北京市城市河流中抗生素的污染特征及多层次生态风险评估

为评估北京市河流中抗生素的污染特征和生态风险,利用固相萃取结合高效液相色谱串联质谱检测了4类共35种常见抗生素的浓度水平,并利用风险商法（RQ）和联合概率曲线法（JPCs）评估了抗生素的生态风险.结果表明,北京市10条河流地表水中共检测出33种抗生素,总浓度范围是N.D.~1573.57 ng·L^-1,磺胺甲噁唑的浓度最高（N.D.~160.04 ng·L^-1）,其次为磺胺嘧啶（0.09~147.90 ng·L^-1）和氧氟沙星（0.28~94.72 ng·L^-1）,其中检出率 > 50.0 %的抗生素有16种;RQ法显示有12种抗生素存在生态风险,四环素、克拉霉素和甲氧苄氨嘧啶的风险最高,其风险商分别为3.99、1.86和1.01,污水处理厂出口的风险高于其所在河流干流的风险.四环素、克拉霉素和甲氧苄氨嘧啶的预测无效应浓度超标率均为2.3 %,基于JPCs发现,克拉霉素的最大风险乘积为1.66 %,对0.3 %~7.0 %的物种具有低等风险,其余抗生素的风险可忽略.抗生素的检出率、浓度分布、最敏感物种和物种敏感性分布对生态风险评估具有重要影响,采用多层次生态风险评估法能有效避免保护不足和过保护现象,有助于在全区域范围内对抗生素进行分级和分区管理.     

基于最小二乘法的高抽巷CO浓度变化规律分析

我国许多煤矿的煤层同时具有高瓦斯和严重自燃倾向,在抽放瓦斯的同时,容易造成采空区遗煤自燃。因此,监测采空区指标气体的浓度变化对预防采空区自燃非常重要。本文采用最小二乘法对山西阳煤五矿8403工作面高抽巷CO浓度进行分析,拟合得出了高抽巷CO浓度变化曲线,并对拟合方法、拟合效果进行了分析。结果表明,用最小二乘法进行拟合是可行、有效的。结合现场实际条件,分析了高抽巷CO浓度偏高的原因和之所以选取分析高抽巷CO浓度来预测采空区自燃的原因。结果显示,分析高抽巷CO浓度变化可以较早地发现采空区自燃。最后,分析了CO浓度与CO2、O2浓度的相关性,验证了用CO浓度预测采空区自燃的准确性。     

透视中国小时极端降水强度和频次的时空变化特征(1961～2013年)

极端降水事件具有小概率和高风险的特征,采用高分辨率数据有助于了解极端降水真实情况。采用1961～2013年中国小时降水数据,从极端降水的强度和频次特征出发,采用多种数理统计方法诊断中国小时极端降水的时空变化特征。结果表明:(1)不同重现期下的中国小时极端降水强度具有明显的东南高-西北低的空间分异特征。不同百分位数下的中国小时极端降水阈值也具有东南高-西北低的空间分异特征。(2)不同百分位数下的1961～2013年中国小时极端降水频次变化趋势主要以增加趋势为主,且随着百分位数的增加,增加趋势趋于减小并向长江流域地区集中。中国小时极端降水频次波动特征则呈东南波动小-西北波动大的空间分异格局,且随着百分位数的增加波动大的地区从西北向东部和南部地区扩张,同时西部地区逐渐呈现出波动大小镶嵌的格局。(3)90%和95%分位数下的中国小时极端降水频次EOF分析表明,中国小时极端降水频次具有明显不同的时空变化模态,且前两个模态可以反映中国小时极端降水频次的主要时空变化模态。两种超阈值取样方法均反映了长江流域呈增加趋势的时空模态特征。     

非平稳性条件下淮河流域极端气温时空演变特征及遥相关、环流特征分析

在全球升温的背景下,为掌握淮河流域极端气温的时空变化特征及其变化规律,以提高淮河流域对极端气温灾害的应对能力。以淮河流域1961～2016年149个气象站点、太平洋气候因子和NCEP/NCAR再分析数据为基础,利用优化的非平稳性(Transformed-Stationary)极值分析方法、空间Ward-like层次聚类分析方法、M-K趋势分析和经验正交函数分析方法(Empirical orthogonal function)对淮河流域极端气温进行分析。结果发现:(1)年最高气温在1960和2000s为增加趋势,2000s后增加趋势不显著;从1970～1980s,年最高气温呈减小趋势;年最低气温在1960s呈下降趋势,1970s以后年最低气温呈增加趋势;(2)年最高气温重现期对应的温度多数站点表现出非平稳态并显著上升,增幅达1.5℃。年最低气温均呈现上升趋势,在1978年前后出现上升的拐点,在2000年前后暖化现象有所减缓。年最高气温距离海洋越近,上升趋势越显著;年最低气温则相反。(3)不同重现期年最高气温显著增加趋势,主要分布在淮河的东北部和东南部地区,中西部地区呈显著减小趋势,年最低气温的空间分布恰好与其相反。(4)北太平洋海温异常显著的影响着淮河流域的7、8月极端气温的变化,淮河流域的极端气温的非平稳变化有着与西太平洋和北太平洋显著正相关关系,与东太平洋呈显著负相关关系。淮河流域12～1月气温异常与渤海海温异常同步、与厄尔尼诺或拉尼娜同步变化;7～8月温度异常与12～1月的温度异常结果相反。环流特征分析表明,淮河流域冬季暖化现象受到东北地区暖化的影响;7～8月温度的变化主要由青藏高原低压和蒙古低压在逐年减弱而改变环流特征造成,东南区域极端高温增加,西部区域降水增多、极端高温的降低。     

山水林田湖生命共同体健康评价——以红枫湖区域为例

了解、掌握山水林田湖生命共同体健康情况能为共同体修复工作提供参考。以红枫湖所在地为研究区,借鉴VOR生态模型建立山水林田湖生命共同体健康评价的SC模型。评价体系中27个指标等级设定参考国际、国家行业标准、相关文献,未有明确标准的指标采取标准化或者自然断点发划定等级,权重采用AHP确定。结果表明：（1）研究区山水林田湖生命共同体健康整体属于亚健康状态;（2）因2010年百年一遇大旱,生命共同体健康（H）指数在2010年最低;（3）山的基本状态指数与评价其他子系统基本状态的多个指标存在相关性;（4）生命共同体基本状态（S）指数与林、湖强度相关;（5）2005～2015年H指数增加得益于湖的基本状态得到改善。以相关性分析结果与实地实施的方针政策相结合,确定影响生命共同体健康的主要因子有地形地貌、极端雨量、水利工程以及生态环境保护措施。最后,从重点湖泊区保护、水库生态环境优化、抗旱防汛水利工程实施、重点工业区、土地开发建设、水土流失治理等5个方面提出生命共同体健康维护建议。     

真空紫外光-TiO2催化降解气态偏二甲肼

以钛箔为载体,采用溶胶-凝胶法及浸渍-烘焙-煅烧法制备了负载型TiO₂薄膜,并进行了SEM,EDS,XRD表征。探讨了TiO₂薄膜对气态偏二甲肼的光催化降解效果,并对比研究了不同紫外光源、不同初始浓度对气态偏二甲肼降解效果的影响。实验结果表明：TiO₂均匀负载在钛箔上且为多孔状的薄膜;偏二甲肼质量浓度为877 mg/m³时,反应17 min后偏二甲肼的降解率为99.99%,500 mg/m³时反应60 min后偏二甲肼的矿化率达到41.58%。     

美国金县综合应急预案对我国城镇应急预案的启示

为了提高我国城镇应急预案的针对性和可操作性,减少我国城镇突发事件带来的损失,对美国金县综合应急预案进行了研究。通过分析总结金县应急预案的内容和特点,得出我国城镇能够通过完善应急组织架构和明确相应职责,加强风险评估和脆弱性分析,提升应急通信能力,通过立法明确志愿者参与救援权责和深化突发事件风险教育等方面完善应急预案的启示。     

污泥掺烧对焚烧后固体废物污染物排放的影响

在佛山某生活垃圾焚烧发电厂开展生活垃圾掺烧市政污泥工业试验,分析5%、10%、15%的市政污泥掺烧对电厂焚烧后固体废物中重金属和二噁英排放的影响。结果表明,掺烧污泥使Cd在飞灰中的分布提高了40%以上,但其他重金属的分布特征仍主要受各自沸点的影响。焚烧固废中重金属含量受污泥的引入影响普遍不显著,飞灰中Cu浸出质量浓度上升20%,Ni、Pb、Hg、Cr的浸出质量浓度波动下降;炉渣中重金属浸出质量浓度波动较大。焚烧飞灰中总二噁英含量与污泥掺烧比例成负相关,且与投料中的Cl质量分数成正相关,与S质量分数成负相关。因此,低于15%的污泥掺烧比例不会显著提升焚烧固废中污染物排放浓度。     

新型空化器及其在污泥细胞破解中的应用

研究开发了一种新型空化器用来破解剩余污泥,它具备通气调节和孔板旋转的功能。这样的设计可以防止堵塞和节约能耗。该空化器工作时可以产生直径2~5μm的"气核",从而提高空化初生的空化数,降低能耗。孔板旋转产生的轴向推力可使小孔中的堵塞物脱落,有效防止小孔堵塞。在实验室内应用该装置破解剩余污泥的生物细胞,并通过测定细胞内可溶性COD的溶出率来评价污泥破解效果。研究制造了空化作用破解污泥细胞系统,该系统可以利用新型空化器连续处理剩余污泥,并且可以根据研究需要改变通气比和调节管道流速等运行工况。在实验室内应用该系统破解剩余污泥生物细胞,通过调整通气比和管道流速,探索最优运行工况。根据正交试验结果,系统运行的最优工况为通气比1.4%、空化数1.8,此时可溶性COD(SCOD)的溶出速率为0.06%/s。在最优运行工况下,破解1 kg剩余污泥的功率为560 W,采用该系统处理30 min后,95%以上的污泥生物细胞可被破解。按处理时间30 min计算,处理1 m3剩余污泥的耗能约1 000 MJ,比超声空化法低40%左右。该系统还具有装置简单、无二次污染等优点,可为污泥细胞破解提供更为经济、有效的技术和方法。     

坡屋面建筑周围放射性物质扩散的数值模拟

坡屋面建筑分布广泛,周围风场分布复杂,为解决放射性物质的绕流扩散问题,运用Open FOAM对坡屋面建筑周围的不可压缩稳态流场进行了三维数值模拟,增加组分扩散方程,研究了入流风速和屋顶倾角对放射性物质扩散的影响。结果表明,入流风速越大,放射性物质扩散越充分。坡屋面建筑排布影响风场分布,进而影响烟羽形状。当上游建筑的屋顶倾角在15°左右、下游建筑的屋顶倾角在25°左右时,在竖直截面上,速度流线沿下游建筑背风坡面爬升,烟羽抬升较高,烟羽呈上扬型;在水平截面上,顺时针涡旋和逆时针涡旋对称分布,导致烟羽对称分布,此时污染范围最小,扩散作用最为显著。可见合理的建筑布局可以减小放射性污染事件对周围环境造成的危害。