总量控制约束下区域用水结构调控策略及动态模拟

在既定水资源供给下,通过调控区域用水结构,提高用水效率与效益,使经济社会发展与用水总量限制的水资源约束相适应,是目前区域经济社会发展面临与亟待解答的关键科学问题。选择若干指标定量描述用水系统与社会经济系统耦合关系的基础上,以国民经济部门划分和用水主体划分相结合的方式,细化第一、二、三产业、生活和生态用水指标,建立了江苏省用水结构与产业结构、用水需求与经济社会发展指标互动反馈的模拟调控的系统动力学模型。在对当前发展模式下的江苏省用水总量发展趋势模拟预测分析基础上,选择对系统影响显著的参数作为调控变量,设计了5种对比情景,动态模拟水资源供求变化和用水结构变化情况,提出了江苏省用水总量控制下用水结构调控方案和对策,为区域落实最严格水资源管理制度提供决策依据。     

长江下游中华绒螯蟹成蟹资源现状(2007~2011年)

根据2007~2011年在长江安徽段和江苏段的中华绒螯蟹成蟹汛期调查结果,研究了长江下游中华绒螯蟹的资源变动特征。中华绒螯蟹平均体重在空间分布上基本呈现由上游至下游逐步下降的趋势,在时间上各江段变动规律各有不同,最大平均体重出现于2010年的安庆江段,为0.25kg;最小平均体重出现于2008年的靖江江段,为0.05kg。安徽段总捕捞量为9.07~30.44t,汛末瞬时资源量为3.01~6.07t,总资源量为12.09~36.50t;江苏段总捕捞量为6.76~48.28t,汛末瞬时资源量为2.85~10.19t,总资源量为9.88~55.92t。近5a长江下游中华绒螯蟹汛期捕捞强度为0.75~0.86,捕捞压力处于高位,加之长江下游中华绒螯蟹幼蟹、蟹苗捕捞作业逐步恢复,中华绒螯蟹资源仍面临着严峻的问题。为促进中华绒螯蟹资源的可持续利用,建议全江禁捕,建立中华绒螯蟹保护区,加大增殖放流力度、加强科学研究及渔政管理。     

湖南省冷空气影响特征

基于1961～2016年湖南省97个地面气象观测站逐日最低气温资料,依据GB/T 20484-2017统计分析湖南省的冷空气活动特征,结果表明:(1)影响湖南的冷空气,其活动周期为3～4 d,并以弱冷空影响为主,占总次数的87.4%;强冷空气和寒潮活动主要发生在春、冬季;冷空气影响次数在空间上呈北多南少分布,较强冷空气以上等级影响次数呈北少南多分布。(2)冷空气影响次数的空间分布存在明显的季节性变化, 1～5、10～12月自北向南递减;6、9月表现为调整期;7～8月呈现为自北向南递增。(3)1961～2016年冷空气影响次数无明显趋势变化,但年代际变化特征明显;强冷空气影响次数则存在显著减少趋势。(4)1961～2016年冷空气过程降温幅度呈显著减少趋势,冷空气过程持续时间呈不显著增加趋势;冷空气过程影响湖南的持续时间基本在5 d之内,降温幅度≥8℃、10℃、12℃的冷空气过程持续时间以3 d占比最大。(5)与1961～1980年相比,1981～2010年湖南大部分县(市)的平均降温幅度减少,平均过程降温持续时间在增加。     

安徽省沿江地区棉花生长季气候变化特征及其对产量的影响

为进一步了解安徽省沿江地区棉花生长季气候变化特征及其对产量的影响,以安徽省沿江地区12个棉花主产市、县气象观测站1961～2010年逐日平均气温、降水量和日照时数气象数据为基础,采用线性趋势法和Mann Kendall非参数检验法,分析了平均气温、≥10℃积温、降水量、日照时数等气象要素的变化特征,并讨论其变化对棉花气象产量的影响。结果表明：近50 a,安徽省沿江地区棉花生长季平均气温和≥10℃积温均呈明显增加趋势(P<001),平均每10 a分别增加016℃和3713℃·d;降水量无明显变化趋势(P>005);日照时数显著减少(P<001),平均每10 a减少4692 h。棉花气象产量与生长季降水量、日照时数呈极显著相关关系,与平均气温、≥10℃积温相关不明显;平均气温、≥10℃积温和日照时数的增加均有利于棉花产量的提高,而降水过多不利于棉花产量的形成     

特尔斐—模糊综合比较法评价生态环境质量变化

根据生态系统的组成,利用特尔斐测定法选定影响环境的因子,确定其权重,现场监测调查实际资料,判定各因子的作用分值,采用模糊综合法计算出生态环境变化前后的综合分值,以判定生态环境质量变化前后的好坏。     

粉煤灰人工湿地基质对磷吸附性能的研究

本文研究了粉煤灰作为人工湿地基质对磷的吸附动力学行为及吸附性能,并与高炉渣基质的吸附性能进行了比较。结果表明:粉煤灰具有比高炉渣更快的吸附速率及更大的吸附量,在初始磷质量浓度为10mg/L时,修正的Elovich方程在描述粉煤灰吸附动力学实验结果上显示出优越性,而Freundlich方程能更准确地拟合两种基质的等温吸附过程,并且两种基质对pH与干扰离子影响的响应均表现出相似的变化规律。因此,可以考虑用粉煤灰代替高炉渣作为人工湿地除磷基质。     

5种水生植物对模拟菜地径流中总氮和硝氮净化效果

近年来,太湖地区蔬菜大棚种植面积日益增加,高施肥量造成菜地土壤硝氮( NO 3 - -N)积累严重,夏季揭棚期菜地在降雨初期会产生高浓度 NO 3 - -N(富硝)的地表径流。为净化菜地富硝地表径流,选取苦草、伊乐藻、黄花水龙、狐尾藻和铜钱草5种常见水生植物,开展了模拟富硝地表径流的箱内净化试验。结果表明:在模拟径流总氮(TN)浓度为6.32~6.80 mg/L、 NO 3 - -N浓度为4.76~5.09 mg/L时,5种水生植物在试验初期(第1周)均表现出较好的氮去除效果,TN和 NO 3 - -N去除率分别超过80%和90%,试验后期(第3、4周)苦草、伊乐藻和铜钱草对TN、 NO 3 - -N的去除率明显下降,而黄花水龙和狐尾藻仍保持较高的 NO 3 - -N去除率(90%以上);在模拟径流TN浓度为15.62~18.00 mg/L, NO 3 - -N浓度为13.19~13.96 mg/L时,5种水生植物的生长均受到不同程度的胁迫,但黄花水龙和狐尾藻对氮去除能力显著高于其他植物;黄花水龙和狐尾藻具有较大的生物量,使其具有良好的氮去除能力,2种植物通过反硝化等途径去除的氮在不同处理间无显著差异,黄花水龙和狐尾藻较适宜净化富硝地表径流。     

辽河保护区七星湿地生态系统健康评价

以辽河保护区七星湿地为研究对象,采用主成分分析法与相关性分析法筛选湿地生态系统健康评价指标,构建了由化学需氧量（COD_Mn）、总磷（TP）浓度、氨氮（NH₃-N）浓度、叶绿素a（Chl-a）浓度、溶解氧（DO）浓度5个指标构成的湿地生态系统健康综合评价指标体系,以表征湿地生态系统的水环境质量、水生生物和栖息地环境质量特征;运用综合指数法对七星湿地生态系统健康状况进行评价。结果表明：七星湿地13个采样点中,6个为亚健康等级,6个为一般病态等级,1个为疾病等级;七星湿地总体生态系统健康状况为亚健康等级。     

纳米金属对污水处理系统中磺胺耐药基因和耐药菌的影响及其机理

细菌耐药性和纳米材料污染为新兴环境问题。细菌耐药性遗传载体——耐药基因 (ARGs) 广泛存在于污水处理系统中,且已被证明与金属纳米材料密切相关。采用实时荧光定量PCR技术,探究了纳米零价铁 (nZVI) 和纳米氧化锌 (nZnO) 对污水处理系统中磺胺类耐药菌 (ARB) 和ARGs的分布特征的影响。结果表明,50 mg·L⁻¹ nZVI和nZnO暴露均有利于削减磺胺ARB浓度数。与对照组相比,nZVI和nZnO暴露后污泥中sul1丰度增加了0.25%~16.21%,而sul2出现明显削减 (1.51%~15.47%) 。此外,50 mg·L⁻¹ nZVI会导致游离态胞外ARGs大幅削减。nZVI和nZnO暴露通过富集污水处理系统中的intI1、改变细胞膜通透性和调节细菌转录能力促进sul1的增殖。本研究结果阐明了典型纳米金属对污水处理系统中ARB和不同形态ARGs消长的影响及其机制,可为制定有效调控和全面削减污水处理系统中耐药污染策略提供参考。     

煤化工废水高效反渗透工艺运行效果及膜污染特征

高效反渗透(high efficiency reverse osmosis,HERO)工艺是工业废水零排放系统浓盐水浓缩减量的关键,其运行效果显著影响浓盐水蒸发结晶的效能,直接决定系统运行的稳定性和运行成本。针对我国北方某煤化工厂废水零排放系统中的HERO工艺运行效果及膜污染特征进行了分析,以明确HERO系统的关键问题。结果表明：澄清池和弱酸阳床可有效实现废水中硬度离子的去除,其他离子与污染物主要由反渗透(RO)单元去除。废水中溶解性有机物(DOM)主要以腐殖酸类物质和微生物代谢产物(SMP)类物质为主,且腐殖酸类物质主要为微生物源。预处理阶段对SiO₂无针对性控制措施,混凝除硅效果较差(去除率29.43%),HERO进水SiO₂质量浓度较高,导致RO膜出现显著的硅复合污染,其中1段第1根膜污染物以硅和有机物耦合物、微生物及其代谢产物为主,二段最后1根膜表面出现大量颗粒状硅垢。因此,针对此HERO工艺,需进一步强化SiO₂的去除并实现其有效清洗,是缓解膜污染并提升系统稳定性的重要措施。