北京市黑臭水体治理的动态遥感监测及影响因素分析

为及时、准确掌握黑臭水体治理进展,基于“北京二号”影像数据和同期的野外综合水体实测数据,采用深度学习算法对黑臭水体进行识别,并引入地理探测器对黑臭水体影响因素进行定量分析。结果表明：基于Faster R-CNN算法的黑臭水体遥感识别,总准确率达到90%左右,短时间内(5~33 h)即可完成北京市建成区黑臭水体的筛查工作;在空间维度上,黑臭水体主要分布在中心城区以外,并在通州区、朝阳区和大兴区较为集中;在时间维度上,专项治理期间(2015—2018年)内,黑臭水体的数量和长度总体趋势都是递减的,但偶尔也有反黑现象;2018年底,在全市建成区范围内,已全面消除黑臭现象;在一年内,第1季度水体环境最好,第2季度次之,第3季度最差,从第4季度开始好转;在北京市大兴区,土壤全氮量(贡献率为32.07%)和周边养殖场排污(贡献率为27.04%)是黑臭水体形成的主要影响因素,高程(贡献率为8%)、土壤类型(贡献率为7.6%)和土地利用类型(贡献率为6.1%)的贡献率较弱。由此可以看出,基于Faster R-CNN算法识别影像中的黑臭水体识别准确率高,可及时、准确地监测城市黑臭水体治理情况,使用地理探测器可定量分析并确定各影响因素的贡献率。本研究成果可为城市黑臭水体的动态监测和治理提供有力的技术支撑。     

不同部位梧桐生物质炭对水溶液中镉吸附的机理

为了探究梧桐不同部位废弃物所制备的生物质炭(皮、枝、叶)对Cd²⁺的吸附效率和稳定修复的机理,以此为园林废弃物炭化利用在重金属污染修复方面的应用提供科学依据.利用实验室模拟法,通过高温煅烧法制备梧桐不同部位生物质炭,采用元素分析仪、比表面积及孔隙分析(BET)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜/能谱(SEM/EDS)及衰减全反射红外光谱(ATR-IR)等技术研究不同反应时间、重金属浓度和溶液初始pH条件下生物质炭对Cd²⁺吸附效果的影响,并运用四步萃取法和脱附实验分析生物质炭上Cd²⁺的吸附形态和稳定性.3种生物质炭都在8 h左右达到吸附平衡,最终吸附量依次为树皮炭>枝条炭>叶片炭;溶液初始浓度为0.5—2 g·L^-1时Cd²⁺的吸附量呈增长趋势,在2.5—3g·L^-1时逐渐平缓;生物质炭Cd²⁺吸附量均随着pH的升高而升高,但在pH值为5—8时,吸附的趋势逐渐平稳;树皮炭的酸溶态和非生物利用态的稳定Cd形态要高于枝条炭和叶片炭;比表面积不是影响梧桐生物质炭吸附Cd²⁺的主要影响因素,吸附动力学,ATR,XRD和重金属形态萃取均证实Cd碳酸盐类矿物生成是主导吸附机理;3种生物质炭的脱附量在4 h后逐渐趋于平衡,其中脱附量最大为叶片炭,最小为树皮炭.梧桐不同部位的初始性质对生物质炭吸附Cd²⁺具有明显的影响,其中梧桐皮具备更高的吸附量和重金属稳定形态,并且相比其他种类生物质炭有明显优势.因此,从吸附效果和生产成本的角度,本研究建议以梧桐皮为主,枝条和叶片为辅的生物质炭对重金属Cd进行修复治理.     

黑臭水体治理思路与技术措施

我国城市水体黑臭现象普遍发生,目前各地正在开展黑臭水体的大规模治理。简要介绍了我国黑臭水体问题的严重性,阐述了当前国家对黑臭水体治理的政策和治理目标。对黑臭水体的概念进行了辨析,提出了我国黑臭水体的治理思路,明确了黑臭水体治理的技术路线,包括开展调查与问题诊断、核定污染物负荷并确定黑臭水体治理目标、提出适用技术与治理方案、预测治理效果。在此基础上提出了我国黑臭水体治理的主要技术措施,包括污染源治理、水力调控、生态修复,同时要加强综合管理。对国内外黑臭水体治理的进展与案例进行了综述,分析了其治理过程及存在的问题。最后从黑臭水体评价指标、技术体系、管理机制、宣传教育四方面提出黑臭水体治理的建议。     

滤坝基质排布方式对微污染水体净化效果的影响

采用吸附效果较好的火山石和炉渣作为填料,构筑了3个室内滤坝小试系统,研究了不同的基质组合配置对滤坝净化污染物的影响。3种不同的基质组配分别方式为：火山石和炉渣均匀混合、沿水流方向先火山石后炉渣和沿水流方向先炉渣后火山石。结果表明,3个滤坝系统对微污染水体具有明显的净化效果,总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH₃-N)和化学需氧量(COD)去除率最高可达85.7%、46.5%、47.2%和53.4%。基质组合排布方式对COD和NH₃-N的去除效果没有明显的影响,而火山石和炉渣均匀混合的配置方式有利于TP的去除,沿水流方向先炉渣后火山石的配置方式有利于TN的去除。微生物群落分析结果表明,在炉渣和火山石均匀混合的滤坝中,微生物优势菌为除磷优势菌——气单胞菌属,沿水流方向先后排布炉渣火山石的2个滤坝的优势菌为肠杆菌属,该细菌可以进行反硝化产生N₂,这可能是沿水流方向先炉渣后火山石的滤坝TN去除效果较好的原因。     

白洋淀水体中有机氯农药的残留特征及其健康风险评估

利用固相萃取法和气相色谱-质谱联用技术对河北白洋淀南刘庄(包括府河)和采蒲台区域水体中24种有机氯农药(OCPs)进行提取和含量测定,分析了水体中OCPs的残留含量以及分布和组成特征,根据HCHs和DDTs的组成特征进行了来源解析,并对水体中的OCPs健康风险进行了评估.结果 表明:①研究区域水体中检出的OCPs主要是...     

乌梁素海水体与沉积物中半挥发性有机物污染水平及风险评估

为研究乌梁素海水体与表层沉积物中半挥发性有机物(SVOCs)的污染特征和风险水平,对乌梁素海7个点位的水体和沉积物样品进行检测分析。结果表明：水体与沉积物中SVOCs的总浓度为449.7~691.0 ng/L及144.4~587.5 µg/kg;多环芳烃(PAHs)和邻苯二甲酸酯(PAEs)是所有样品中发现的主要污染物;其他SVOCs未检测到或仅检测到微量。水体与沉积物中PAHs污染主要来自石油源及煤炭、生物质燃料燃烧混合来源;PAEs污染主要来自塑料和化工工业,以及生活垃圾;水体和沉积物中主要污染物的生态风险总体上呈低风险。从饮水和暴露接触的角度,乌梁素海呈现的健康风险水平较低。

     

环境水体中自由基的检测技术研究进展

自由基化学性质高度活泼,极易发生得失电子的氧化还原反应,是环境水体中降解污染物的重要因素。自由基的环境鉴定和分析对揭示环境污染物降解转化机制具有重要意义。但由于自由基环境浓度极低、反应活性高、寿命短,再加上复杂环境基质的干扰效应,使其环境分析一直是研究的重点和难点。而且,目前的研究主要针对一些已知的自由基展开,对未知自由基的识别和鉴定研究较为匮乏。在系统总结典型自由基检测方法及其应用现状的基础上,阐述不同检测方法的优点和缺点,重点探讨适用于环境水体中羟基自由基等典型自由基的检测方法,并提出自旋捕获结合质谱分析技术具有特异性和高灵敏性的优点,可同时检测天然水体中多种自由基,并能够识别和鉴定未知自由基,是未来的研究方向。     

受污染湖泊的生态修复

水是生命所需的重要物质,水资源也影响着社会的发展与国民的生活,但是在人类文明的发展过程中,人类的生产活动与生活给水资源环境带来了巨大的破坏,如果不能保护好水资源环境,不断恶化的水环境就会阻碍社会经济发展,影响人类的健康.尽管我国在经济发展过程中已经逐渐认识到了保护水资源的重要性,但许多地区的水环境已经遭到了严重污染,水...     

碳酸盐岩缝洞型油藏水体参数计算方法应用研究

塔河碳酸盐岩缝洞型油藏属于块状未饱和底水油藏,无论是开发早期的自喷生产,还是中期的水驱、气驱生产,水体参数的准确计算对于开发决策意义重大。由于缝洞空间组合的复杂性导致油水关系复杂,不同缝洞系统阶段驱动能量不同,一直难以形成一套相对完善的水体参数计算方法。文章基于油藏物质平衡方程,明确不同岩溶背景下油井驱动类型及其对应水侵模式,给出了水侵量和水体大小的计算方法,并在塔河强底水单元中利用数模实例验证,矿场应用效果好。     

基于仿自然人工湿地的低污染水体碳氮协同调控优化措施研究

针对低污染水补给城市河湖景观水体后氮磷营养盐削减、COD波动的问题，构建了仿自然人工湿地和生物塘，通过开展动水和静水试验，研究湿地生态配置和水力停留时间对各水质指标的影响.结果表明，螺、蚌、浮游动物及浮叶植物对COD、BOD₅具有明显的抑制作用，且浮叶植物能够实现TN的高效去除并提高有机氮的氨化作用，仿自然人工湿地建议为“沉水植物+挺水植物+浮游动物+螺、蚌+浮叶植物”的生态系统组合.在上游低污染来水条件下，建议仿自然人工湿地水力停留时间为7 d，沉水植物种植8丛·m^-2，挺水植物种植5丛·m^-2，浮叶植物8株·m^-2，浮游生物塘中投放中华圆田螺1000 g·m^-2，椭圆背角无齿蚌2只·m^-2，以实现仿自然湿地对低污染水体碳氮协同调控.