青岛市居民区降雨径流重金属的特性分析

为研究青岛市居民区降雨径流重金属的特性,在2014年7月22日和9月28日采集降雨径流样本45个,并化验分析了其中重金属Cd、Cu、Pb、Zn的含量。在此基础上,进一步分析了这些重金属的平均浓度、相关性、初期冲刷效应等。研究发现,降雨径流重金属Cu、Pb、Zn对城市水环境的污染不明显;而两场降雨径流重金属Cd差异明显。受干期长度和周边环境的影响,降雨径流重金属Cd有可能对城市水环境造成污染。降雨径流重金属Cu、Pb、Zn具有较强的相关性,而Cd与其他重金属之间相关性则较弱。降雨径流初期冲刷效应与降雨强度密切相关,降雨强度越大,初期冲刷效应越明显。研究结果可以为青岛市和其他城市居民区降雨径流重金属污染预测和控制提供科学依据。     

基于垂向沉积的近百年来鸭绿江河口环境演变分析

对鸭绿江河口剖面沉积物中生源要素和重金属含量的垂向变化进行了分析,探讨了重金属元素之间和重金属与生源要素之间的相关性,总结了近百年来鸭绿江河口地区的环境演变过程.结果表明,除Cu以外,Cr、Ni、Zn、Cd、Pb、As和Hg之间及它们与生源要素之间有着很高的相关性,主要来源于工业和农业污染物排放等,Cu与其他环境因子有着不同的来源,人类活动对鸭绿江河口地区环境变化贡献极大;鸭绿江河口地区的环境演变过程可以分为3个阶段;总体上鸭绿江河口地区的污染状况日益严重.     

电-生物耦合技术对偶氮染料的去除研究

酸性大红GR是一种较难生物降解的偶氮染料，采用一种电场和生物耦合的新型技术处理酸性大红GR模拟废水，并与单纯电化学法和好氧生物法进行试验对照。结果表明：反应6 h后，电化学法、好氧生物法、电-生物耦合技术对酸性大红GR的去除率分别达到15.7%、25.8%和71.2%，电-生物耦合技术能明显提高酸性大红GR的去除效果，起到强化生物处理的作用。在15 mA微电流条件下电-生物技术能克服50 mg/L酸性大红GR对好氧生物处理的抑制作用，为高浓度难降解染料废水的生物强化处理提供了可能。     

气体扩散电极在水处理领域中的研究进展

气体扩散电极（Gas Diffusion Electrode—GDE）作为阴极，通过氧气还原产生过氧化氢（H202），在亚铁离子催化剂存在的情况下形成Fenton试剂，从而间接氧化有机污染物，这方面的研究逐步引起人们的重视。本文综述了电极材料、电流密度、pH、催化剂等因素对处理效果的影响，提出了该方法存在的问题并对其发展趋势进行了展望。     

基于数据挖掘算法和数值模拟技术的大气污染减排效果评估

近年来,京津冀地区采取了大量污染减排措施进行大气污染治理,如何客观评估减排效果是目前大气环境领域的研究难点.为准确评估大气污染过程的减排效果,本文利用北京地区常规气象资料、国控站PM_(2.5)浓度资料,遴选了北京地区2018年3月11—14日和2013年3月14—17日两次空气污染过程,计算了大气容量系数、静稳指数,并利用KNN数据挖掘算法和WRF-Chem模式,对比分析了有无减排条件下的PM_(2.5)日均浓度.结果表明:两次空气污染过程的天气形势和局地气象条件较相似,就大气热力和动力的垂直结构来看,2018年空气污染过程比2013年空气污染过程的大气稳定性更强、边界层高度更低、环境容量更小,但PM_(2.5)峰值浓度却显著下降,平均浓度明显降低,PM_(2.5)小时浓度的增长趋势相对平缓,重污染持续时间缩短.KNN数据挖掘算法减排评估结果显示,该方法能够较好地预测PM_(2.5)日均浓度的变化趋势,2018年3月11—14日,在减排和不减排情景下PM_(2.5)日均值分别为171和229μg·m~(-3),减排使得污染过程PM_(2.5)平均浓度下降了25.3%.数值模拟结果与KNN数据分析结论吻合,进一步验证了减排措施的有效性.综合看来,2018年空气污染过程中PM_(2.5)浓度相比历史相似气象条件下的污染过程显著降低,这是长期大力度减排效果的体现.     

霾天能见度参数化方案改进及预报效果评估

为了选择适合京津冀地区能见度预报的参数化方案,为霾的预报提供更准确的能见度预报产品.根据实际应用需求,改进了基于气溶胶体积浓度建立的Chen等能见度参数化方案（S1）,并利用2017年2月快速更新多尺度分析和预报系统-化学子系统（RMAPS-CHEM v1.0）的预报结果,对比评估了该方案与基于PM_2.5浓度建立的参数化方案（S2）和Mie散射计算方案（S3）在京津冀地区的预报效果.结果表明：①模式系统对京津冀地区的PM_2.5浓度预报总体较好,预报值与观测值非常接近,二者的相关系数在大部分地区可达0.8以上,小时相对湿度的预报值与观测值相关在0.78以上,平均误差低于3.91%.②三套方案计算的能见度都能较好地预报出2017年2月京津冀地区能见度的时间演变趋势,且在大部分时间三者计算的能见度都非常接近.总体上S1计算的能见度最低,S3计算的能见度最高,S2居中.在京津冀大部分地区,S1的均方根误差和归一化平均绝对误差最低,S3的最高,S2居中且在北京地区表现最佳.③能见度大于10 km时三套方案计算结果都偏低,其中S3的平均误差和均方根误差最低,能见度低于10 km时,特别是对出现频率较高的1~5 km低能见度的预报,S1方案的平均误差、均方根误差和归一化平均绝对误差都是最低的,更适合京津冀地区霾天气能见度的预报应用.     

2014~2017北京市气象条件和人为排放变化对空气质量改善的贡献评估

2014～2017年北京地区霾日数和污染日数逐年减少,PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2和NO_2年平均质量浓度下降,污染程度缓解,采暖期中的11～12月尤为明显.针对空气质量的显著改善,从气象条件的改善和减排措施两方面进行探讨分析,并结合数值模式和大数据挖掘技术实现气象和排放对大气污染贡献率的定量化研究.结果表明,2017年与过去3 a相比,平均风速增加7. 9%,≥3. 4 m·s~(-1)的风速频次最高(10. 6%),≥70%湿度日占比最小(25. 1%);其中,采暖期与过去3 a同期相比,小风日数减少8. 6%、大气环境容量指数和通风指数平均增加约11%,边界层高度以3. 2%·a~(-1)的速率升高,尤其11～12月各要素改善更显著,且该时段内2014年各因子变化与2017年相似.非采暖期(4～10月)累积降水量558. 3 mm,仅次于2016年,有利于污染物的清除和湿沉降.利用WRF-CHEM对霾和污染频发的12月进行模拟发现,气象要素的改变导致2017年12月北京PM_(2.5)质量浓度较2014～2016年同期分别降低5%、38%和25%.因缺少政府实际施行的减排方案,无法利用WRF-CHEM量化气象和减排的具体贡献率,因此借助大数据挖掘算法,基于K近邻算法(KNN)和支持向量机(SVM)模型对气象和减排对空气质量改善的贡献进行评估,结果显示2017年减少的霾日和重污染日,65. 0%归因于减排的贡献,35. 0%归因为气象条件的改善.可见,气象与生态环境部门应继续加强数据开放共享,科学开展气象条件预报与减排评估.     

催化铁应用于草甘膦废水处理工艺改造的可行性研究

针对某化工厂草甘膦废水经厌氧-好氧生物处理后出水总磷浓度高,无法达到该化工区污水纳管标准的情况,应用催化铁方法对该废水现有处理工艺进行改造以提高出水水质。考察了催化铁方法对原处理工艺不同处理工段出水中磷的去除效果,发现该法可有效地去除生物厌氧池出水的总磷及正磷盐,去除率分别达到52．7％和83．13％以上,且使废水的BOD5／COD值显著提高,可从0．08提高至0．31,增强了废水的可生物降解性,有利于后续好氧生物处理的进行。研究表明在原处理工艺的厌氧池后增加催化铁处理段能明显提高最终出水水质。     

区块链与端边云技术赋能城市应急预警系统*

为解决现有城市应急预警系统（urban emergency early-warning system,UEES）存在的缺乏设备身份认证、数据共享性差、数据传输处理效率低、区域性智能自治能力不足等问题,根据区块链与端边云技术特点和现有系统的业务需求,提出区块链与端边云技术相融合的城市应急预警系统（UEES integrating blockchain and end-to-end cloud technology,UEES-BE）框架;对该框架存在的边缘节点认证与数据共享、区块链与边缘智能、边云协同分类分级分布式存储3个关键问题进行探讨;以城市内涝灾害预警为例,将区块链与端边云技术与城市内涝灾害预警系统业务相结合,提出4点优化建议。结果表明:区块链和端边云技术理论上可实现城市灾害安全、共享、实时、智能的预警,对构建城市应急预警系统具有指导意义。