大清河水系滨岸带入侵草本植物分布特征及影响因素

在雄安新区建设大背景下,保障大清河水系生物安全十分重要。为研究大清河水系入侵植物分布规律,探讨影响入侵植物分布的驱动因子,对大清河水系河湖滨岸带开展植被调查,识别滨岸带入侵植物,判定物种的入侵等级,分析物种入侵分布与环境因子和人类活动因素之间的相关性,并提出雄安新区面临的植物入侵风险及防范措施。结果表明：大清河水系有24种入侵植物,其中苋科和菊科合计占54.2%,一年生物种、无意引入物种分别占83.3%、62.5%,原产地为美洲的占62.5%,反枝苋、鬼针草、圆叶牵牛、鳢肠、大狼杷草、苘麻6种植物为流域内广布种;入侵植物种数和入侵性在流域中游的拒马河上游房山山区段、流域下游的牤牛河霸州城市段以及100 m高程分界线附近的山区—平原交接区明显高于其他区域;人类活动是影响植物入侵程度的主要因素,路网密度、建设用地面积占比越高,越有利于入侵植物的分布与扩散;大清河水系植物入侵程度尚可控,但需要在雄安新区建设过程中重视植物入侵定居及扩散风险,早做防范。     

京津冀地区流域水质目标管理技术集成研究

流域水质目标管理已成为发达国家水环境管理的主要模式。京津冀地区是海河流域的核心区域,也是国家生态环境保护的重点地区。针对京津冀地区水资源、水环境、水生态（简称“三水”）统筹系统管理中面临的水资源短缺和统筹调配能力不足、水环境污染严重和协同治理水平较弱以及水生态退化且稳定性趋向脆弱等问题,从“十一五”“十二五”及“十三五”国家水体污染控制与治理科技重大专项（简称水专项）涉及到京津冀管理技术相关研究内容的项目及课题中提炼关键技术并进行集成,根据技术特点对集成技术从生态水量保障管理技术与政策,基于水资源、水环境、水生态3个方面进行凝练,进一步构建京津冀地区“三水”统筹的流域水质目标管理集成技术体系框架。应用集成技术对京津冀地区重点流域水质目标管理思路的构建展开思考并提出工作建议,以期支撑京津冀地区经济社会与生态环境保护协同发展新形势下水生态环境精细化管理能力提升。     

天津市近岸海域水质变化趋势分析及水质目标研究

掌握海域水质变化趋势、制定科学合理的水质目标,有助于精准实施重点海域排污总量控制,制定有效的污染物管控政策。利用广义加性模型（GAM）,基于2007—2018年天津市近岸海域营养盐浓度及降水量数据,建立水质变化趋势分析模型和水质目标确定方法,在评估天津市近岸海域12个监测站位无机氮和活性磷酸盐浓度变化趋势的基础上,提出天津市近岸海域水质控制目标,并分析水质目标的合理性和可达性。结果表明：2013—2018年与2007—2012年相比,天津市近岸海域无机氮浓度总体呈下降趋势,下降比例为13.19%,95%的置信区间为-30.37%～3.96%;活性磷酸盐浓度总体呈上升趋势,上升比例为7.01%,95%的置信区间为-11.43%～25.45%,尚未恢复到2007—2012年的平均水平;提出2025年天津市近岸海域无机氮、活性磷酸盐二者综合优良水质比例达到75%的控制目标;将天津市近岸海域划分成7个区域,建议据此实施海域水质分区管理,进一步加强农业面源污染防治,强化流域上下游协同治理和省际水污染联防联治,持续改善天津市近岸海域水质。     

短程反硝化耦合厌氧氨氧化强化脱氮工艺研究与应用进展

短程反硝化耦合厌氧氨氧化(PD-A)工艺外加碳源和曝气成本较低、NO₂^-生成稳定高效、总氮去除率高,并且可以减少温室气体N₂O的排放,是一种新型的生物脱氮工艺。现有关于PD-A的研究多以水质条件单一的模拟废水为对象,针对实际废水的研究尚少。分析了PD-A工艺的机制与特点,通过对比核心功能菌短程反硝化菌和厌氧氨氧化菌的最佳生长条件,并结合现有研究提出PD-A工艺运行的优化策略,继而分析了PD-A工艺在实际废水中的应用案例。结果表明,优化COD/NO₃^-、接种不同结构的污泥和添加生物膜载体等有利于工艺高效稳定地运行;PD-A工艺在实际生活污水、养殖废水、高硝酸盐废水的处理中实现了较高的脱氮率,说明其处理实际废水具有可行性。最后,对PD-A工艺的发展进行展望,认为应以实际废水为处理对象,进一步研究系统内核心菌群的协同作用机制和混合生物脱氮调控方式,以提升工艺的稳定性及碳氮协同处理效率。     

北方地区农村清洁取暖技术适用性评价——以北京为例

为了切实改善区域大气环境质量,中国在北方地区大规模开展以煤改电、煤改气为主的农村清洁取暖改造工程,如何选择技术可行、经济上可接受的清洁取暖技术路径是清洁取暖改造可持续的关键问题。基于北京农村地区实地调研数据,从经济性和舒适性2个维度对4种农村清洁取暖技术进行适用性评价,总结出各种技术的适用条件,提出农村清洁取暖技术路径选择建议。结果表明：空气源热泵运行费用较低,舒适性较好,适合冬季温度不低于-20℃的各类区域;燃气壁挂炉运行费用略高于空气源热泵,舒适性较好,适合距离燃气管线或燃气站较近的平原、半山区地区,不同气候温度范围均适用;蓄能式电暖器运行费用较高,舒适性较差,适合冬季温度接近于城区的农村或城乡接合部、农宅面积较小的区域;地源热泵取暖最好结合政府资金支持项目实施,运行费用较低,舒适性较好,适合地质结构适宜建井,有足够空间进行地埋管的区域。建议农村清洁取暖工作立足长远,因地制宜地选择清洁取暖技术,着力降低农户清洁取暖运行成本,同时提高农村清洁取暖电力和天然气供应的可靠性。     

工业废盐热处理技术研究进展

随着我国经济快速发展,工业固体废物产量不断增多,特别是化工、制药、印染等行业产生的大量有害工业废盐对人体健康和自然环境安全造成了严重的威胁,同时也制约着企业的快速发展。在总结近年我国工业废盐处理处置方法的基础上,介绍了工业废盐的产量、特征和危害,以及工业废盐处理的常规方法,重点分析了当前工业废盐热处理技术,其中包括传统热处理技术和新型热处理技术。在传统热处理技术中,主要介绍了回转窑焚烧技术、流化床焚烧技术和液体喷射焚烧技术等。在新型热处理技术中,介绍了悬浮炉处理技术、分级碳化技术、熔融盐氧化技术、高温热管技术和微波吸收技术。对比分析了不同热处理技术处理效果和优缺点,系统梳理了我国工业废盐热处理技术的最新发展进程。此外,探讨了工业废盐热处理技术过程中有机污染物的消除机制,包括活性氧的产生机理以及有机污染物消除随温度的变化情况。最后,总结了在热处理过程中废盐所含的非金属元素（主要为N和S等）、重金属元素迁移转化规律,以及二噁英可能造成的二次污染问题。     

北京一次近地面O3与PM2.5复合污染过程分析

利用O_3、PM_(2.5)监测数据、紫外辐射观测数据及气象观测资料,结合WRF模式模拟的大气环境背景场,分析了2014年9月3—8日北京一次近地层O_3与PM_(2.5)复合污染过程。结果表明,O_3和PM_(2.5)出现高质量浓度污染与大陆高压和副热带高压系统的相继持续控制有关,较强的紫外辐射及高压形成的下沉气流是造成边界层复合污染,尤其是O_3污染的主要原因。此次复合污染过程中,O_3于9月4—7日连续4 d超标,PM_(2.5)于9月5—7日连续3 d超标。造成这一现象的原因为:受大陆高压和副高的持续高压影响,北京地区天气晴朗、紫外辐射较强,地面风场较弱,700 h Pa以下持续存在下沉气流,O_3日均质量浓度逐日上升,于9月5日先到达峰值,同时PM_(2.5)日均质量浓度逐日升高;6日在副高西部边缘偏南暖湿气流输送及形成的平流逆温作用下,PM_(2.5)质量浓度突增,削弱了太阳紫外辐射强度,O_3质量浓度开始下降。此后,在低压槽作用下PM_(2.5)质量浓度增到峰值,O_3质量浓度保持下降趋势。9月5—7日形成了3 d的O_3与PM_(2.5)复合污染事件。     

基于BP模型的土壤重金属对其生物毒性的贡献分析

通过BP神经网络模型对石油开采区土壤重金属的部分缺失试验数据进行补齐,并采用主成分分析法对石油开采区土壤中重金属进行源解析。结果表明,土壤中重金属的来源包括自然来源、农业来源、交通来源和燃煤来源。以不同来源重金属作为输入条件、土壤生物毒性作为输出条件构建不同来源重金属土壤发光菌生物毒性神经网络模型,模型验证结果表明,在0.05显著性水平下,25组验证样本模拟值和试验值之间的相关系数r为0.396,满足模型验证要求。结合相对灵敏度计算,获得不同来源重金属对土壤生物毒性的贡献率分别为自然来源26.68%、农业来源52.71%、交通来源4.67%、燃煤来源15.94%,即农业来源为石油开采区土壤中发光菌生物毒性的最主要来源。     

高效复合菌在木薯酒精废液处理中的应用研究

对酒精废液生物处理反应器内颗粒污泥中的微生物进行分离纯化.分离出的8株高效优势菌,初步鉴定结果:1号为皮杆菌属;2号为棒杆菌属;3号、4号为微小杆菌属;5号为乳杆菌属;6号为纤维单胞菌属;7号为丙酸杆菌属;8号为红长命菌属.对8种纯化后的菌株进行混合培养,确定了复合菌群生长最佳培养温度为37℃,最适pH值为6.8.在处理过程中投加适量葡萄糖、硝酸铵和微量元素能够提高复合菌群的处理效果.最佳添加量为:葡萄糖0.5g/L,硝酸铵1g/L,Fe2 5mg/L和Ca2 25mg/L.在日处理量100 m3的UASB生物反应器中投加该复合菌群后,木薯酒精废液的COD去除率明显提高,达到90%以上.处理系统运行稳定.     

沉水植物黑藻腐解过程中营养盐释放过程

为探究沉水植物衰亡过程中营养盐的释放规律,采用黑藻(Hydrilla verticillata Royle)作为研究用沉水植物,在实验室内模拟了黑藻在初春温度下腐解过程中的主要营养盐碳、氮、磷的释放过程.结果表明:黑藻在试验初期迅速腐解,该过程中向水体释放大量碳(81.31%)、氮(81.62%)、磷(85.94%).但随着时间的推移,黑藻向水体释放的磷大部分沉积进入底泥,而氮有部分沉积进入底泥,同时有部分以气体形式移出水体.黑藻腐烂分解产生的厌氧条件以及高TOC供给促进水体反硝化作用加快氮素移出水体.但是较大生物残留量会引起水体缺氧,植物残体分解加剧,导致水质严重恶化,因此需要适时收割水生植物来控制水体残留生物量.