基于网络的突发性灾害预警及救灾系统——以雪灾为例

自然灾害是不可避免的,为减少自然灾害给人类带来的损失,以ArcIMS为平台,引入模糊神经网络构建了雪灾预测模型,建立了基于网络的突发性灾害联动预警及救灾系统.系统可以自动/半自动地进行不同灾害等级的分类,发出灾害预警警报,并在此基础上结合气象对灾害诱发条件的预报,提出预防的工程技术措施,方便具有不同用户权限的用户使用.     

基于RZWQM模型模拟太行山低山丘陵区农田土壤硝态氮迁移及淋溶规律

太行山低山丘陵区是华北平原地下水补给区,近年来山区农田面积增加,农田过量氮肥投入造成地下水硝酸盐浓度逐年升高,因此,研究典型农田土壤氮淋溶过程对保护补给区地下水具有重要意义.本文以位于太行山低山丘陵区的中国科学院太行山生态试验站冬小麦-夏玉米轮作农田为研究对象,应用根区水质模型（root zone water quality model,RZWQM）对太行山低山丘陵区2015~2016年冬小麦-夏玉米的1个轮作周期内1m土壤剖面水分和硝态氮运移进行模拟.结果表明,土壤硝态氮淋溶主要发生在夏玉米季（雨季）,当全年施氮量为300 kg·hm^-2时,夏玉米季硝态氮淋失量达到59.9 kg·hm^-2,而冬小麦生长季硝态氮淋失量仅为2.12 kg·hm^-2.不同施氮量和不同降水年型下玉米季土壤硝态氮淋溶模拟结果表明,当施氮量为0、300和450 kg·hm^-2时,2016年（丰水年）极端降水后,玉米季土壤硝态氮潜在淋失量分别为10.5、59.9和136.5 kg·hm^-2;当全年施氮量为300 kg·hm^-2时,2013（枯水年）、2015（平水年）和2016年（丰水年）玉米季硝态氮淋失量分别占轮作周期总施氮量的9%、10%和20%;当全年施氮量为450 kg·hm^-2时,2013（枯水年）、2015（平水年）和2016年（丰水年）玉米季硝态氮淋失量分别占总施氮量的11%、17%和30%,表明大降水事件不仅对地下水形成大量补给,很大程度上也增加了累积在农田土壤中的硝态氮淋溶损失,增加了对区域地下水硝酸盐潜在污染威胁.     

秸秆还田与化肥减量配施对稻-菜轮作下土壤养分及酶活性的影响

以西南丘陵山区紫色土为研究对象,2013~2014年在重庆市江津区先锋镇布置田间试验,采用一年两熟,水稻-儿菜轮作制度,分析了秸秆还田与化肥减量配合施用对作物产量,土壤养分及酶活性的影响,为稻-菜轮作系统中养分资源优化管理的施肥方式提供科学依据,实现农业秸秆的循环利用.结果表明,秸秆还田与化肥减量配施处理能提高水稻和儿菜的产量,分别比常规施肥处理(F)增产3.0%~17.9%和12.2%~36.4%,经稻-菜轮作后,第二季(C3)的水稻产量比第一季(C1)水稻增加了820~1 240 kg·hm-2.与F处理相比,稻-菜轮作下连续秸秆覆盖与化肥减量配施的土壤pH提高了0.06~0.55个单位,特别是秸秆全量还田(AS)与70%~80%化肥(F)配施处理(70%~80%F+AS)对土壤pH的改善效果最佳,同时80%F+AS处理的土壤有机质最高,达到了41.01 g·kg-1.对土壤有效养分含量而言,80%F+AS处理的土壤碱解氮(110~178 mg·kg-1)和有效磷(31.3~64.0 mg·kg-1)含量最高,但过多的秸秆还田量反而不利于土壤有效磷累积.秸秆还田与化肥减量配施提高了土壤酶活性,其中80%F+AS和70%F+AS处理对脲酶活性提高效果较为显著;80%F+AS处理的过氧化氢酶在前两季度下活性均最高;随着耕种时间的增加,特别是C3季度下,70%F+AS和80%F+AS处理的磷酸酶活性较F处理显著提高了45.2%和48.2%.因此,西南丘陵山区紫色土在稻-菜轮作下,70%~80%F+AS处理即秸秆全量覆盖还田与化肥减量20%~30%的配施方式是该地区的最优施肥方式.     

昆明松华坝水库沉积物中PAHs垂直分布特征及其来源

为揭示昆明松华坝水库人类活动对PAHs（多环芳烃）的影响程度及其污染历史,研究了松华坝水库2根沉积柱（包括集水区人口较密集的1号柱和以山地为主的2号柱）中16种PAHs的垂直分布特征及其来源.结果表明:1号、2号柱中∑₁₆PAHs（16种PAHs总量）分布范围分别为155.9~471.3和100.7~316.3 ng/g,但1号柱污染程度高于2号柱,可能与其集水区较高的人为排放有关.1号柱中∑₁₆PAHs整体随采样深度的下降而降低,2号柱则随采样深度的下降而增长;这2根柱子PAHs的组成相似,沉积物中PAHs均以2环的Nap（萘）和3环的Phe（菲）为主（二者占比高于50%）,高致癌性的4~6环PAHs也有较大占比.分子比值法和正定矩阵因子分解法结果显示,1号柱中PAHs主要来源顺序为生物质燃烧源（38.8%）>石油源（34.7%）>煤炭燃烧源（13.4%）>石化燃料燃烧源（13.1%）,2号柱主要来源为石油源（44.4%）>生物质燃烧源（26.2%）>煤炭燃烧源（15.3%）>石化燃料燃烧源（14.1%）,反映了集水区人类活动方式与强度对沉积物中PAHs的控制作用.      

重金属铅、铬胁迫对斜生栅藻的生长、光合性能及抗氧化系统的影响

以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus JNU49)为研究对象,研究了重金属Pb2+、Cr3+、Cr6+对斜生栅藻生物量积累、光合性能及抗氧化系统的影响.结果表明,Pb2+、Cr3+、Cr6+对斜生栅藻的半数抑制浓度(IC50)分别为82.94、121.15、23.65μmol·L-1.半数抑制浓度胁迫下,斜生栅藻的放氧速率分别在第2~8 d(Pb2+胁迫)、1~3 d(Cr3+、Cr6+胁迫)受到明显抑制,而呼吸速率无明显变化;Pb2+胁迫下,斜生栅藻光系统Ⅱ(PSⅡ)的原初光能转化效率(Fv/Fm)、实际光能转化效率(Yield)、相对电子传递速率(rETR)均明显低于对照,光化学淬灭(qP)从第1~5 d高于对照,而第6~8 d则显著低于对照;Cr3+和Cr6+胁迫对斜生栅藻光合性能的影响不如Pb2+胁迫明显.斜生栅藻丙二醛(MDA)含量在重金属胁迫下变高,以第3、4 d尤为明显;超氧化物歧化酶(SOD)活性升高,于第3、4 d较为明显;过氧化氢酶(CAT)活性、总抗氧化活性(T-AOC)在重金属胁迫下均小幅度提升.通过本研究发现,斜生栅藻的生物量、光合速率、叶绿素荧光参数和SOD活性等指标对重金属胁迫的反应均较为灵敏,可作为评估重金属胁迫对微藻危害的指标.     

类水滑石复合材料吸附去除水中硫酸根离子

用共沉淀法制备的类水滑石复合材料作为吸附剂去除水中的硫酸根离子.利用XRD、FT-IR、SEM和EDS元素分析对类水滑石复合材料的结构和组成进行了分析.研究了时间、p H值和共存离子对吸附量的影响.结果表明,类水滑石复合材料是锌铝硝酸根类水滑石和锌铝苯丙氨酸类水滑石的复合材料;类水滑石复合材料对硫酸根离子具有良好的吸附性能,最大吸附量可达到52.75 mg·g~(-1);准二级动力学模型对数据的拟合效果最好,说明吸附速率是由化学吸附控制的;吸附过程更符合Freundlich吸附等温模型,说明类水滑石复合材料对硫酸根离子的吸附是多层吸附;热力学参数表明在常温下吸附过程是自发的吸热过程;类水滑石复合材料吸附硫酸根离子主要是通过离子交换、静电引力作用以及物理吸附的途径来实现的.实验结果表明,该类水滑石复合材料是一种潜在的去除水中硫酸根离子的吸附剂.     

有机碳含量对多环芳烃在土壤剖面残留及迁移的影响

为了揭示有机碳含量(TOC)对多环芳烃(PAHs)在土壤剖面中迁移的影响,本文分析了北京地区部分典型的环境功能区(包括自然保护区、耕地、果园、农田、城区及工业区等)土壤剖面中多环芳烃和TOC的纵向分布特征,结合多环芳烃化合物的土柱淋滤实验,讨论了多环芳烃在土壤剖面上的纵向迁移特征.结果表明,不同环境功能区土壤剖面的土壤中多环芳烃的含量存在差异,且与TOC之间存在较强的正相关关系;土柱淋滤实验结果进一步证实,尽管具有不同TOC的土壤剖面中多环芳烃均可能向深层迁移,但TOC对土壤剖面中多环芳烃的残留及纵向迁移能力具有重要的影响,TOC越高,多环芳烃富集量越大,向下迁移量相对减少,反之相反;在TOC相同的情况下,多环芳烃的组成或结构特征对其在土壤剖面中的残留与迁移特征有明显的影响,淋滤水量、淋滤时间和添加PAHs量等对其在土壤剖面中的迁移作用也有一定影响.     

广东省典型区域农业土壤中六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)的残留及其分布特征

2002年10月—2005年11月采集广东省典型区域(汕头市、湛江市、东莞市、惠州市、中山市、珠海市和佛山市顺德区)的农业土壤表层(0～20 cm)样品444个,采用气相色谱方法对土壤中六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)进行分析,初步揭示广东省农业土壤中有机氯农药的分布及残留情况. 结果表明:HCHs的检出率为95.9%,w(HCHs)为未检出～104.38 ng/g,平均值5.90 ng/g;DDTs的检出率为95.7%,w(DDTs)为未检出～157.75 ng/g,平均值为10.18ng/g. HCHs的4种异构体中,w(β-HCH)最高,平均值为2.96 ng/g,而p,p′-DDE是3种DDTs异构体中含量最高的,平均值为5.09 ng/g. 不同土壤利用类型中,有机氯农药残留总量为水稻田>菜地>香蕉地>旱坡果园地>甘蔗地,汕头市土壤中有机氯农药残留总量明显高于该研究区的其他地方. 与国内外其他地区农业土壤中的DDTs和HCHs含量和我国土壤环境质量标准(GB15618-1995)相比,广东省典型区域污染程度较低.      

同步硝化反硝化耦合除磷工艺的快速启动及其运行特征

以低COD/N生活污水(C/N为3∶1~4∶1)为进水基质,在序批式活性污泥反应器(SBR)中接种好氧颗粒污泥(AGS),通过逐步降低溶解氧(DO)浓度的方式快速实现同步硝化反硝化耦合除磷.反应器运行20 d后(DO浓度为0.50~1.0mg·L-1),系统出现同步硝化反硝化耦合除磷的现象.在随后运行的40 d里,反应器对废水COD、NH+4-N、TN和TP的平均去除率分别为84.84%、93.51%、77.06%和85.69%;出水NO-3-N和NO-2-N平均浓度分别为4.01 mg·L-1和3.17 mg·L-1.反应器启动运行后期,污泥体积指数(SVI)为55.22 m L·g-1,沉降性能良好,颗粒结构较完整.不同氮源的周期曝气阶段结果表明,对TN的去除率为NH+4-NNO-2-NNO-3-N;对TP的去除率为NO-3-NNO-2-NNH+4-N,反应器主要以同步硝化反硝化脱氮和反硝化方式除磷.     

污水污泥高温热解技术研究现状与进展

随着污水处理率的不断提高,污水污泥的处理成为了一个复杂的环境问题.污水污泥高温热解技术以其优点和可操作性成为了研究热点.文章介绍了污水污泥热解设备的发展现状,就微波高温热解污水污泥的新方法进行了探讨,归纳了在不同外界条件下污水污泥高温热解所得的固、液、气三相产物的特性,最后指出了高温热解法有待于进一步研究的问题.