流域土地利用变化的面源污染输出响应及管理策略——以太湖地区蠡河流域为例

以太湖地区蠡河流域为研究区,通过解译1984,1995和2000年3个时段TM／ETM获得的土地利用分布地图,采用GIS叠加功能分析土地利用变化的模式,应用长周期水文分析模型L—THIA（longterm hydrologic Impact assessnent）,基于30年的降水日序列模拟了3个时段土地利用分布特征对地表径流量的影响,并通过流域土地利用类型与地表径流污染物浓度的定量关系参数,估算了不同时段土地利用模式下营养盐污染的产出量,分析了面源污染对土地利用变化的输出响应。分析结果显示,营养输出变化主要源于土地利用向面源污染高产出的建筑用地转变,以及径流总量的增加。1984年总氮产出为70．103t／a,2000年增加到86．667t／a,16年间共增加了23．628％;1984年总磷产出为10．497t／a,到2000年增加到15．413t／a,16年间共增加了46．832％。营养盐输出变化主要集中于丘陵间地和下游湖滨平原河网地区。最后,基于土地利用变化的面源污染输出响应的定量研究,分析了控制面源污染物增加的土地利用管理策略。     

去除叶绿素a影响的泥沙反演模型

通过遥感方法反演自然水体中泥沙浓度时,大量藻类的存在影响泥沙的反演精度,如何消除这种影响是提高水体中泥沙反演精度的关键.文章通过对一定叶绿素a浓度下不同浓度泥沙的光谱曲线研究,分析光谱曲线特征位置的漂移和数值变化,寻找去除叶绿素a影响的光谱范围和特征位置,通过相关性分析,建立多个模型,并从中选取最佳模型.     

三峡库区大宁河回水段水华暴发时空分布特征分析

对三峡库区一级支流大宁河巫山段2004年到2008年常规监测、水华期间加密监测以及单个测点水华垂线24小时监测数据进行了统计、分析及评价。结果发现,该河段水华暴发具有明显的时空分布特征,时间上,全年各月份均有出现,但主要集中在3～6月,占观测频次的79%;24小时内叶绿素a含量在下午16:00～18:00时间段内达到最大值;空间上,总体呈现出离入长江口越近暴发的频次越高,回水河湾较平直河道,宽阔河段较狭窄河段更重的趋势,主要集中在大宁河的开阔河段(小三峡三个峡谷之间及其上、下游开阔河段);24小时内水华垂线分布明显,0.5～5m的叶绿素a含量上层高于下层,水面下30m及以下区域叶绿素a含量变化不显著。     

凝胶渗透色谱-硅胶柱-气相色谱-负化学离子源质谱测定生物介质中49种BFRs类化合物

建立了生物介质内22种多溴联苯(PBBs)和27种多溴联苯醚(PBDEs)的净化和分析方法。通过分析不同时间段凝胶渗透色谱(GPC)洗脱液中49种化合物含量,得出不同化合物凝胶色谱洗脱曲线。样品经过凝胶渗透色谱-混合硅胶柱净化后,再使用GC-(NCI)/MS对样品进行检测。实验结果表明,PBBs和PBDEs检出限分别为0.02~0.88 pg/g和0.01~74.00 pg/g。对实验过程进行验证发现,样品不同浓度加标回收率为80%~120%,相对标准偏差小于20%。该方法具有良好的净化效果、准确度和精密度,拥有良好的线性范围及检出限,满足生物介质中溴代阻燃剂的检测分析实际要求。     

增蓝剂停留时间及对水质和浮游植物影响分析

水体遮光剂能干扰水下光照,抑制藻类生长。为了探讨水体遮光剂-增蓝剂在自然水体的作用情况,对围隔内增蓝剂的停留时间及水质、浮游藻类和沉水植物的变化特征进行分析。结果表明,当围隔水体中增蓝剂浓度为1 mg/L时,5周内其降解超过50%,9周后降解超过95%。与对照组相比,增蓝剂对围隔内总氮、总磷浓度无明显影响,易氧化成分的存在导致CODMn浓度升高至8.60 mg/L,但CODMn浓度随增蓝剂的降解逐步降至7.81 mg/L。在增蓝剂作用下水下光照度衰减明显,水深0.2 m处仅占水表面光强的21.16%,光衰减系数(k)为0.7 m-1。增蓝剂对藻类生长抑制作用明显,抑制率高达56.24%,但对金鱼藻生长无显著影响。     

城市生物质废物中温单级厌氧消化中试研究

建立了城市生物质废物中温单级厌氧消化中试反应器,对城市生物质废物厌氧消化过程系统稳定性、产甲烷性能及有机物的去除效果进行解析.反应器稳定运行410 d,共经历2.4、3.6、4.8、6.0 kg VS/(m3·d)4个负荷,反应器pH稳定在7.2 ～7.6之间,有机酸浓度＜500 mg/L.在负荷6.0 kg VS/(m3·d)时反应器平均容积产气率4.25m3/(m3·d),有机物去除率为63.2％;另外,实验结果表明,厌氧消化过程对蛋白质、脂肪、纤维素及多糖类物质的去除效果有明显差异,其中脂肪类物质去除率为98.2％,产沼气贡献率为38.8％.实现了针对我国城市生物质废物的高负荷高效厌氧消化,为我国城市生物质废物厌氧消化规模化处理提供了基础数据.     

α-FeOOH/GO复合材料光催化降解四环素的研究

以石墨烯(GO)与七水硫酸亚铁为原料,采用水浴加热并回流的方法制备了石墨烯与羟基氧化铁的负载材料。以四环素为目标降解物,对该材料催化剂性能进行了测试,探究了催化剂用量、p H等因素对光催化效果的影响,运用SEM、TEM和BET等方法对其晶体结构进行表征。实验表明,石墨烯与α-Fe OOH成功负载,且光催化效果非常明显,反应30min左右时对废水中四环素色度去除率达到95%以上。此外,负载石墨烯的α-Fe OOH粉末形貌分布均匀,比表面积提升较大,多次使用后对废水中四环素的降解效率可保持90%左右。     

中国地级以上城市二氧化碳排放的影响因素分析:基于扩展的STIRPAT模型

中国不同城市在发展阶段、经济结构、气候条件、人口结构等都存在明显的差异,不同城市二氧化碳排放的主要影响因素及其影响程度也各不相同。本文基于最新的城市尺度二氧化碳排放数据库CHRED及CHRED2.0,通过加入产业结构、城市化和气候差异等因素,对传统STIRPAT模型进行扩展,考察了中国地级以上城市二氧化碳排放的影响因素。结果显示:人口规模、第二产业产值占比和采暖需求的增长都会显著提高一个城市的二氧化碳排放,同时部分城市二氧化碳排放会随着富裕程度的上升呈现先增加后减少的趋势,但城镇化率对二氧化碳排放的影响具有不确定性。从全国样本来看,2005年和2012年人口因素变化对碳排放影响变化较小,维持在0.7左右;气候因素的变化对碳排放的影响从2005年的0.288 1下降为2012年的0.000 2;第二产业产值比重变化的影响从2005年的0.744 2上升到2012年0.979 5;同时碳排放量与人均GDP在2005年存在倒U型关系,但到2012年这种关系不再显著。除了针对全国尺度的分析外,本研究还依据城市人口规模进行分组研究,并在此基础上进一步进行分位数回归,进而识别出不同规模城市二氧化碳排放量的影响因素差异。今后在制定城市节能减排政策对城市二氧化碳排放量进行管理的过程中,决策者需要在把握关键影响因子的前提下依据城市自身特点做到因地制宜、区别对待。     

恢复植被的土壤理化性质分析

为了恢复因石油的开采、运输等造成的植被破坏,对不同类型土壤上植被的恢复演替规律进行了分析,并对不同恢复阶段的土壤进行采样,分析土壤的理化性质(容重、含水量、全氮和全磷)与植物群落演替之间的关系.结果表明:土壤的容重和含水量与演替发生有正相关关系,氮、磷不是抑制演替发生的主要因素.因此可以通过人为方法改变土壤的疏松度,同时减少对恢复阶段脆弱生态系统的人为干扰来提高草地植被的恢复速度.     

地基液化导致沉箱码头破坏及地基加固方法的非线性数值分析

地震作用引发的地基液化,往往导致沉箱基础的破坏。本文基于Biot两相饱和多孔介质动力耦合理论,采用FE-FD耦合数值分析方法,对液化海床沉箱基础的地震反应进行非线性有效应力分析。在数值分析过程中,建立了以土骨架位移和超静孔隙水压力表达的us-pw动力固结方程和循环弹塑性本构模型,该方法能够很好地模拟地震作用下沉箱码头的动力特性及液化破坏的影响。通过数值模拟计算,分析了采用碎石桩进行置换砂区域的防液化加固方法,并就碎石桩处理区域的选择提出了建议。