基于无线传感器网络的气体泄漏源快速定位方法研究

为及时发现大气环境中危险化学品泄漏事故,快速准确判断泄漏源位置,实现有效的监测监控,开发出集气体质量浓度信息采集、时间校准、无线收发等功能于一体的集成探测模块。在此基础上,建立基于无线传感器网络(WSN)的气体泄漏实时监测平台,提出实时监测数据和高斯扩散模型相结合的气体泄漏源快速定位方法。通过开展实际场地泄漏试验,实现气体泄漏源的快速定位,并分析试验系统的敏感度。结果表明:气体泄漏扩散受风力影响很大;合理布局探测器,能有效提高泄漏源定位精度,为危险气体泄漏事故的应急决策提供决策参考。     

基于区域气候模式CCLM的中国极端降水事件预估

选用中国气象局国家气候中心由逐日观测资料插值而成的格点化观测数据集,评估了区域气候模式COSMO-CLM(CCLM)对中国极端降水的模拟能力,并对2016—2050年中国极端降水事件进行预估。文中主要采用强度-面积-持续时间(Intensity-Area-Duration,IAD)方法,识别了既定时间尺度下具有一定强度和影响面积的极端降水事件,分析未来中国极端降水事件的特征和变化趋势,结果表明:1)区域气候模式CCLM对中国极端降水的空间分布和变化趋势均有较强的模拟能力;2)2016—2050年中国极端降水事件整体呈增加趋势,RCP 8.5情景下变化更为显著,事件强度更大;3)未来不同情景下,均有可能发生强度或影响面积超过基准期最大值的事件,其中影响面积大的事件多发生在华北和东北,强度大的事件多发生在西南和华南。     

APEC期间北京及周边城市AQI区域特征及天气背景分析

利用环境监测总站公布的监测资料,分析2014年11月1日至15日,即北京举办亚太经合组织(Asia-Pacific Economic Cooperation,APEC)会议期间北京及周边地区空气质量演变及区域特征,结合中国气象局官方发布的同期气象要素和天气形势图,探讨天气背景对APEC期间空气质量改善的影响,结果表明:1强化减排措施实施期间,北京及周边地区良好和轻度污染的天数相对较多,而强化减排措施终止后,重度和严重污染的天数明显增多,表明强化减排措施对北京及周边城市局地空气质量的改善贡献明显;2强化减排措施实施初期,受逆温层的影响,北京及周边城市空气质量指数迅速上升,说明在不利的天气背景下,即便有强化减排措施,污染物也会累积升高,形成污染过程,可见天气背景对空气质量的影响不容忽视;3在强化措施实施后期,虽然受逆温层影响,北京污染物的浓度并没有累积到很高的程度,而天津、唐山、保定和邢台均出现中度和重度污染,进一步说明,强化减排措施的实施对改善北京空气质量的贡献明显.     

好氧污泥颗粒化过程中Zeta电位与EPS的变化特性

研究了好氧颗粒污泥在形成过程中Zeta电位、胞外多聚物的变化以及两者之间的关系.通过对污泥调控生长,形成完全颗粒化的好氧污泥.在好氧颗粒形成过程中,污泥的Zeta电位由接种时的-19.1 mV逐渐降至-10.1 mV.完全颗粒化以后,成熟后的好氧颗粒污泥Zeta电位稳定维持在-10 mV左右,说明维持污泥较低的Zeta电位是好氧颗粒污泥形成的重要条件.颗粒化过程中污泥EPS中多糖含量基本不变,蛋白含量增加明显,从13.65 mg.g-1增加到54.12 mg.g-1,蛋白/多糖比值从0.67增加到3.31;污泥的Zeta电位与蛋白/多糖的比值呈正相关,相关系数为0.849,这些结果说明蛋白质对降低污泥表面电位,促进污泥聚集以及好氧颗粒污泥的形成生长等可能起着重要作用.     

好氧颗粒污泥中丝状微生物生长研究

通过在序批式摇床反应器(SSBR)中分别接种絮状活性污泥与厌氧颗粒污泥来处理含盐及淡水2种废水并培养好氧颗粒污泥,研究好氧颗粒污泥中丝状微生物的过度生长及可行的控制措施.结果表明,进水水质与接种污泥类型都会影响颗粒污泥中丝状微生物的生长.同是接种好氧絮状污泥的R1、R3,由于R1进水为含盐废水而R3为淡水,R1中颗粒污泥丝状化程度低于R3,而接种厌氧颗粒污泥并处理含盐废水的R2颗粒污泥丝状化程度最低.当好氧颗粒污泥外部出现明显丝状微生物过度生长时,各反应器中颗粒污泥平均丝状化程度△分别达到△R1=1.4、△R2=1.2及△R3=2.0.对各反应器颗粒污泥中丝状微生物进行鉴定,R1颗粒中丝状微生物主要为Eikelboom 0092及Nocardia spp.,R2中主要为.Fungi spp.及Nocardia spp.,R3中主要为S.natans 及H.hydrossis,这几种类型丝状微生物一般出现在污泥龄长、溶解氧浓度低及基质易降解的环境中,但由于好氧颗粒污泥结构不同于传统活性污泥,试验通过控制污泥负荷、污泥龄及曝气量等并不能有效控制颗粒中丝状微生物的过度生长.试验将各反应器进水基质由易降解的葡萄糖配水换为难生物降解废水时,能快速有效地控制颗粒污泥中丝状微生物的过度生长.     

有机无机氮配施对不同程度盐渍土硝化和反硝化作用的影响

以内蒙古河套灌区轻度盐渍土S₁（EC=0.62 dS·m^-1）及中度盐渍土S₂（EC=1.17 dS·m^-1）为对象,研究硝化和反硝化进程对盐渍化程度和有机无机氮配施比例的响应及其影响因素.本试验设置了6个处理,包括不施氮（CK）、单施无机氮（U₁）以及用有机氮（U₃O₁、U₁O₁、U₁O₃和O₁）替代25%、50%、75%和100%的无机氮.结果表明,盐度升高会降低土壤硝化势而提高土壤反硝化能力,同一处理S₁土壤硝化潜势较S₂土壤高出28.81%~69.67%,而反硝化能力降低17.16%~88.91%.盐度升高会降低AOB丰度及硝化贡献率,但会增加AOA丰度和硝化贡献率;盐度增加会提高土壤nirK和nirS型菌丰度,同时会增加N₂O/（N₂O+N₂）产物比,但会抑制nosZ丰度.S₁土壤,以U₁O₁处理硝化势和反硝化能力最大,较单施化肥增幅分别达到18.59%和15.87%;S₂土壤,各施肥处理之间土壤硝化势差异不显著,反硝化能力以O₁处理最大,较单施化肥提高88.26%.S₁和S₂盐渍土分别以U₁O₁及O₁处理获得较高的AOB基因丰度及硝化贡献率,且增大了nirS和nosZ基因丰度,并显著降低N₂O/（N₂O+N₂）产物比.综上,相比单施无机氮,轻度盐渍土以有机无机氮各半配施,中度盐渍土以单施有机氮更加利于土壤硝化反硝化过程进行.     

APEC期间北京空气质量改善对比分析

为了评估APEC期间强化减排措施对北京空气质量的改善效果,利用2014年11月1~15日中国环境监测总站发布的奥体中心监测点空气质量监测数据,分析其空气质量演变特征,并与2013年同期监测数据进行对比研究.结果表明:1PM_(2.5)是当前北京最重要的污染物,APEC期间空气质量以优良为主,期间有3次明显的污染过程,与2013年同期相比较有所好转,显示出强化减排措施对北京空气质量的改善有显著的效果;2与世界卫生组织(WHO)的标准值相比,APEC期间PM_(2.5)有5d在WHO标准值(25μg·m~(-3))以下,而SO_2均小于标准值;3APEC期间,在空气质量为优时PM_(2.5)/PM_(10)小于0.5,且随污染浓度的增加比值逐渐增大,在严重污染情况下PM_(2.5)/PM10达到0.9以上;4与2013年同期相比,强化减排措施对PM_(2.5)的减少有一定的贡献,但与SO_2和CO的减少量相比,颗粒物的减少量又相对较少,NO_2减少量相对最小,实施强化减排措施对污染物减排的排序为SO_2COPMNO_2,说明北京空气污染中的PM_(2.5)的来源、影响和减排的复杂性,有待进一步深入研究.     

不同尺度和数据基础的水文模型适用性评估研究——淮河流域为例

在淮河流域蚌埠站以上区域构建人工神经网络(ANN)、HBV-D 模型和SWIM模型等水文模型,评估不同时间、空间尺度和数据基础下水文模型的适宜性。得出:①时间尺度上三个模型对数据要求不同, ANN模型需要月尺度数据即可建立降水-径流关系且能取得较好的模拟效果,HBV-D 和SWIM模型为日尺度水文模型,需逐日降水、温度和径流量等数据,SWIM模型还需作物管理、营养盐和土壤侵蚀等数据;②空间尺度上,ANN模型适应于大尺度,HBV-D 模型适用于1×10⁴ km²及以上流域,SWIM模型更适合于1×10⁴ km²以下小流域降水-径流关系建立;③模拟效果分析,月尺度统计上ANN模型对水文模拟的整体效果较好,但不适合用于气候变化背景下水文水资源等研究,而有物理基础的HBV-D和SWIM模型虽模拟的纳希效率系数不及ANN模型,但在气候变化背景下仍是较好的工具。     

综合利用——可持续发展的必由之路

中国在改变落后、走向富裕、建设现代化强国的历史进程中，面临着人口、资源、环境这三大紧密联系的难题制约。其核心问题是资源及其合理利用问题。全方位开展资源综合利用是实现可持续发展的主要途径和基本对策。我国以地大物博、出产丰富著称于世，从总量看是资源富国，但人均资源占有量却极低。以矿产资源为例：我国矿产资源人均占有量约为世界人均占有量的一半，作为工业原料的３５种主要矿产，我国人均占有量只及世界人均占有量的６０％。特别是我国矿产资源共伴生矿多、贫矿多、地域分布不均衡，这些不利因素都制约着矿产资源的开发利…     

沈阳市不同功能区挥发性有机物分布特征及臭氧生成潜势

采用德国AMA-GC 5000在线气相色谱仪对沈阳市的工业区、交通区和文教混合区这3个不同功能区进行大气挥发性有机物(VOCs)观测,分析沈阳市不同功能区大气VOCs的分布特征,并利用最大增量反应活性(MIR)估算了大气VOCs的臭氧生成潜势(OFP).结果表明,沈阳市大气VOCs平均总浓度为(82.19±54.99)μg·m^-3,其中,采暖期浓度高于非采暖期,且工业区浓度较交通区和文教混合区明显偏高.VOCs浓度日变化曲线中,受早晚交通高峰影响为主的交通区和文教混合区呈双峰特征,工业区受工厂不定时运作排放影响存在多峰.交通区和文教混合区VOCs组分占比表现为:烷烃>芳香烃>烯烃>炔烃,但工业区炔烃占比高于烯烃,由B/T和E/A比值反映交通区和文教混合区受机动车尾气排放和燃料燃烧共同影响,工业区还受石油化工影响产生新鲜气团较多,且采暖期较非采暖期老化气团多.沈阳市大气VOCs的OFP贡献均值为232.89μg·m^-3,烯烃组分对各功能区贡献均占第一,且工业区的芳香烃组分因浓度高贡献也较大.