长江经济带国家级自然保护区管理状况评价

为切实做好长江经济带生态环境保护工作,基于HJ 913-2017《自然保护区管理评估规范》对长江经济带120处国家级自然保护区的管理状况进行评分.以评估结果为基础,评价了自然保护区管理状况的影响因素,并提出了提升自然保护区管理质量的建议.结果表明:①长江经济带国家级自然保护区的管理状况总体较好,平均得分为81.41分.从分布地区来看,经济较发达的地区,国家级自然保护区的管理状况相对较好;从建立时间看,评估总得分与国家级自然保护区的建立时长呈正相关;从规模看,评估总得分与国家级自然保护区的面积大小呈负相关;从自然保护区类型看,野生植物类型保护区的管理状况要优于野生动物类型.②从管理基础、管理措施、管理保障、管理成效、负面影响5项评估内容来看,管理基础得分相对较高,管理保障得分相对较低.③从全部指标的评分情况来看,保护对象变化和资源调查2项指标的得分相对较高;开发建设活动影响、专业技术能力、机构设置与人员配置、动态监测4项指标的得分相对较低.④Spearman相关分析表明,与评估总得分显著相关的指标为巡护执法、日常管护、专业技术能力、管护设施.研究显示,当前国家级自然保护区的机构设置、专业人才队伍建设、监测体系和开发建设活动影响是制约其管理质量提升的主要因素.      

2016—2019年长江流域水质时空分布特征

为掌握“十三五”以来长江流域的水环境质量时序变化和空间分布特征,基于国家生态环境监测网2016—2019年长江流域615个可比断面监测数据,从流域主要污染特征、主要超标指标浓度时空变化等方面分析了长江流域水质变化情况.结果表明:2016—2019年,长江流域水质总体好转.依据GB 3838—2002《地表水环境质量标准》评价,Ⅰ~Ⅲ类水质断面比例上升7.2百分点,劣Ⅴ类下降2.8百分点.TP、NH₃-N和COD是长江流域的主要超标指标,2019年三者的浓度较2016年分别下降了28.3%、35.0%和8.0%;从流域不同级别河流来看,三者浓度在干流均为最低;从干流来看,三者浓度较高的断面主要分布在长江中游;TP和COD污染主要来自面源,NH₃-N主要来自点源.研究期间,TP对长江流域水环境污染贡献最大,其断面超标率一直排在首位.针对流域水质分布特征,建议继续加强流域内TP防控,重点加强中游污染治理;同时,优化流域产业结构,进一步改善流域水质和生态环境质量.      

淮海经济区城乡空间融合格局及形成机制

城乡融合发展是解决城乡差距过大、城乡不平衡不协调问题的关键举措,也是城乡动态均衡的发展过程。聚落镶嵌、交通可达、发展均衡是城乡融合发展的空间表象。基于空间视角构建城乡融合发展的评价指标体系,综合运用景观分析、可达性分析和耦合协调分析等方法揭示淮海经济区城乡空间融合发展的要素格局特征,并结合回归模型探究其形成机制。结论如下：（1）城乡空间融合是城乡结构优化的进程,可以从城乡聚落连通性、城乡交通便捷性和城乡发展均衡性等方面研判城乡空间融合发展的综合水平。（2）淮海经济区城乡空间融合发展的各要素指标存在较大差异,综合水平指标由中心向外围递减,可划分为协调融合型、协调关联型和欠协调分割型三种地域类型。（3）经济发展水平、城乡规模、产业关联是影响该区域城乡空间融合的关键动力因素,而传统农业和工业的推动作用不显著。镇域和村域尺度城乡融合发展的理论和实证研究是后续工作的重要方向。     

城市空气质量监测网络评估方法

通过研究借鉴多个国家/城市的研究实践,提出了城市空气治理监测网络（UAAMNA）评估管理的方法,包括评估思路与流程,评估关键指标,针对不同污染物的评估方法等.以沈阳市及周边6个城市共46个国控监测站点的监测网络为背景,基于2013~2018年日尺度空气质量数据,考虑监测成本,对沈阳市PM_2.5监测网络进行评估,结果表明,沈河区增加1个最高浓度站点,大东区增加1个高人口密度区站点,皇姑区增加1个跨界传输点;在沈阳-铁岭,沈阳-本溪,沈阳-辽阳方向增设跨区域站点.未来建立空气质量监测网络定期评估制度、加强跨区域边界站点布设、实施区分监测点位类型评估、区分污染物类型评估是UAAMN的发展方向.     

地表水水质模型综合评价技术体系研究

水环境数学模型开发及应用的不规范会严重影响水环境管理决策的有效性和科学性.为了更好地发挥模型的职能,减少因采用的模型差异而造成差别管理等不公平因素,应当建立科学的模型筛选制度和评价体系.基于模型开发及应用的生命周期全过程,在文献调研和专家咨询基础上,提出了包含目标层、准则层和指标层的地表水水质模型综合评价指标和评价方法,其中指标层包括通用性、可靠性、友好性、先进性和易用性5个准则的29个指标.采用层次分析法和专家打分法确定指标值及指标权重,并以国内外常用的水质模型,即HEC-RAS、MIKE11、CE-QUAL-W2、WASP、EFDC和Delft3D模型为例,进行了水质模型的综合评价.案例应用的模型评价得分高低的排序依次为Delft3D、EFDC、CE-QUAL-W2、MIKE11、WASP和HEC-RAS模型,结果表明建立的水质模型综合评价技术体系科学、可靠、易用,可为我国水环境数学模型的规范化建设提供重要参考.      

响应曲面法优化Fe(Ⅲ)改性卡氏变形杆菌吸附去除Sb(Ⅴ)及其机理

水环境中过量Sb（Ⅴ）所引起的环境危害受到越来越多的关注.为了考察工艺参数对铁盐改性生物吸附剂吸附Sb（Ⅴ）效果影响、交互作用及其机理,以Fe（Ⅲ）改性卡氏变形杆菌吸附剂（简称“FMPAs”）为研究对象,采用Box-Behnken响应曲面法对FMPAs吸附处理合成含Sb（Ⅴ）废水的吸附时间、FMPAs投加量、pH、温度及Sb（Ⅴ）初始浓度等因素进行优化,确定了最优吸附条件,并对吸附过程的等温模型、动力学模型及吸附机理进行了研究.结果表明:①FMPAs吸附Sb（Ⅴ）的最优条件为吸附时间3.0 h、FMPAs投加量1 910.04 mg/L、pH 2.31、温度45.0℃、Sb（Ⅴ）初始浓度24.80 mg/L,且最优条件下Sb（Ⅴ）的去除率高达97.03%.②FMPAs对Sb（Ⅴ）的吸附符合Langmuir等温吸附模型,其最大吸附容量（q_max）为60.506 mg/g,其吸附动力学过程可采用准一级动力学模型拟合,属于单层吸附和化学吸附.③FMPAs吸附Sb的机理主要为Fe（Ⅲ）改性卡氏变形杆菌生成了Fe—O—OH、Polyose—Fe、Polyose—O—Fe（OH）₂等化合物,这些物质中羟基被Sb（Ⅴ）取代生成新的配合物Fe—O—Sb,使Sb（Ⅴ）得到吸附去除.研究显示,FMPAs对Sb（Ⅴ）具有较高的吸附容量,是一种极具潜在应用价值的绿色生物质吸附剂,可用于处理含Sb（Ⅴ）废水.      

石墨烯三维电极-电Fenton系统降解甲基橙

将三维电极和电Fenton系统结合电催化氧化降解甲基橙废水.制备了Fe₃O₄负载的氧化石墨烯粒子电极GO@Fe₃O₄（GF）和球形凝胶结构SA/GO@Fe₃O₄（SGF）粒子电极,对两种粒子电极进行了表征,探讨了三维电极-电Fenton（3D-EF）系统电催化氧化性能的影响因素,并进行了反应动力学分析,结合Box-Benhnken中心复合响应面设计建立响应面二次多元回归方程模型;采用紫外可见光谱和GC-MS技术研究甲基橙降解过程.结果表明,SGF粒子电极表面形成三维网络状褶皱结构.在初始pH=5,粒子电极投加量3.0g/L,反应时间90min,电流密度30mA/cm²,外加电压7V的反应条件下,SGF粒子电极体系的甲基橙色度和COD去除率分别是98.8%和87.5%,均高于GF粒子电极体系的甲基橙色度去除率87.2%和COD去除率71.2%.响应面模型预测的反应条件和甲基橙色度去除率和实验结果吻合.推测甲基橙降解过程分为3个阶段：断键氧化过程、开环过程和完全氧化过程.     

亚氨基二琥珀酸修复重金属污染土壤及环境风险削减评估

以亚氨基二琥珀酸（ISA）为洗脱剂,考察ISA投加量、洗脱液pH值、反应时间和土液比对Cd、Pb和Zn去除率影响,通过Box-Behnken多因素设计法优化最佳洗脱条件,并采用涵盖土壤重金属残留量、浸出浓度和毒性的综合环境风险法评估修复效果.结果表明,ISA对Cd、Pb和Zn去除率随其浓度增加而增加;ISA浓度为50mmol/L时,对矿山污染土壤中Cd、Pb和Zn去除率达到11.83%、34.26%和20.96%;对污染农田土壤中Cd、Pb和Zn去除率达到48.89%、57.08%和81.80%.增加反应时间和洗脱液酸性有助于提高ISA对Cd、Pb和Zn去除率.随土液比减低,Cd、Pb和Zn去除率呈上升趋势.ISA去除Cd、Pb和Zn最佳条件为：ISA浓度70mmol/L、洗脱液pH4.0和反应时间120min,预测矿山土壤和污染农田土壤中Cd、Pb和Zn总去除率最大分别为32.58%和93.16%.ISA大幅度降低水溶态、可交换态和碳酸盐结合态Cd、Pb和Zn残留量,从而削减矿山土壤和污染农田土壤中Cd、Pb和Zn总环境风险达50.81%和87.13%.亚氨基二琥珀酸可有效去除污染土壤中重金属并降低残留重金属的环境风险,是一种潜在材料可用于土壤重金属污染修复.     

基于多尺度交叉趋势样本熵的城市空气质量指数分析

为了研究城市的空气质量指数（air quality index,AQI）与各污染物浓度序列之间的一致性,以及相邻城市间污染物的相似程度,提出一种新的多尺度交叉趋势样本熵（multiscale cross trend sample entropy,MCTSE）,用于刻画2个具有趋势的序列在不同尺度上的一致性。利用该方法对长沙、株洲和湘潭3个城市春、夏、秋、冬的AQI与PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂、CO和O₃ 6种污染物浓度序列展开研究,为寻找影响这些城市空气质量的污染源以及共同治理提供参考。最后为这些城市制定空气污染防治目标提出了可行的治理对策。