武汉地区夏季和秋冬季大气污染的天气概念模型

利用2013～2019年武汉市生态环境局监测数据、L波段雷达探空资料、NCEP/NCAR逐日再分析资料,对夏季和秋冬季武汉地区污染日的大气污染特征、边界层结构、环流形势、物理量场进行研究,建立了武汉地区大气污染的天气概念模型.主要结论如下:(1)武汉市空气质量具有季节性变化特征,大气污染程度四季分布表现为冬＞秋＞春＞夏.夏季首要污染物是臭氧,冬季首要污染物是PM2.5.(2)比较挑选出的夏季清洁日和污染日的气象要素特征,污染日逆温的平均强度约为清洁日的一倍,逆温底高一般在600 m以下,空气质量一般为轻度-中度污染;静风频率(37.1％)明显高于清洁日的静风频率(2.9％);污染日平均风速小(0.8 m/s),边界层内相对湿度较低.同样比较秋冬季两类天气的气象要素特征,污染日逆温底高低、厚度小,不及清洁日的一半,不利于污染物的扩散,易出现重度污染天气.静风频率(20％)高于清洁日的静风频率(7.5％),风速小(1.6 m/s),污染日边界层内呈明显上千下湿的格局.(3)建立了夏季大气污染的天气概念模型,污染日副高偏弱位置偏东,长江流域易少雨干旱;地面我国东部大范围地区处于均压场中,武汉地区为偏东北异常小风,不利于大气污染物的扩散.(4)建立了秋冬季大气污染的天气概念模型,长江流域环流平直少波动,配合地面弱低压的天气形势和较强的逆温使得大气污染物聚集在近地面.蒙古冷高压强度偏弱,使得入侵我国的冷空气强度偏弱;武汉地区为偏北小风,对雾霾的移除和稀释扩散作用差.该研究结论可供大气污染预测预警研究和环境管理部门大气污染的联防联控参考.     

湖库泥沙资源化多目标优化配置研究综述

合理利用泥沙的资源特性,实现泥沙资源优化配置是湖库生态环境治理迫切需要解决的关键问题之一。该文旨在对泥沙资源化及多目标优化配置方法的研究进行综述,总结泥沙资源化的研究现状和分析其发展趋势。首先对泥沙资源优化配置框架的相关研究进行了综述,主要集中于泥沙资源优化配置、泥沙资源化的途径、泥沙管理生态化及优化配置方法等方面,然后分析了目前对于泥沙资源优化配置的理论认识、模型构建及应用、方案评价及决策存在的主要问题,最后探讨了泥沙资源优化配置相关研究未来发展方向。     

长江中游城市群经济-城市-社会-环境耦合度空间差异分析

以长江中游城市群的36个城市为例,构建了经济发展、城市化、社会保障、生态环境综合评价指标体系,运用耦合度模型评估了36个城市2011~2013年的耦合度,并利用GIS技术分析系统的得分与耦合度的空间分布特征。结果表明:长江中游城市群的36个城市的经济发展、城市化和社会保障水平的空间分布比较相似,三者间存在显著的正相关关系。但是,存在显著性的地区差异。36个城市生态环境得分均值很高,城市之间差异很小。从耦合度的空间分布来看,长江中游城市群明显存在3个高耦合度的聚集区域,即长株潭城市圈,武汉-南昌(含鄂州、黄石和九江)城市带和鄂北4市,即十堰、襄阳、宜昌和荆门。最后,36个城市之间耦合度的差异呈现逐年缩小的趋势。     

Performance of photocatalytic reactors using immobilized TiO2 film for the degradation of phenol and methylene blue dye present in water stream

TiO2 thin film photocatalyst was successfully synthesized and immobilized on glass reactor tube using sol-gel method. The synthesized TiO2 coating was transparent, which enabled the penetration of ultra-violet (UV) light to the catalyst surface. Two photocatalytic reactors with different operating modes were tested: (a) tubular photocatalytic reactor with re-circulation mode and (b) batch photocatalytic reactor. A new proposed TiO2 synthesized film formulation of 1 titanium isopropoxide: 8 isopropanol: 3 acetyl acetone: 1.1 H2O: 0.05 acetic acid (in molar ratio) gave excellent photocatalytic activity for degradation of phenol and methylene blue dye present in the water. The half-life time, t1/2 of photocatalytic degradation of phenol was 56 min at the initial phenol concentration of 1000 microM in the batch reactor. In the tubular photocatalytic reactor, 5 re-circulation passes with residence time of 2.2 min (single pass) degraded 50% of 40-microM methylene blue dye. Initial phenol concentration, presence of hydrogen peroxide, presence of air bubbling and stirring speed as the process variables were studied in the batch reactor. Initial methylene blue concentration, pH value, light intensity and reaction temperature were studied as the process variables in the tubular reactor. The synthesized TiO2 thin film was characterized using SEM, XRD and EDX analysis. A comparative performance between the synthesized TiO2 thin film and commercial TiO2 particles (99% anatase) was evaluated under the same experimental conditions. The TiO2 film was equally active as the TiO2 powder catalyst.     

Mn对超富集植物青葙Cd毒害的缓解效应

为了探究Cd胁迫下青葙中Mn的生理作用,通过水培实验,研究在Cd暴露下(0、5和25 μmol·L-1 )施加Mn(5、100和1 000 μmol·L-1 )对青葙的干重、叶绿素含量、Cd含量和青葙根部不同区域实时Cd2+流速的影响.结果表明,提高Mn的供应水平可缓解Cd对青葙生长的抑制效应.在Cd浓度为5 μmol...     

基于生态系统服务簇评价的长沙市生态修复优先区识别

为快速有效地划分长沙市生态修复优先级,构建了“生态系统服务簇—城市化强度”体系的生态修复优先区识别研究框架,运用生态系统服务价值计算模型、聚类分析、线性回归模型、空间统计等方法,识别研究区生态系统服务簇,对生态系统服务簇综合服务能力演变和城市化强度变化进行空间统计,进而识别出研究区生态修复优先区,并提出生态修复和保护策略。结果表明：城市扩张大量侵占城市周边土地,致使长沙市主城区4个生态系统服务簇在2000—2020年,有1 821个网格(占比为20.15%)发生了服务簇类型的改变;城市扩张破坏原有生态环境和景观格局,致使城市化发展对生态系统服务簇发展的影响始终是负面的,且随着城市化速度加快,其负面影响愈加明显;生态修复优先区被划分为5个等级,2 609个网格(占比为28.87%)需要进行生态修复,其中Ⅰ级生态修复优先区占比为13.53%,Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级占比分别为0.58%、12.53%、2.23%。Ⅰ级和Ⅲ级生态修复优先区应注重关键生态系统服务能力的提升,Ⅱ级和Ⅳ级生态修复优先区和生态保护区则应注重现有生态系统服务功能的保持。该方法能够快速定位高速城市化与生态系统受损同时发生的区域,并为不同分区修复策略的制定提供参考,在提升生态系统服务能力的同时,降低城市化对生态系统的负面影响。

     

吉兰泰盐湖盆地地下水Cr6+、As、Hg健康风险评价

选取西北干旱区吉兰泰盐湖盆地为研究对象,系统采集71个地下水样品,测定重金属Cr⁶⁺、As、Hg,以及主要化学成分的含量,以地质统计学插值绘图揭示盐湖盆地地下水中Cr⁶⁺、As、Hg的空间分布特征,以单因子指数法、内梅罗指数法和US EPA健康风险评价模型解析地下水中Cr⁶⁺、As、Hg的污染及健康风险状况,以统计相关检验进行Cr⁶⁺、As和Hg的源分析.结果表明：盐湖盆地地下水中普遍含有Cr⁶⁺、As、Hg,Cr⁶⁺在盐湖上游及东北部含量较高,As在西南台地含量较高,Hg在西北部巴音乌拉山出现高值区域,其分布与变化受到天然因素和人类活动的双重影响;Cr⁶⁺、As出现局部区域超标,超标率分别为8.45%和2.82%;Cr⁶⁺主要超标区域在盐湖西南侧呈条块状分布,并在盐湖附近Cr⁶⁺含量较高;As以点状超标,分布于西南部和东北部;盐湖盆地地下水87.3%处于安全清洁状态,仅5.6%轻度污染出现在西南部,不存在中度和重度污染;通过饮用水途径的化学致癌物的健康风险值远高于非化学致癌物的健康风险值,西南部图格力高勒沟谷区域化学致癌物Cr⁶⁺超过了US EPA最大可接受风险,但整个盐湖盆地Cr⁶⁺的平均健康风险值低于US EPA最大可接受风险;As和Hg均低于US EPA最大可接受风险;盐湖盆地总致癌风险特征与Cr⁶⁺基本一致,Cr⁶⁺平均健康风险占总致癌风险贡献率的89%;Cr⁶⁺超标原因包括盐湖盆地高锰酸盐指数偏高,促使Cr³⁺氧化成为Cr⁶⁺,As与Cr存在一定的同源关系.     

乌贼墨黑色素对Pb2+-Cu2+二元体系的吸附性能研究

为探索新型生物吸附剂，以乌贼墨黑色素（SIM）为吸附剂，研究Pb²⁺、Cu²⁺单组分溶液及Pb²⁺-Cu²⁺二元混合体系中SIM对Pb²⁺和Cu²⁺的吸附效果并构建等温吸附模型.结果表明，pH值、SIM添加量、吸附时间对SIM吸附Pb²⁺和Cu²⁺的吸附量影响较大，而吸附温度对吸附效果影响较小；单组分吸附与二元混合体系吸附对比表明，二元混合体系中Pb²⁺和Cu²⁺存在竞争吸附.应用L （Langmuir）和F （Freundlich）等温吸附模型拟合了SIM对Pb²⁺、Cu²⁺单组分金属离子的吸附过程，其中L模型与试验结果拟合度更高；应用Non-modified Langmuir、Modified Langmuir isotherm、Extended Langmuir、Extended Freundlich和SRS模型5种模型对Pb²⁺-Cu²⁺二元混合体系的等温吸附过程进行拟合，其中Extended Langmuir模型与试验结果拟合度最佳.应用红外光谱（FTIR）分析SIM吸附金属离子的原理时发现，SIM上羟基、-NH和不饱和键是金属离子的吸附位点，且SIM对Pb²⁺的吸附能力优于对Cu²⁺的吸附.     

杞麓湖表层底质营养盐的时空分布特征及评价

通过现场调查和实验室分析方法对杞麓湖水体及表层底质各形态营养盐的时空分布特征进行研究。结果表明,在冬季和夏季杞麓湖底质及水体各营养盐浓度及分布具有较大差异。底质及水体中总氮浓度表现出湖周高、湖心低,且西南比东北高的分布特征;总磷浓度呈现出由西南向东北递增的趋势;无机磷浓度高于有机磷;无机磷中各形态磷的浓度由高到低依次是Ca-P>Fe/Al-P>NH₄Cl-P。底质有机质浓度非常丰富,呈现出由湖周向湖心逐渐降低的趋势。有机指数和有机氮评价结果显示,杞麓湖各采样点有机指数相当高,全湖都处于严重污染状态,且整个湖体有机氮污染严重,西部湖湾为污染最严重的区域。杞麓湖底质营养盐浓度的控制刻不容缓。     

欧盟最佳可行技术（BAT）实施经验及其启示

为了全面提高环境技术管理水平,我国“十一五”启动了一批BAT指南编制试点工作。针对我国已经开展部分BAT工作存在调研工作量大、收集技术信息不全面、缺乏有效的创新技术推广机制、筛选BAT不能很好引导技术发展方向的问题,详细分析了欧盟BAT含义、BAT参考文件作用、BAT实施过程以及信息交流机制,总结了欧盟BAT在法律法规中的地位、技术信息来源的方式、技术筛选的方法以及对新技术的激励机制方面的实施经验,指出我国BAT体系建设亟待建立BAT推广应用的法律基础、技术信息交流平台、技术工作组和专家组以及促进新技术发展的验证评估机制,从而实现BAT对环境管理的技术支撑作用。