利用δ15N-NO3-和δ18O-NO3-示踪北京城区河流硝酸盐来源

为定量化识别北京城区河流硝酸盐来源,采用δ~(15)N-NO~-_3和δ~(18)O-NO~-_3双同位素示踪法对北京城区河流河水硝酸盐的氮氧稳定同位素组成进行分析,利用稳定同位素混合模型追溯北京城区河流硝酸盐来源,并评估各污染源的贡献率.结果表明:1北京河流无机氮污染以硝酸盐氮(NO~-_3-N)污染为主,且河流下游硝酸盐氮污染较为严重.2北京城区地表河流δ~(15)N-NO~-_3值范围为6.26‰~24.94‰,δ~(18)O-NO~-_3值范围为-0.41‰~11.74‰;下游δ~(15)N-NO~-_3值比上游大.3根据稳定同位素混合模型,北京河流中硝酸盐贡献率平均值分别为:粪肥及生活污水61.2%、土壤有机氮31.5%、大气沉降7.3%.     

基于贝叶斯网络的基本农田划定方法

基本农田划定是落实耕地保护、保证粮食安全的关键问题。目前,基本农田划定的相关研究多基于对耕地适宜性条件的评价,而未涉及对耕地历史变化过程的考虑,因而不能保证划定结果适应实际区域的耕地变化趋势,导致基本农田易被占用,补划与调整频繁。论文综合考虑耕地适宜性条件与历史动态变化状况,提出了一种基于贝叶斯网络模型的基本农田划定方法。以湖北省大冶市这一典型资源型城市为实验区进行了实例研究,划定结果表明,该划定方法能在保证基本农田划定数量与质量的同时,提高其农业用途的稳定性,促进基本农田保护与经济建设、生态保护间协调发展,是一种有效的划定模型。     

焦化废水中不同极性组分的光谱分析及可生物降解特性

焦化废水是典型难降解工业有机废水,构成其成分的复杂及种类的繁多使其难以实现高效的生物降解过程,制约了水处理的水质达标.为了探明其中生物降解强抑制组分,采用DAX-8大孔树脂将焦化废水分离出疏水酸性组分(HOA)、疏水碱性组分(HOB)、疏水中性组分(HON)和亲水性组分(HIS)等4种极性不同的组分,分析了各组分的有机物含量分布,紫外吸收光谱和三维荧光光谱,并用两种方法考察了各组分的可生物降解性能.结果表明,HOA是主要的有机组分,其COD和TOC分别占比55.9%和56.8%;HOA也是主要的芳香物质及荧光组分,而HON是芳香构造化程度最高和类腐殖质占比P(Ⅲ+Ⅴ)最高的组分;各组分的BOD5/COD值及脱氢酶活性的抑制结果显示其难降解程度依次为HONHOBHIS原水HOA,而HON是焦化废水中生物抑制最强组分,其BOD5/COD值仅为0.21±0.02,对脱氢酶活性的抑制达到38.5%;SUVA和P(Ⅲ+Ⅴ)与可生物降解性的关联分析发现,焦化废水中难降解组分并不都是芳香性化合物造成的,类腐殖质对其中难降解有机组分的指示作用相比SUVA更加灵敏.     

基于TRMM订正数据的横断山区降水时空分布特征

鉴于高时空变异地区降水观测的需求,论文提出了基于ISODATA动态聚类法和最大似然法分区逐月回归的TRMM数据订正方法,并以横断山区为例,利用地基台站降水数据对1998-2012 年的TRMM 3B43 V7 数据进行了实验研究,并探讨了过去15 a 横断山区的降水时空分布特征及变化趋势。结果表明,TRMM 3B43 V7 数据在横断山区的总体精度较高,单站精度较低。订正后的TRMM 3B43 数据,与实测值偏差大为减少,降水相对偏差大于10%的站点由原始数据的16 个(42.1%)减少为7 个(18.4%),有81.6%的站点年降水量相对偏差小于10%,且相对偏差大于等于20%的站点仅3 个,能够基本满足横断山区降水时空分布特征研究的精度需要,有效地弥补了有限站点观测的不足。研究区内年降水量从东南向西北递减,与东亚季风在该区域的走向一致;1998-2012 年横断山区的降水量主要呈减少趋势,减少地区主要分布在南部以及中西部地区。夏季降水减少趋势最为突出,秋季次之,冬春变化趋势不明显。横断山区大部分区域的降水量与东亚夏季风指数正相关,与东亚冬季风指数负相关;最近15 a,研究区东亚季风指数持续变小,恰好与研究结果中的降水减少趋势一致。     

中国污染密集型产业地理分布研究

随着资源环境约束加强,调整产业结构、优化产业空间布局已成为我国经济发展的战略选择。产业空间格局重置过程中,污染密集型产业的转移成为一个迫切需要研究的问题。论文利用2003-2008 年工业企业普查数据,采用Tobit 模型和Heckman 两阶段模型,探讨污染密集型产业地理分布的特征。论文发现,我国污染密集型产业正在进行空间结构调整,长江三角洲、珠江三角洲、京津冀地区污染密集产业不断转出,山东及中部地区开始成为污染密集型产业新的集聚地;造纸等较为轻型产业主要向中部内陆等地区转移,而化学原料及化学制品业等技术密集型产业则更主要在沿海地带重新分布。另外,要素禀赋、环境规制以及全球化对污染密集型产业分布影响显著。其中,技术以及劳动力成本是污染企业区位选择的重要影响因素;受全球化的影响,国际市场潜力对污染企业区位影响更为重要;环境规制与污染企业的成立具有倒U型关系;最后,企业的异质性对于污染企业地理分布也具有显著的影响。文章启示,在产业转移过程中,需要适当的政策引导以最小化对生态环境的破坏。     

气体分离循环对高温厌氧消化过程的影响

采用厌氧序批式反应器,研究了气体循环(包括气体直接循环和脱除气体中的氢气后循环)对以葡萄糖和乙酸钠配制的模拟废水在高温厌氧消化过程中乙酸代谢速率、出水性质及微生物相的影响,并采用尺寸排除色谱和三维荧光光谱技术,对溶解性微生物产物(SMP)的分子量分布和荧光物质组成进行了分析.结果显示,气体循环使得出水中残余挥发性脂肪酸的浓度由238.2mg/L(未脱氢)和129.6mg/L(脱氢)分别减少至8.5mg/L和8.2mg/L,并最终降低了SMP产量,45d时分别降至气体循环前的36.8%和59.2%.脱氢气体循环促进了乙酸化和乙酸氧化,导致了微生态环境和甲烷化基质浓度的差异,促进了高分子量SMP向低分子量SMP的转化,污泥中的微生物形态亦发生了较大变化.可见气体循环改善了基质与微生物的混合状况,改善了出水水质,而脱氢气体循环加速了乙酸的代谢,有望更快速地解除易降解有机物高温厌氧消化过程中的酸抑制,提高厌氧消化效率.     

生物炭对菜地土壤氮平衡及酸碱缓冲能力的影响

针对太湖地区菜地化肥氮投入量较大导致氮淋失严重及土壤酸化的现状,选取太湖地区的菜地土壤,利用盆栽试验连续种植三季小白菜,结合生物炭埋袋回收技术,研究不同化肥氮施用量(以N计,0和110 mg/kg)及生物炭添加量(w为0%、1%、2%和5%)对土壤氮淋失及酸碱缓冲能力的影响. 结果表明:在化肥氮施用量为110 mg/kg条件下,与无生物炭添加相比,生物炭添加量为2%时可使作物对土壤矿质态氮的利用效率提高约1倍(由41%增至81%),因化肥氮施用引起的土壤氮素残留量降低83%;生物炭添加可有效减少48%~65%的土壤氮淋失量,当添加量为1%、2%时,生物炭主要通过削减淋失液中ρ(TN)来降低土壤氮淋失量;添加量为5%时,则主要通过削减淋失液体积来实现. 无论是否添加化肥氮,生物炭均能有效维持土壤原有的pH、w(有机质)及w(盐基离子);促使土壤酸碱缓冲能容量增加22%~37%,致酸速率降低17%~80%,显著提升了土壤的酸碱缓冲能力. 研究显示,在化肥氮施用量为110 mg/kg条件下,生物炭添加量为2%时能对土壤酸化产生较好的缓冲效果.      

基于偏序集+SNA的市政工程安全风险评价

为科学管控市政工程安全生产问题,首先基于2015-2020年的92份市政工程生产安全较大及以上事故调查报告和社会网络评价方法提取关键致因因素,构建市政工程项目安全风险评价指标体系;然后利用点度中心度对评价指标权重进行排序,并结合偏好者信息实现对20个市政工程项目施工现场安全风险的偏序集评价;最后绘制了市政工程项目施工现...     

基于ARAMIS体系的某原油罐区风险评估

随着我国原油罐区规模的逐渐扩大,原油罐区安全管理也在经受着严峻的挑战。以西北某原油罐区为例,建立了基于ARAMIS体系原油罐区风险评估模型,从识别危险设备出发,找出对应设备的关键事件,建立事故树和事故后果蝴蝶结图,从而建立完整的事故场景,并对事故场景进行风险后果严重度分析;然后考虑到欧盟国家与我国国情存在明显的差异,邀请国内相关专家对人员、环境、设施的相对重要性程度重新进行评估,并根据层次分析法计算得到人员、环境、设施脆弱性指标的权重值,构建了适合我国原油罐区特性的系统脆弱性计算方程;最后,基于风险后果严重度和系统脆弱性评估结果,计算得到系统的风险值,并确定原油罐区系统的风险水平。结果表明：相较于欧盟研究中心调查打分法,我国调查打分法对人员脆弱性指标的权重有所提高,导致计算得到的原油罐区系统整体风险值略高,体现我国对原油泄漏严重后果的重视程度更高,也进一步体现了引入层次分析法并据此制定适于我国国情的原油罐区风险评价方法的必要性。该风险评估结果可为原油罐区火灾事故模拟和制定应急预案提供数据支持和决策依据。     

碳中和趋势下数学模拟在污水处理系统中的发展与综合应用

数学模拟技术在污水处理方面被广泛应用,为了系统总结相关技术,本文回顾了污水处理系统中数学模拟技术的发展历程;综述了活性污泥模型(ASM)与机器学习(ML)在水质预测及参数工况优化领域中的应用;重点探究了污水处理系统中温室气体排放模型,以及多目标优化模型在污水处理系统中温室气体排放(GHG)、出水质量(EQI)和运行成本(OCI)的权衡问题;归纳了数学模拟技术在实现污水厂能量自给与资源回收的应用发展.研究结果表明数学模拟技术能准确预测出水水质、快速优化工艺参数、权衡温室气体排放、出水水质与运行成本之间的关系、以及提高资源回收效率等.因此,数值模拟技术可有效指导污水处理工艺的运行优化以及管理,为污水处理行业减污降碳协同增效提供技术支撑.