中国南方红壤丘陵区湖南水环境时空变化研究

以中国南方红壤丘陵区的典型区域-湖南省为例,利用1990～2000年湘、资、沅、澧四水和洞庭湖区重要断面的水质数据,采用综合污染指数方法和污染分担率方法,研究了湖南省水环境质量时空变化特征,并选取1990～2005年经济和废水排放数据,分析了经济因子与废水排放之间的相互关系,建立湖南省废水排放的库兹涅茨曲线模型。研究结果表明,从时间上看,湖南省的总体水环境污染有加重的趋势;从空间上看,水环境质量是从湖南省的西部向东部恶化。在流域和地区对比中,湘江和位于该流域的株洲市最为严重,总氮和汞是湖南省最主要的污染因子;通过环境库兹涅茨曲线模型模拟表明,湖南水环境与经济发展的关系位于环境库兹涅茨曲线上升段。本研究结果对于改善整个湖南省水环境污染状况,以便采取正确的防治策略具有一定的实践意义。     

近20年来中国农业碳排放强度区域差异、时空格局及动态演化

研究农业碳排放强度的区域差异、时空格局与动态演化规律,对制定合理的农业碳减排政策具有重要的理论及实践意义。采用Theil指数及空间分析相关方法分析1997～2016年中国农业碳排放强度的区域差异、时空格局特征,并利用R/S分析法预测其演化趋势。结果表明:(1)1997～2016年中国及三大粮食功能区的农业碳排放强度均呈下降趋势,不同类型农业碳排放强度省域的空间分布变化均较大,碳排放高强度省域保持稳定,而低强度省域呈扩大态势;(2)农业碳排放强度的区域差异总体呈扩大趋势,其中区域间差异变化较小,区域内差异趋于扩大,粮食平衡区区域内差异趋于上升,主产区区域内差异先升后降,主销区区域内差异趋于收敛;(3)中国农业碳排放强度的空间集聚程度趋于缩小,热点区保持不变,而冷点区呈收缩态势,青-藏保持稳定性热点区,京-津-冀-陕-晋-豫-鲁为稳定性冷点区域;(4)中国、三大功能区及各省域农业碳排放强度具有明显的分形特征,未来碳排放强度值将呈现出继续下降的演化态势,尤其以粮食主销区的下降趋势具有更强的持久性。     

纳米铁去除废水中硫离子的研究

研究了实验室自制的纳米铁对人工配制的含硫废水中S2-吸附的影响因素、吸附等温线、吸附动力学.并对纳米铁去除S2-的机制进行了初探.结果表明.增加纳米铁的投加量能增大S2-的去除率;增加初始S2-浓度,去除率下降,<100 mg·L-1的初始S2-浓度能被10 g·L-1纳米铁完全去除;纳米铁对S2-的吸附能力随pH值的升高而下降.且变化较大,pH为2、7、13时的去除率分别为87.34%、65.80%和44.61%;25℃时纳米铁对S2-的吸附能力最强,平衡吸附量为19.17 mg·g-1;温度升高或降低,吸附能力均下降,但变化不大;纳米铁对S2-的吸附等温线符合Langmuir和Freundlich方程;纳米铁吸附S2-的过程符合拟二级动力学方程,初始时刻的吸附速率h在25℃最大,为1.575 3 mg·(g·mg)-1,而吸附速率常数随温度的升高而增大;吸附反应的活化能E.为8.22 kJ·mol-1;纳米铁对S2-的去除主要是通过形成表面络合物、硫氢基氧化铁和硫化铁(FeS、FeS2、FeSn)沉淀吸附在纳米铁表面来去除.     

气泡帷幕减弱水中冲击波强度的研究

通过对水中冲击波与气泡相互作用过程的诸现象进行分析,从能量变化角度探讨了气泡帷幕衰减水中冲击波的最佳方式。通过对水中冲击波引起挡水坞门振动的安全监测及频谱分析,讨论了挡水坞门不同方向上振动参量的变化规律。     

三阶段控温堆肥过程中接种复合微生物菌群的变化规律研究

接种复合微生物是提高堆肥效率的主要方法之一,但由于堆料中土生微生物的竞争,较高浓度的土生微生物浓度会抑制接种微生物的长生繁殖.实验表明:当堆料中土生微生物初始浓度为4×10⁸CFU/g时,所接种的微生物不增殖,且随着堆肥的进行,浓度下降很快;而非接种微生物增殖很快,最高浓度可达10¹⁰CFU/g.当土生微生物浓度降低至4×10⁵个/g,接种微生物增殖较快,最高达10¹¹CFU/g.因此,本文利用堆肥自身产热和少许外来热源加热的三阶段控温法进行堆肥.使堆温在4 h内迅速升到70℃以上,并维持8 h,从而使土生微生物浓度降至4×10⁵个/g以下,并起到软化堆料,便于微生物降解的目的.待温度冷却至35℃～45℃时,接种复合微生物,使其快速生长繁殖,数量从10⁸ CFU/g上升到10¹¹CFU/g(干样品),且接种微生物以非接种做生物保持优势地位,从而快速分解垃圾中的有机物.由于在最终产品中含有大量接种有益微生物,可利用其作为菌肥进行回流接种堆肥,以增加堆料中接种微生物数目、改善堆肥微环境、节约菌剂用量、缩短堆肥发酵周期和降低堆肥成本.但利用接种微生物堆肥产品作为菌肥反复接种时,随着反复次数的增加,非接种微生物高浓度繁殖;接种微生物和非接种微生物浓度比约为1:3(反复接种5次),浓度情况发生了逆变.因此,回流菌肥反复接种5次后,接种菌剂基本上就不再起作用了.     

富营养水体浮游植物群落对新型生态浮床的响应

通过围隔水泥池模拟试验,研究了富营养化水体中浮游植物群落对新型组合型生态浮床系统净化水质的响应. 每隔2周对水体中各水质指标、浮游植物及浮游甲壳动物群落进行检测,结果显示:①3种不同覆盖率(以浮床面积计)处理下,组合型生态浮床对氮、磷的去除率表现为39%覆盖率>26%覆盖率>13%覆盖率. ②3种覆盖率下水体中的浮游植物群落结构复杂性和生物多样性指数均显著高于空白对照组,其中,26%和13%覆盖率对浮游植物生物量的抑制效果比39%覆盖率好;同时,26%覆盖率比39%覆盖率水体中的浮游植物生物多样性指数要高,群落结构更复杂,随后是13%覆盖率处理. ③浮游植物生物量的变化与浮游甲壳动物表现出明显的相反时间趋势. 尽管26%覆盖率对氮、磷的去除量不是最大,但却更利于形成较为稳定的浮游植物群落结构,促进水体生态系统的平衡与健康发展;浮游植物生物量与营养盐的显著相关性及与浮游甲壳动物的相反时间趋势显示,生态浮床对浮游植物群落的改善可能是通过营养盐的上行效应与浮游甲壳动物的下行效应等因素得以实现.      

小尺度精细化大气污染源排放清单的建立——以上海宝山区为例

工业密集区域具有复杂的排放特征,是目前排放清单建立的难点之一.以上海市宝山区为研究区域,采用自下而上的方式建立了工业密集区域的精细化大气污染物排放清单.通过整合多套现有的污染源数据库,对排放量估算进行质量控制,提高各污染物排放量估算的准确性;运用现场勘查和GPS定位对排放口进行定位,以弥补数据库中定位数据的缺失,并提高排放口定位数据的精确度.结果表明:工业区污染排放特征不同于一般区域,建议在小尺度排放清单的研制中需要特别关注.同时探索了在小尺度区域建立精细化污染源排放清单的可行性以及可能存在的问题,将为大尺度排放清单的建立提供有益的参考.     

环境监测业务技术档案管理的思考

环境监测业务技术档案属于科技档案,在环境管理中发挥着重要作用。梳理了环境监测业务技术档案管理中的一些常见问题,并从归档建档、档案库硬软件系统的完善、档案的开发利用3个方面提出了建议,以期为环境监测档案管理提供借鉴。     

Factors influencing the photodegradation of N-nitrosodimethylamine in drinking water

In order to provide basic data for practical application, photodegradation experiment of N-nitrosodimethylamine (NDMA) in aqueous solution was carried out with a low-pressure Hg lamp. Effects of the initial concentration of NDMA, solution pH, dissolved oxygen, and the presence of humic acid on NDMA photodegradation were investigated. NDMA at various initial concentrations selected in this study was almost completely photodegraded by UV irradiation within 20 min, except that at 1.07 mmol/L, NDMA could be photodegraded almost completely in the acidic and neutral solutions, while the removal efficiency decreased remarkably in the alkaline solution. Dissolved oxygen enhanced the NDMA photodegradation, and the presence of humic acid inhibited the degradation of NDMA. Depending on the initial concentration of NDMA, NDMA photodegradation by UV obeyed the pseudo-first-order kinetics. Dimethylamine, nitrite, and nitrate were detected as the photodegradation products of NDMA. ¹O₂ was found to be the reactive oxygen species present in the NDMA photodegradation process by UV, based on the inhibiting experiments using tert-butanol and sodium azide.     

长江三角洲地区大气二恶英类污染物输送-沉降模拟研究

大气中的二恶英类物质(PCDD/Fs)是一类难降解的有毒污染物,可对人类和其他哺乳动物的健康构成危害.二恶英类物质主要是由废物焚烧、金属冶炼和造纸化工等行业所产生. 二恶英类物质为半挥发性物质,可以在气态和气溶胶之间相互转移,从而影响其大气物理和化学过程. 利用耦合有机物吸收和黑碳吸附的二恶英类污染物颗粒态、气态相间分配模块和化学转化的区域大气化学、输送模式(CMAQ)模拟了2006年1月,4月,7月和10月长三角(长江三角洲)地区PCDD/Fs在大气中的输送、转化和沉降等演变过程,探讨了大气中二恶英类污染物的季节变化规律和沉降特征. 模拟结果表明,长三角地区的二恶英类污染物排放存在着明显的长距离输送特征和区域影响;冬季大气二恶英类污染物浓度明显高于夏季,湿沉降是其主要的沉降途径.