汉江中下游水质时空特征与土地利用类型响应识别研究

人类活动干扰下的水环境过程演变是当前全球水安全面临的难点问题.汉江作为南水北调中线工程的重要影响区和水源区,在气候变化和人类活动双重影响下近十几年来水华频繁暴发,科学辨析土地利用类型影响下的汉江水环境质量演变特征,对于政府制定和实施水污染防治政策具有重要的现实意义.基于2011—2018年汉江中下游8个监测站点的7个主要水质指标〔pH、ρ(DO)、ρ(COD_Mn)、ρ(BOD₅)、ρ(NH₃-N)、ρ(TP)、ρ(TN)〕448组连续野外监测数据,利用季节性曼肯达尔检验法、相关分析和冗余分析等多种数学统计分析方法,分析了汉江中下游的水质时空演变特征,分析了土地利用类型与水质变化的相关关系.结果表明:①时间特征上,2011—2018年汉江中下游总体水质呈好转趋势,丰水期污染物浓度高于枯水期,2013—2014年出现峰值,2015年以后水质逐渐变好.②空间特征上,水质从汉江中游至下游呈逐渐变差的趋势,由于2014年引江济汉工程的开通,水质在罗汉闸站点及下游有好转趋势.③总体上,农田和城镇用地与污染物浓度均呈显著正相关,最大解释度为0.27;林地、草地与污染物浓度均呈显著负相关,最大解释度为0.31.研究显示,汉江中下游水质有所改善,农田与城镇用地对于汉江中下游水质恶化影响较大,林地、草地等植被覆盖等由于存在一定的水源涵养功能和天然净化能力,可以对水污染起到一定的缓解作用.      

骆马湖水体中药品及个人护理品的污染特征及风险评估

为评价骆马湖湖区药品及个人护理品(PPCPs)的污染状况和生态风险,利用高效液相色谱串联质谱(HPLC-MS/MS)分析骆马湖表层水体中61种PPCPs的赋存浓度、空间分布特征,并根据风险熵方法进行生态风险评估.结果表明:①骆马湖表层水体中共检出15种PPCPs,其中人用7种,人、兽共用4种,兽用4种,其质量浓度范围为2.67~6 514.91 ng/L.卡马西平(CBZ)、避蚊胺(DEET)、舒比利(SP)、咖啡因(CF)及林可霉素(LCM)检出率均为100%,DEET、甲砜霉素(TAP)及氟苯尼考(FF)的平均值均较高,分别为162.87、61.33和56.72 ng/L.②骆马湖表层水体中PPCPs的空间分布呈北高南低、西高东低的特征.不同类型PPCPs空间分布规律差异明显,人、兽共用PPCPs浓度自北向南逐渐递减,人用PPCPs浓度北部略高于南部,兽用PPCPs浓度在全湖均匀分布.③骆马湖水体中CBZ、CF具有高生态风险,恩诺沙星(ENR)、诺氟沙星(NOR)、磺胺嘧啶(SD)、罗红霉素(RXM)及LCM具有较高生态风险,可见骆马湖生态风险主要来源为人用PPCPs.研究显示,骆马湖表层水体中PPCPs浓度水平中等,但其中DEET污染较重,北部湖区应加强围网、围塘养殖管理.      

湖北某工业园区夏季VOCs特征及臭氧生成潜势分析

为了解湖北某工业园区的VOCs排放特征和臭氧生成潜势,基于2021年6月的在线监测数据,对该工业园区的VOCs浓度、组分、日间变化及臭氧生成潜势(OFP)进行了分析。结果表明,该工业园区的VOCs平均体积分数为(55.3±32.3)×10^-9,且呈现从深夜到日间逐渐下降的趋势。在VOCs组分中,卤代烃占比最大,占VOCs总浓度的33.3%。以二氯甲烷为主要污染物的卤代烃在夜间的排放和积累是VOCs在该时段高浓度的主要原因。该工业园区的总OFP平均值为241.7±156.6g/m³,组分中芳香烃和烯烃对OFP的贡献最大,两者共占OFP的73.4%。PSCF表明,园区本地的臭氧生成和累积是导致该区域臭氧污染的重要因素。这些结果表明,加强对该工业园区VOCs排放企业的管理可能有助于这一区域臭氧污染的消除。     

基于PS-InSAR技术的矿山区域时序沉降特征研究

为明确矿山及其周边区域不同类型地物的地表沉降时空分布特性与差异,提高矿区的灾害应对能力,以甘肃省永靖县“智慧矿山”试点为研究区,基于PS-InSAR技术,提取研究区2018—2022年的季度地表沉降信息,并利用GIS分析方法探讨其特征规律。结果表明,研究区西部和西南部2片矿区的沉降速率较高,中部及偏北的露天矿场和设备分布区域形变趋势较不稳定,是后续沉降监测的重点区域。矿区6种主要地物中,采矿用地最易发生沉降,矿区道路最易出现抬升,耕地、采矿用地形变速率的波动程度较高,因此在后续研究中应加大矿区道路和采矿用地的沉降监测频率。     

套管损伤磁记忆检测信号定量研究

在油气生产过程中,井下套管损伤会造成井况恶化,致使正常井转变为套损井。为了防止套损井的出现和安全事故的发生,有必要对套管进行早期损伤检测。采用金属磁记忆检测技术,开展了实验研究。实验中,通过对套管内壁环切,将套管壁厚设计为等值递增和不等值递增两种形式;根据实验数据,对磁记忆检测信号梯度值、信号梯度波峰值及信号梯度峰宽值等特征参量与壁厚、壁厚变化量的定量关系进行拟合。结果表明:磁记忆检测信号梯度值、信号梯度波峰值及信号梯度峰宽值等特征参量,可以很好的表征套管壁厚的变化情况;信号梯度值与套管壁厚呈线性递增关系;信号梯度波峰值和信号梯度峰宽值均与套管壁厚变化量呈线性递增关系。该试验结果有助于完善磁记忆检测技术的定量化研究和利用磁记忆原理检测套管损伤的评价体系。     

江汉平原地下水中有机磷农药的分布特征及影响因素

为了研究江汉平原地下水中有机磷农药（OPPs）的分布特征,项目组依托该区域地下水监测场的13个监测点,于2015年6月采集了不同深度的38个地下水和4个地表水水样,通过分析其主要的水化学指标及OPPs的含量,研究江汉平原地下水中OPPs的分布特征及主要的影响因素.结果表明：研究区地下水水化学类型主要HCO₃-Ca×Mg型,并处于强还原性环境.OPPs在研究区地下水中普遍存在,采样点整体含量范围为31.5~264.5ng/L,平均值是86.5ng/L,其中检出率最高的OPPs为二嗪农和氧化乐果,含量最高是氧化乐果、甲胺磷和二嗪农,分别为54.3、32.1和27.8ng/L,无论是单种和总的OPPs含量均低于欧盟《水中农药残留标准》（EEC80/778）规定的地下水农药含量MAC标准及部分我国《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）中的农药含量限值并且对生态环境影响较小;其整体变化趋势为：垂直方向上随着深度的增加OPPs的含量逐渐增大,即：50m> 25m> 10m.水平方向上分布为：临河农田区> 中部农田区> 临河非农田区..研究区地下水中OPPs的分布受多种因素的影响,主要有：农业生产活动中使用OPPs的量、地表水与地下水的交互作用、地下水的水化学特性及生物与非生物的降解作用.     

基于F-N曲线的煤矿重特大瓦斯爆炸事故伤亡规律研究

为研究煤矿瓦斯爆炸事故的伤亡规律,以2000-2014年发生的230起重大及以上瓦 斯爆炸事故为样本,运用统计学和F-N曲线法对事故特征进行了研究。首先,对事故起 数和伤亡情况的时间特征进行了统计;其次,对事故起数和伤亡数量的地域性特征进行 了研究;最后,基于F-N曲线法,对事故的死亡人数和受伤人数进行了规律分析。研究 结果表明:15年间的瓦斯爆炸事故起数总体上呈逐年下降的趋势,但在2005年出现了峰 值,死亡人数与事故起数的变化趋势接近,受伤人数变化趋势不太明显;重特大瓦斯爆 炸事故主要发生在中部和西南地区,且尤以山西省最为显著,其事故起数和伤亡人数都 是最多的;大多数事故造成了10～30人的死亡,其累计概率曲线在对数坐标中的梯度是 -1.642,受伤人数最频繁的区间是1～10人,其累计概率曲线在对数坐标中的梯度是- 0.652。     

基于星地同步观测的华北平原中部背景地区冬季霾污染过程

利用地基观测结果和多源卫星遥感观测,结合气象数据及HYSPLIT4后向轨迹模式,对华北平原中部背景地区(河南省郑州市中牟县东南郊)冬季霾事件的污染物特征和形成过程进行分析.综合观测时间为2014年12月13日~2015年1月16日,共有5次霾过程,占观测总天数的82%.地面监测结果显示,不同的污染过程污染物浓度变化曲线相似,O₃浓度在清洁天浓度较高;NO_x、SO₂、PM₁₀、PM_2.5呈较强正相关性,NO_x、SO₂与 PM₁₀相关系数0.64、0.57,与PM_2.5相关系数0.56、0.45;近地面污染物以细粒子污染物为主,其中又以气态污染物二次生成的细粒子为主.AMPLE地基激光雷达和CALIPSO数据表明,华北平原霾层中上部受浮尘影响,以粗粒子污染物为主.气象探空数据表明该地区冬季大气对流层稳定利于霾的维持,假相当位温垂直差、K指数、露点差与能见度相关系数分别为0.52、0.56和 0.38.分析近地面风速风向对霾过程的影响表明,该地区冬季以南方向静小风为主,风速与能见度相关系数为0.32 ,PM₁受东北方向污染源影响,PM_1~2.5及PM_2.5~10受西北方向污染源影响;结合高空风场分析,霾过程1受西北浮尘影响,霾过程5受南来水汽影响.通过后向轨迹分析,该地区冬季的低空污染传输主要来自东北和西北方向,其中东北方向区域传输来自河北与山东,占来源比例的14%,近距离污染传输主要来自站点以西的郑州、洛阳,约占来源比例的33%.     

深圳市地面坍塌灾害分布特征分析

以深圳市地面坍塌灾害为研究对象,以事故现场调查、数据统计分析以及GIS中热点分析为研究方法,对灾害进行了有关时空分布和危害特征等方面的研究。研究结果表明,深圳市地面坍塌灾害主要由人类工程活动引起,其主要类型为工程塌陷;在时间分布上,各月都有发灾,汛期多于非汛期,尤其以4－8月为最,月面事故发灾数量与降雨量分布趋势基本一致;在空间分布上,事故各区都有发生,基本发生在建成区但整体分布不均,在福田区和罗湖区等老城区以及龙华新区等近年来城市开发活动剧烈的新城区分布密集,在详细位置上发生在人口活动密集的道路、住宅小区和商业街区上的事故占总数的86.8%,道路交叉口和人行道易发生地面坍塌事故;在危害特征上,地面坍塌事故中,深度小于5m、面积在100m²以内、体积在100m³以下的占坍塌总数的98.5%,伤亡人数小于3人、威胁人数在10人以内、直接经济损失在10万元以下、潜在经济损失在100万以内的占坍塌总数的96.1%,深圳市地面坍塌灾害是一种城市灾害,虽然单起事故影响范围不广,但由于其多分布在人口高度集中的地区,因此危害程度依然不容小觑。     

南京2013年冬季三级分粒径雾水化学特征

为研究南京冬季不同粒径雾滴的化学成分的特征,利用three-stage CASCC主动式分档雾水采集器,于2013年12月7日~12月9日南京郊区发生浓雾期间,分时段采集三级分档雾水样本,分档粒径为4~16μm(三级)、16~22μm(二级)、>22μm(一级),共计23个分档雾水样本;用瑞士万通850professional IC型色谱仪器测定水溶性阴、阳离子浓度,分析探讨了三级分粒径雾水中阴、阳离子组分的分布特征,不同粒径雾滴中阴、阳离子浓度的相关性,雾水离子浓度与污染气体以及微物理之间的关系.结果表明,南京雾水的pH值多呈酸性,雾水中的各离子成分分布都与雾滴的大小存在着尺度依赖性关系,小雾滴与大雾滴相比,小雾滴中主要离子成分浓度(NH4+,NO3-,SO42-)高、pH值小且电导率(EC)值高.同时南京雾水中的各离子浓度呈现出夜间高白天低.统计分析显示,南京雾过程中雾水组分的变化,主要源于污染源的贡献差异.结合雾滴谱和污染气体资料分析得出,雾水化学组成的变化与微物理特征以及空气中污染气体有关.