基于超阈值取样的中国不同重现期降雨强度空间分异特征及强降雨变化模态(1961～2016年)

不同重现期下的降雨强度对于城市防洪减灾具有重要科学和现实意义。利用中国1961~2016年的535个日值降水站点数据,采用日降雨量的90%、95%和99%分位数阈值,对比分析不同超阈值取样下的中国不同重现期降雨强度空间分异特征和强降雨变化模态。结果表明：（1）3种分位数降雨阈值均呈东高-西低的空间分异特征。相比绝对阈值,日降雨量的95%和99%分位数阈值用于研究大雨和暴雨是相对合理的。（2）3种超阈值样本下的中国不同年遇型降雨强度受区域气候环境和地形条件影响,其空间演变特征具有相似性,均呈现出从东部沿海向西和向北扩张的趋势,但相同年遇型下的降雨强度空间格局在3种超阈值取样方法下差异较大。（3）EOF分析即经验正交函数分解表明在绝对阈值和相对阈值取样下的中国强降雨变化模态具有一致性,前三模态方差解释率可以达到54%以上,且第一、二和三模态的方差解释率均超过10%,分别达到约30%、14%和11%,均表征了中国年际强降雨量的不同变化规律特征,具有明显的气候物理意义。     

江西柘林水库集水区近50年气候干湿状况研究

柘林水库的面积和库容较大,但集水区面积相对较小,水资源亏缺是其主要制约因子,研究近50 a来水库集水区的气候干湿状况和变化趋势,对于水库的运行调度、效益发挥以及制定科学的投资计划具有很好的参考价值。基于江西柘林水库集水区内3个常规气象站1958～2007年的逐日降水、气温等要素观测资料,计算不同时间尺度的标准化降水指数（SPI指数）,以衡量集水区干湿情况;用FAO Penman Monteith 方法计算参考蒸散量;以年降水量与年参考蒸散量的差值近似代表最大径流深度。采用线性趋势拟合、滑动平均等分析方法,对水库集水区的旱涝、参考蒸散量、最大径流深度等的时间分布状况、季节变化、变化趋势等进行了分析。研究结果表明：（1）柘林水库集水区1998年以来年降水量呈明显下降趋势,而年参考蒸散量呈上升趋势,导致年最大径流深度下降明显,水库水资源不足;（2）近50 a柘林水库集水区的降水集中度呈增加趋势,强降水对总降水量的贡献增大,旱涝发生风险均增加;（3）近50 a柘林水库集水区旱涝互现、旱重于涝     

基于无机氮磷利用特征的小球藻优化培养技术

氮磷对小球藻的生长产生重要影响,基于氮磷优化培养条件的探讨具有理论和实际意义。在静置培养、通气培养和通气加碳源（葡萄糖）培养等条件下对小球藻的生长影响和氮磷消耗进行了试验,采用分批取样补料方式对培养过程进行了优化研究。结果表明,在未调节培养液pH值条件下,藻液的pH值在7~9变化,随培养时间呈略微下降的趋势。各培养条件下,小球藻对硝酸盐的吸收速率均表现出先快后慢的特征,对磷的吸收利用表现为总磷先快速被吸收利用,然后稳定在一定范围内波动。小球藻的生长在静置培养条件下主要受培养液中硝酸盐氮含量和培养液pH值的影响,通气培养条件下主要受培养液中硝酸盐氮含量的影响,通气外加碳源培养条件下主要受培养液中可溶解性总磷含量和硝酸盐氮含量双重影响。在通气外加碳源分批取样补料的藻类优化培养中,生长中期取样补料小球藻生长速率受影响较小,单位时间生物量最高,达3 565 mg/（L·d     

基于MODIS NDVI的攀枝花市植被覆盖变化及其驱动力#br#

攀枝花市位于金沙江与雅砻江的交汇处是长江上游生态脆弱区,也是天然林保护工程和退耕还林工程等的重点实施区。基于2001~2010年MODIS NDVI数据,以及同时期的气象数据和其他辅助数据,利用最大值合成法（MVC）、趋势分析法以及线性相关分析等方法研究了攀枝花市植被覆盖时空变化及其与气候因素和人类活动的关系。研究结果表明：攀枝花市植被覆盖整体较高,属于高植被覆盖区域,年际尺度上,植被覆盖呈上升的趋势,增长速率为0.02/10 a;从年内来看,9月NDVI达到最大值,NDVI最小值出现在3月;植被覆盖在水平空间上呈“南低北高”的分布特征,并在垂直空间上呈现出显著的差异性,研究区植被覆盖分别在海拔2 000~3 000 m、坡度30°~40°达到最大值;受水热条件的影响,阴坡（0°~45°, 315°~360°）植被覆盖高于阳坡（135°~225°）,而平地（-1°）植被覆盖度最低;就整个研究区而言,植被退化的面积与增加的面积分别占0.7%和44.4%,增加的面积远大于退化的面积;年际尺度上植被受气温的影响高于受降水的影响;大规模生态工程建设是研究区植被覆盖增加的主要驱动因素。 关键词： 植被覆盖变化;归一化植被指数;气候变化;人类活动;攀枝花市     

华北地区能源及交通行业对极端天气的敏感性分析

选取1987─2010年华北五省市区(北京、天津、河北、山西、内蒙古)代表极端天气的HDD(采暖度日)、CDD(降温度日)和P(降水距平百分率)3个指标,通过建立Cobb-Douglas和超越对数2类生产函数,分析极端天气对华北五省市区的能源、交通2个行业产值影响的敏感性. 结果表明:CDD、P对2个行业产值的影响较小,HDD的影响较大. 能源行业产值对HDD、CDD及P的静态敏感系数最大值分别为0.29、0.10、0.07,表明这3个指标对能源行业产值的影响依次降低;交通行业产值对上述3个指标的敏感系数同样也依次减少. 动态敏感性分析表明,能源消费结构和交通运输方式决定了CDD、P对五省市区2个行业产值的影响较小,而HDD的影响相对较大且年际波动也大,即冰雪、寒潮对能源、交通2个行业产值的影响程度远大于高温热浪、洪涝、干旱等极端天气. 山西交通行业产值对极端天气的敏感性在五省市区中表现最为显著,HDD、CDD和P每增加1%,该省交通行业产值将分别变化-0.11%、0.11%、0.03%. 敏感性分析结果与五省市区极端天气事件的分布和2个行业产值的损失相吻合.      

基于生命周期评价方法的肉鸡屠宰场碳足迹分析

当今世界畜牧业发展迅速,环境问题亦不可小视,由CO_2、CH_4和N_2O等温室气体导致的全球变暖是热门话题。基于PA-LCA方法追踪某肉鸡屠宰场的碳足迹,找出热点问题,再以敏感性分析探究全生命周期总碳足迹的最敏感输入变量,并提出碳减排建议,最后将运营期碳足迹与其他国家进行比较,为屠宰行业清洁生产和节能减排提供依据。结果表明:在建设期,商品混凝土、预拌砂浆和钢材的生产过程碳足迹分别占建设期总量的30.94%、24.77%和20.04%;在运营期,电力生产过程的碳足迹占运营期总量的93.06%,从企业各部门角度分析,屠宰间和冷库的运营产生48.45%的碳足迹;在报废期,拆除建筑所耗能源的生产过程碳足迹占报废期总量的87.13%。通过敏感性分析,工厂运营1年的电耗对屠宰场全生命周期碳足迹总量的影响不及建设期商品混凝土生产过程对其的影响,但运营10年后,运营期电耗减小可显著降低屠宰场全生命周期碳足迹。我国屠宰场运营期碳足迹同其他国家相比较低,这与我国屠宰自动化程度低有关。所以如何平衡屠宰效率和环境影响是亟待解决的问题。     

滦河干流水体多环芳烃与有机氯农药季节性分布、组成及源解析

为确定滦河水环境中多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)和有机氯农药(organochlorine pesticides,OCPs)的季节性分布、组成及来源,分别于2015年5月(春季)和8月(夏季)采集了滦河干流14个断面春、夏两季表层水体水样,采用GC-MS/MS分析了水体中17种PAHs和15种OCPs浓度.结果表明,滦河干流春季表层水体中PAHs总浓度范围是33.33~90.65 ng·L~(-1),平均值为52.64 ng·L~(-1);夏季PAHs总浓度范围是147.68~252.68 ng·L~(-1),平均值为169.88 ng·L~(-1);春季表层水体中OCPs总浓度范围是0.08~3.48 ng·L~(-1),平均值为1.19 ng·L~(-1);夏季OCPs总浓度范围是0.08~5.47ng·L~(-1),平均值为1.02 ng·L~(-1).滦河干流春、夏两季表层水体中PAHs季节性污染特征表现为夏季PAHs总浓度高于春季,OCPs季节性污染特征整体表现为滦县、大黑汀水库坝上、潘家口村、郭家屯、曲家湾和白城子等6个断面春季OCPs总浓度低于夏季,其他8个监测断面则表现为春季要普遍高于夏季.从滦河春、夏两季表层水体PAHs和OCPs组成特征来看,春、夏两季PAHs以中低环为主且不同环数PAHs组成比例差异明显,其中春季主要以三环芳烃为主,其次是四环和二环,占PAHs总浓度的比例分别为51.18%~67.55%(平均为61.39%)、11.78%~33.94%(平均为20.97%)和13.31%~27.12%(平均为16.94%);萘(Naphthalene,Nap)对滦河干流夏季表层水体中PAHs总浓度贡献最大,导致夏季PAHs以二环芳烃为主,占PAHs总浓度的比例为77.08%~90.62%(平均为83.34%),其次是三环芳烃和四环芳烃,分别占PAHs总浓度比例为7.09%~15.22%(平均为12.40%)和2.23%~7.49%(平均为3.97%);春、夏两季表层水体中OCPs只有六六六(hexachlorocyclohexanes,HCHs)和滴滴涕(dichlorodiphenyltrichloroethanes,DDTs)有不同程度检出,且呈现以HCHs为主的污染特征,大部分断面HCHs主要组成部分是β-HCH,其中春季占HCHs总浓度的43.78%~70.09%,平均比例为56.25%;夏季占HCHs总浓度的53.63.00%~64.31%,平均比例为58.37%,其他断面则以α-HCH和γ-HCH为主要组成.分析滦河春、夏两季表层水体中PAHs和OCPs的来源,PAHs同分异构体比值显示滦河干流表层水体中PAHs主要来源于燃烧源,部分监测断面还存在石油源和混合源.OCPs同分异构体比值显示滦河干流春、夏两季表层水体中HCHs主要来源于环境残留和大气的长距离传输,另外春季乌龙矶和三道河子断面、夏季大黑汀水库坝上断面可能有新的林丹或γ-HCH输入;DDTs主要来源于新源输入和环境残留,其中潘家口水库坝上、三道河子、外沟门子、白城子、正蓝旗和闪电河水库等断面DDTs污染可能是由于新源输入,姜各庄和郭家屯断面DDTs主要来源于环境残留.滦河干流表层水体中除Chr浓度超过了美国国家水质标准外,其他各单体PAHs未超过各国或组织制定的水质标准,同时各单体PAHs也未超过不同国家或组织制定的水生生物暴露安全标准,但PAHs总浓度超过了美国环境质量标准和欧盟最大允许浓度规定的水生生物暴露安全限值,表明可能会通过水生生物富集PAHs对人类健康构成一定威胁;OCPs浓度不超过不同国家和组织制定的地表水水质标准,也不超过美国环保署制定的淡水水体水生生物水质基准,但春季姜各庄、乌龙矶、曲家湾和白城子及夏季潘家口水库坝上、潘家口村、曲家湾、白城子等断面α-HCH浓度超过其人体健康水质基准,春季闪电河水库断面p,p'-DDD浓度,以及姜各庄、三道河子、郭家屯和闪电河水库等断面p,p'-DDE浓度均超过了其人体健康水质基准,表明α-HCH、p,p'-DDD和p,p'-DDE对滦河干流这些断面周边居民健康会产生潜在有害影响.     

浅谈微生物絮凝剂

微生物絮凝剂具有无毒性、无二次污染、处理效率高、适用范围广等一系列优点.主要综述了微生物絮凝剂的种类、絮凝机理、影响微生物絮凝剂絮凝能力的因素及其在水处理中的应用,并展望了微生物絮凝剂的发展前景.     

改性凹凸棒负载硫化亚铁的制备及其对水中Mo(Ⅵ)的吸附机制

以凹凸棒为载体,制备出一种热加酸改性凹凸棒负载硫化亚铁复合材料（MATP-FeS）,并对其除Mo （Ⅵ）性能进行了分析.结果表明在pH=4.0和7.0的反应条件下,铁土质量比为1 ∶2合成的MATP-FeS对Mo （Ⅵ）的去除率分别为76.96%和54.60%,而未改性FeS对Mo （Ⅵ）的去除率分别为23.79%和13.28%.MATP-FeS对Mo （Ⅵ）的吸附过程符合准二级动力学模型.Langmuir模型和Temkin模型能较好地描述吸附等温过程,且由Langmuir模型计算得到在318 K下MATP-FeS对Mo （Ⅵ）的饱和吸附容量为16.86 mg·g^-1.Mo （Ⅵ）去除率在pH为2.0~3.0时达到最大值（95.25%）;氮气、空气和纯氧条件下MATP-FeS对Mo （Ⅵ）的去除率分别为77.58%、83.97%和83.96%;MATP-FeS在老化60 d后对水中10 mg·L^-1的Mo （Ⅵ）仍有70.53%的去除率,远高于未改性的FeS （14.97%）.X射线光电子能谱（XPS）分析结果表明,反应后MATP-FeS表面Mo均以正六价形态存在,结合反应过程模型得出,Mo （Ⅵ）去除机制主要是表面吸附作用.     

夏秋季长江口及毗邻海域N、P营养盐分布及其潮汐变化

根据2005年7月和11月在长江口及毗邻海域进行的现场观测数据,分析表明:夏秋季表层N、P营养盐的高值区(N＞65 μmol/L,P＞1.3 μmol/L)多位于长江口及杭州湾海域,而低值区(N＜40 μmol/L,P＜0.5μmol/L)多存在于长江口东北海域以及舟山东南海域,底层N、P营养盐在夏季存在-向东北方向的舌状扩散,而秋季等值线比较均匀且呈南北向分布;调查海域表层N/P值都超过30,羽状锋区可达到200以上,表明浮游植物的生长存在着磷限制;连续观测站位的PO-P含量在夏秋季大都表现为小潮高于大潮,而NO3-N含量变化复杂.