冬季不同尾水受纳河道水环境变化特征分析

为探究不同污水厂尾水受纳河道水环境变化特征,分别采集4组受纳河道的33个样品,测定COD_Mn、TN、TP、NH₃-N、Chl-a 5项指标,结合高通量测序,分析沿程水质变化、富营养化特征及细菌群落结构变化。结果表明:尾水排口处引起的污染物浓度变化在距离排口50~100 m恢复至背景值,但TN始终高于背景值;尾水补充使细菌丰富度及多样性增加,但优势门类占比下降且相对丰度改变,距离排口50~100 m处占比回升,Proteobacteria成为绝对优势菌门;属水平上,背景断面优势菌属相对丰度随着尾水排入均出现下降,Rhodovulum、Pseudoalteromonas、Massilia占比与富营养化指数显著负相关（P<0.05）;当排放比例≥ 50%时,距离排口100 m处细菌群落结构与尾水排口处相似度更高。此外,尾水可能带来大量其他菌种,增加河道生态风险。     

有害物质泄漏扩散的数值模拟

有害物质泄漏是一种常见事故.利用高斯公式和三维有限元建立有害物质泄漏扩散数学模型,估测有害物质泄漏扩散的危害范围和泄漏物质扩散过程中浓度的大小,相应的数学模型可作为泄漏事故安全保障工作中预防为主的科学依据,从而为可能发生的事故进行预测预警.     

二氧化碳排放达峰期、平台期及下降期定量判断方法研究

基于Bootstrap数理统计方法,构建二氧化碳排放状态判断方法模型（evaluation model on the status of CO₂ emissions,ESC）。选取排放统计基础较好的地区,利用权威机构的多源长时间序列数据,结合IPCC清单指南确定和分析二氧化碳排放数据的分布特征,包括标准差和不确定性范围（取95%置信区间）,以此作为建立碳排放达峰期、平台期及下降期的定量判断的基础,解决因核算、计量方法的不同造成排放结果的误差。研究结果表明,达峰期判断需要以峰值排放量浮动1%（0.9%~1.1%）的范围为依据,若碳排放量满足条件,则认为处于达峰期;平台期和下降期则以达峰后排放量的连续多年的年均下降率与2%（1.8%~2.2%）比较,若碳达峰后排放量的年均下降率小于2%,则认为碳排放仍处于平台期,否则认为碳排放处于下降期。基于ESC模型对欧盟和美国的历史碳排放数据进行排放状态判断,结果显示,欧盟地区在1979年碳排放达峰后,在1980-1983年进入下降期。美国在2007年碳达峰后,在2008-2012年进入下降期。ESC模型的分析结果与2个地区的排放趋势呈高度一致,表明该模型可以作为国家、地区（省份）、城市CO₂排放状态的定量判断方法,为碳排放路径分析和情景模拟研究提供重要支撑,为决策者提供科学的参考依据。     

基于BP神经网络的水环境承载力预警研究——以北运河为例

为了预测水环境承载力未来可能出现的超载状态并提出警告,达到水环境风险管控的目的,本文构建了基于BP神经网络的水环境承载力预警方法体系,并在北运河流域开展了实证研究.所构建预警模型包括COD、氨氮、总磷承载力预警子模型和水资源承载力预警子模型,且模型拟合效果较好（平均绝对百分比误差在20%左右）.研究结果表明：朝阳区、海淀区等8个行政区落在了红灯重警区域,水环境承载力超载状况最为严重;位于北运河中下游的石景山区、广阳区、北辰区和香河县处于橙灯中警区域;昌平区、顺义区等5个行政区处于黄色轻警区域;怀柔区和延庆区处于绿色无警区域,状况较好.最后,为了排除警情,基于双向调控的原则,本文从水环境全过程控制角度,分别对各区域提出了调控区域人口规模及经济发展方式、治理面源污染等具体排警措施.     

铁硫改性生物炭去除水中的磷

磷元素向天然水体中的过度排放引发了严重环境问题.以吸附剂为技术核心的吸附法作为一种有效的除磷方法而受到研究人员的关注.本研究中,以壳聚糖、硫酸亚铁和硫化钠为改性剂研发的污泥生物炭对水中磷的去除效果良好.批次实验表明在最佳原料配比下,298 K时材料可吸附49.32 mg·g^-1的磷.此外,实验模拟表明材料对磷的吸附符合伪二级动力学和Langmuir模型;吸附速率主要受到孔隙内部三维扩散影响;吸附方式认定为物理化学吸附;吸附机制可概括为静电吸引、孔隙填充、表面化学沉淀、氢键结合和配位体效应.本研究证明了合成的材料是一种新型的高效除磷吸附剂,为吸附剂设计以及吸附机制的探讨提供借鉴.     

黄河口滨海湿地水质污染物现状研究

于2009年5月(枯水期)、8月(丰水期)和11月(平水期)在黄河入海口滨海湿地典型水域选取14个调查站点采集水样,测定水体营养盐、重金属、石油类等22项污染指标,采用内梅罗指数和综合营养状态指数评价法对水质污染现状进行研究和评价.结果表明,滨海湿地整体水质属于轻度富营养化水平,并呈现逐年加剧趋势.湿地湖泊、黄河故道、国家自然保护区、养殖池塘等静态水域污染较轻,以广利河、挑河、神仙沟、小岛河、孤东油田排涝沟为代表的支流水体污染较重,明显超过黄河主干河道.调查发现滨海湿地水体主要污染物为TN、TP、石油烃、Hg、NH4+-N、UIA和Chl-a等.与历史数据对比,湿地水体氮磷污染明显加剧,石油烃和Hg污染未见显著增长,其他重金属含量均未超标,整体水质污染形势不容乐观.     

基于GIS的危险化学气体泄漏事故应急响应研究

为了研究危险化学气体泄漏事故扩散过程以及受灾人员疏散规划问题。提出以GIS为“连接器”,将危险化学气体的泄漏和扩散过程模拟、气体扩散风险分析和最优疏散方案生成3个过程进行集成,实现泄漏事故的综合应急响应。研究结果显示:方法能针对各类泄漏事故模拟气体的动态扩散过程,并生成受灾人员疏散规划方案,有助于应急处置机构及时决策,进而减少生命财产的损失。     

富氧-缺氧过程对氧气分布及交换过程影响

为考察底层水体不同的氧动态对水土界面氧气交换过程影响,采用Unisence的微电极测试系统考察底层水体不同的复氧-缺氧环境(物理微曝空气供氧、添加过氧化剂的化学供氧及物理微曝氮气)中,沉积物-水界面氧气的分布及其传输机制,并评估不同富氧与厌氧过程对表层沉积物有机碳的矿化过程的影响.结果表明水体处极度厌氧状况,控制溶解氧分布和交换的水底扩散边界层(DBL)厚度明显变薄(一般在0.2~0.4mm)且溶解氧衰变相对较缓.但底层水体溶解氧丰富甚至处于过饱和状态, DBL层的厚度(一般在0.4~0.7mm)相对较厚且氧气变化迅速 (P<0.05).增加水体氧气供给的条件下,水体与沉积物间溶解氧交换过程加快,溶解氧交换通量由(4.87±0.92)增加至(5.31±0.66 )及(17.14±3.15 ) mmol O2/(m2·d)交换速率,最高提升252%,温度升高氧气交换速率可增加15%,温度效应明显.     

自然灾害动态风险分析的一个虚拟案例

以浙江历史台风经济损失为背景,虚拟了一个以月份变化和登陆情况不同的台风动态风险案例,用源于概率风险模型的动态风险分析模型,并采用正态扩散方法处理虚拟案例数据,对其进行了分析。主要工作是估计不同月份条件下台风强度的概率分布,估计风险承受体在不同强度台风和不同登陆情况下的损失,并由条件概率分布和损失矩阵耦合成期望值意义上的动态风险。非动态风险分析只能给出年内单一风险值,而动态风险分析能提供更多的信息。该文还讨论概率风险的系统误差问题,讨论了智联网用于动态风险分析的问题。