大气污染物负荷优化分配的一种简化方法

本文研究线性规划方法用于大气污染物负荷优化分配问题，在保证优化模型解不变的前提下，文中提出了一种减少约束方程个数的简化方法，并给出了试验结果。     

总量控制负荷分配技术及经济分析

本文介绍了最优组合分配、公平均衡分配和协调优化分配三种类型的总量控制负荷分配技术,并进行了技术经济可行性分析比较,以提供在当前推行排污许可证制度工作中不同地方量力择优选用时的参考。     

基于种植结构改进的SWAT模型模拟乌梁素海流域面源污染负荷

乌梁素海是黄河流域最大的湖泊湿地,其地处河套灌区,是灌区排水的承泄湖。多年来面临着严重的水生态系统功能退化、水环境污染等问题,而改善和治理湖泊水环境的基础是要厘清乌梁素海流域灌区退水导致的农业面源污染负荷问题。基于无人机获取的高分辨照片与遥感影像和地面实测数据相结合所获取的精准种植结构数据可作为SWAT模型输入的土地利用数据,以确保对农业面源污染迁移转化过程的模拟更接近真实情况。结果表明,基于作物种植结构数据对流域径流模拟精确度较高,率定期R²为0.74,NES为0.81,验证期R²为0.78,NES为0.67。TN和TP在2010—2020年间整体呈逐渐下降的趋势。季节分析发现,TN和TP均表现为春季负荷量较高。空间分布表明,乌梁素海流域总氮年均负荷量在南部的河套灌区较高,北部草原区较低,在流域东部番茄、瓜果、甜菜等经济作物集中分布的区域,TN负荷量为30~45 t·a⁻¹;总磷污染物负荷量的空间分布与总氮基本一致,主要分布在以玉米和葵花为主的子流域,TP年均总输出量均超过10 t·a⁻¹。本研究结果可为乌梁素海流域面源污染治理及种植结构调整提供参考。     

区域间水环境容量多目标公平分配的水环境基尼系数法

基于区域间水环境容量分配的控制指标和公平性准则分析,应用水环境基尼系数概念,以定量表达各公平性准则;并将各控制指标的水环境基尼系数均达到最小值作为界定多目标公平性的标准值。以此为基础,以各区域水环境容量分配比例为搜索变量,以水环境基尼系数达到多目标公平性标准值为目标,采用多目标最优化方法确定区域间水环境容量公平分配方案。应用该方法,对长乐江流域水环境容量在区域间的分配进行了实例分析。结果表明,将水环境基尼系数作为水环境容量分配结果的公平性衡量指标具有客观性,确定的水环境容量公平分配方案体现了多目标公平性。水环境基尼系数法可以推广至同一层面、具有可比性的排污单位间水环境容量公平分配问题上,且方法简单、可靠。     

基于公平与效益原则的流域水污染负荷分配研究

为改善流域水环境质量,以乡镇单元为流域污染物总量控制单元,基于公平与效益原则构建了多目标水污染负荷分配模型,分别采用理想点法与基于淘汰算子的改进非支配排序遗传算法Ⅲ(NSGA-Ⅲ-EO)求解分配模型。以眉山市东坡区江东片区为研究区,对研究区COD入河总量进行分配,分析了两种求解算法的优化性能,并制定了兼顾公平与效益的污染物排放方案。研究结果表明：理想点法获得的优化分配方案具有较高的污染物削减率(16.65%);NSGA-Ⅲ-EO得到的综合最优分配方案的效益与公平性更佳,其中污染物削减率为12.70%,综合环境基尼系数为2.489 8,环境效益为37.84亿元,污染排放成本为89.89亿元。证实了流域污染总量控制中存在兼顾社会公平和效益的均衡策略,构建的优化模型可为流域污染防治提供多种可选的污染防控方案,为各利益主体提供策略参考。     

陆海统筹的南流江流域污染物总量分配研究

综合考虑广西南流江流域陆域和廉州湾海域水质目标,遵循南流江流域、南流江河口、廉州湾近岸海域的污染路径,构建了基于陆海统筹的南流江流域污染物总量分配技术体系。首先,以廉州湾近岸海域环境功能区水质目标为约束条件,计算入海化学需氧量(COD)、氨氮、总氮(TN)和总磷(TP)的最大允许排放量,分别为24 494、3 425、10 052、776 t/a。然后以南流江河口最大允许排放量和南流江流域水功能区水质目标为约束条件,计算南流江流域陆域COD、氨氮、TN和TP的最大允许排放量,分别为126 365、5 403、8 939、1 127 t/a。为实现入海总量的控制目标要求,重点应在南流江流域削减污染物排放量,到2020年,南流江流域主要污染控制工程项目的削减能力已超过2020年污染物总量控制削减量,因此2030年实现南流江和廉州湾控制断面全面稳定达到相应功能区水质目标压力不大。     

基于容量迭加法的乌梁素海承载力计算

湖泊承载力的计算一般建立在水环境容量的基础上,而水环境容量的确定涉及污染物降解系数。由于乌梁素海的挺水植物、浮水植物和沉水植物呈相间分布,时有共生,分布面积也各有差异,并伴生着多种藻类,因此该湖的降解系数的确定存在一定的难度。容量迭加的方法避开了降解系数确定的问题,其物理意义明确,容易操作。应用容量迭加的方法对乌梁素海2006年5～10月的COD、TN和TP的环境容量进行了计算。从结果可以看出,水生植物群落分布和水生植物量决定了湖区对污染物的降解能力,直接影响其水环境容量。在此基础上,确定了乌梁素海5～10月的水质承载力CCPZ,将当地的社会经济发展状况与湖泊水环境承载力结合起来。计算求得CCPZ=1.115>1.0(当CCPZ=1.0时,湖泊实际承载的社会发展与允许值平衡),说明集水流域中的社会经济发展水平超过了湖泊所允许的水环境承载力,需要调整产业结构,从污染源控制污染物的排放,降低对湖区水环境的压力,实现社会、经济和环境协调可持续发展。     

上海市青浦区农业非点源污染的流域分配研究

根据遥感技术得到的土地利用类型、河网、道路、圩区等信息,结合地理信息系统(GIS)的空间分析功能,建立了在多种空间因素影响下确定农业非点源污染负荷的流域分配方法。在此基础上,以上海市青浦区为例,得到了该区各河段中的污染负荷量．从而为寻求流域内合理的土地利用模式和农业非点源污染排放总量的控制方法提供决策依据。     

基尼系数法在新疆COD总量分配中运用探讨

借鉴经济学中评价贫富差距的基尼系数理论分配区域水污染物(COD)削减总量,基于基尼系数的内涵建屯一套适合新疆的COD总量公平削减方法.以2008年新疆各地州(市)COD总量削减为例,采用基尼系数法计算出水资源量,GDP和人口对水污染物(COD)总量分配的基尼系数,从公平性的角度结合计算结果进行量化分析并提出削减方案.结...     

湖泊富营养化治理成效阶段水环境特征研究——以贵阳市饮用水源地红枫湖为例

红枫湖是贵阳市重要的生活饮用水源地,20世纪90年代末期水体污染严重。从2008年开始进行综合治理,2011年起进入治理成效阶段。为了对治理成效期的水质状况有全面了解,为进一步污染治理和生态调控提供科学依据和对策,利用富营养化指数法和主成分分析方法对2011—2013年水体富营养化状态特征进行研究分析。结果表明:(1)在监测期,红枫湖始终保持中营养状态不变,但呈现逐年减弱的趋势,水质达标率逐年升高。(2)全湖的综合营养状态指数存在明显的时空异质性。(3)影响红枫湖水体质量的主控因子为叶绿素a、pH、透明度、总磷和高锰酸盐指数,总氮对其影响不显著。(4)在下一步治理中,继续加强外源性治理的同时,须加强水体内源性污染的治理工作,促进水质进一步好转。     

西湖沉积物中元素分布特征研究

分析测定了西湖沉积物（２０ｍ钻探样品）不同层次中Ｆｅ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｈｇ、Ｃｒ、Ａｓ、Ｃｏ、Ｖ等１５种元素的含量，并根据元素的分布特征探讨了西湖沉积物的形成发展及重金属污染状况。     

陕北能源化工基地某工业园区水污染物排放总量控制研究

基于水污染物总量控制思路,以陕北能源化工基地某工业园区为研究对象,分析工业园区主要水环境问题及原因,分别对园区企业和集中污水处理厂提出排水水量、水质控制要求,从工程技术措施和管理手段上提出了明确的解决方案和要求。结果表明,各项减排措施实施后,COD、氨氮、石油类物质分别削减49.4%、71.0%、72.6%,园区排水总量控制在1.18万t/d,最终保证园区水污染物总量控制目标的实现。     

通化市创建国家环境保护模范城市期间主要水污染物削减对策的研究

分析了通化市主要污染物排放现状及其创建国家环境保护模范城市(简称创模)的基础条件。预测了2013-2015年通化市农业源、城镇生活源、工业源新增的COD及氨氮排放量,在削减空间有限的条件下,结合环境统计数据分析,合理测算新增项目削减潜力。提出了通化市在创模的3年里,应以重点工业企业深度治理、生活污水设施扩建以及畜禽养殖干清粪工艺改造等为抓手,扎实推进污染物减排工作,以期达到创模考核的目标要求。     

前置库技术在太湖流域面源污染控制中的应用探讨

根据前置库技术控制流域面源污染的基本原理以及在国内外的进展情况,分析了太湖流域利用前置库技术的可能性、可行性,研究提出了适合于太湖流域面源污染控制的强化净化前置库方案,为太湖地区及其他平原河网地区面源污染控制提供了一个可以考虑采用的方法。     

(汍)汊湖水体和表层沉积物中有机氯农药分布特征

用GC/ECD内标法定量测定了(汍)汉湖水体和表层沉积物中的有机氯农药(OCPs).(汍)汊湖水样和表层沉积物中20种OCPs均有检出.表层沉积物上层中(0～2 cm)的OCPs明显高于下层(2～10 cm),这是(汍)汉湖具有稳定的水动力条件所致.氯丹在表层沉积物中浓度最高,与该化合物在环境中的强稳定性以及在该地区的大量使用有关.表层沉积物样品DCHsO2上层OCPs中o,p'-DDT主要成分,表明近期可能有新的DDTs,特别是含大量o,p'-DDT的三氯杀螨醇的使用.DDD/DDE则显示表层沉积物上层DDTs的降解主要处在厌氧条件下,而下层处在好氧条件下.     

纺织行业水污染物排放量的关键影响要素研究

分析了2005—2012年纺织行业单位产品的用水量、主要水污染物排放强度和排放浓度的变化趋势,并采用灰色关联度分析方法,对各要素与行业主要水污染物排放量进行了关联分析。结果显示,2005—2012年中国纺织行业主要水污染物的排放强度显著下降,2012年COD和氨氮的排放强度分别为5.93、0.41kg/t,相比2005年分别下降了51.9%和39.7%。与纺织行业COD排放量变化最为密切的指标是单位产品的废水排放量、单位产品取水量与单位产品COD排放量,说明纺织行业生产工艺的提升对行业COD排放量的降低有较为密切的关系。与氨氮排放量变化最为密切的指标是单位企业产品产量、氨氮平均排放浓度与总量类指标,说明企业规模、末端治理工艺与氨氮排放量有较为密切的关系。     

饮用水功能区水环境健康风险阈值体系研究

结合天津市饮用水功能区水环境现状,筛选出14种特征污染物,通过危害识别将其分为化学致癌物、非致癌有毒物和特殊物质3类。针对不同类别污染物建立健康风险评价模型,给出化学致癌物的致癌强度系数、非致癌有毒物参考剂量、人均寿命、不同年龄段人群日均饮水量和平均体重等参数,建立针对不同人群的饮用水功能区水质风险阈值体系。在此基础上,对天津市饮用水功能区——于桥水库进行水质风险进行评价。结果显示,于桥水库国控监测点位10个监测指标中,氨氮、挥发酚、汞、铅具有健康风险,4个指标的浓度均处于10-7的风险水平以下,说明于桥水库水环境健康程度较好,4个指标对成人及儿童的风险水平排序为铅氨氮汞挥发酚,重金属铅是主要健康风险污染物。     

北海市水环境容量核算与分区总量控制对策研究

水环境容量核算是城市水环境管理的基础。分析了北海市水环境特征的现状,通过划分陆域控制单元和对应水环境容量核算单元,根据设计水文条件及功能区水质目标等参数,综合选用一维河流非感潮河段容量计算模型、一维河流感潮河段容量计算模型核算了北海市各主要流域地表水水系的水环境容量。在此基础上,结合近海海洋环境容量,核算各控制单元点、面源负荷排放量,分析了北海市基于控制单元分区的可利用水环境容量空间分布特征,并提出了容量资源分区控制利用对策建议。     

3S技术在太湖富营养化和蓝藻水华分布规律中的应用研究

应用3S技术,采用营养状态指数法、蓝藻水华分级评价方法以及蓝藻水华发生频率分析方法,对2010—2013年太湖富营养化状况和太湖蓝藻水华时空分布规律进行分析和研究,以期为太湖富营养化控制和蓝藻水华预警、监控工作提供技术支持,同时为太湖水环境治理提供科学依据。实践证明,3S技术能快速、全面、直观地反映太湖富营养化状况和蓝藻水华时空分布规律。结果表明:(1)2010—2013年太湖处于轻度富营养状态,太湖富营养化呈现西北高、东南低的分布规律;(2)2010—2013年,全太湖小型蓝藻水华发生次数最多,蓝藻水华级别越高,发生次数越少;(3)年际变化上,蓝藻水华发生次数总体趋于平稳,蓝藻水华发生呈现"小型多发、中大型少发、重大型偶发"趋势,蓝藻水华发生规模呈显著缩小趋势;(4)月际变化上,8月和9月是太湖蓝藻水华的高发月份,9月蓝藻水华发生规模最大;(5)空间变化上,太湖西部沿岸是太湖蓝藻水华首次爆发最频繁的水域,太湖西部沿岸区尤其宜兴沿岸是蓝藻水华爆发频率最高的水域。