GIS与大气环境模型的集成及其应用

分析了GIS与环境模型集成的松散集成、紧密集成、完全集成等3种模式,论述了GIS与大气环境模型集成的组件式方法与服务式方法,对比了5种集成方法的优缺点,认为组件式集成方法具有较大优势,是目前流行的集成方法,服务式集成是未来的趋势. 基于组件式集成方法,采用GIS二次开发组件ArcGIS Engine 9.3开发了大气污染扩散模拟与预测系统,该系统充分利用了GIS的空间分析与可视化功能,实现了大气环境模型与GIS的紧密集成,以福建省为例进行了大气污染扩散模拟,取得了较好的模拟效果.      

某淀粉厂废水处理改造工程设计及运行

某淀粉厂在原有处理工艺的基础上增加厌氧UASB及好氧CASS工艺,完善了物化处理+生化处理的最佳工艺流程。运行结果表明:用该工艺处理淀粉废水,其出水水质达到GB8978-1996《污水综合排放标准》二级排放标准。     

基于图像语义分割法的城市冠顶式森林步道景观质量评价——以福州福道为例

城市冠顶式森林步道的构建对增进公众福祉具有重要意义,提升城市冠顶式森林步道景观质量是其建设的重要内容,而定量评价景观要素的美景度是提升景观质量的基础。以福州福道为例,首先利用灰色统计分析法预选其景观要素,然后采用图像语义分割法和景观美景度评价法对福道的景观要素进行定量分析与评价,最后通过偏相关分析,建立福道景观美景度评价的多元线性回归模型,用于福道景观质量评价。结果表明：(1)PSPNet对植被和天空景观要素的识别精度分别达到88.61%和90.91%,说明图像语义分割法可实现对福道景观要素的有效量化;(2)景观美景度值分析结果显示,山体侧有植被步道区域的总体景观美景度评分最高,休憩亭廊区域的总体景观美景度评分最低;(3)偏相关分析结果显示,天空开阔度、绿视率、植物色彩丰富度、最远视线距离、可视区域面积和场景色彩丰富指数是决定福道景观美景度的主要因素,其影响程度依次减小,建立的福道景观美景度评价多元线性回归模型具有良好的解释度和统计学意义。该研究结果可为城市冠顶式森林步道景观质量的定量评价提供理论依据。     

超声气升式环流反应器降解乐果水溶液的动力学研究

采用超声气升式环流反应器(UALR),以臭氧气体为氧化剂,以有机磷农药乐果为典型污染物,研究其降解反应动力学规律.通过对乐果降解过程的表观动力学研究,发现乐果在单独超声辐射(不通入气体,即臭氧)、臭氧(O3)氧化和超声气升式环流反应器(UALR/O2)协同下的降解均符合表观一级动力学.在乐果初始质量浓度为50 mg/L、溶液初始pH为6.0、反应液体积80 mL、超声声强0.5W/cm2、O3流量200 L/h、温度20℃、处理时间4h的条件下,采用超声(US)、O3和UALR/O3工艺,乐果的去除率分别为27%、15%和90%,乐果降解的速率常数增强因子可达到4.816.进一步从UALR/O3系统中存在US、O3和羟基自由基(·OH)协同作用的降解机理,推导出了简化的机理动力学模型.     

沉降速率作为选择压对好氧颗粒污泥性质影响

在序批式反应器中以普通活性污泥驯化而得的好氧颗粒污泥为接种污泥,葡萄糖为碳源,研究作为选择压的沉降速率对好氧颗粒污泥性质的影响。结果表明:作为选择压的沉降速率与反应器中SV值和MLSS成反比关系;在沉降速率变化过程中,污泥龄、耗氧速率、胞外多聚物和COD去除率均产生变化。在本试验条件下,改变沉降速率,能改变反应器中生物量的洗出量并在一定程度上影响微生物群体的组成,从而影响活性的生物学性能;但生物相的改变限度在一定范围内,存在着动态平衡。污泥龄的波动与不同沉降速率下反应器中污泥中的胞外多聚物含量的变化有关。大量的胞外多聚物在颗粒污泥表面形成粘液层,对颗粒污泥形成保护。不同沉降速率下颗粒污泥的的胞外多聚物发生变化,进而影响颗粒污泥的稳定性。     

固定化甲烷八叠球菌(Methanosarcina)研究——厌氧颗粒污泥的形成

用实验室规模的UASB反应器处理豆制品废水培养厌氧颗粒污泥。通过对颗粒污泥形成过程中的产气率、进出水COD、水滞留期（HRT）、进出水挥发酸（乙酸、丙酸和丁酸）浓度、所产气体的甲烷含量等的变化分析和对颗粒污泥中优势产甲烷菌的扫描（SEM）和透射（TEM）电镜观察,阐明颗粒污泥的形成过程及特性。实验结果表明,消化器运转50d左右形成了颗粒污泥,厌氧颗粒污泥形成期间的平均产气率为5.3L/L·d,最高产气率达到了8.1L/L·d,进水和出水COD分别为3000～5500mg/L和800～3000mg/L,平均HRT为10.4h,平均出水乙酸、丙酸和丁酸浓度分别为264.1、519.8和104.6mg/L,所产气体的平均甲烷含量为60.6％,颗粒污泥为黑色,直径0.5～3.0mm不等,沉降速率为119.6m/h,其中的优势产甲烷菌为鬃毛甲烷菌（Methanosaeta）,而甲烷八叠球菌（Methanosarcina）存在甚少。     

水生植物根系对多环芳烃(萘)吸附过程研究

对萘在水葫芦根系的吸附过程进行模拟研究 ,结果表明 ,新鲜水葫芦根系对萘不仅具有吸附作用 ,而且还具有吸收或根际微生物降解等作用 ;水葫芦根系吸附萘的初始速率与浓度符合一级反应动力学 ;吸附过程可用Langmuir公式表示的单分子层吸附模型描述。     

灌溉方式对设施土壤温室气体排放的影响

为了寻求在高产、高效、节水的同时能够最大程度促进温室气体减排的灌溉方式,以长期定位灌溉设施蔬菜(以番茄为例)栽培土壤为研究对象,探讨覆膜滴灌、节点式渗灌、沟灌3种不同灌溉方式对土壤温室气体(N₂O、CO₂、CH₄)排放特征的影响,以及温室气体排放与土壤温度和湿度两大环境因子的相关性,并运用产气比概念对温室气体累积排放量进行比较.结果表明:①在番茄生长季,不同灌溉方式下N₂O排放总量表现为沟灌(25.33 kg/hm2)>覆膜滴灌(23.87 kg/hm2)>节点式渗灌(10.04 kg/hm2),土壤温度适宜条件下,N₂O排放通量与土壤湿度呈极显著相关(P<0.01).②CO₂排放通量随着气温升高及植株生长而逐渐增大,具有明显的季节性变化.不同灌溉方式下CO₂排放总量表现为节点式渗灌(11.84 t/hm2)>沟灌(10.45 t/hm2)>覆膜滴灌(9.53 t/hm2);覆膜滴灌和节点式渗灌处理下CO₂排放通量与土壤温度呈极显著相关(P<0.01),沟灌处理下二者呈显著相关(P<0.05).③在番茄整个生长季期间,土壤总体表现为大气CH₄的汇,不同灌溉方式下CH₄吸收总量表现为节点式渗灌(1.98 kg/hm2)>覆膜滴灌(0.93 kg/hm2)>沟灌(0.71 kg/hm2),CH₄排放通量与土壤湿度呈显著相关(P<0.05).研究显示,采用覆膜滴灌方式不仅可以达到高产、高效、节水的目标,而且综合排放的温室气体量最少,可达到土壤温室气体最大程度的减排效果,减缓全球气候变暖趋势,是一种最佳的灌溉方式.      

两种供能方式对厨余垃圾好氧堆肥的影响研究

为了探索厨余垃圾堆肥过程中物料保持高温的方式,分别设置壁管式和水浴式供能好氧堆肥装置。实验结果表明:堆肥5 d后水浴式供能堆肥装置堆体内部的温度高于壁管式装置,且维持45℃以上范围长达8 d;两者堆肥周期都为13 d;实验结束时,水浴式供能堆肥装置内物料pH为8.7,高于壁管式装置的8.3。水浴式供能堆肥装置内物料的C/N值、BDM分别为9.2和18.1%,低于壁管式装置的9.2和30.0%。两种供能方式均能使厨余垃圾在极短时间内达到稳定化。     

垂直流-潜流式人工湿地技术在北京流域污染治理中的应用研究

研究垂直流-潜流式人工湿地系统在治理北京龙道河流域污染中的效能.结果表明,该系统能确保冬季低温条件下运行,对化学耗氧量(COD)、5日生化需氧量(BOD5)、总磷(TP)、氨氮(NH3-N)和悬浮固体(SS)具有稳定的去除效果,平均去除率分别达到了81%、85%、96%、77%和85%,出水中溶解氧(Do)平均质量浓度达到2mg/L.