流域非点源水污染排放清单估算系统构建

基于流域水质改善与水环境管理需求,结合目前流域非点源水污染排放存在的问题,本研究采用SOA-B/S架构,运用MVC6和GIS与环境模型集成关键技术,构建流域非点源水污染排放清单估算系统,并系统梳理了地形数据、污染源环境统计数据、气象数据等基础信息,采用基于输出系数法的非点源水污染负荷估算模型,实现了对全年及年内各分水期非点源水污染排放清单的处理分析和估算。系统通过数据库、GIS平台、模型集成和业务系统建设,实现了对不同时间和空间尺度下不同地区的非点源水污染负荷估算,推进了流域非点源污染排放的信息化、科学化及可视化管理,为决策者制定流域水环境管理措施和方案提供了有力的技术支持。     

天津市采暖季PM2.5组分消光特性及来源分析

为了解天津市采暖季细颗粒物组分对能见度的影响、明确消光组分来源,对天津市2017年采暖季大气PM_2.5样品进行了为期一月的连续采集,并测定水溶性离子、有机碳和元素碳的含量,通过修正IMPROVE方程研究了细颗粒物消光特性,并采用主成分分析—多元线性回归模型(PCA-MLR)对其来源进行解析,同时应用潜在源贡献因子(PSCF)和浓度权重轨迹(CWT)明确PM_2.5质量浓度的潜在污染源区域。结果表明,OC、EC以及SNA(NO3^?、NH₄⁺、SO₄^2?)的生成和积累对于能见度的下降具有重要影响,且能见度随SOR和NOR二次转化程度的升高而下降;2017年天津市采暖季日均消光系数为(294.56±262.89)Mm^?1,其中OM(34.86%)、硝酸盐(22.84%)、硫酸盐(11.59%)和EC(11.54%)为主要消光组分,硝酸盐和硫酸盐的增加对于能见度的下降起主要影响作用;根据PCA分析结果可知,天津市采暖季PM_2.5中的碳组分和水溶性离子主要来源于燃煤、生物质燃烧(68%),受扬尘(22%)和海盐(8%)的影响较小;区域传输分析结果表明天津市采暖季PM_2.5污染源潜在区域主要分布在河北中西部、河南北部、山西北部和内蒙古中部、西部。     

兰-白城市群主要大气污染物网格化排放清单及来源贡献

甘肃兰-白城市群为我国西北地区重要的重工业基地,大气污染物排放总量较大.研究高空间分辨率的污染物排放清单对于区域空气质量预报预警、减排方案模拟研究及大气污染防治等具有重要的科学意义.本文以兰州和白银为主要研究区域,基于研究区域污染源排放及统计年鉴等数据资料,建立了兰（2015年）-白（2016年）城市群7种（类）主要大气污染物网格化排放清单,并对其空间排放特征以及排放源贡献进行了详尽地讨论分析.结果表明,兰-白城市群7种主要污染物年排放量分别为：NO_x 2.22×10⁵ t、NH₃ 4.53×10⁴ t、VOCs 7.74×10⁴ t、CO 5.62×10⁵ t、PM₁₀ 4.95×10⁵ t、PM_2.5 1.91×10⁵ t和SO₂ 1.37×10⁵ t.其中CO的排放量最大,NH₃的排放量最小.本清单与北大和清华MEIC清单对比结果表明,交通源排放3个清单一致性较高,CO排放总量和其工业源排放与北大和清华MEIC清单排放源相差30%~40%,推测原因主要为清单计算过程中排放因子、分辨率和数据年份的差异.本清单网格化空间分布显示除NH₃外的其他6种（类）污染物,排放主要集中在市区,排放源中工业非燃烧过程源均为最大贡献占比,NH₃的主要贡献源是氮肥的施用及禽畜排放,其污染分布受耕地分布等因素影响较大.因此,减少工业非燃烧过程源、整合优质高效电力供应、使用清洁能源、严格控制工地扬尘、工业粉尘和做好城区绿化等,能有效地降低兰-白城市群NO_x、VOCs、CO、PM₁₀、PM_2.5和SO₂这6种（类）主要污染物的排放.NH₃的减排则主要可从控制氮肥的使用及减少禽畜排放两方面考虑.本研究还利用蒙特卡洛法分析了排放清单的不确定性,NH₃的不确定性最大为-31%~30%,CO的不确定性最小为-18%~16%,清单整体可信度较高.     

工业大气污染源排放绩效定量评价及应用

工业源治理是改善环境空气质量的重要途径,而如何开展精准治污仍然是目前亟需回答的问题.以天津市西青区为例,基于第二次全国污染源普查数据,对工业企业开展污染物排放绩效定量评价,并深入探究排放绩效评价应用于工业源精细化管控治理的意义、可行性以及存在的问题.结果发现,西青区各行业的排放绩效水平差异较大.污染物排放绩效水平与行业企业的自身属性、发展规模和管理水平有较为密切的关系.整体来看,家具制造业、金属制品业、黑色金属冶炼和压延加工业等生产工艺本身产污量大且中小型企业居多的行业排放绩效水平偏差,而以计算机通信和其他电子设备制造业、汽车制造业为代表的高端行业排放绩效水平整体偏好.各行业中不同企业排放绩效差异也较大,其中金属机械制造类行业中绩效最差的11家企业工业产值对行业贡献0.06%,而PM排放量贡献达到8.50%;橡胶和塑料制品业中绩效最差的19家企业工业产值对全行业贡献4.76%,而VOCs排放量贡献却达到43.59%.同时,分别参照生态环境部相关技术指南和绩效评价结果设计减排方案,发现后者在减排同等规模污染物排放量时,减排成本最高可低于前者约90%.各行业、企业污染物排放绩效的差距,经济效益和环境成本的不协调,以及排放绩效评价对于精准减排的重要指引作用,充分证明开展排放绩效评价的必要性.结果表明污染物排放绩效评估可有效支撑宏观产业结构调整和中观、微观的工业企业环境治理,为精准治污提供重要参考路径.     

基于三维可视化危险源的煤矿风险预控手机管理系统设计

危险源辨识是煤矿风险预控管理过程中关键的一步。为提高煤矿危险源辨识的准 确性和效率,确保煤矿生产过程中发现的危险源能够及时处理,提出了基于三维可视化 危险源和危险源反馈闭环处理的解决思路,应用Java 技术,MySQL 数据库和Android Studio开发工具,构建了基于C/S架构的三维可视化危险源风险预控智能手机管理系统 。通过煤矿风险预控管理系统的实施,能够使煤矿危险源管理工作系统化、规范化,减 少或避免煤矿事故的发生。这种煤矿安全管理信息系统为提高风险预控管理工作的效率 提供了新的思路和方法,促使煤矿安全生产工作向科学化、数字化的方向发展。     

亚硝酸型反硝化除磷工艺特性及其应用

以亚硝酸盐作为电子受体进行反硝化除磷污泥的驯化,并探究了工艺运行条件、性能及实际应用情况.研究表明:厌氧-缺氧-好氧驯化方式可快速富集以亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌,通过逐步提高底物浓度可以驯化富集耐受高NO₂^--N浓度的DNPAOs.实际废水运行实验表明,反硝化除磷法处理猪场废水UASB-SFSBR尾水是可行的,当缺氧进水NO₃^--N、NO₂^--N和PO₄^3--P浓度分别为5,70,30mg/L时,出水NO₃^--N和NO₂^--N浓度基本为0,PO₄^3--P浓度在1.0mg/L以下.     

基于SWAT模型的阿什河流域非点源污染控制措施

以阿什河流域为研究区,建立了SWAT模型,并通过情景模拟技术分别模拟了退耕还林.等高种植、化肥减量与植被过滤带等非点源污染控制措施及其综合效果.结果表明:通过坡耕地退耕还林,可减少1.03%~5.35%的非点源TN负荷与0.94%~8.09%的非点源TP负荷;通过等高耕作,可减少0.51%~2.77%的非点源TN负荷与0.49%~4.54%的非点源TP负荷;通过20%的化肥减量可减少0.65%~6.52%的非点源TN负荷与0.01%~2.95%的非点源TP负荷;20m的植被过滤带可减少42.62%~69.51%的非点源TN负荷与80.09%~86.27%的非点源TP负荷.通过综合管理措施,可减少34.90%~54.36%的TN负荷与35.32%~60.89%的TP负荷.为达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中Ⅳ类水体TN与TP的浓度标准,2006~2010年尚需削减45.87%~82.53%的点源TN负荷与35.58%~66.85%的点源TP负荷.     

流域污染负荷水质响应的时空数值源解析方法研究

以目前广泛应用的环境流体动力学模型EFDC为平台,构建时空数值源解析方法,理论上可以得到任意时刻任意空间点位污染物的来源构成.其原理是考虑水质模型的微分方程,直接对每个污染负荷再微分,从而将原来1个微分方程变为关于每个污染源的微分方程组,然后联立以EFDC的水动力模型求解,得到每个源对每个时空点的贡献.概化的抚仙湖模型作为数值案例用以验证方法.时空数值源解析的结果与传统扰动方法的结果几乎重合,验证了时空数值源解析方法的正确性.另一方面,数值案例中存在34个独立的污染源,扰动法则需要35次模拟,而时空数值源解析方法的结果通过单次模拟就可得到,说明时空数值源解析方法具有明显的计算效率优势.而通过对结果的进一步分析可以发现,时空数值源解析方法可以提供更精确的源贡献的动态描述.     

Effects of visible light radiation on macrophyte litter degradation and nutrient release in water samples from a eutrophic shallow lake

Visible light is a major fraction of the solar spectrum; however, information on visible light radiation of macrophyte detritus is lacking. In this study, we conducted a microcosm experiment to assess the effects of visible light radiation on degradation of two litter species: Potamogeton malaianus (P. malaianus) and Phragmites australis (Ph. australis). This research represents an investigation of mass loss, microbial activity and nutrients released over a period of 168 days. Overall, we found that visible light radiation had significant effects on litter decomposition, but it did not affect the microbial activities which degrade cellulose and lignin. The decomposition rate order of the three components in P. malaianus and Ph. australis in treatments was: cellulose?>?hemicellulose?>?lignin. The visible light radiation mainly affected the degradation of lignin, which is the primary compound in litter susceptible to photodegradation. The exposure to visible light radiation up to 17.6?Wm^?2 stimulated the dissolved organic carbon release and reduced the molecular weight to less reactive. Meanwhile, no obvious difference in nutrient contents (TP, TN, NO₃–N, NO₂–N, and NH₃–N) was observed among different visible light intensities. The results of this study contribute to better understanding of the photochemical behaviour of macrophyte litter in shallow lakes.     

Wastewater-nitrogen removal using polylactic acid/starch as carbon source: Optimization of operating parameters using response surface methodology

The use of PLA/starch blends for nitrogen removal was achieved. The influence of different operating parameters on responses was verified using RSM. The conditions for desired responses were successfully optimized simultaneously. Blends material may have a promising application prospect in the future. Nitrogen removal from ammonium-containing wastewater was conducted using polylactic acid (PLA)/starch blends as carbon source and carrier for functional bacteria. The exclusive and interactive influences of operating parameters (i.e., temperature, pH, stirring rate, and PLA-to-starch ratio (PLA proportion)) on nitrification (Y₁), denitrification (Y₂), and COD release rates (Y₃) were investigated through response surface methodology. Experimental results indicated that nitrogen removal could be successfully achieved in the PLA/starch blends through simultaneous nitrification and denitrification. The carbon release rate of the blends was controllable. The sensitivity of Y₁, Y₂, and Y₃ to different operating parameters also differed. The sequence for each response was as follows: for Y₁, pH>stirring rate>PLA proportion>temperature; for Y₂, pH>PLA proportion>temperature>stirring rate; and for Y₃, stirring rate>pH>PLA proportion>temperature. In this study, the following optimum conditions were observed: temperature, 32.0°C; pH 7.7; stirring rate, 200.0 r·min^-1; and PLA proportion, 0.4. Under these conditions, Y₁, Y₂, and Y₃ were 134.0 μg-N·g-blend^-1·h^-1, 160.9 μg-N·g-blend^-1·h^-1, and 7.6 × 10³ μg-O·g-blend^-1·h^-1, respectively. These results suggested that the PLA/starch blends may be an ideal packing material for nitrogen removal.