流域系统优化调控的新模型与应用

流域系统具有复合性和非线性特征,其机理过程的数值描述本身也存在随机和认知不确定性.在此前提下,如何优化调控流域系统,实现水质改善和水生态系统健康成为当前水资源、水环境及水生态领域亟待解决的突出问题.本文提出了贝叶斯递归回归树模型和区间不确定性的风险决策分析方法,与强化区间线性规划结合形成了新的不确定性＂模拟-优化＂间接耦合模型,实现流域系统优化调控及风险决策方案.上述方法将应用于美国佛杰尼亚州Chesterfield县Swift Creek水库营养盐TMDL分配方案,确定8个子流域的最小负荷分配以实现叶绿素a浓度达标.结果表明该耦合模型既能表征流域系统特征,也能兼顾不确定性模拟的准确度、计算效率以及不确定性优化与风险决策的解空间全局最优性、绝对可行性,为流域系统优化调控及其未来非线性系统的预测与最优控制提供了新的计算工具.     

长江流域不同区域间环境公平研究

以区域经济发展水平差距悬殊、环境污染差异明显的长江干流穿过的11个省份为研究对象,并将其分成东部、中部和西部3组,采用统计分析方法探讨经济发展、环境污染排放的区域差异特征。构建了环境公平指数,并分别对2000、2004和2008年3组地区的环境公平程度进行测度,通过聚类分析方法和GIS空间分析工具评价了环境公平指数的空间分布和地域差异。结果表明：长江流域东、中、西部的环境公平指数呈现明显的区域差异现象,并且随着时间的推移和经济的发展,环境公平指数的差异增大,这可能与区域产业转移有关。环境公平指数级别为东部最高,中部和西部较低。但随着西部大开发战略和中部崛起战略的实施,中西部的环境公平指数变化明显。初步认为此现象与国家西部大开发战略和中部崛起战略的实施有关。     

联合硅藻土与PAC强化混凝处理含藻微污染原水

研究了联合硅藻土与聚合氯化铝（PAC）强化混凝对原水中藻类、溶解性有机物以及重金属离子的去除效果。结果表明,硅藻土的投加可以有效地改善絮体的沉降性能,增强藻类的混凝沉淀去除效率,PAC投加量为30 mg/L时,投加0.1 g/L硅藻土,叶绿素a去除率由82.5%提高到95.9%。该强化混凝过程使原水中溶解性有机物特别是大分子有机物和重金属离子的去除率有所上升。PAC投加量为30 mg/L,硅藻土投加量为1.5 g/L时,重金属Cu、Pb和Cd的去除率分别达到57.5%、83.7%和22.2%。     

副球菌BW001的生理特性及其对吡啶的降解

从武钢焦化厂废水处理系统的活性污泥中筛选出1株吡啶高效降解菌BW001,经菌株生理特性研究和16S rRNA序列测定,其属于副球菌(Paracoccus sp.).BW001为革兰氏阴性,具有固氮作用,对头孢、卡那霉素和利福平具有抗性.用SDS碱裂解法从该菌株中提取到1个小质粒和2个大质粒,其中2个大质粒可被限制性内切酶EcoR Ⅰ,BamH Ⅰ、Hind Ⅲ单酶切.以吡啶为唯一碳、氮源,在投菌量为0.03 g/L、吡啶初始质量浓度为493.4 mg/L、温度为30℃、pH为6.5的条件下,BW001可在33.0 h内将吡啶完全降解,降解速率为16.16 g/(L·h),吡啶中50%～60%的氮转化为NH4 ,高浓度吡啶对BW001产生一定抑制,但菌株在适应后,对吡啶的降解速率更高;降解吡啶最适温度为30～35℃,最适pH为8.0.     

电池企业铅污染土壤稳定化修复实验研究

采用电池企业的场地土壤进行实验,研究了铅污染土壤中混合施加过磷酸钙(C)、膨润土(B)和腐殖酸(H)后对土壤中铅形态及浸出毒性的影响,同时研究了在相同固定剂组合中改变单一固定剂投加量对土壤修复效果的影响。结果表明,(1)经不同配比的C+B、B+H、和H+C组合方式处理后,土壤中铅的有效态质量分数明显降低,而有机结合态和残渣态质量分数增加。固定时间为40 d时,其修复效果优于25 d。修复后土壤的有效态铅大部分转化为有机结合态,其中经过20%B+20%H和10%H+6%C处理后,有效态铅质量分数降低幅度较大,分别从331.3 mg·kg-1降至91.8 mg·kg-1和96.57 mg·kg-1;相应地,有机结合态铅质量分数增加幅度也较大,分别从57.19 mg·kg-1升至264.28 mg·kg-1和267.99 mg·kg-1;(2)C+B组合投加处理中,土壤修复效果随膨润土投加量增加而降低,B+H组合投加处理中,土壤修复效果随着腐殖酸投加量的增加而增加,H+C组合投加处理中,随过磷酸钙投加量增加,土壤修复效果也呈增加趋势。(3)经不同处理固定修复后,土壤浸出液中铅的质量浓度大幅降低,对周周水环境的风险降低。     

流域水生态系统的生境安全识别理论和方法研究——以太子河次流域本溪段为案例

流域水生态系统具有物质循环、能量流动、群落代谢等服务功能,由于人类活动干扰等因素,水生态系统受到破坏,服务功能的发挥受到抑制。太子河作为中国七大水系之一的辽河支流,其水生态系统健康状况同样由于社会、自然等胁迫驱动力原因受到影响。提出了一套流域水生态系统生境安全识别方法,并以太子河次流域本溪段为案例对方法的可行性进行研讨。采用水文、河道、河岸带和水质4个生境安全指标,分别对研究区的5个评价单元水生态系统生境进行安全评估,做出问题识别,找出水生态系统处于不同健康状态的原因,并确定优先修复项目,便于流域管理。通过研究得到观音阁水库坝区没有优先修复项目,小夹河区、老官砬子-观音阁水库坝区、大峪沟入河口-老官砬子区、兴安市界-大峪沟入河口区优先修复项目分别为河道、河道和河岸带、河道、水质,生境安全识别方法具有一定的可行性。     

广州市大气气溶胶散射吸湿增长因子的观测研究

利用环境湿度的日变化,对广州市大气气溶胶散射吸湿增长因子进行了观测研究.基于反向轨迹模型HYSPLIT,将2006年7月到达广州市区的气溶胶分为海洋型、海洋/城市混合型、城市型3个类型.整个观测期间,海洋型、海洋/城市混合型、城市型气溶胶的散射吸湿增长因子f(RH=80%)的平均值分别为2.68±0.59、2.29±0.28、2.04±0.28.经验公式f(RH)=1+a(RH/100)b能够较好地拟合3种类型的气溶胶散射吸湿增长因子,海洋型、海洋城市混合型、城市型气溶胶的散射吸湿增长因子的拟合经验参数a分别为4.92、3.26、2.06,经验参数b分别为5.04、3.85、3.60.     

中国温室气体排放增长的结构分解分析

利用结构分解分析(SDA)的加权平均分解法分析了4类增长因素对1992~2007年中国温室气体排放变化的影响.结果表明:总体上,最终需求规模扩大是引起排放增长的主要因素,其次是投入产出结构的改变,温室气体排放强度降低是减缓排放量的主要因素,最终需求结构改变对排放量变化的影响不明显.从部门角度看,建筑业和机械、电气、电子设备制造业是隐含温室气体排放增加的主要来源.从变化趋势看,2002~2007年温室气体排放增幅明显高于其他时期,出口和固定资本形成的大幅增长是推动这一时期排放增长的主要原因.     

患心血管病老年人夏季PM2.5和CO的暴露特征及评价

运用室内外环境监测与问卷调查法相结合的研究方法,对北京市某社区33名患心血管疾病的老年人夏季PM2.5、CO的暴露特征作了研究评价.结果表明,老年人夏季PM2.5、CO的24h个体平均暴露浓度分别为89.6μg/m3,1.9×10-6.PM2.5室内外浓度呈现明显的时间变化特征,并受到气象因素及室内外源排放的共同影响.对老年人群室内外与固定站点CO、PM2.5质量浓度变化的相关性分析显示,室外及固定站点的PM2.5浓度受区域污染源影响较大,CO浓度受局地源影响较大;大气PM2.5可能是影响该社区老年人健康的主要污染物.     

一种在线测量颗粒物中WSOC的新方法及其应用

将气体-气溶胶收集仪(GAC)与一台湿法测量总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)值的TOC分析仪连接,开发了一套在线测量细粒子中水溶性有机碳(Water Soluble Organic Carbon,WSOC)的方法,解决了方法建立初期背景值较高的问题,确立了方法运行的条件,分析了造成方法测量不确定性的原因,并将其用于珠江三角洲地区20d的连续观测(3C-STAR).GAC-TOC在线测量WSOC的方法检测限为0.07μg.m-3,它能提供离线采样方法不能达到的高时间分辨率;将该方法所测WSOC浓度与热解法元素碳/有机碳(Elemental Carbon/Organic Carbon,EC/OC)分析仪所测得OC浓度进行了比对,结果显示出较好的相关性,证明了其采样的准确性和可靠性.整个观测期间WSOC平均值为(2.81±2.31)μg.m-3,占OC的比例的平均值为23%±13%,最高小时均值为77%;WSOC和OC显示了较为一致的日变化规律.观测结果表明,GAC-TOC在线测定WSOC的方法可连续实时的得到大气颗粒物中WSOC浓度.