输入数据精度与准确性对SWAT模型模拟的影响

以潮河流域为研究区域,利用潮河流域1990~2013年监测数据,构建SWAT模型,在模型结构和参数不改变的情况下,探究输入数据精度（DEM分辨率）与准确性（降水插值）对径流和总氮模拟结果影响.结果显示：DEM分辨率变化（30~300m）对径流及总氮模拟效果不同,对径流模拟影响不明显,纳什系数（ENS）和R²可达到0.87以上;对总氮模拟结果影响较大,分辨率越精细,模拟效果越好.不同水文年,DEM分辨率变化对总氮负荷模拟表现不同.丰水年对总氮负荷影响较大,负荷量差异较为明显,枯水年影响相对较小;不同DEM分辨率下,年均（1993~2002年）总氮负荷强度空间分布相似,高负荷区均位于潮河中游,潮河上游及下游的负荷强度相对较低.不同降水输入数据站点分布、站网密度和准确性不同,流域内降水空间分布差异显著.总体上,基于站点较少的气象站插值数据与雨量站实测降水数据,径流和总氮模拟效果较为接近;基于SWAT官方雨量站插值数据,径流和总氮模拟效果较差.不同降水数据输入情景下,模拟的总氮负荷强度模拟的空间分布差异明显;降水量分布较高的区域,负荷量也较高;不同水文年下,不同降水输入对总氮负荷模拟表现不同.丰水年和枯水年,基于气象站插值数据的总氮模拟结果与基于雨量站实测数据的模拟结果较为接近,而基于SWAT官方雨量站插值的模拟误差较大;平水年,基于SWAT官方雨量站插值的模拟结果较气象站插值数据的模拟结果更好.该研究可为流域开展模型构建提供科学参考和借鉴.     

大气气溶胶中硝基多环芳烃分析方法的建立及应用

硝基多环芳烃类化合物是一类强致突变和致癌物.大气中的硝基多环芳烃主要由化石类燃料燃烧时直接释放,或由前体化合物多环芳烃经光化学反应生成,其浓度远低于多环芳烃.利用高效液相色谱法,分离并富集目标组分,结合气相色谱-质谱技术,建立大气气溶胶中硝基多环芳烃类化合物的检测方法,仪器检测限为1.17～2.94pg,硝基多环芳烃指...     

高效藻类氧化塘处理有机废水的研究和应用

在普通氧化塘（SP）的基础上,发展起来的高效藻类氧化塘（HRAP）具有停留时间短、水深浅、连续搅拌等特点,在氮、磷的去除上具有明显的优势。通过比较高效藻类氧化塘与传统氧化塘的不同特点,详细叙述了高效藻类氧化塘对有机碳、N、P和病原体的去除机制,以及阳光、温度、pH等因素对COD、NH4－N、P、病原体的去除和对藻类生长的影响,并展望了研究前景。     

沉积物间隙水溶解态磷和铁（Ⅱ）高分辨同步分析方法的研究

沉积物具有高度的空间异质性,尤其在沉积物-水界面附近的微环境中,溶质在微小尺度上可能存在强烈的浓度梯度分布,需要借助高分辨的获取技术才能表征。本研究发展了一种沉积物微界面溶解态反应性磷（Dissolved Reactive Phosphorus,DRP）和溶解态铁（Ⅱ）的同步分析方法。利用分辨率为4 mm、平衡时间仅为2 d的微型间隙水平衡装置（Peeper装置）获取微量间隙水（～100μL·样品-1）,采用384微孔板微量比色法分别测定同一间隙水样品中的DRP和溶解态铁（Ⅱ）的质量浓度,单一指标所消耗的间隙水体积由5 mL减少到仅～40μL,检出限分别为0.009和0.017 mg·L-1,精密度为1%～7%,均与常规方法相近。将该分析方法应用到太湖两个湖区的沉积物中,同步获得的微界面溶解态磷和铁（Ⅱ）的分布较好地反映了两者的关系。     

武进港流域地表水中新污染物的高通量筛查与源解析

新污染物长期存在于水环境中,其对生态、人类健康存在的潜在危害和风险是不可忽视,而研究其在地表水中的分布特征及其来源可对新污染物的源头治理与管控提供帮助.武进港是太湖西北部的主要入湖河流之一,为了解武进港流域新污染物的分布,采用液相色谱-高分辨率质谱仪（LC-HRMS）对19处地表水样（包括主河道12个水样、支流7个水样）和污水处理厂出水水样中的新污染物进行高通量筛查.共识别出294种新污染物,其中药物类和农药类新污染物占比较大,分别为35.4%和32.3%.主成分分析表明,污水处理厂出水受新污染物污染的情况与地表水具有显著差异,同时19个地表水点位中,新污染物的分布在武进港流域存在南北地区差异.通过Mann-Whitney U检验,并绘制火山图,北部筛选出70种特征新污染物,其中药物类新污染物占比最大,为48.6%,包括咖啡因、金刚烷胺、缬沙坦等.南部筛选出17种特征新污染物,农药类占比最大,为52.9%,包括2-甲基-4-氯苯氧乙酸（MCPA）、灭草松等.相关性分析结果显示,农药类特征新污染物与农田占比呈正相关.     

High mercury leachate containing HgS22 − complex ion: Detoxifying solidification and high efficiency Hg extraction

Clean and efficient treatment of high-mercury leachate produced from remediation of mercury-polluted soil has become a huge challenge for environmental scientists.In this work,cement solidification was firstly adopted to treat the high-concentration mercury leachate,which had high alkalinity.Different mercury concentrations,namely 3.120 mg/L Hg mercury leachate and 9.243 mg/L Hg mercury concentrated leachate,were separately solidified by Portland cement.The results indicated that simply using the cement can properly solidify both the leachates to meet the waste landfill standard,with liquid(mL)/solid(g) ratio(L/S ratio) of4:10–6:10.In order to make full use of mercury in the leachates,a Hg extraction method was subsequently carried out under different experimental parameters,such as temperature and p H value.It was shown that the Hg extraction ratio could reach as high as 99.84% and almost all the mercury in the leachate could be transformed to HgS precipitate;moreover,the Hg concentration in the treated leachate was reduced from 3.120 to 0.005 mg/L at p H 2.98 and 30°C,which was much less than the limit of the national standard,indicating that the leachate had been completely cleaned and could be discharged freely.Hence,simple cement solidification renders high-mercury leachate nontoxic,and the Hg extraction method can successfully recover the Hg and enable the residual leachate to be discharged safely.     

基于复合指纹图谱和贝叶斯模型的茅尾海悬浮颗粒物源解析

为明确茅尾海中悬浮颗粒物的来源,采集了茅尾海流域红树林土壤、堤岸土、河口颗粒物、茅尾海沉积物以及湾外颗粒物等悬浮颗粒物潜在源样品.基于多元统计复合指纹图谱方法,筛选出最佳指纹因子组合,进而通过贝叶斯混合模型得出五种潜在源对茅尾海悬浮颗粒物的贡献率.结果表明:Mg、Al、Mn、Pb、Fe五种指纹元素可作为最佳指纹因子组合,累计判别正确率为78%.贝叶斯混合模型结果显示,茅尾海悬浮颗粒物主要来源于河口和湾外输送,贡献率最高达到58.9%和68.6%.其中,靠近河口区域主要受河流汇入影响,其贡献率达到42.2%~58.9%;靠近湾外区域则以湾外颗粒物贡献为主,贡献率达到44.9%~68.6%.各点位的沉积物贡献率均较低,红树林土壤和堤岸土的贡献率都在10%左右.总的来说,由河口汇入和潮汐作用带入的颗粒物是茅尾海悬浮颗粒物的主要来源.     

电化学氧化法处理高浓度垃圾渗滤液的研究

实验利用电化学氧化法法除垃圾渗滤液中部分难降解有机物，以提高废水的可生化性，为后续生物处理创造条件。系统考察了温度、极板间距、氧离子浓度、pH值等因素对电化学处理垃圾渗滤液效果的影响，并通过GC-MS分析，探讨渗滤中有机污染物的去除情况，包括渗滤液中典型有毒难降解有机化合物的电化学氧化结果。结果表明：温度升高，COD和NH2-N的去除率均提高；极板间距太大或太小都会降低去除效果，极板间距10mm，处理效果较好，COD和NH3-N去除率分别达到86%和100%；随着渗滤液中Cl^-浓度的增加，COD去除率明显提高，同时高浓度Cl^-和较高的电流密度对垃圾渗滤液中难降解有机污染物的处理有相当强的协同作用效应，可以明显提高处理效果；在强酸性和强碱性条件下的电化学反应都不利于对COD、NH3-N的去除；在添加Cl^-4000mg/L，极板间距为10mm，电流密度为15A/dm^2，pH为8，初始温度为50℃的条件下，经4h的电化学氧化，COD、氨氮和色度的去除率分别达88%、100%和98%，苯酚的去除率为82%，电流效率可达84%以上。可见电化学氧化法不仅可有效的去除COD、氨氮、色度，而且对有毒的难降解有机污染物（苯酚等）有很好的去除作用，采用电化学氧化作为垃圾渗滤液废水处理的前处理，可大大改善后续生物处理的效果。     

长沙市秋季PM2.5中水溶性离子特征及其来源解析

为探究长沙市秋季PM_(2.5)水溶性无机离子组成特征和来源,于2017年9月～11月在长沙城区连续采集大气颗粒物PM_(2.5)样品共85个,并用离子色谱仪分析样品中的9种水溶性无机离子(F~-、Cl~-、NO_3~-、SO_4~(2-)、K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、NH_4~+)。结果表明,长沙市秋季PM_(2.5)质量浓度的平均值为56. 3±39. 6μg/m~3,总水溶性无机离子质量浓度平均值为29. 47±19. 10μg/m~3,占PM_(2.5)的52. 3%,其中NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+是PM_(2.5)中最主要的离子成分。霾天PM_(2.5)平均质量浓度约是清洁天的3倍,NO_3~-、NH_4~+、K~+、Cl~-四种离子的快速增长对霾天PM_(2.5)中离子的贡献最大。由PMF模型解析可知,秋季大气PM_(2.5)主要来源于机动车尾气和燃煤源,而扬尘、生物质燃烧源、工业源和海盐的贡献不到30%。长沙市秋季大气污染呈现机动车尾气等移动源和燃煤等固定源的混合型污染为主。     

BP网络框架下MODIS气溶胶光学厚度产品估算中国东部PM2.5

近年来随着中国经济的快速发展,中国区域的大气污染情况日趋严重,大气污染监测与治理已刻不容缓.由于卫星遥感具有较广的空间覆盖、成本低等优点,卫星遥感反演气溶胶光学厚度(AOD)产品被普遍认为是地面PM2.5浓度的重要指标,且已被广泛地应用于地面PM2.5遥感监测.利用2007～2008年的MODIS/Terra气溶胶光学厚度产品,考虑中国东部地区5个大气成分站点风速、风向、温度、湿度和边界层高度等气象数据,构建后向(BP)神经网络,提出了基于MODIS AOD产品估算PM2.5的模型.利用5个大气成分站点PM2.5观测数据对模型进行散点拟合和时间序列拟合验证,结果表明:①从PM2.5观测值与估算值的散点回归分析来看,PM2.5估算值与观测值相关系数最好的为庐山站(R=0.6),其它4个站次之,但其相关系数均在0.4(中强相关)以上;②从PM2.5观测值与估算值的时间序列比对分析来看,PM2.5估算值和观测值差值随时间变化而变化,且存在明显的日际振荡现象,但经相邻5 d滑动平均处理,5个站点的PM2.5估算值与观测值相关系数得到普遍提升,滑动后的相关系数RMA均在0.7以上(除郑州外),庐山RMA达到0.83.结果表明在BP网络框架下,基于MODIS AOD产品估算PM2.5的模型能较好地应用于PM2.5监测.