高分辨率数据驱动的流域非点源污染输出风险评估方法

近年来,非点源污染已成为我国部分水库水质恶化的主要原因.以潘家口水库流域为例,引入动态降水因子和地形因子改进经典的输出风险模型,结合高分辨率的卫星反演降水产品(GPM)和高分六号卫星影像,建立高分辨率数据驱动的非点源污染输出风险评估模型,开展潘家口水库流域的非点源污染输出风险时空分布特征研究.结果表明,研究区2018年非点源污染输出风险较高,其中氮元素污染输出高风险和较高风险区约占流域总面积的70.6%,磷元素污染输出无高风险区,较高风险区约占流域总面积的21.9%.分析流域非点源污染输出风险时空分布特征,发现4～9月潘家口水库流域非点源污染输出风险呈现先增后减趋势,在7月和8月最高,与流域降水时空分布一致;结合土地利用分布特征分析,流域上游以耕地为主,城市集中在流域下游,受农业生产和人类活动的影响,这些区域的非点源污染输出风险较高.针对非点源污染输出风险时空分布特征,应制定合理的农业施肥方式,规划非点源污染“源-汇”景观布局以及建设植被缓冲带.     

Carbonaceous aerosols in PM10 and pollution gases in winter in Beijing

An intensive observation of organic carbon (OC) and element carbon (EC) in PM10 and gaseous materials (SO2, CO, and O3,) was conducted continuously to assess the characteristics of wintertime carbonaceous aerosols in an urban area of Beijing, China. Results showed that the averaged total carbon (TC) and PM10 concentrations in observation period are 30.2±120.4 and 172.6±198.3 μ/m3, respectively. Average OC concentration in nighttime (24.9±19.6 μ/m3) was 40% higher than that in daytime (17.7±10.9 μ/m3). Average EC concentrations in daytime (8.8±15.2 μ/m3) was close to that in nighttime (8.9±15.1 μ/m3). The OC/EC ratios in nighttime ranging from 2.4 to 2.7 are higher than that in daytime ranging from 1.9 to 2.0. The concentrations of OC, EC, PM10 were low with strong winds and high with weak winds. The OC and EC were well correlated with PM10, CO and SO2, which implies they have similar sources. OC and EC were not well correlated with O3. By considering variation of OC/EC ratios in daytime and night time, correlations between OC and O3, and meteorological condition, we speculated that OC and EC in Beijing PM10 were emitted as the primary particulate form. Emission of motor vehicle with low OC/EC ratio and coal combustion sources with high OC/EC ratio are probably the dominant sources for carbonaceous aerosols in Beijing in winter. A simple method was used to estimate the relative contribution of sources to carbonaceous aerosols in Beijing PM10. Motor vehicle source accounts for 80% and 68%, while coal combustion accounts for 20% and 32% in daytime and nighttime, respectively in Beijing. Averagely, the motor vehicle and coal combustion accounted for 74% and 26%, respectively, for carbonaceous aerosols during the observation period. It points to the motor vehicle is dominant emission for carbonaceous aerosols in Beijing PM10 in winter period, which should be paid attention to control high level of PM10 in Beijing effectively.     

温州市近岸海域具齿原甲藻密度预测模型研究

通过对2004年5月温州市洞头列岛附近海域赤潮发生过程相关监测数据的深入分析,利用多元回归分析方法建立了基于COD、PO4-P和Chl-a的温州市近岸海域赤潮优势种具齿原甲藻(Prorocentrum dentatum)密度线性预测模型,并以2003年该赤潮监控区相关监测数据对其进行了检验.结果表明,该模型具有较高精度和可靠性,预测值最大相对误差为16.90%、最小仅为2.10%.     

潮白河中游沉积物中重金属分布、来源及生态风险评估

潮白河是海河五大支流之一,其中游位于河北省,地处北京市下游和天津市上游,非汛期来水主要为北京市工业废水和生活污水.为了解潮白河中游沉积物重金属污染分布特征、来源、生态风险及可能受北京市来水的影响,于2018年6月采集9个表层沉积物样品和2个柱状沉积物样品,使用电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）测定Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb等7种重金属的质量分数.结果表明:①潮白河中游表层沉积物中w（Cr）、w（Ni）、w（Cu）、w（Zn）、w（As）、w（Cd）、w（Pb）的平均值分别为31.47、14.74、14.73、44.80、4.91、0.23、17.98 mg/kg,7种重金属质量分数除在5号采样点突然增加外,均沿河流方向呈先降后升的趋势.在垂直方向上,7种重金属在5号采样点出现富集,在9号采样点其质量分数则呈减轻趋势.②通过相关性分析和主成分分析可知,潮白河中游沉积物中Cr、Ni、Cu、As、Pb主要来源于工业和交通污染;Zn和Cd则主要来源于农业面源和生活污染.③地累积指数评价和潜在生态风险指数显示,潮白河中游表层沉积物重金属污染主要以Cd、Pb、Cu和As为主,其中Cd的潜在危害最高,各采样点综合潜在生态风险指数大小依次为5号> 2号> 3号> 9号> 1号> 8号> 4号> 7号> 6号.研究显示,潮白河中游沉积物重金属污染在5号采样点最严重,其中Cd污染程度最高,其来源主要为区域农业生产和居民生活等人类活动,应加强区域内农业和生活污染防治.      

微生物法与传统湖泊治理技术目标效用函数分析

文章使用了吸收以基尼为代表的效用决策方法优点的模式,对其作某些改进后,采用了形式简单的线性加权效用函数,并加强其效用调查测试、简化决策的选择过程,以此对微生物法、工程疏浚法、化学法三种典型湖泊治理方法进行层次效用决策分析.为类似治理方案比选技术提供了一项新的方法.     

兽药洛克沙胂处理对空心菜生长代谢和营养价值的影响

随着养殖业大规模发展,含洛克沙胂(ROX)的禽畜排泄物正以有机肥形式被大量施加于菜地。ROX的大量施入是否会降低叶菜产量和品质值得人们关注。本文选取常见叶菜空心菜(Ipomoea aquatic)为实验材料,从种子萌发、幼苗生长代谢、营养价值及食用安全性等角度分析了ROX处理对空心菜的影响。结果表明:ROX≧1mM处理抑制空心菜种子萌发和幼苗生长,幼苗株高、叶面积、各器官生物量等均显著下降;幼苗正3-4位叶片光合色素含量急剧下降、叶绿素F0、Fm和Fv/F0等荧光参数指标变化不明显;各器官K、Ca、Mg、P含量以及包括Fe、Mn、Zn、Cu、B和Mo等元素在内的微量元素总量降低;还原性抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)以及花青素含量随ROX处理浓度的提高而提高;ROX处理会导致空心菜叶片内可溶性糖含量升高,但可溶性蛋白和游离氨基酸含量却降低;各器官在ROX处理下As元素大量累积;虽然As主要聚集在根部,但地上可食用部位的As含量均超出国家叶菜类最低限量标准;空心菜叶片内硝态氮在ROX处理后也急剧增加。由此可见,兽药ROX的大量残留,不仅会影响种子萌发,抑制幼苗生长,降低空心菜营养含量和品质,同时还可能导致As及硝态氮在空心菜内的积累,影响其食用安全。     

季铵化改性稻草吸附去除水中SO42-的特性研究

采用NaOH、环氧氯丙烷和三甲胺改性稻草秸秆,制备出含季铵基的吸附剂,用以去除水中的硫酸根离子(SO2-4).通过SEM、元素分析、13C-NMR表征发现,稻草改性后表面纤维结构暴露,含氮量增加,引入了大量的季铵基,吸附潜力显著提高.吸附实验结果表明,改性稻草吸附去除SO42-平衡时间约20min,pH为3～8范围内吸附效果较好.采用Langmuir吸附模型可较好地描述改性稻草对SO2-4的吸附等温线,其最大单分子层吸附量Qmax为74.76mg·g-1,吸附能力远大于原稻草(11.68mg·g-1).     

DVB-MMA共聚物树脂吸附水相苯酚的研究

以二乙烯基苯(DVB)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)的混合液为单体,分别采用悬浮聚合法和溶剂热法合成高分子树脂PDMA和PDVB.通过BET、IR、SEM对样品的结构和形貌进行表征,对比2种方法合成吸附树脂的性能差异,并考察各高分子树脂对水中苯酚的吸附效果.结果表明,采用悬浮聚合法制备的DVB-MMA共聚物树脂在2~4nm和5~30nm范围内均有明显孔径分布,具有较大的比表面积566m2/g. DVB-MMA共聚物树脂(PDMA-XF)对4500mg/L苯酚溶液的饱和吸附量为170.4mg/g,其酯羰基中的氧原子与酚羟基当中的氢原子产生氢键作用,这些分子间的氢键作用有助于吸附水中苯酚.     

毒死蜱工艺废水预处理研究

毒死蜱工艺废水中含有吡啶类衍生物,属高浓度、难降解有毒有机废水.采用电催化氧化-微电解-混凝沉淀组合工艺对毒死蜱工艺废水进行预处理研究,结果表明,当电催化氧化单元进水pH值为3～4、电流密度为14mA/cm2、主反应器HRT为150 min,微电解单元铁炭比1∶1、进水pH值为3～4、HRT为100 min时,COD,TP,TOC的去除率分别为32.49％,37.39％,51.4％;在电催化氧化单元COD去除率出现负值,表明废水中吡啶类物质被有效分解.高效液相色谱分析结果表明,该预处理工艺对废水中3,6,5-三氯吡啶醇有着很好的去除效果,去除率达到99.9％以上.GC--MS分析结果表明,该预处理工艺对废水中的3,6,5-三氯吡啶醇分解彻底.     

2008~2010年北京城区大气BTEX的浓度水平及其O3 生成潜势

苯、甲苯、乙苯及二甲苯是典型的人为排放有机物,不仅危害人体健康还参与对流层的光化学反应,生成O3和二次有机气溶胶.为认知北京大气中BTEX的浓度水平,评估其O3生成潜势,于2007年12月～2010年11月使用被动采样和化学分析相结合的方法对BTEX和O3浓度进行了连续3 a的同步观测.结果表明,北京城区大气BTEX中甲苯的浓度高达(8.7±3.1)μg·m-3,其次为苯、乙苯和间对二甲苯,浓度分别为(7.1±3.3)、(4.2±1.4)和(3.4±1.5)μg·m-3.BTEX总浓度在春、夏、秋和冬季的平均值分别为(16.8±1.4)、(24.7±2.8)、(25.9±4.9)和(26.8±12.1)μg·m-3,冬季苯的浓度全年最高,而夏季甲苯浓度高于冬季.采用最大增量反应活性方法计算了北京城区大气BTEX夏季O3生成潜势,发现间对二甲苯的贡献最大.北京2008、2009和2010年夏季BTEX的O3生成潜势分别为65.2、60.2和75.7μg·m-3,与O3实际浓度的年际变化趋势一致(同期浓度分别为80.5、65.0和101.9μg·m-3).机动车尾气和溶剂挥发是北京城区大气BTEX的主要来源,冬季苯的浓度可能受取暖燃煤的影响,夏季溶剂挥发对BTEX影响更大,并对O3的生成有一定贡献.