合流制排水系统降雨径流初期冲刷效应

通过对昆明主城区3个集水区合流制排水系统10次降雨径流过程水质水量的监测,计算了污染物的次降雨平均浓度(EMC),并采用无因次累积负荷体积分数曲线(M(V)曲线)和初期冲刷系数方法对初期冲刷现象进行了探讨。结果表明:(1)对于同一个常规污染指标,不同集水区的EMC平均值没有较明显差异,但都表现出较高浓度的污染特征。不同集水区总悬浮颗粒物(TSS)、COD、TN和TP的EMC平均值分别为140.18~174.11、144.65~161.78、21.44~23.18、1.80~2.35mg/L。(2)3个集水区所有观测降雨事件中,TP、TN、COD和TSS的初期30%径流量所对应的污染物累积负荷量(FF30)平均值分别为38.7%、37.1%、40.7%、44.6%;TSS和COD的初期冲刷强度明显较TP和TN变化更剧烈,不同污染物初期冲刷强度依次为TSSCODTPTN。(3)对于合流制排水系统,在区域特征相近情况下,汇水面积越小则初期冲刷效应越显著。而当汇水面积大到一定程度时,不同集水区之间初期冲刷强度没有显著差异。(4)降雨量、平均雨强和最大雨强与合流制排水系统的初期冲刷强度呈显著的正相关性,是影响其初期冲刷的重要水文参数;降雨历时和前期晴天与其初期冲刷强度没有显著相关性,两者对初期冲刷无明显影响。     

50年长江源区域植被净初级生产力及其影响因素变化特征

基于长江源区1959—2008年月平均气温、最高气温、最低气温、相对湿度、降水量、风速和日照时数等气候要素资料,应用修订的Thornthwaite Memorial模型计算了50年植被净初级生产力,分析其年际和年代际变化特征及其主要气象因子的影响。结果表明：1959—2008年间,研究区年降水量呈增加趋势,降水量变化曲线线性拟合倾向率每10年为5.685~13.047 mm,春夏季增幅较大;年平均气温呈极显著上升趋势,气温变化曲线线性拟合倾向率每10年在0.240~0.248℃之间,增温率以秋冬季最大;最大蒸散呈增加趋势,年最大蒸散变化曲线线性拟合倾向率每10年在5.073~5.366 mm,春季增幅最大;地表湿润指数也呈增加趋势,年地表湿润指数变化曲线线性拟合倾向率每10年为0.013~0.020,冬季增幅最大,在10年周期时间频率附近,出现了6~8个干湿交替期,20世纪90年代之后为偏湿期,在低频区,1998—2005年有偏干振荡;近50年年NPP变化呈显著上升趋势,NPP变化曲线线性拟合倾向率每10年在97.901~197.01 kg.hm-2之间,2001—2008年NPP较高。影响长江源区NPP变化的主要气候因子是降水量、最大蒸散量和平均最低气温。     

硫化物矿山尾矿缓释抑菌剂滴丸的制备及性能测试

为阻止或减缓嗜酸性硫氧化菌对硫化矿物的氧化,研究了十二烷基磺酸钠(SDS)对广东韶关大宝山多金属尾矿区分离出的氧化亚铁硫杆菌的杀菌效果.为提高抑菌剂的有效利用率,采用滴制法将其制备成具有缓释功能的抑菌剂滴丸,并分析了抑菌剂滴丸的表面特征、元素组成及缓释性能.结果发现:滴制法可以把SDS均匀地分散在以醋酸纤维素为骨架的缓释滴丸内部;滴丸的载药率可以达到40%以上;实验周期内杀菌成分可在酸性溶液中持续缓慢溶出,溶液中ρ(SDS)逐渐升高.氧化亚铁硫杆菌摇瓶浸矿结果显示:使用抑菌剂缓释滴丸后,实验周期内溶液的pH值、Eh变化幅度较小,而且Zn2+、总Fe的溶出率分别比未加滴丸的处理低61.37%、84.44%,缓释杀菌作用显著.     

甘肃省1960—2008年潜在蒸散量时空变化及其影响因子

基于甘肃省27个气象站点1960—2008年逐日气温、 降水、 风速、 日照时数、 太阳总辐射和相对湿度数据,应用Penman-Monteith模型和Kriging插值法,分析其潜在蒸散量的时空变化及其影响因子。结果表明:近49 a来,甘肃省不同气候区年均潜在蒸散量变化除河西走廊外均呈上升趋势,并以甘南高寒湿润区上升最显著,变化率为10.36 mm/10 a(α=0.001);在四季变化中,夏季最大,春秋次之,冬季最小,各气候区变化趋势有别。潜在蒸散量空间差异显著,表现为自西北向东南递减,且甘南高原最小,河西暖温带最大。河西、 陇南、 陇中、 甘南及祁连山区年均潜在蒸散量分别与平均风速、 太阳总辐射和最高气温正相关最显著,典型站点与之一致,且辐射项主要受太阳辐射影响,动力项主要受风速影响。     

Modelling the closure-related geochemical evolution of groundwater at a former uranium mine

A newly developed reactive transport model was used to evaluate the potential effects of mine closure on the geochemical evolution in the aquifer downgradient from a mine site. The simulations were conducted for the K?nigstein uranium mine located in Saxony, Germany. During decades of operation, uranium at the former mine site had been extracted by in situ acid leaching of the ore underground, while the mine was maintained in a dewatered condition. One option for decommissioning is to allow the groundwater level to rise to its natural level, flooding the mine workings. As a result, pore water containing high concentrations of dissolved metals, radionuclides, and sulfate may be released. Additional contamination may arise due to the dissolution of minerals contained in the aquifer downgradient of the mine. On the other hand, dissolved metals may be attenuated by reactions within the aquifer. The geochemical processes and interactions involved are highly non-linear and their impact on the quality of the groundwater and surface water downstream of the mine is not always intuitive. The multicomponent reactive transport model MIN3P, which can describe mineral dissolution-precipitation reactions, aqueous complexation, and oxidation-reduction reactions, is shown to be a powerful tool for investigating these processes. The predictive capabilities of the model are, however, limited by the availability of key geochemical parameters such as the presence and quantities of primary and secondary mineral phases. Under these conditions, the model can provide valuable insight by means of sensitivity analyses.     

华北平原1981～2001年作物蒸散量的时空分异特征

利用土壤-植被-大气传输机理模型(VIP模型),以GIS背景数据库(土地利用图、土壤质地图和数字高程图)为支撑,在NOAA-AVHRRNDVI数据和气象信息的驱动下,连续模拟了1981～2001年华北平原冬小麦和夏玉米生育期的蒸散过程。结果表明:模拟的作物蒸散量与Lysimeter观测值和其他学者的田间试验研究结果具有较好的一致性。华北平原冬小麦多年平均蒸散量空间上呈现南高北低的趋势,其中黄河以北地区和山东半岛的蒸散量在200～400mm之间,南部地区在400～466mm之间。对玉米而言,北部的海河低地平原以及津、冀、鲁的沿海地区多年平均蒸散量变化在230～380mm,其余大部分地区蒸散量在380～470mm。除本区最南端的极少部分地区外,华北平原大部分地区冬小麦生育期内的自然降水都小于蒸散量,水分亏缺量大于200mm,而夏玉米生育期内大部分地区的降水大于蒸散量。     

四种不同植物湿地对不同C/N比生活污水的净化效果与季节动态

进水浓度、C/N比、植物种类是影响垂直流型人工湿地对生活污水净化效果的重要因素.本文主要研究了菖蒲(Acorus calamus)、香蒲(Typha orientalis)、千屈菜(Lythrum salicaria)和水葱(Scirpus Validus)等4种植物湿地在不同碳添加及C/N比处理条件下对模拟生活污水的净化效果和季节动态.结果表明,4种湿地植物在不同C/N比(2.5∶1、5∶1和10∶1)进水条件下均能正常生长.在一个生长季内4种湿地植物对主要污染物的平均去除效率为:COD 63.41%~78.02%,TN 33.19%~52.86%,TP 52.64%~73.16%.当C/N为5∶1时,香蒲湿地的COD和TP去除效果最佳,而当C/N为2.5∶1时,菖蒲湿地的TN去除率最高.夏末秋初(7—9月)人工湿地的净化效果较好,而冬季(11月—翌年1月)去除效果明显下降.总体而言,合理地调控进水浓度、C/N比,选择最佳的湿地植物,可显著提高垂直流型人工湿地对生活污水的净化效果.     

北京市清水与再生水协同利用优化模型

开展协同利用清水与再生水的城市供水系统优化研究具有重要的科学意义和广阔的应用前景.为促进城市水资源高效利用,基于多水源转换关系以及再生水生产能力和利用潜力,构建了面向多区域多部门的城市清水与再生水协同利用优化模型,并以水资源严重短缺的北京市为例进行实证研究.设置规划方案基准情景和规划替代方案情景,分别优化了清水与再生水的协同利用方案以及再生水厂群的运行方案.在规划方案基准情景下,再生水占研究区用水总量的32%,分别占农业、工业、环境用水量的60%、30%和42%.海淀区和石景山区再生水供给矛盾将较为突出.相比之下,规划替代方案情景可以获得更高的经济效益,总效益增加6. 21亿元,同时能增加再生水利用量36. 59%、减少清水用量14. 02%.规划替代方案能更加充分地利用现有设施,促进水资源循环利用.此外,还提供了在现有设施条件下,再生水利用量由政策规划值逐渐提升至最佳规模过程中再生水厂群的运行过渡方案.本文建立的研究方法具有较广泛的适用性,可用于解决其它具有再生水利用潜力地区的水资源短缺问题.     

玉米芯和稻草秸秆强化潜流人工湿地对低C/N污水的处理效果

人工湿地在处理低C/N污水时存在碳源缺乏而严重限制反硝化进行的问题.为了补充反硝化需要的碳源,选择了玉米芯和稻草秸秆作为外加碳源引入湿地系统,对比两种碳源对湿地脱氮的强化效果.结果表明,通过11 d的纯水浸提释放实验发现,碳素累积释放量：稻草秸秆［（145.17±9.44） mg·g^-1］>玉米芯［（57.41±5.04） mg·g^-1］;氮素累积释放量：稻草秸秆［（2.31±0.09） mg·g^-1］>玉米芯［（0.66±0.08） mg·g^-1］.在观测的时间内,玉米芯和稻草秸秆累积释放碳氮比平均值分别为94.78和63.64.相比于稻草秸秆,玉米芯更适合作为外加碳源.在为期58 d的潜流人工湿地实验中,发现除了第8~12 d,添加玉米芯和稻草秸秆人工湿地出水中ρ（COD）超过50 mg·L^-1外,其它时间都低于50 mg·L^-1.在观测期间,添加玉米芯人工湿地的NO₃^--N去除率为93%~99%,具有良好的反硝化性能.而添加稻草秸秆人工湿地在运行后期NO₃^--N去除率最低只有76.8%,反硝化速率明显下降.对照组NO₃^--N去除率只有76.2%~77.7%,出现了明显碳源不足的现象.碳源不足还造成了NO₂^--N的蓄积.添加稻草秸秆和对照组人工湿地中NO₂^--N的出水质量浓度分别是玉米芯人工湿地的2.5~6倍和6~26倍.与添加稻草秸秆比,添加玉米芯可以使人工湿地中NO₂^--N出水质量浓度得到更显著地降低（P<0.05）.玉米芯、稻草秸秆和对照组人工湿地TN去除率分别为83.75%~93.49%、76.59%~78.85%和67.85%~72.56%,三者之间存在显著性差异（P<0.01）.最后,通过对玉米芯进行了稀碱加热预处理,使玉米芯的碳素累积释放量提高到（93.73±17.49） mg·g^-1,累积释放的碳氮比提高至175.8,进一步提高了玉米芯的释碳性能,表现为更合适的外加碳源.     

流域水质目标管理技术研究(Ⅱ)——水环境基准、标准与总量控制

水环境质量基准与标准是有效实施环境水质目标的主要基础和管理依据. 明确了水环境质量基准与标准的基本概念,系统地介绍了国外水环境质量基准与标准的研究、使用现状以及我国流域水环境污染和环境标准建立的特征,阐述了水环境质量基准与标准在环境毒理学评估、污染物风险识别、水生态污染效应、沉积物质量控制研究等方面的应用与发展趋势. 结合我国水环境质量基准与标准研究的实际,提出了建立我国在新型污染物和复合污染水质基准两方面的研究内容,并对我国水质基准支持条件下的水生态安全以及污染物总量控制研究做进一步探讨. 