武汉地区夏季和秋冬季大气污染的天气概念模型

利用2013～2019年武汉市生态环境局监测数据、L波段雷达探空资料、NCEP/NCAR逐日再分析资料,对夏季和秋冬季武汉地区污染日的大气污染特征、边界层结构、环流形势、物理量场进行研究,建立了武汉地区大气污染的天气概念模型.主要结论如下:(1)武汉市空气质量具有季节性变化特征,大气污染程度四季分布表现为冬＞秋＞春＞夏.夏季首要污染物是臭氧,冬季首要污染物是PM2.5.(2)比较挑选出的夏季清洁日和污染日的气象要素特征,污染日逆温的平均强度约为清洁日的一倍,逆温底高一般在600 m以下,空气质量一般为轻度-中度污染;静风频率(37.1％)明显高于清洁日的静风频率(2.9％);污染日平均风速小(0.8 m/s),边界层内相对湿度较低.同样比较秋冬季两类天气的气象要素特征,污染日逆温底高低、厚度小,不及清洁日的一半,不利于污染物的扩散,易出现重度污染天气.静风频率(20％)高于清洁日的静风频率(7.5％),风速小(1.6 m/s),污染日边界层内呈明显上千下湿的格局.(3)建立了夏季大气污染的天气概念模型,污染日副高偏弱位置偏东,长江流域易少雨干旱;地面我国东部大范围地区处于均压场中,武汉地区为偏东北异常小风,不利于大气污染物的扩散.(4)建立了秋冬季大气污染的天气概念模型,长江流域环流平直少波动,配合地面弱低压的天气形势和较强的逆温使得大气污染物聚集在近地面.蒙古冷高压强度偏弱,使得入侵我国的冷空气强度偏弱;武汉地区为偏北小风,对雾霾的移除和稀释扩散作用差.该研究结论可供大气污染预测预警研究和环境管理部门大气污染的联防联控参考.     

湖北九宫山甜槠群落结构与优势种的空间分布格局研究

通过对湖北九宫山国家级自然保护区甜槠群落建立的1ha固定森林样地进行植物群落调查,分析了样地内木本植物物种组成、区系成分、种群径级结构和空间分布格局,结果表明:(1)样地内木本植物(DBH≥1 cm)共有132种,隶属于42科78属,其中,杜鹃花科、壳斗科、樟科、蔷薇科、冬青科等是优势科,短柄袍、鹿角杜鹃、青冈、长叶石栎、甜槠等是优势种.(2)样地内植物科、属的分布类型均以泛热带分布类型为主,分别为30.95％和20.51％.(3)样地内所有木本植物个体的径级结构均呈倒"J"型,幼龄个体数量大,森林群落更新状况良好.(4)样地内木本植物个体的空间分布格局以聚集分布为主,部分优势物种在小尺度上呈聚集分布,而在较大尺度上则为随机分布.     

汉江与嘉陵江源区黄土的风化成土强度及其在土壤系统分类中的归属

以汉江源区(李家河村)和嘉陵江源区(杨家山村)黄土剖面为研究对象,对其粒度、元素组成、团聚体等进行分析与对比,探究两地土壤成土强度与系统分类归属.结果表明两江源区的土壤风化成土特征级类明显不同:(1)两地土壤团聚体主要分布在0.25～1 mm范围内,但汉江源区(LJH)土壤上部的大团聚体含量R0.25值(83.73％)、平均重量直径MWD值(2.17)和几何平均直径GMD值(1.11)均大于嘉陵江源区(YJS)的土壤(其R0.25值为69.81％,MWD和GMD值分别为1.06、0.47),团聚体稳定性更强,而剖面中下部则相反,土体稳定性弱于后者;(2)嘉陵江源区土壤的风化程度仅达到低等向中等强度过渡阶段,与其相比,汉江源区土壤的钾钠比值和残积指数较高、硅铝铁率和淋溶系数较低,钙、钠等易溶元素风化淋失更强,产生的富铝黏土矿物更多,达到中等风化强度,故后者风化成土强度远大于前者;(3)在土壤系统分类中,汉江源区黄土母质发育的土壤可归为斑纹简育湿润淋溶土,嘉陵江源区土壤可归为普通钙积干润淋溶土.     

基于多功能协调的湖北省城市建设用地差别化绩效管控

城市建设用地差别化绩效管控是国土空间治理能力现代化的重要体现，也是土地政策精准投放的基础。从新时期城市建设用地的基本价值出发，构建基于经济生产、社会服务、生态保护、政治公平服务保障和科技文化培育五维功能的绩效评价指标体系，采用熵权法绩效评价模型和改进的协调度模型对湖北省城市建设用地五维功能绩效和协调度进行了评价，在此基础上通过“绩效-协调”差异性特征划分了不同类型区，并相应地制定了差别化管控政策。研究表明：湖北省城市建设用地综合绩效差异性表现为“中心城市最高，副中心城市次之，远离中心区域最差”的分布格局，而不同功能维度绩效差异性也较为明显，结合城市建设用地多功能协调程度来看，湖北省16个市域可划分为3类管控区，分别为多功能协调优化区、多功能潜力挖掘区和多功能适度强化区，并可分别从结构优化、功能协调、总量控制、增量供给、存量挖潜等方面对城市建设用地实行差别化管控。该研究可为建设用地双控行动与土地资源优化配置提供方法参考。 关键词： 土地利用；城市建设用地；绩效；多功能协调；差别化管控     

神农架大九湖后生浮游动物群落结构和水质评价

大九湖是南水北调中线工程的重要水源涵养地之一。为了解实施生态修复工程后浮游动物群落结构特征及水质污染情况，于2014年11月（枯水期）、2015年5月（平水期）和9月（丰水期）进行了3次采样调查。研究表明:共检出后生浮游动物36种，其中桡足类2种、枝角类5种和轮虫29种，轮虫丰度在3次采样中均占总丰度的80%以上，仅有的几种枝角类和桡足类也是小型种类或以幼体为主。11月优势种是寡污-β中污型-螺形龟甲轮虫（Keratella cochlearis）和晶囊轮虫（Asplachna sp.）；5月优势种为寡污-β中污和β中污型-螺形龟甲轮虫、迈氏三肢轮虫（Filinia maior）、无棘螺形龟甲轮虫（Keratella cochlearis tecta）、广生多肢轮虫（Polyarthra vulgaris）和萼花臂尾轮虫（Brachionus calyciflorus）；9月优势种是β-中污型-裂足臂尾轮虫（Brachionus diversicornis）、迈氏三肢轮虫和剪形臂尾轮虫（Brachionus forficula）。冗余分析（RDA）表明高锰酸盐指数(CODMn)是影响后生浮游动物污染类型分布的最关键环境因子。 关键词： 大九湖；后生浮游动物；污染类型；高山湿地湖泊     

以硝酸盐为主要氮源的反硝化除磷细菌驯化

以活性污泥为种泥,通过序批式反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR),在厌氧-缺氧-好氧交替的条件下驯化培养以硝酸盐为主要氮源的反硝化除磷细菌(Denitrifying Phosphorus-Accumulating Organisms,DPAO)。在330 d的培养时间内监测磷酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐等常规指标,并研究驯化不同阶段的一个周期内各指标的变化及进行相应的动力学分析。结果表明,随着驯化的进行,厌氧阶段释磷速率逐渐增加,释磷量也相应增大,出水磷质量浓度最终维持在0.8mg/L,去除率达到91.8%,硝氮全部去除。通过对16S r RNA测序结果的比对,得到聚磷菌占总菌的76.93%,反硝化除磷菌占聚磷菌的一半以上。而聚糖菌仅占5.13%,聚磷菌成为优势菌种。此外,在整个驯化过程中,水质和环境条件的变化使出水中磷质量浓度出现波动,而出水硝氮的变化不大。研究表明,以硝酸盐作为主要氮源培养反硝化除磷细菌的方式是可行的,并有利于聚磷菌对聚糖菌的竞争,使聚磷菌成为优势菌种。     

电化学开关表面活性剂对芘的可逆增溶作用

表面活性剂增强修复技术(SER)是目前行之有效的有机污染土壤修复技术,但SER技术存在表面活性剂与污染物分离困难、易导致二次污染、成本高等问题.基于此,提出采用具有电化学开关特性的表面活性剂(N,N-二甲基二茂铁甲基十二烷基溴化铵,Fc12)代替SER技术中的常规表面活性剂,发展基于开关表面活性剂的可逆增强修复技术(RSER).选取芘作为目标物,研究了Fc12在氧化和还原态对芘的增溶作用以及常见环境因素,如pH和温度对Fc12可逆增溶的影响.结果表明,相对于氧化态Fc12,还原态Fc12在其临界胶束浓度(CMC)以上时对芘表现出显著的增溶作用,且增溶能力随表面活性剂浓度增大而增强.温度对Fc12的增溶作用影响显著,例如,还原态Fc12在浓度为3 mmol·L~(-1)、25℃条件下时,芘的表观溶解度为0.779 mg·L~(-1),当温度增加到40℃时,芘的表观溶解度为0.971 mg·L~(-1),其表观溶解度增加了24.6%;但氧化态条件下,芘的表观溶解度仅增加了6.5%;芘的解吸率(芘在还原和氧化态Fc12的表观溶解度差值与还原态Fc12增溶芘的比值)由63.67%增加到71.27%.pH也显著影响Fc12的增溶,当pH值在6—10范围变化时,还原态Fc12的增溶作用呈现先增加后减小的趋势,且在pH 9附近增溶能力最强,而pH 8时芘的解吸果最好.     

稀土镧改性聚合硫酸铁机理分析及其应用

为进一步提高无机高分子絮凝剂的处理效果并降低处理成本,研究"一步法"絮凝剂制备工艺,同时引入稀土镧对絮凝剂进行改性处理,制备固体稀土镧聚合硫酸铁絮凝剂(La-PFS).实验通过响应面优化絮凝性能,研究结果表明.聚合温度为123℃、镧铁摩尔比为1∶105.56、OH~-/Fe摩尔比为0.19时,制备产品对高浊度废水除浊效率效果达到99.41%.引入稀土镧在一定程度上增长絮凝剂链状结构,增强吸附能力.在对造纸废水处理中,稀土镧聚合硫酸铁对造纸废水处理效果明显优于传统市售絮凝剂,絮凝沉淀速度有较大提升,浊度去除率达到68%,COD_(Cr)去除率达到35%.     

水中藻类对连续流动法测定总氮结果的影响

以天津市河道、水库为研究对象,在藻类增殖期采用连续流动法与碱性过硫酸钾消解法对水体中总氮进行比对监测,同时分析水中藻类分类和藻细胞密度。试验表明:虽然两种方法测定总氮的结果精密度基本相同,但二者之间的系统误差存在显著差异,连续流动法较碱性过硫酸钾消解法的测定结果低5.4%。两种方法测定总氮结果的相对偏差与水体中藻细胞密度呈正相关性,当水体中藻细胞密度﹥2.41×108L-1时,对连续流动法测定总氮的结果产生显著影响,相对偏差超过标准规范要求。