地下水环境智慧监管技术集成与平台应用研究

针对"双源"地下水(地下水污染源和集中式地下水型饮用水源)环境监管需求,研发了一套集地下水污染在线监测预警、评价溯源、预测应急于一体的可视化技术集成与应用平台。该平台将物联网、地下水数值模拟、大数据、云计算等技术集成应用于环境监管,实现了工业园区地下水环境实时动态监测评价及预警、地下水污染路径溯源计算、地下水事故污染预测及应急支撑等网络服务与计算功能,并通过地下空间三维数字化处理,构建了"所见即所得"的三维虚拟现实界面,实现了对地下水环境的便捷、高效监管与决策。该平台兼容手机、平板电脑、台式计算机等固定和移动设备,可为"双源"地下水污染监控、管理和应急提供实时、高效的科技支撑。     

Untangling unexpected terrestrial conservation challenges arising from the historical human exploitation of marine mammals in the Atlantic sector of the Southern Ocean

Intensive human exploitation of the Antarctic fur seal (Arctocephalus gazella) in its primary population centre on sub-Antarctic South Georgia, as well as on other sub-Antarctic islands and parts of the South Shetland Islands, in the eighteenth and nineteenth centuries rapidly brought populations to the brink of extinction. The species has now recovered throughout its original distribution. Non-breeding and yearling seals, almost entirely males, from the South Georgia population now disperse in the summer months far more widely and in higher numbers than there is evidence for taking place in the pre-exploitation era. Large numbers now haul out in coastal terrestrial habitats in the South Orkney Islands and also along the north-east and west coast of the Antarctic Peninsula to at least Marguerite Bay. In these previously less- or non-visited areas, the seals cause levels of damage likely never to have been experienced previously to fragile terrestrial habitats through trampling and over-fertilisation, as well as eutrophication of sensitive freshwater ecosystems. This increased area of summer impact is likely to have further synergies with aspects of regional climate change, including reduction in extent and duration of sea ice permitting seals access farther south, and changes in krill abundance and distribution. The extent and conservation value of terrestrial habitats and biodiversity now threatened by fur seal distribution expansion, and the multiple anthropogenic factors acting in synergy both historically and to the present day, present a new and as yet unaddressed challenge to the agencies charged with ensuring the protection and conservation of Antarctica’s unique ecosystems.     

面向工业污染源排放的城市大气环境系统韧性评价及其时空演化

关中城市群是西部地区两大城市群之一。在该区域内有较多重污染企业。为探索关中城市群各市大气环境系统的韧性水平,将韧性理念应用于城市大气环境系统,并以工业污染源排放为视角,建立基于风险矩阵理论 (RMA) 与PSR的韧性评价模型,利用基于博弈论的组合赋权法确定PSR权重,并采用Sobol方法对模型进行敏感性分析,实现对关中城市群2018—2020年城市大气环境系统韧性时序演化及空间分布的实证分析。结果表明：非甲烷总烃、甲醇、氟化物及硫化氢属于敏感参数,其中甲醇为高敏感参数;从时间维度看,2019年关中城市群各城市大气环境系统韧性水平普遍高于2018年和2020年;从空间维度看,关中城市群各城市大气环境系统韧性水平呈现出“非均衡不稳定性”,3年中仅有西安、渭南及平凉3市达到高度韧性水平,中低韧性区域占绝大部分。提出相应的区域大气污染控制策略,如加强城市间的经验交流和分工协作、发挥西安的辐射带动作用、实施韧性区分类管理等。本研究可为关中城市群城市大气环境系统韧性建设提供参考。     

城镇排水系统运行效能评价指标体系的构建与研究

排水系统是城镇一个重要的基础设施,其运行效能评价对于城镇水环境治理维护和绿色低碳发展具有重要意义。对国内外相关研究成果从以下三方面进行了梳理和分析：首先,运行效能评价研究按评价目标的不同可分为内涝和溢流的控制、管网性能的预测与诊断、排水系统的规划与运营、安全风险类评估和综合性评价五类,阐明了这五类评价指标体系的研究现状,总结了其常用指标;其次,分析各评价指标体系的构建流程,可归纳为“调研准备”“指标构建”“赋分评价”三个阶段,归纳了常用评价指标筛选方法,并指出其中最关键的部分在于第三阶段的评价方法的选择,即指标赋权和最终评价结果的计算;最后,对文献中的各类评价方法进行了分析,结果表明基于层次分析主观定权法的综合评价法是当前研究中的常用方法,可以解决评价过程中产生的不确定性、不一致性、模糊化、定量化等问题;同时也概述了客观定权方法如熵权法、神经网络、组合定权等方法的特点和适用性。研究指出关于智慧水务和平稳输送的效能评价还比较缺乏,而随着物网联、人工智能、在线监测等技术的快速发展以及海量可靠的排水系统相关数据的出现,将给以客观定权法为主流的新评价方法的开发应用带来契机。本研究可为完善排水系统运行效能评价指标体系并计算准确评价结果提供参考。     

基于文献计量分析的场地化学氧化修复技术研究热点和趋势

化学氧化修复技术具有污染物去除效率高、修复周期短和成本低等优势,在污染场地修复领域具有广阔的应用前景。基于Web of Science数据库,通过文献计量可视化软件VOSviewer和CiteSpace,分析了1990—2022年场地污染土壤和地下水化学氧化修复领域的研究热点及趋势。结果表明,1990—2022年年度发文量呈增长趋势,中国和美国是发文量排名前二的国家,2010年后中国年发文量快速增加并位居第一,中国科学院在发文量及被引频次方面均高居榜首。基于关键词分析,总结归纳了化学氧化修复技术适用污染物类型、氧化剂种类和催化/活化方法以及化学氧化联合修复技术。当前研究热点集中在催化/活化方法研发、污染物降解机理探究以及在土壤和地下水中修复应用等方面;未来研究重点将聚焦于研发新型氧化剂和靶向催化/活化材料,探究材料迁移扩散机制和活性氧化物质产生机理,发展协同化学氧化修复技术体系并推进工程化应用,以及建立化学氧化修复全过程风险监测和评价体系。     

油气处理场站温室气体甲烷排放特征与量化

油气生产过程是甲烷重点排放源,对气候变化产生显著影响。采用便携式火焰离子检测器 (FID) 和Hi-Flow大流量仪等设备,对我国某油田3座油气处理场站甲烷泄漏排放特征进行了研究,明确了组件泄漏率,量化了重点源项甲烷排放速率,构建了设备设施甲烷排放因子,开展了甲烷排放量核算并提出了管控建议。结果表明,该油田油气处理场站设备组件与管线的甲烷泄漏率为0.7%~1.2%,压力表、阀门和储罐等在泄漏源项中占比较高。不同类型泄漏组件甲烷排放速率具有显著差异,处理场站的甲烷排放速率为111.66~274.63 L·min⁻¹。单个储罐和场站的甲烷排放因子分别为989.9 L·h⁻¹和0.19 L·m⁻³。3座场站年度甲烷排放量为303 783.40 m³,储罐是首要排放源,对总排放量贡献占比为94.1%。组件泄漏导致的甲烷排放主要源于高强度排放源,15%的泄漏点贡献了排放量的88.4%。该研究结果可为油田油气处理场站泄漏防控和温室气体排放控制提供参考。     

循环水养殖系统中流化床水处理性能及硝化动力学分析

为综合评价流化床生物滤器的水处理性能,选用玻璃珠和石英砂为生物填料,将两滤器应用于罗非鱼循环水养殖系统,探讨了其对养殖水体中营养盐和有机物的去除效果.结果表明,两滤器经过4周的流水挂膜后,生物膜稳定成熟,通过扫描电镜观察填料表面,发现挂膜前后载体表面发生了显著的变化.在优化工况下,以玻璃珠为填料的滤器对TAN的平均去除负荷达到了(346.8±150.5)g/(m3·d),显著高于以石英砂为填料的滤器,但两滤器对COD、BOD5和PO43--P的去除率无显著差别,去除率稳定于20%~21.4%、50.1%~58.4%和7.9%~31.9%之间,显示出较好的水处理性能,出水水质符合罗非鱼生长要求.最后,基于Monod方程,拟合了实际工况下以玻璃珠为填料流化床生物滤器的硝化动力学方程,为该滤器在循环水养殖系统中的高效运行和应用提供一定的技术支撑.     

铅酸蓄电池行业生产者责任延伸制在我国实施的难点和解决方案

为解决我国废弃产品环境污染问题和再生资源循环利用的困境,加快生态文明建设和循环经济发展,国务院现已推行生产者责任延伸制度。该项制度的推行实施,可减轻环境治理负担,推动循环经济和清洁生产模式,促进企业技术升级,但该项制度在具体实施过程中尚存在一些问题。以铅蓄电池行业为例,存在的主要问题包括相关制度不健全、回收利用体系不完善、缺乏多部门联动监管机制和有效的经济激励政策等。针对上述问题,结合河南省的废铅蓄电池收集处理制度试点工作,提出铅酸蓄电池行业生产者责任延伸制实施的建议方案,为生产者责任延伸制度更好地推行和实施提供参考。     

缅甸若开邦农村地区饮用水现状及安全保障对策

以东南亚国家缅甸的若开邦农村地区为研究对象,分析该地区饮用水存在的主要问题,并结合当地实际情况提出了可行的安全保障对策。实地考察发现：水塘是缅甸若开邦农村地区主要的饮用水水源;然而,若开邦地处热带,雨季降雨量巨大且集中,旱季持续时间长,水分蒸发量较大,水塘水量时间分布极不均匀,导致该地区水塘旱季时供水严重不足;雨季水塘水浊度、色度偏高,旱季铝、锰、铁等离子有超标现象;水塘普遍缺少生态拦截和防护措施,亦疏于维护,不能有效地阻隔周边的面源污染,导致当地水塘水质存在严重的安全隐患。结合当地社会经济发展水平和村民生活习惯,提出了适于热带地区干湿强烈交替气候特点的“塘-沟-植被缓冲带”生态水塘方案。采用多级屏障手段发挥生态水塘系统对地表和亚表层径流的生态过滤效应,从而增加储水空间,扩大水源涵养容量,强化水体自净功能,再搭配低维护、低能耗的净水工艺,可从水量和水质2个方面保障当地饮用水安全。提出了小而美的生态净化技术,可为其他有类似饮用水问题的国家和地区提供参考。     

提高畜禽粪便沼气发酵产气量的研究进展

随着畜禽养殖规模的不断扩大,合理处理畜禽粪便是目前刻不容缓的问题.目前,沼气发酵是解决畜禽养殖场粪污处理和资源化利用的主要方式之一,且通过提高畜禽粪便沼气发酵产气量可以实现将粪便变废为宝的目的和达到资源利用最大化效果.综述了畜禽粪便沼气发酵产气的内在影响因素和外在影响因素对产气量的影响,为提高畜禽粪便的利用率和沼气发酵...