基于非恒定流的污染物迁移扩散随机模拟

针对目前大部分河流都受到不同程度污染的现状,研究了基于非恒定流的污染物迁移扩散随机模拟方法。通过一维非恒定流数值计算和流场模拟,得到了水库开闸放水后下游各个断面的水位、流量、流速等数据,并以此为基础,利用蒙特卡洛法对水库开闸放水前后下游典型断面的COD和NH3-N等进行污染物迁移扩散随机模拟,并将模型应用于文峪河下游。结果表明,文峪河水库开闸放水后,COD和NH3-N的污染带长度和宽度均有不同程度的减小,污染带向排污一侧岸边集中。研究成果可为解决河流污染现状与水库调度提供参考。     

汶川地震地表变形特征

汶川地震地表变形特征丰富多彩。在震后40天自北至南对地震地表变形现象进行了为期10天的专题考察和分析,对北川、擂鼓、汉旺、蓥华、白鹿、小鱼洞、虹口和映秀等8个断裂出露部位进行了重点剖析。结果表明,不同侧面,不同级次的现象均显示出统一的变形变位图案,但具体而言它们比理论模型、规例要复杂得多。它们具体表现为:沿汶川地震断裂面推挤形成隆起,产生纵向、横向裂隙;推挤前缘冲断塌落,形成逆断型崩积楔;多方向挤压、或引张,显示同一应力作用下变形组合的复杂性。这些均不同程度地丰富了现有的应力作用理论。     

基于实验模拟的广州市餐饮油烟VOCs排放特征及风险评估

随着城市餐饮行业的快速发展,餐饮源已逐渐成为大气挥发性有机物（VOCs）的主要来源之一。为深入了解广州市餐饮油烟的排放特征,科学制定广州市餐饮源的减排对策,在实验室搭建烹饪平台模拟烹饪过程,探讨不同油温、食用油种类和菜系类型对烹饪油烟排放VOCs组分的影响,并采集广州市典型商圈川菜馆、湘菜馆、粤菜馆、越南菜馆4家餐馆排放的餐饮油烟废气,利用气相色谱质谱仪分析研究4家餐馆油烟废气VOCs组分特征。结果表明：不同食用油、不同油温和不同菜系下所产生的VOCs浓度及组分特征存在较大差异。烹饪油烟VOCs的排放质量浓度与温度呈正相关。东南亚和川菜烹饪方式产生的油烟VOCs均以羰基化合物为主,而油炸类烹饪方式（炸薯条）则以羰基化合物和烷烃类同为主导。炸薯条、东南亚菜和川菜烹饪油烟VOCs的羰基化合物中,乙醛占比突出。乙醛在猪油油烟中占比最高（60.4%）,其次是花生油（53%）。对比环境空气样品,部分醛类物质（丁烯醛、甲基丙烯醛、苯甲醛、戊醛和己醛）在餐饮油烟VOCs中均有检出。结合实验模拟和外场监测结果表明,静电式的油烟净化器可以有效去除乙醛。苯系物在餐饮油烟废气中检出浓度的最小值均高于周边环境样品。4家餐馆中仅湘菜馆的油烟废气中苯的致癌风险＞10^-4,有显著致致癌风险。建议应依据餐饮油烟VOCs关键组分和污染类型,对餐饮行业进行规范科学的管理。     

资源型城市转型绩效特征及其碳减排效应

基于中国资源型城市2003—2018年面板数据综合测度城市转型绩效,采用空间马尔科夫链、空间计量模型和空间双重差分模型,探究资源型城市转型绩效特征及其对碳排放的影响。结果表明：（1）资源型城市转型绩效逐渐提升,与此对应的是区域差异呈波动上升趋势,且四种类型资源型城市之间区域差异主要来源于地区内差异,成熟型城市贡献最大;资源型城市转型绩效存在明显的空间分异性,发展格局由以跨越区为核心的“多点式”零星分布向先行区为核心的“组团式”聚集形态演变。（2）资源型城市转型绩效在不同时期存在状态转移的可能性,具有滞后区、起步区、跨越区和先行区4个趋同俱乐部特征,空间马尔科夫链表明转移趋势存在明显空间关联性,状态转移通常出现在相邻等级之间,较少有“跳跃式”转移现象,具有长期性和持续性特征。（3）资源型城市转型具有显著碳减排效应,而且这种效应存在不同资源类型、不同发展阶段和不同空间区位的异质性特征,经济产业转型、社会生活转型和生态环境转型是发挥碳减排效应的重要因素;进一步的政策冲击分析表明,产业转型升级示范区和高新技术产业开发区的设立对城市碳减排具有积极的政策效应。     

加速能源转型与产业结构调整的环境健康协同效益评估：以京津冀鲁地区为例

京津冀鲁地区是我国温室气体减排与大气污染治理的重心,随着末端控制措施减排空间的缩紧,通过能源转型和产业结构优化等源头治理方式实现减污降碳协同增效的需求日益迫切.基于开发的REACH综合评估模型,通过情景模拟分析,评估了京津冀鲁地区进一步加强末端控制的减排潜力,以及加速能源转型与产业结构调整的环境和健康协同效益.结果表明,未来在京津冀鲁地区快速推行最佳可行的末端控制技术,2035年能够带来约3.3μg·m^-3的PM_2.5浓度削减,但仅依靠此措施不足以实现区域PM_2.5浓度控制目标;加速能源转型和产业结构调整是京津冀鲁地区实现空气质量达标的必要条件,2035年,能源经济系统的加快转型对大气PM_2.5污染改善的贡献可达6.3μg·m^-3;相比于当前的政策力度,4省市虽然需要额外付出相当于地区GDP 0.9%～2.5%的社会经济成本以实现PM_2.5浓度控制目标,但加速转型带来的环境健康协同效益能够部分或全部覆盖该成本.     

水蚀环境植被恢复对土壤有机碳固存和团聚体稳定的影响：Meta分析

为明确水蚀环境不同条件下植被恢复策略对土壤固碳和团聚体稳定性的影响差异,通过搜集91篇论文的实验数据,以农田(或裸地)为对照,基于Meta分析评估土壤有机碳(SOC)储量和团聚体稳定性对水蚀环境退耕还林/还草措施的响应.结果表明：(1)退耕还林/还草均有利于提高SOC储量,改善土壤团聚体稳定性,但两者的优势功能存在差异,还林的固碳效应强于还草,而还草对增强团聚体稳定性的作用更强.(2)多因素Meta分析表明显著影响SOC的因素有：恢复年份、土壤黏粒含量、植被覆盖度、年平均降雨(MAP)、年平均气温(MAT)和土壤深度.其中植被恢复对SOC储量的正向效应随着植被覆盖率增加而提高;草地恢复在土壤黏粒含量为20%～32%下对SOC储量的提高效应更显著,在MAP>800 mm或MAT<15℃条件下更易促进草地固碳效应,不同恢复年限下的草地固碳效应无显著变化;而林地恢复在土壤黏粒含量>32%下对SOC储量的提高效应更显著,气候条件对林地SOC储量无限制性影响,林地恢复下的SOC储量与恢复年限间存在正向效应.(3)植被恢复在黏粒含量为20%～32%时对平均重量直径(MWD)和平均...     

2017年春季常州HONO观测及对大气氧化能力影响的评估

本研究于2017年4月在江苏省常州市环境监测中心使用一套基于湿化学法的仪器对大气中的HONO进行了实时在线观测,HONO浓度范围在0.2～13.9μg·m~(-3)之间,平均值为(2.9±2.3)μg·m~(-3);同时,对O_3、 HCHO、 VOCs、光解频率以及气象参数进行了同步监测.利用MCM箱体模式模拟得到白天·OH浓度最大值范围在1.0×10~6～1.4×10~7个·cm~(-3)之间.同时结合观测结果与模式模拟结果计算了HONO、 O_3、 HCHO和H_2O_2的光解以及烯烃臭氧化反应对·OH的生成速率,定量表征大气氧化性,揭示了这5种来源对大气氧化能力的影响:整体上O_3光解(46.4%)HONO光解(41.1%)烯烃臭氧化反应(10.9%)HCHO光解(1.5%)H_2O_2光解(0.1%);清晨时HONO光解对·OH生成起主要作用,之后随着O_3浓度的增加,O_3光解对·OH的贡献占主导地位;在17:00之后,由于太阳光解频率显著降低,烯烃臭氧化反应对·OH生成有主要贡献;甲醛与过氧化氢的光解对·OH的贡献可忽略.     

内蒙古白云鄂博矿区土壤稀土元素污染特征及评价

白云鄂博矿床是世界上最大的轻稀土矿床,在长期开采过程中向周围环境中释放了大量的稀土元素.为了制定有效地修复方案,必须对稀土元素的浓度、空间分布、分布模式、污染水平和生态风险进行分析和评价.结果表明,土壤样品总稀土含量平均值为6064.95 mg·kg^-1,高于对照点（207.44 mg·kg^-1）、内蒙古（150.95 mg·kg^-1）和中国（184.72 mg·kg^-1）土壤背景值,说明周边土壤出现稀土富集现象.轻稀土元素占到稀土总量的83%~99%,Ce是最主要的轻稀土元素.总稀土的高值区域主要集中于矿源附近,分布极不均匀,受外界干扰较大.各个功能区稀土球粒陨石标准化模式相似,归一化曲线向右倾斜,轻重稀土分馏明显.δCe和δEu的计算显示土壤具有明显的Ce正异常和Eu负异常.La/Yb、La/Sm和Gd/Yb的比值表明,土壤中稀土元素的分布模式是轻稀土元素富集,而且轻稀土元素较重稀土元素具有更为显著的分馏作用.采用4种方法对研究区土壤中稀土元素污染状况和生态风险进行评价.地累积指数计算表明Ce、Nd、Pr和La的均值达到了重污染程度.校正污染程度评价结果显示,不同功能区稀土元素的平均mC_d值范围为7.14~31.38,尾矿库属于高污染水平,居民区和工业区属于非常高污染水平,而采矿区和排土场则达到极高污染水平.污染负荷指数评价显示尾矿库属于中度污染水平,其余功能区则达到重度污染水平.白云鄂博矿区土壤中稀土元素的潜在生态风险指数范围为120.99~6376.46,33%的样点呈现出极强生态风险,16%的样点呈现很强的生态风险,12%的样点呈现较强的生态风险,30%的样点呈现中等风险,只有9%的样点呈现较低的生态风险.因此,亟待采取有效地措施来控制白云鄂博矿区土壤中稀土元素的污染和潜在生态风险.     

基于有机物释放和经济性的污泥预处理方法评价

污泥预处理方法包括机械法、化学法和生物法,选择上述方法中具有代表性的超声波20 k Hz、p H 10和厌氧70℃分别预处理污泥,从有机物释放情况和经济性评价不同预处理方法.结果表明,污泥经过预处理后,液相中有机物释放量均增多,但经过p H 10和厌氧70℃预处理后能释放更多的有机物,反应结束时其总溶解性蛋白质和多糖由预处理前的418. 9mg·L~(-1)(以COD计,下同)分别增加到7 516. 0 mg·L~(-1)和7 892. 5 mg·L~(-1),DNA浓度由预处理前的18. 1 mg·L~(-1)依次增加到1 343. 3 mg·L~(-1)和1 766. 1 mg·L~(-1);通过流式细胞术鉴定细胞形态得出预处理结束时污泥细胞死亡率从高到低为61. 6%(p H10)、59. 9%(厌氧70℃)和34. 5%(超声波20 k Hz),相比预处理前分别提高45. 6%、43. 9%和18. 5%;预处理结束时污泥有机物去除率依次为19. 1%(p H 10)、13. 8%(厌氧70℃)和7. 6%(超声波20 k Hz);单位体积污泥经p H 10预处理比超声-20kHz和厌氧70℃分别多节约28. 5%和124. 1%.基于本研究中污泥有机物释放量和经济性,污泥预处理方法宜选择化学法(p H 10).     

基于“三生”适宜性的县域土地利用冲突识别与分析

精准识别潜在土地利用冲突有利于预警权衡和协调冲突用地,有利于科学进行国土空间规划。以“三调”修正数据为基础,基于生产、生活、生态视角,构建高植被覆盖率县域生产、生活、生态即“三生”适宜性评价模型与土地利用冲突识别矩阵,并选取横峰县进行实证分析。结果表明:（1）横峰县“三生”适宜性用地的空间分布与面积构成差异显著,且存在明显的空间叠加特征,暗示着研究区土地利用存在冲突;（2）从潜在冲突识别的结果来看,土地利用适宜区、冲突激烈区、冲突中度区、冲突一般区及冲突微弱区面积占比分别为64.02%、9.66%、17.19%、1.66%、7.48%;（3）各个冲突类型区空间分布、表现形式的差异性决定了冲突和解的对策也需因地制宜。研究结果可为相关及类似县域的国土空间规划提供理论参考。