济南市大气颗粒汞的浓度特征及污染来源解析

为了解冬季采暖对济南市大气PM_2.5中汞浓度的影响,在济南市城郊开展了为期超过两年的PM_2.5样品采集工作,共计采集有效样品481个,测定并分析其中的颗粒汞(PHg)浓度和汞含量变化特征。结果表明,济南市大气PHg在采暖期的浓度均值为583.1 pg/m³,约为非采暖期的1.4倍,在国内外城市中处于中等偏上水平。济南市大气PM_2.5对PHg具有极强的富集能力,且在采暖期更强,可能与燃煤等活动排放了更多的超细颗粒物有关。在采暖期,大气PHg浓度主要受煤炭燃烧源和交通排放源影响,两者分别贡献了总方差的39.2%和16.7%;在非采暖期,气象条件季节性变化、交通排放源、煤炭燃烧源的影响显著,三者分别贡献了总方差的32.4%、15.8%、12.0%。高浓度PHg主要来源于分布在采样站点东北偏东方向上的众多燃煤工业企业。此外,济南市大气PHg还主要受来源于鲁西南地区的区域污染气团的影响,途经污染较重的京津冀地区的污染气团对济南市PHg浓度也有较大贡献。在非采暖期,济南市PHg还受到来自东南和西南方向的清洁海洋气团的显著影响。     

面源污染输移过程高性能数值模拟方法

高效高精度模拟面源污染输移过程,掌握面源污染的输移规律,是研究面源污染最直接有效的途径之一,也是管理和控制面源污染的有效手段。基于此,提出了一种全面耦合二维水文水动力及污染物输移过程的数值模型,采用二阶Godunov格式的有限体积法进行求解,利用GPU加速技术提高计算效率。结果表明:在理想条件下,数值解与解析解间的平均相对误差为2. 5%。对不同面积和精度的城市地表面源污染和农业面源污染输移过程的模拟结果显示,二者的输移规律符合实际的物理过程,模拟总时长为7200 s,城市地表面源污染模拟结果只需186 s;农业面源污染模拟结果只需1169 s,计算效率有显著提升。综上所述,GAST模型对不同下垫面面源污染可实现高精度模拟,且模拟效率有显著提升,为今后面源污染的治理和防控提供参考。     

锑对甘蓝的毒性阈值研究

为丰富完善我国土壤中Sb(锑)对植物的毒理学数据并为土壤Sb生态基准的制定提供依据,参照国际标准化组织颁布的植物毒性试验的标准方法(ISO 11269-2∶2013),以外源添加的方式研究了我国17种典型土壤中Sb对甘蓝早期生长生物量的影响.结果表明:(1)基于全量Sb推导的甘蓝的毒性阈值EC₁₀(10%抑制效应浓度)变化范围为100.55～656.65 mg/kg,表明不同土壤中Sb的毒性差异显著,但基于有效态Sb(Na₂HPO₄溶液提取)推导的不同土壤中EC₁₀的变化范围为8.28～24.05 mg/kg,其EC₁₀差异有所减小;(2)相关性分析表明,基于土壤全量Sb推导的EC₁₀与w(OM)(OM为有机质)、w(TN)(TN为全氮)和CEC(阳离子交换量)均呈显著正相关(相关系数为0.746～0.779),而基于有效态Sb推导的EC₁₀与w(Fe)和w(Mn)呈显著正相关(相关系数为0.479～0.615);(3)多元回归分析进...     

泰山夏季PM2.5中生物源SOA的分子组成及影响因素

为探究泰山夏季PM_2.5中生物源二次有机气溶胶(BSOA)的分子组成、昼夜变化特征、及影响因素,于2016年7-8月在泰山山顶进行PM_2.5样品采集,并对碳质组分、无机离子和BSOA示踪物进行分析.结果表明,元素碳(EC)和左旋葡聚糖质量浓度处于较低水平且昼夜差异较小(t检验,P<0.05),表明采样期间泰山山顶气溶胶受人为污染排放的影响较小.BSOA示踪物的总质量浓度呈昼高夜低的变化特征,表明白天较强的温度和太阳辐射使得气溶胶的氧化程度比夜间强.其中,异戊二烯类SOA示踪物的质量浓度最高达(77.64±51.79)ng/m³,其次为单萜烯类和倍半萜烯类SOA示踪物,分别为(33.68±21.29)和(6 97±3 28)ng/m³.基于示踪物-产率法估算得出SOC_异戊二烯对有机碳(OC)的贡献率(15.3%)最高.由BSOA示踪物与RH(R≤-0.45)和pHi_s(R≤-0.53)的负相关性可知,高湿条件可以降低气溶胶的酸度进而抑制BSOA通过酸催...     

基于底泥重金属污染及生态风险评价的星云湖疏浚深度判定

湖泊污染底泥环保疏浚工程需判定合理的疏浚深度。以星云湖底泥为研究对象,采集8个底泥柱状样,分析底泥中As、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn浓度的垂向变化特征,应用地累积指数法和潜在生态风险指数法评价了重金属污染程度及潜在生态风险,基于重金属污染程度和生态风险水平确定合理的环保疏浚深度。结果表明:星云湖底泥中As、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn浓度平均值分别为14.76、35.76、46.14、46.08、115.76和109.82 mg/kg,As、Pb和Zn浓度均超过GB 15618—2018《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》中农用地土壤污染风险筛选值;底泥中重金属的污染多为清洁水平,部分采样点Pb和Zn偏中度污染,总体表现为Pb>Zn>As>Ni>Cu>Cr;底泥重金属潜在生态风险处于轻度生态风险水平,各采样点生态风险水平为1^#>7^#>2^#>6^#>4^#>3^#>8^#>5^#;利用临界累积深度法结合生态风险变化拐点法推荐星云湖除东南部外湖湾底泥环保疏浚深度为20~30 cm。     

2000—2015年天津市湿地景观变化和生态影响

以2000、2005、2010、2015年4期天津市遥感解译的土地利用数据为基础,应用矩阵法和图示法分析湿地类型和面积变化,采用聚类分析法从微观尺度剖析湿地斑块削减状况,进一步选用缓冲区分析法研究生态用地在服务人居环境和鸟类适宜生境方面的影响。结果表明:景观变化方面,2000—2015年天津市湿地面积减少了260.92 km²,占湿地总面积的11.73%,其中2005—2010年减少速度最快;天津市湿地景观总体趋于分散和破碎,不同大小等级的湿地斑块均存在数量和面积减少的情况,以≤0.50 km²的中小型湿地完全丧失的现象最为突出。生态影响方面,2000—2015年生态用地辐射率由47.26%上升为51.96%,覆盖建设用地比例由64.29%上升为70.31%,表明缓冲区生态用地效应增强;另外,2000—2015年潜在的鸟类适宜生境由1 968.74 km²减至1 400.71 km²,在生态用地中占比减少了17.12个百分点。     

基于EFDC模型的洱海水温模拟

洱海是处于富营养化初期的高原中深水湖泊,夏秋季节没有明显的温跃层,具有独特的水温垂向分布特点。为掌握洱海水位、水温等要素的变化规律,分析其可能造成的影响,采用环境流体动力学(EFDC) 模型建立了洱海三维水动力模型,并用拉丁超立方采样(LHS)和标准秩回归(SRR)方法对影响水温的重要参数进行了敏感性分析。结果表明:湖体水温对太阳短波辐射中的快速波占比(FSWRATF)和快速衰减系数(SWRATNF)2个参数的变化较为敏感,而对太阳短波辐射慢速衰减系数(SWRATNS)的敏感性较弱;洱海水温的空间分布主要呈南北方向变化,且随季节变化明显,春夏季水温自北向南递减,秋冬季水温南北低、中间高,这可能与洱海湖盆地形及出入流河口位置有关。洱海水温模拟结果较好地拟合了水温的弱分层现象,对解释洱海营养盐的垂向分布特征、藻华发生条件等具有重要意义。     

厌氧膜生物反应器耦联部分亚硝化/厌氧氨氧化用于污水处理研究

本研究构建了厌氧膜生物反应器(AnMBR)-部分亚硝化/厌氧氨氧化(PN/Anammox)污水处理工艺,以探究AnMBR-PN/A工艺处理效果最佳的水力停留时间(HRT).AnMBR将厌氧生物处理与膜分离技术相结合实现有机物去除,AnMBR出水NH4+-N通过PN部分转化为NO2--N,最终通过NO2--N氧化剩余NH...     

基于模糊隶属度模型的辽河干流水质评价

科学评价河流水质的时空变化,对河流水污染防治具有重要意义。基于2012—2018年辽河干流3个主要国控断面的水质监测数据,建立了水质综合评价指标体系和分级标准阈值体系,采用模糊隶属度模型构建了水质综合评价方法,综合测度了辽河干流铁岭、沈阳、盘锦段水质的时空变化。结果表明:2012—2018年,辽河干流各监测断面水质综合评价指数多为0.5~0.7,在中等和良好的临界水平波动,但上游水质总体略优于下游水质,而且水质季节变化特征明显。建议尽快构建辽河流域基于水环境容量的取用水动态调控机制,制定污水排放控制与水质监测实时挂钩方案,进一步加大水污染治理投资力度,不断完善流域水污染联防联控机制,以实现辽河流域水资源与水环境联动调控和精细化管理。     

雄安新区城市热岛效应的空间异质性

以雄安新区雄县、容城县、安新县2019年9月Landsat-8卫星遥感影像为依据,采用监督分类法将土地利用类型分为5种,分析雄安新区土地利用结构特征;利用辐射传输法反演地表温度,依据均值-标准差法对地表温度进行分级,分析雄安新区地表温度空间变化及热岛强度分级情况;通过信息点(point of information,POI)对城市进行功能分区,分析高温分布影响因素。结果表明:雄安新区5种土地利用类型中耕地和建筑用地面积较大,占比分别达56.19%和31.81%,5种土地利用类型面积占比在三县的分布差异较大。雄安新区地表温度的分布特征总体是北部温度较高,南部温度较低,温度极差约为21 ℃,且容城县地表温度变异较大。三县的热岛强度等级面积差异较大,中温区面积最大,低温区面积最小,热岛强度等级面积占比较高的城市,其建筑用地面积占比也会较高。热岛强度的不同温区地表温度平均值与POI数量具有显著的线性正相关;不同城市功能区对地表温度具有不同影响,人类活动大的功能区地表温度高,且高温区分布在建筑用地周围,低温区分布在水域周围,中温区分布在耕地和林地。