地下水中氯代烃污染原位生物修复精细模拟研究

原位生物修复技术是修复地下水中挥发性氯代烃（VCHs）污染的重要手段之一.精细模拟修复过程是实现高效修复的关键.然而以往多数模拟VCHs修复过程的研究并未全面考虑VCHs自然衰减性质,势必会造成预测误差.因此,本研究针对当前VCHs原位生物修复模型的局限性,提出考虑VCHs自然衰减性质的原位生物修复Monod-Natural attenuation（M-Na）模型.该模型主要将自主开发的M-Na模型的源代码以用户自定义反应模块的形式嵌入到RT3D中.通过注入乳酸提供氢气进行原位生物修复含水层中四氯乙烯（PCE）污染,验证M-Na模型的精确性,并分析了修复过程参数变化（包括乳酸的注入浓度和速率）对修复效果的影响.算例分析结果表明,VCHs的自然衰减作用可以将修复产物乙烯（ETH）浓度提高10%左右,这在VCHs污染修复模拟过程中不可忽略;同时算例中乳酸的最佳注入浓度为30 mg·L^-1,最佳注入速率为200m³·d^-1.本研究成果有望为地下水VCHs污染原位生物修复精细模拟及高效修复提供模型参考.     

超深水水下分离器摆锤法下放风险分析

针对我国摆锤法下放安装风险分析研究空白的现状,基于工作安全分析与作业条件危险性评估法对水下分离器下放过程进行风险分析,考虑重力、海流力、浮力、阻力等多种复杂载荷,依据摆锤法下放步骤,分析水下分离器摆锤法下放过程受力情况,建立水下分离器下放过程受力关系。分析摆动过程中缆绳动张力随下放深度变化情况,为风险分析提出的有关水下分离器所受浮力、安装绳的动张力等参数的确定提供理论依据。最终建立水下分离器摆锤法下放风险评估体系,为我国摆锤安装法的工程应用提供技术支持与安全保障。     

基于水循环的通透式围填海平面设计理念探析

围填海是社会关注的热点,也是海洋管理的难点。我国的围填海长期以来保持较高规模,其科学设计、合理布局等问题已经得到管理部门的充分重视,人们也逐渐意识到水道分割、水体交换、通透式的平面设计是对海洋环境影响较小的先进理念。多年来,虽然我国的围填海工程中人工岛式、多突堤式和区块组团式的案例大大提高,但往往也存在刻意追求填海形态、忽视填海区块内和区块间的水体交换等问题。因此,如何对水网分割、水道往复的围填海平面设计理念进行深刻理解并大力提倡,保证填海区域的水循环性,已成为当务之急。在此背景下,文章分析了基于水循环的通透式围填海平面设计理念的内涵、原则,结合案例分析了这种理念下填海工程的优点,并从不同角度对我国围填海平面设计提出了有关建议。     

透水砖系统堵塞失效全过程对径流重金属控制效果的评价

针对透水砖系统堵塞失效对径流控制效果衰减的问题,考察了透水砖堵塞失效演化全过程时雨水径流重金属的输出变化特征,并采用综合污染指数法对不同堵塞节点透水砖铺装径流重金属污染进行风险评价。结果表明:透水砖堵塞程度增加可显著增大其表面径流溶解态和颗粒态重金属输出,且在透水砖堵塞程度达到30%后的场次降雨输出的重金属浓度明显上升;不同堵塞程度透水砖径流中重金属均出现了初期冲刷现象,初期冲刷效应强弱与透水砖堵塞程度呈正相关。透水砖堵塞前期各历时径流重金属污染风险较低,但随着堵塞加剧初期径流重金属污染风险变高,其中Cd和Pb是主要风险源。     

新一轮海洋功能区划的比较分析

利用对比分析法和GIS时空数据模型,研究2012版区划相对上一轮区划的变化,分析区划背景、现状、原则和分类体系的变化,并分析了本轮各级区划间的衔接特征及区划空间功能变化。结果表明:(1)本轮区划注重保障民生和陆海统筹,(2)区划目标得到量化,便于实施监督,(3)各级区划空间、时间衔接更加科学,(4)港口、工业城镇区空间上明显扩张,农渔业区、保护区、保留区保持稳定,矿产能源区、特殊利用区面积减少。     

增温对南亚热带季风常绿阔叶林土壤微生物群落的影响

土壤微生物是森林生态系统中重要的分解者,参与生物圈的物质循环和能量流动,对温度变化响应较为敏感。以鼎湖山南亚热带季风常绿阔叶林为研究对象,基于野外增温实验平台,采集0-10 cm和10-20 cm土层的土壤样品,采用磷脂脂肪酸(PLFA)方法并结合土壤理化性质的监测,探究气温上升对土壤微生物群落的影响。结果表明:(1)增温处理使0-10 cm和10-20 cm土层月均温分别显著上升1.24℃和1.17℃,土层湿度变化不显著;(2)增温显著增加了土壤硝氮含量,但对其他理化性质作用不明显;(3)增温组土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量碳氮比(C/N)以及微生物总磷脂脂肪酸含量与对照组差异不显著;(4)增温显著改变了土壤微生物群落结构,使细菌相对丰度、细菌真菌之比(B/F)以及革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌之比(G~+/G~-)显著增加,降低了真菌和丛枝菌根真菌的相对丰度;(5)进一步分析表明,土壤硝态氮和有机碳是影响土壤微生物群落结构变异的主要因子,两者共同解释了微生物群落结构60.5%的变异度。以上研究结果表明,尽管增温对南亚热带季风常绿阔叶林土壤微生物生物量作用不明显,但可通过对土壤硝氮和土壤有机碳含量的影响引起土壤微生物群落结构及其相对丰度的改变,微生物群落结构和相对丰度的变化又将通过影响微生物对土壤碳氮的同化作用,最终影响土壤的碳氮过程。     

基于GIS的百花湖流域土地利用变化与水质响应

利用ArcGIS和ENVI软件并结合Spearman分析法,探究百花湖流域1997年、2007年和2017年土地利用类型变化对5种水质指标年均值的响应。结果表明:1997—2017年流域内林地和建筑用地面积递增,耕地面积递减,林地占整个流域面积的50%以上;在土地转移中林地、建筑用地和耕地之间的转移最大,林地和建筑用地的增加主要来自耕地;1997年水质最好,2007年水质最差,2017年对流域实施水污染治理工程后水质有所改善;相关分析得出建筑用地、耕地与TN、TP、NH_3-N呈显著正相关,对TN、TP、NH_3-N有"源"的作用,林地与TN、TP呈显著负相关,对TN、TP有"汇"的作用。     

万峰湖水库回水区二氧化碳分压及扩散通量特征时空变化

为了解喀斯特高原水库回水区丰枯水期水体二氧化碳分压变化规律及二氧化碳扩散通量特征,本文以云贵高原喀斯特水库——万峰湖为例,于2016年9月和2017年2月对该水库回水区水体表层进行走航监测和采样,利用水质参数仪现场测定水体参数,其余水体参数于实验室做进一步测定分析,pCO_2通过水化学平衡原理和亨利定律计算得到.结果表明,丰水期回水区表层pCO_2变化范围为124.84—374.06 Pa,均值为219.580 Pa;枯水期回水区表层pCO_2变化范围为210.19—371.53 Pa,均值为290.607 Pa,丰水期pCO_2值小于枯水期.相关性分析得出,枯水期pCO_2与T(温度)呈负相关,且pCO_2与Cond(电导率)和TDS(总溶解固体物含量)呈正相关.而丰枯水期pH与pCO_2都呈显著负相关.丰水期和枯水期pCO_2均为过饱和状态,表现为大气CO_2的源(大气pCO_2值为40.63 Pa).通过计算得出该研究区CO_2扩散通量(F)丰枯水期分别为49.27—193.82 mmol·m~(-2)·d~(-1)、54.02—102.83 mmol·m~(-2)·d~(-1),平均通量为104.998 mmol·m~(-2)·d~(-1)和76.822 mmol·m~(-2)·d~(-1).与世界其他水库相比,库区水体丰枯水期CO_2扩散通量低于热带地区,普遍高于亚热带、温带地区.     

海域使用排他的类型、特征及计算方法研究

通过对传统观念上海域使用排他的对比,给出了用海排他的定义及与兼容性的关系,分析了海域使用排他的三种类型,总结了海域使用排他性的五大特征。据此,提出海域使用排他范围的界定方法,尝试给出了排他性的数学公式,并探讨了定量化计算的主要方法。     

挥发性环甲基硅氧烷的长距离迁移及总持久性模拟

cVMS（挥发性环甲基硅氧烷）的环境和健康效应近年来受到广泛关注.运用TaPL3模型探究了D4（八甲基环四硅氧烷）、D5（十甲基环五硅氧烷）和D6（十二甲基环六硅氧烷）3种cVMS在哈尔滨市、天津市和广州市3个城市环境下的长距离迁移性和持久性,并分别用CTD（特征迁移距离）和Pov（总持久性）表征;同时,通过灵敏度分析筛选模型中的关键参数.结果表明:①D4~D6的CTD_air（大气中CDT）范围为359~998 km,随cVMS分子量的增大而减小;Pov_water（水体中Pov）范围为10~34 d,区域和物质差异均不大.CTD_water（水体中CDT）的范围为328~4 383 km且D4 < D5 < D6;Pov_water（水体中Pov）的范围为276~44 802 d,随分子量增加而增大.②从区域来看,除CTD_air表现为天津市>哈尔滨市>广州市外,其余各值均为哈尔滨市>天津市>广州市,体现出环境参数对于模拟结果具有一定的影响;而CTD与Pov之间并无直接关系.③对于排放到大气的cVMS而言,对CTD_air影响最大的参数是空气中的半衰期和风速,对Pov_air影响最大的是空气中的半衰期;对于排放到水体的cVMS而言,对CTD_water影响最大的是lg K_OW（辛醇-水分配系数的对数）,而对Pov_water（水体中Pov）影响最大的是环境温度.④对于同一物质在不同环境中的模拟,其结果可能存在一定差异,因此在进行决策时要考虑环境因素.研究显示,cVMS具有中等的长距离迁移潜力,其全球尺度环境风险值得引起关注.