河西走廊灌溉农业发展的水资源承载能力分析

论文采用模糊综合评判方法,对河西走廊灌溉农业发展的水资源承载能力进行了分析,建立了评价的数学模型。研究表明,该区水资源开发利用已近于其饱和容量,发展节水灌溉,充分提高水的利用效率,是保障和发展干旱区农业的根本出路。     

芦苇湿地系统对鸭粪废水中COD的模拟去除及纳污量核算

通过原状芦苇土柱灌溉鸭粪废水的室内模拟试验,探讨了芦苇湿地系统对鸭粪废水中COD的净化规律,并估算了芦苇湿地系统对COD的最大纳污量.结果表明,不同浓度的养鸭废水对芦苇的生物量影响不同,低、中、高浓度处理下芦苇生物量分别较对照增长36.1%、24.4%、24.3%;不同时期湿地系统对COD的净化效果不同,生长期要明显好于抽穗期和开花期;同一时期不同浓度处理条件下芦苇湿地系统对COD的净化效果亦存在明显差异,高浓度处理下湿地系统对废水中COD的去除率明显高于低浓度和中浓度处理.芦苇湿地系统对鸭粪废水中COD的净化可以用指数方程表示,而且在相同进水浓度下,降解常数(k)与温度成线性关系.高浓度处理条件下,估算出白洋淀芦苇湿地系统对COD的最大纳污量约为26629t·a-1.     

长江中下游浅水湖泊沉积物对磷的吸附特征

研究了长江中下游浅水湖泊1 1个沉积物对磷的吸附等温线及其吸附动力学,并分析了沉积物理化特征对磷吸附特征的影响,研究发现:①沉积物对磷酸盐的吸附主要在前1 0h内完成,在0.5h内吸附反应十分迅速,并逐渐达到吸附平衡;②沉积物本底吸附态磷与其有机质、CEC、总磷、无机磷、有机磷、Fe/Al 磷和总氮显著正相关;对磷酸盐的最大吸附量与其CEC和无机磷、有机质和总磷呈显著负相关;而总最大吸附磷量与其有机质、CEC、总磷、无机磷、有机磷、Fe/Al 磷和总氮含量呈显著正相关;③就目前长江中下游浅水湖泊的水质而言,其沉积物存在解析;沉积物对磷酸盐的吸附 解吸平衡浓度与其有机质,CEC ,总氮,总磷以及各形态磷含量均有显著的正相关关系.本研究条件下,即使是污染较为严重的湖泊,其沉积物也具有向上覆水体释磷酸盐的趋势.     

太湖氮、磷自净能力的实验与模型模拟

于2011年9月对太湖竺山湖开展了1次湖区实验,根据质量平衡原理,通过进出竺山湖湖区河道以及竺山湖湾心、湾口水量、水质测量,弄清了竺山湖湖区营养物质进出以及消纳规律,从而为完善水量-水质模型参数提供依据,也为进一步研究太湖水体自净能力提供了基础资料.采用EcoTaihu模型模拟了太湖营养物质的循环以及自净能力,根据竺山湖湖区实测结果对模型进行了验证,实验得到竺山湖湖区总氮年自净能力为1 979 t,总磷年自净能力为119 t,通过EcoTaihu模型计算得到竺山湖总氮年自净能力为1 911 t,总磷年自净能力为116 t,实测数据和模型较为吻合.模型计算结果表明,2006、2008、2010年太湖氮元素自净能力分别为4.00、4.27、4.11万t.2006、2008、2010年太湖磷元素自净能力分别为1 566、1 798、1 712 t.     

湖北竹山经济开发区大气环境承载力分析研究

近年来环境承载力理论与方法的研究一直备受关注,并得到快速推广与应用.以湖北竹山经济开发区为例,采用A-P值法构建模型来估算大气环境容量,并提出一种环境承载力量化方法,引入内梅罗指数并加以改进,加权得到更精确的大气环境承载力指数,分析与评价区域内大气环境对规划实施的可承载能力.结果表明:竹山经济开发区的大气环境开发利用强度均远小于1,研究区具有很大的开发利用潜力;开发区的综合大气环境承载力指数在远期达到0.051 2,区域开发利用到远期要考虑逐步限制开发强度.     

基于区域传输矩阵和PM2.5达标约束的大气容量计算方法

大气环境容量是环保规划中的重要参考指标.为满足PM_(2.5)的达标,在传统的容量计算方法基础上,筛选不利气象年份,结合CAMx-PSAT模式计算的区域传输结果,优化广东省各城市的大气环境容量分配,并综合分析各城市超载情况,模拟容量情景下的PM_(2.5)浓度.结果表明,在全省各地市PM_(2.5)≤35μg·m-3的约束下,广东省SO2容量约为68万t;NOx约为135万t;NH3约为46万t;PM_(2.5)约为51万t.2014年广东省SO2排放超出容量10%,NOx超出12%,NH3超出9%,一次PM_(2.5)超出20%.污染物种超载数量较多的城市有广州、佛山、中山、清远.当实现容量情景时,全省PM_(2.5)年均浓度约在30μg·m-3,各城市年均值都达到国家空气质量二级标准.     

离子交换树脂对高浓度氨氮废水的吸附研究

采用D707、D708两种不同类型的离子交换树脂对高浓度氨氮废水进行吸附处理研究,分析了不同的吸附条件及等温吸附模型对吸附效果的影响.静态吸附实验表明:NH+4的吸附率随树脂投加量的增大而增加,在非碱性条件下树脂对NH+4的吸附率随p H的升高而增加;恒速振荡时间达到90 min以上时两种树脂可吸附平衡,当p H为7时,D707、D708树脂对NH+4的吸附容量分别达到196.1、217.4 mg·g-1;D707、D708树脂对NH+4的吸附属吸热过程,随温度的升高树脂对NH+4的吸附率逐渐增大,在298 K温度下D707、D708树脂吸附NH+4的表观吸附活化能Ea分别为54.67和34.46 k J·mol-1,吸附过程为液膜扩散主控制;树脂对NH+4吸附符合Langmuir吸附等温式;使用2 mol·L-1H2SO4对树脂进行解吸,脱附率达到98%以上,重复实验3次吸附率基本不变.     

湄洲湾水体中持久性有机污染物的污染特征与风险评估

对湄洲湾海域表层水体中的持久性有机污染物(POPs)的特征进行了综合的调查分析.结果显示,湄洲湾水体中有机氯农药(OCPs)、多氯联苯(PCBs)、多环芳烃(PAHs)的浓度分别为:1.51~10.3ng/L[平均值(4.28±2.72)ng/L]、5.31~42.6ng/L[平均值(18.52±10.58)ng/L]、125~167ng/L[平均值(145±11.8)ng/L].与国内其他海域水体相比,湄洲湾的POPs污染均处于中等偏低的水平.湄洲湾海域水体中不同种类的POPs空间分布存在较大差异.HCHs分布表明该区域存在工业品HCHs和林丹的使用;滴滴涕(DDTs)则以工业早期残留为主并伴有新的污染输入;沿岸的化工企业排放的污水可能是该海域PCBs的主要来源;PAHs主要来源石油源,这与该海域密集的油码头与频繁的船运有关.依据目前的环境控制标准判定,湄洲湾海域水体中POPs仅PCBs的浓度有超出风险值限定,可能对生态环境造成危害,应采取相应的污染物控制与减排措施.     

模拟氮沉降对三江平原小叶章湿地土壤微生物碳源利用能力的影响

大气氮沉降会对湿地土壤微生物的结构和功能产生显著影响,因此研究不同浓度氮沉降对三江平原小叶章湿地土壤微生物碳源利用能力的影响,对于保护和利用湿地生态系统具有重要意义.采用Biolog-Eco技术探究了连续5 a模拟氮沉降对小叶章湿地土壤微生物碳源利用能力的影响.结果表明：①长期的氮素施加会显著改变小叶章湿地土壤含水量（SMC）、pH、硝态氮（NO₃^-）、铵态氮（NH₄⁺）、溶解性有机碳（DOC）和总氮（TN）的含量（P<0.05）;②土壤微生物的平均颜色变化率（AWCD）呈现的规律为：对照（CK）>高氮（HN）>低氮（LN）.低氮处理显著降低了土壤微生物香农（Shannon）指数（P<0.05）,高氮处理显著降低了土壤微生物皮卢（Pielou）指数（P<0.05）.③不同氮浓度下土壤微生物碳源利用能力显著不同,其中低氮处理显著抑制了土壤微生物对糖类、醇类、胺类和酸类的利用强度（P<0.05）;高氮处理显著促进了微生物对酯类的利用,但高氮使土壤微生物对糖类、胺类和酸类碳源产生抑制作用（P<0.05）.④冗余分析显示,NH₄⁺、DOC和pH是影响三江平原小叶章湿地土壤微生物碳代谢能力的主要环境因子.长期氮沉降会导致土壤微生物功能多样性的降低,有关碳源底物利用的微生物活性也明显降低,并且微生物对单一碳源底物的利用能力也发生改变.     

回灌渗滤液C/N对填埋垃圾生物反应器反硝化特性的影响

利用模拟填埋垃圾生物反应器（landfill bioreactor）研究了回灌渗滤液C/N对填埋垃圾堆体反硝化性能的影响,并采用PCR扩增、克隆测序等分子生物学技术,以功能基因nirS为分子标记考察了4次回灌过程中反应器内反硝化微生物群落结构变化.结果表明,回灌渗滤液的COD/NO 3--N比例对反应器的反硝化活性具有显著性影响.当COD/NO 3--N从3.11提高到13.08时,反应器内硝酸盐还原速率可从1.14 mg.（kg.h）-1提高到11.40 mg.（kg.h）-1.当回灌渗滤液生物可利用性COD与NO 3--N比值达到6.37时,可以实现填埋垃圾生物反应器反硝化作用的快速、稳定运行.4次回灌,反应器内的反硝化微生物大部分与β-变形菌纲（β-proteobacteria）细菌相似,少数属于非培养微生物（uncultured bacteria）,其中Thiobacillus denitrificans和Azoarcus tolulyticus是反硝化过程的主要功能微生物,在回灌渗滤液反硝化过程中可能发挥着重要作用.