风-光互补驱动农村污水生物-物理耦合多级处理系统开发

目前,清洁能源应用于污水处理领域最大的挑战是易受天气状况影响导致电能无法稳定输出,负载无法连续正常工作。因此,为保证电能的稳定输出和设施正常运行,采用风-光互补蓄电池供能模式,通过对不同季节太阳能和风能强度变化监测与分析,确定太阳能与风能具有季节互补性。在此基础上,设计了风-光互补驱动农村污水生物-物理耦合多级处理设施的集成系统,采用生物和物理技术的耦合实现高效稳定去除污水中的污染物。202 d连续运行实验结果表明：通过系统的效能分析,证明风能对于太阳能发电的补充,有效地提高了供电系统的稳定性,实现发电系统电能输出稳定,且能源利用率可达90%以上;系统对污水中COD、NH₄⁺-N、TN、TP和SS的去除率分别为86.73%±2.89%、87.82%±6.59%、75.63%±11.79%、78.65%±6.39%、94.59%±0.89%;出水满足《内蒙古自治区农村生活污水处理设施污染物排放标准 (试行) 》 (DBHJ/001-2020) 一级标准。研究结果证明利用风-光能互补驱动生物物理耦合处理农村生活污水可行。     

2000 — 2018年哈尔里克山冰川高程遥感变化分析

冰川高程变化是冰川形态变化的重要特征之一,能为推算冰川体积变化及物质平衡提供基本参数。利用Sentinel-1A雷达数据,与SRTM数据进行差分干涉,得到2000—2018年哈尔里克山冰川高程变化结果。为进一步提高监测结果的可靠性,以裸地区域的高程变化量作为系统误差修正值,对冰川高程变化结果进行第一次优化。由于差分干涉结果受地形影响较大,为降低地形因素对高程变化的影响,分析地形因子与高程变化标准差之间的关系,去除标准差过大的冰川区域,提高冰川高程变化可靠性,对冰川高程变化结果进行第二次优化,并在此基础上进行精度评定。结果表明：过去18年来,哈尔里克山冰川高程平均下降(8.74±0.14) m;分析冰川高程变化的空间差异性,发现西北部冰川高程减少程度较东南部小;分析冰川高程变化与海拔的关系,发现总体上冰川高程下降程度随海拔升高而减小。     

天津污灌区内气态汞的污染特征及在叶菜类蔬菜中的富集

污灌区土壤相当于一个巨大的汞(Hg)源向水体和大气释放汞,挥发的气态汞可以通过植物叶片的气孔进入植物体内,严重威胁着当地农产品安全及人类健康.天津污灌区是汞污染的重灾区之一,本研究选取天津污灌区内某稻田(污灌约30a)、菜田(污灌约15 a)和污灌区边缘某草地(无污灌史,对照)作为监测地点,以5种常见叶菜(菠菜、苋菜、油菜、生菜、韭菜)作为生物监测实验对象,考察污灌区内产地土壤、大气汞的浓度及其在叶菜中的富集特征.结果表明:1经过长期污灌,稻田和菜田土壤汞含量已显著高于区域土壤汞背景含量和土壤环境质量标准一级标准,但未超过二级.对照草地土壤汞含量在背景含量与一级标准之间.稻田和菜地大气环境已受到较为严重的汞污染,气态总汞均值分别为71.3 ng·m-3和39.2ng·m-3,远高于北半球大气总汞含量的背景水平(1.5~2.0 ng·m-3),对照草地总汞含量平均为9.4 ng·m-3.2叶菜汞含量与污灌区气态汞含量对数之间呈现极显著的线性关系,5种叶菜对污灌区气态汞的敏感程度依次为菠菜>苋菜>韭菜>油菜>生菜.菠菜和苋菜Hg含量的中位值及平均值均超出食品卫生限量标准,其中菠菜的中位值及均值在20μg·kg-1以上,其余3种叶菜中位值及均值在限量值标准以下.3污灌区内叶菜Hg来源主要通过叶片吸收气态汞进入植株体内,而非颗粒态汞.研究表明在污灌地区种植叶菜,不仅需要考虑土壤污染的因素,也需要考虑气态汞暴露的风险.     

不同森林土壤微生物群落对Biolog-GN板碳源的利用

应用Biolog方法研究了不同森林恢复类型（人工恢复的湿地松林、杉木林、油茶林和自然恢复的天然次生林）土壤微生物群落对Biolog-GN板不同类型碳源的利用情况,结果表明,自然恢复的天然次生林土壤微生物群落的碳源代谢能力比3种人工林强,其次是油茶林.4种森林类型土壤微生物群落比较偏好、利用率较高的3类碳源是糖类、羧酸类和氨基酸类.对4类森林恢复类型土壤微生物群落具有分异作用的主要碳源类型亦为糖类、羧酸类和氨基酸类,这3类碳源是研究森林恢复后导致土壤微生物群落变化的敏感碳源.     

基于响应场的线性规划方法在长江口总量分配计算中的应用

河口区污染源总量分配由于计算的复杂性而受到较多的关注. 以长江口及毗邻海域为例,研究基于响应场的线性规划方法在污染源总量分配计算中的应用. 主要步骤:通过水动力水质模型计算各污染源在单位负荷下的响应场,建立污染源与水质之间的响应关系;构建总量分配计算的优化目标和约束方程,采用线性规划方法,计算污染物环境容量;考虑污染源之间的公平性原则,进行污染源总量分配. 选取有代表性的水文设计条件,完成对COD_Mn,NH₃-N,无机氮和活性磷酸盐的总量分配计算. 在给定的设计水量、水质目标、排污口位置和分配原则等条件下,得到COD_Mn,NH₃-N,无机氮和活性磷酸盐的最大允许入海量分别为200.8×104,16.9×104,22.6×104和1.8×104 t.      

PCR-微阵列法检测沿岸海水致病性创伤弧菌及危害评估

本研究建立了PCR和寡核苷酸探针阵列杂交技术,方便、快速、准确地检测了海水中创伤弧菌的存在状况.本项检测针对创伤弧菌的两个重要毒性基因whA,viuB,其中viuB可以对普通环境株和致病株进行区分.渤海湾沿岸6个采样点,共60个沿岸海水样本被用于这一方法的评估,得到了这些采样点所在区域创伤弧菌的分布,毒性株的存在状况的信息.     

亚热带典型景观单元土壤有机碳含量和密度特征

以我国亚热带四类典型景观单元表层土壤为对象,对比分析了土壤有机碳（SOC）含量和密度特征.结果表明,四类景观单元SOC含量加权平均值差异明显,以平原湖区加权平均值最高（25.10 g·kg^-1）,其次为喀斯特低山（20.84 g·kg^-1）和红壤低山（17.75 g·kg^-1）,红壤丘陵平均值最低（12.07 g·kg^-1）.四类景观单元SOC含量变异系数在24.06%～43.76%之间,均属于中等程度变异.平原湖区景观SOC含量主要分布区高于20 g·kg^-1,其它三类景观单元主要分布区则相反.四类景观单元SOC密度加权平均值大小顺序与SOC含量高低极为一致,其顺序为平原湖区（6.12 kg·m^-2）> 喀斯特低山（4.30 kg·m^-2）> 红壤低山（4.25 kg·m^-2）> 红壤丘陵（3.04 kg·m^-2）.研究结果揭示成土母质、耕作强度、地形差异和土地利用方式比例是SOC含量景观变异的主要原因,亚热带地区典型景观单元土壤可能是我国重要的碳库.     

葫芦岛市土壤、蔬菜重金属污染空间变化规律

采用Ｋrige插值法分析葫芦岛市土壤重金属的空间变化规律,测定葫芦岛市土壤、蔬菜、粮食中Hg、Pb、Cd、Zn、Cu的含量,应用指数方程和幂指数方程描述重金属与污染源的关系,分析土壤重金属的来源,并通过对当地种植和市售蔬菜、粮食重金属的比较,研究冶炼-氯碱工业对土壤与农作物生态系统的影响.结果发现葫芦岛市土壤受到重金属污染严重,Hg、Pb、Cd、Zn、Cu的平均含量分别是1.422、 443.1、 60.94、 4 084、 247.8 mg·kg^-1,最大值分别达到6.092、 3 195、 341.7、 35 157、 1 557 mg·kg^-1,Cd、Zn污染属于重污染,Hg、Pb、Cu属于中度污染.土壤中Hg、Pb、Cd、Zn、Cu的污染主要呈现以葫芦岛锌厂为中心,向外围辐散降低的规律,其中Hg还受到氯碱工业的影响.葫芦岛市土壤重金属主要来源于大气沉降,指数方程和幂指数方程均能很好地描述Pb、Cd、Zn、Cu在土壤中随距离的变化趋势.地产农作物的重金属含量远高于市售农作物,则进一步说明了重金属对葫芦岛市土壤生态系统带来了严重影响.     

硅藻指数在嫩江支流甘河的适用性评估

为了筛选出适用于甘河水生态评价的硅藻指数,合理评价甘河水生态健康状况,2018年8月在嫩江支流甘河调查了19个点位的着生硅藻群落结构和水环境特征.应用21种硅藻指数对甘河水生态健康状况进行评价,采用箱体图法分析了所选硅藻指数的适用性,使用Spearman相关分析研究了硅藻指数与环境因子的相关性,最后应用多元线性回归方法分析了不同因素对硅藻指数在甘河评价正确率的影响.结果表明:①所选硅藻指数中,IBD（biological diatom index,硅藻生物指数）、EPI-D（diatom eutrophication pollution index,富营养污染硅藻指数）和IPS（specific pollution sensitivity index,特定污染敏感指数）的评价结果区分度最好,最适用于甘河水生态健康状况评价.②甘河丰水期水生态健康状况总体较好,约70%的点位水生态健康状况为健康、较好和一般,约30%的点位水生态健康状况为较差和极差,极差的点位全部位于甘河下游区域.③硅藻指数与COD_Cr的相关性对硅藻指数评价正确率有显著影响（P < 0.01）,硅藻指数与COD_Cr相关性越强,评价的正确率越高;物种覆盖度对硅藻指数评价的正确率也有影响,但不显著,各点位最小物种覆盖度高于65%时,物种覆盖度对藻指数评价的正确率影响较为明显.研究表明,硅藻指数可以有效地评价水生态健康状况,但硅藻指数与环境因子之间的相关性等因素会影响评价的正确率,因此选择合适的硅藻指数进行研究区域的水生态健康状况评价尤为重要.      

三种不同生态型竹种植硅体碳汇比较研究

为研究不同生态型竹种生态系统中植硅体碳的分布和积累特征,论文选取了浙江省境内发育于同一土壤类型的3种竹林生态系统,分别采集其不同年龄的地上部分（叶、枝、秆）和现存凋落物以及不同深度的土样,分析各样品的植硅体含量、植硅体碳含量和硅含量。结果表明：1）3种不同生态型竹种器官中植硅体和植硅体碳积累和分布特征均为叶>枝>秆,土壤中植硅体和植硅体碳储量达到最大,且随土层深度增加植硅体碳储量有增加趋势;2）通过3种竹种植硅体碳储量比较,散生竹高节竹生态系统植硅体储量最高,丛生竹绿竹和混生竹茶秆竹植硅体碳储量相近;3）根据3种竹种在全国的分布面积估算,茶秆竹生态系统总固碳能力略大于绿竹,而远远高于高节竹。