大气环境科学综合数据采集共享平台建设及应用研究

为实现大气重污染成因与治理攻关项目数据的统一管理和数据共享,基于美国电子政务共享框架（Federal Enterprise Architecture Framework,FEA）方法论和数据中台思想,采用JAVA平台和SOA框架,以大气重污染成因与治理攻关项目科研数据为主,整合全社会大气科学数据资源,面向京津冀、汾渭平原大气污染成因与治理改善分析的核心业务需求,建设集多源异构数据采集、治理、共享、分析、发布于一体的大气环境科学数据采集与共享平台;建立完善的线上数据治理流程,采用多种算法实现大气业务数据集的实时质控;采用分级、分权限的数据共享机制和共享接口动态编辑技术,建立一站式数据枢纽.结果表明:①建立大气科学数据规范分类体系,提供从原始数据、二次数据产品、大气攻关信息发布等多种类型的数据共享服务.②建立海量多源异构综合数据集,包括空气质量、组分、污染源、气象、健康等11类,数据总量4.3 TB,包括7.5亿条数据和66万个文件.③开发交互式GIS服务和线上评估分析工具,实现环境空气质量评估、气象影响分析、组分变化、污染源统计四类主题数据服务.④向大气重污染成因与治理攻关项目各课题组、七省（市）提供多种形式共享,开放104个数据接口,实现21亿条数据、2万份文件、15个专题共享,有力地支撑了大气重污染成因与治理攻关项目的各项研究.      

基坑开挖影响下下卧盾构隧道变形及控制措施研究

近年来地铁建设不断加快,在地铁隧道上方施工已成常态。为研究基坑开挖影响下下卧盾构隧道的隆起变形,评价不同变形控制措施的实际控制效果,以武汉市轨道交通6号线琴台变电站地下电缆通道工程为例,采用两阶段法计算了基坑开挖影响下下卧盾构隧道的隆起变形,同时采用数值模拟方法对无加固、压力注浆加固、水泥土搅拌桩加固和压力注浆+水泥土搅拌桩综合加固控制措施4种工况下下卧隧道的隆起变形值进行了数值模拟计算,并将数值模拟结果与实际工程监测数据进行了对比分析。结果表明:对于初步预测基坑开挖引起下卧盾构隧道的隆起变形,该理论计算方法可靠、实用;压力注浆+水泥土搅拌桩综合加固控制措施使下卧盾构隧道的隆起变形和横断面收敛变形值分别减小至2.3 mm和0.35 mm,控制效果良好,具有一定的实际推广意义,可为类似工程提供参考。     

研发投入对我国上市环保企业绩效的影响分析

研发投入是技术创新的基础,而创新是一个企业的核心竞争力,直接影响企业的效益及发展。选取2016—2019年我国沪深两市环保行业61家上市公司连续4年的面板数据作为研究对象,采用多元回归分析的方法实证分析环保上市公司研发投入对公司绩效的影响,并分析研发投入的滞后效应。结果显示:研发资金投入强度在当期对公司绩效有负向作用,在滞后一期时与资产收益率呈正相关,滞后两期时与主营业务利润率呈正相关;而研发人员投入强度对企业绩效在当期就有促进作用。为促进企业高质量发展,应当加大研发资金长期性投入,提升研发人员创新能力,加强研发成果转化。     

黄大湖沉积物营养盐分布及来源解析

在黄大湖设置13个采样点,采集表层及柱状沉积物样品,对沉积物中总氮(TN)、总磷(TP)和有机质(OM)浓度进行测定,分析黄大湖沉积物营养盐的空间及垂直分布,研究黄大湖沉积物营养盐来源,并对沉积物污染程度进行评价。结果表明:黄大湖表层沉积物中TN浓度为1 112~3 277 mg/kg,平均值为2 016 mg/kg;TP浓度为547.19~784.43 mg/kg,平均值为651.84 mg/kg;OM浓度为5.21%~11.21%,平均值为8.6%;TN、TP和OM浓度空间分布较为一致,主要表现为西北部>东南部>湖心中部,浓度垂直变化趋势总体表现为随深度增加而下降;沉积物中TN和OM污染比TP严重,且三者污染程度空间分布与浓度空间分布一致。Pearson相关性分析表明,TN和OM显著正相关,二者具有同源性;TP和OM无显著相关关系,二者同源性较差;沉积物中碳氮比(C/N)平均值为25.43,OM主要来自外源颗粒有机物的输入,柱状沉积物-20 cm以上碳磷比(C/P)和氮磷比(N/P)的增加表明沉积物中营养盐受近年来周边人类活动的影响较大。     

基于政策工具的中国生物质发电补贴政策评估

生物质发电兼具环境效益与社会效益,对支撑中国推进能源消费革命和乡村振兴,实现碳达峰、碳中和目标具有重要意义。对截至2020年12月31日国家层面出台的生物质发电补贴相关政策进行梳理,运用政策工具理论与方法,从环境、供给、需求3个角度,研发、投资推广、原料资源、生产并网、消费5个环节评估生物质发电补贴政策的实施情况和存在问题,提出生物质发电补贴政策的优化建议。结果表明,现阶段生物质发电产业在研发、原料供应、基础设施领域补贴不足,财政补贴有逐步退坡并向市场机制转变趋势,但相应政策工具及制度创新尚存在欠缺。中国生物质发电补贴政策应在更多关注技术研发、充分涉及中间链条、完善激励机制等方面不断改进,并大力强化市场培育,在配套措施保障下引入市场机制,以促进产业长期可持续发展。     

春季生物作用对山地岩溶池水地球化学特征的影响

岩溶水文系统对外界环境变化敏感,使得岩溶区水质存在昼夜、小时甚至分钟等尺度的变化.许多地表水体都会经历p H值、溶解性气体、微量元素以及其他水化学指标的昼夜变化.重庆金佛山水房泉及受其补给的水池地处海拔2 050 m的山地岩溶区,具有温带气候特征.通过对水房泉泉水(以下简称泉水)及水池进行为期3 d的昼夜监测,以期探究春季生物作用对岩溶池水地球化学的影响.研究发现,在昼夜时间尺度上,泉水地球化学指标基本稳定,未表现出昼夜变化,池水地球化学指标化学表现出了昼夜波动,但水温、溶解氧、p H值、电导率等物理化学指标昼夜变化幅度较小.在不同的天气条件下,水温、溶解氧、Cl-等昼夜变化幅度存在差别;池水二氧化碳分压(p CO2)、Ca2+、DIC白天降低、晚上升高,方解石饱和指数(SIc)相反;这些指标的变化受控于温度、碳酸盐岩矿物的溶解与沉淀、水生植物光合作用与呼吸作用;通过亨利常数的计算,发现水温变化对p CO2变化的影响仅占0.79%~10.01%,水温、碳酸盐岩沉淀等物理因素对DIC损失量的贡献率为39%,水生植物光合作用的贡献率为61%.     

基于神经网络分类器的城市污水处理厂水力冲击预警系统

提出了一套基于神经网络分类器的城市污水处理厂水力负荷冲击预警系统,以期对进水水量骤增现象进行提前1天的预报,使污水处理厂可根据预报结果提前采取水力冲击防护措施,从而保证各单元的平稳运行.根据进水水量的涨幅将某污水处理厂12年日进水水量监测数据分为"常规"和"冲击"两类,重点对"冲击"数据进行提前1天的预测,并采用冲击漏报率、冲击误报率和报准率对模型的预测精度进行评价;同时,基于同样的建模方法和不同的训练、验证样本建立了N(1)、N(2)和N(3)3个平行模型,以对模型的鲁棒性和建模方法的可重复性进行考察.结果显示,3个模型对2010年、2011年和2012年3年测试样本的预测效果良好,冲击漏报率和报准率两项指标数值均较为稳定,分别在0~0.167和0.981~0.995之间浮动,冲击误报率虽然在数值上的浮动较大,最低为0.143,最高为0.500,平均为0.310,但仍在工程上的可承受范围内.该结果表明,本研究基于神经网络分类器所建立的3个神经网络模型预测精度高、鲁棒性好,显示出良好的性能,有望为污水处理厂水力冲击防护工作提供有力参考.     

输水情景下白洋淀好氧反硝化菌群落对溶解性有机物的响应

溶解性有机物（DOM）是影响微生物群落演变的重要因素,而生态输水是白洋淀的一个重要特征,为了探究输水情境下DOM对好氧反硝化菌的影响,本文结合水体DOM的组分解析和好氧反硝化高通量测序技术,进行了水体好氧反硝化菌对DOM的响应研究.结果显示,白洋淀水体DOM的相对浓度存在显著差异,河口区要低于内部区;DOM呈现出较强自生源特征,河口区具有更高的分子量和更强的腐殖化;平行因子法解析出3种类蛋白组分和1种类腐殖质组分,类蛋白组分占比达到35.64%~96.38%,与荧光区域积分得到类蛋白占主体的结果相一致.与此同时,该时期水体好氧反硝化菌主要属于变形菌门（Protebacterice）,主要包括Cupriavidus、Aeromonas、Thauera、Shewanella和Pseudomonas,与随机森林筛选出的指示物种相一致;网络分析得到35个网络关键节点,主要隶属于Thauera、Cupriavidus以及Unclassified_bacteria;冗余分析（RDA）显示类腐殖质物质是影响水体整体好氧反硝化菌群落组成的因子,类蛋白物质是影响指示物种群落和关键节点群落结构分布的重要因素.综上可知,水体溶解性有机物中类蛋白组分可以作为筛选适于生态输水期水体特征的耐低温高效好氧反硝化菌的碳源选择.     

江西鄱阳湖区ZK01钻孔孢粉记录及其古环境信息

通过对鄱阳湖ZK01钻孔的近7300~50 a BP孢粉记录进行研究,根据岩芯中孢粉主要种属类型及含量变化特征共划分出9个孢粉组合带。同时根据孢粉记录尝试恢复了鄱阳湖流域的古植被和鄱阳湖区的水域面积变迁特征,以及地区气候冷暖变化。其中利用亚热带乔木花粉和山地针叶林植物花粉之间百分比含量差值的变化特征,对鄱阳湖流域近2760 a BP以来的冷暖气候变化进行较为详细的探讨。     

潜流型人工湿地冬季污水净化效果

冬季通过对人工湿地系统采取保温措施,可有效维持和提高湿地内的温度,改善湿地净化效果;比较了种植不同植物湿地在不同运行方式下的污染物去除率.结果表明,通过控制湿地运行方式,可增高湿地系统温度和提高溶氧(DO)水平,从而提高COD、TN和TP的去除率;当水力停留时间(HRT)为5d时,湿地出水的TN和TP去除率分别达到72.5%和58.2%.