水中δD、δ18O的波动小于降水,其稳定同位素值的季节变化相对于降水存在延迟特征,冬夏半年河水线(RWL)的差异表明地表水在不同季节的主要补给源有所不同;地下水中δD、δ18O的波动幅度最小,并且泉水、井水中δD与δ18O的变化范围以及平均值都非常接近,说明这两种水体间存在较密切的水力联系,干旱月份地下水δD、δ18O持续偏低,可能与树根对地下水的吸取加强有一定的关系.研究结果对于合理利用本地区水资源有一定指导意义.     

基于GIS的乡镇干旱灾害风险评估与区划——以河北省唐山市滦县为例

以河北省唐山市滦县为例,基于乡镇气象资料历史序列的构建,利用AHP决策分析法和加权综合评价法,结合GIS空间分析技术,对滦县干旱灾害风险进行评估与区划。结果表明,旱灾高风险区多发生在东部古马镇、雷庄镇、响嘡镇、油榨镇等;轻度旱灾风险区一般发生在西部及西北部的山丘地区,如杨柳庄镇、九百户等乡镇。通过实际历史数据验证,滦县干旱灾害风险评估模型比较客观,能够全面反映出滦县的干旱灾害风险水平。对不同的风险区域采取针对性的防治措施,能够最大限度地减少干旱灾害带来的损失。     

负载铁生物炭对雄黄矿尾渣砷的钝化效果

湖南石门雄黄矿矿区内大量As含量极高的尾渣,严重威胁着当地环境安全与居民生命健康.为推动实现对雄黄矿高As尾渣的稳定化处理,系统分析了FeBC（负载铁生物炭）对雄黄矿尾渣中As的钝化效果,并对FeBC钝化As的发生机制进行探讨.结果表明:水平振荡试验和合成沉降浸出试验（synthetic precipitation leaching procedure,SPLP）中尾渣As的浸出浓度分别为103.7和173.5 mg/L;FeBC的加入[矿渣与FeBC的比例（w/w）为4:1]使尾渣中As的浸出浓度降低72.2%~79.2%.在以模拟酸雨为淋溶液的柱试验中,FeBC处理使淋出液中ρ（As）下降79.1%~99.3%,As淋失总量减少92.8%,但酸雨淋溶量的持续增加使出水中ρ（As）随pH的降低而缓慢上升.FTIR（傅里叶红外光谱）分析发现,FeBC表面负载的Fe原子通过羟基与砷酸根之间的配位基交换作用吸附As是FeBC高效钝化尾渣中As的关键机制;同时,生物炭载体表面含氧官能团还可能通过氢键与As氧合阴离子或分子发生了吸附反应.研究显示,FeBC在钝化雄黄矿尾渣中高含量As方面具有突出优势,可用于快速降低矿渣中As的浸出毒性;但在长期酸雨淋溶条件下,可能需要设置酸度缓冲层以充分保障FeBC钝化As作用的稳定性和持久性.      

改性纳米零价铁对稻田土壤As污染的修复效能

为实现对稻田土壤As污染的高效修复,通过制备C-NZVI(壳聚糖基稳定化纳米零价铁),分析其对还原态亚砷酸〔As(Ⅲ)〕的吸附动力学和等温吸附特征,阐明典型竞争性阴离子/分子对C-NZVI吸附As(Ⅲ)效率的影响;在此基础上,重点研究淹水和拮抗性肥料对稻土As的强化溶出效应,揭示C-NZVI对稻土液相As的异位吸附去除与原位补充钝化作用.结果表明:准一级动力学和Langmuir等温吸附模型能很好地描述C-NZVI对As(Ⅲ)的吸附过程特征,该材料对As(Ⅲ)的最大吸附量为145.09 mg/g;当竞争性K₂HPO₄、H₃BO₃、Na₂SiO₃和CH₃COOH的摩尔浓度为0.05~0.50 mmol/L时,C-NZVI对As(Ⅲ)的去除率依然高达99%.在对稻田土壤进行淹水和依次施用NH₄H₂PO₄、(NH₄)₂C₂O₄、Na₂SiO₃三种拮抗性肥料条件下,稻土中累积溶出w(水溶态As)(18.1 mg/kg)达到土壤w(As)的30.0%;对强化溶出反应后的淹水稻土进行排水并利用C-NZVI对各步分离获得的含As液相进行异位吸附,As去除率为91.3%~99.8%,该过程使稻土中w(As)减少43.4%~52.6%;进一步利用1%和5%的C-NZVI对强化溶出后的稻土进行补充钝化,可使稻土中w(非专性吸附态As)降低94.7%~100%.研究显示,淹水强化条件下,利用C-NZVI对稻田土壤As污染进行异位去除与原位钝化的联合修复可为有效减控稻田土壤As生物有效性提供有益途径.      

滇南蒙自地区降水稳定同位素特征及其水汽来源

大气降水中δD、δ~(18)O值具有规律性变化特征,与诸多气象要素及水汽来源之间存在密切联系.根据2009年1月至2011年12月对滇南蒙自地区大气降水的连续性采样,结合欧洲中期数值预报中心(ECMWF)以及美国国家环境预报中心/美国国家大气研究中心(NCEP/NCAR)的再分析资料,并利用HYSPLIT_4.8后向轨迹追踪模型,分析了天气尺度下蒙自地区大气降水中δD、δ~(18)O的变化特征,探究了降水稳定同位素与温度、降水量、风速及水汽来源之间的关系.结果表明,蒙自地区降水中δD、δ~(18)O值表现出明显的季节变化,即干季偏高,湿季偏低;降水中δ~(18)O与温度、降水量之间存在显著负相关,但与不同气压层(300、500、700、800 h Pa)风速之间呈现出显著正相关,表明风速也是影响降水中δ~(18)O变化的一个重要因素;随着降雨等级的增加,其大气水线的斜率与截距也增大,说明降水稳定同位素存在一定程度的云底二次蒸发效应;水汽输送轨迹显示,干季降水的水汽主要来自于西风带输送及局地再蒸发水汽,而湿季降水的水汽主要来源于远源海洋水汽的输送,并且在受台风影响期间,降水中δD、δ~(18)O值更加偏负.