Mass balance-based regression modeling of Cd and Zn accumulation in urban soils of Beijing

Accumulation of heavy metals in urban soil can pose adverse impacts on public health and terrestrial ecosystems. We developed a mass balance-based regression model to simulate the heavy metal accumulation in urban soils as a function of time and to explore connections between metal concentration and urbanization processes. Concentrations of Cd and Zn in 68 residential soil samples in the urban area of Beijing were used. The background concentrations, the loss rates and the input fluxes of Cd and Zn in urban soils of Beijing during the last three decades were estimated using a regression of the time series of accumulations of the metals. Based on the regression estimates, we simulated the general trends of Cd and Zn accumulation in the soils from 1978 to 2078. The concentrations of Cd and Zn in urban soil generally increased with the population growth, vehicle use and coal consumption. The mean concentrations of Cd and Zn in urban soil of Beijing would increase by 3 fold over the next 70 years for the current development scenario. The mass balance-based regression approach, which is able to reconstruct the history data of urban soil pollution, provides fundamental information for urban planning and environmental management.     

低成本单室微生物燃料电池型BOD传感器的研制

生化需氧量(biochemical oxygen demand,BOD)是表征有机物污染程度的综合性指标,传统的检测方法为5 d 20℃培养法,费时费力,不宜现场实时监测.以MnO2代替金属铂作阴极催化剂、以阳离子交换膜代替昂贵的质子交换膜,构建单室微生物燃料电池(microbial fuel cell)型BOD传感器,考察外接电阻、阳极液pH值、检测时间和清洗时间对检测效果的影响,并用该传感器检测实际水样BOD值,与传统BOD5值进行比较.结果表明:①以廉价MnO2为阴极催化剂,阳离子交换膜为隔膜,构建的单室MFC型BOD传感器成本低,结构简单,操作方便,可用于BOD的在线检测;②该BOD传感器的适宜运行条件为样品pH7.0,外接电阻12 kΩ,检测时间2 h,清洗时间2~10 min;③实际水样检测结果显示,传感器最低检出限为0.2 mg/L,测量线性范围为BOD浓度5~50 mg/L,最佳测定范围为BOD浓度20~40 mg/L,精确度为0.33%,标准曲线线性相关系数达0.999 2,与BOD5比较,相对误差在4.0%以内.     

基于修正组合模型的青海省城市需水量预测

根据城市用水量系统具有非线性和随机波动性的特点,为了充分发挥组合灰色神经网络预测模型能够综合单变量预测及非线性处理的优势,同时降低组合权系数计算方法的不确定性对模型预测效果的影响,论文提出了基于马尔科夫链修正的组合灰色神经网络预测模型。将其应用于1980—2009年青海省城市用水量序列的拟合分析,并预测其2010、2015以及2020年的城市需水量。结果表明:基于马尔科夫链修正的组合灰色神经网络预测模型预测结果的误差更小,精度更高。     

城市水生态足迹研究——以北京市为例

以"水"为要素评价城市资源利用的可持续性,并以水资源短缺的北京市为案例城市进行剖析.探讨了城市水生态足迹的内涵和4种典型城市水生态足迹的发展轨迹,提出了基于城市生态需水量的水生态足迹的核算方法.对案例城市北京的研究结果表明:(1)北京城市河湖多年平均生态需水量为10.45×108m3,地下水多年平均生态需水量为26.34×108m3;(2)北京市多年平均的水生态足迹为1.42.以上结果表明北京的水资源利用是不可持续的.     

基于案例推理的我国石油企业海外突发事件应急物资需求预测

随着我国石油企业海外业务不断发展,海外突发事件频发,对我国石油企业应急管理提出了更高的要求,作为应急管理重要组成部分的应急物资需求管理也成为关注的重点.但是海外环境的复杂性、不确定性等使得企业很难预测应急物资需求,为此将案例推理引入到石油企业海外突发事件应急物资需求预测中,通过建立案例库,以在发生新的突发事件时,检索案例库中与目标案例相匹配的案例,并依据匹配案例的结论,进行新案例的物资需求预测.     

不同人工湿地系统处理生活污水的比较研究

以华南1号杂交狼尾草、海芋、春砂仁、文殊兰、美人蕉、沿阶草、鸢尾和红草为湿地植物,以煤渣、麻石、陶粒为填料构成几种人工湿地系统,对生活污水进行处理研究。结果表明:当进水COD浓度小于345mg/L时,各系统出水COD浓度均小于60 mg/L(停留时间为6 h),达到GB 18918-2002的一级B标准;当进水TP浓度在4.44~8.17 mg/L之间,NH4+-N浓度在41.3 mg/L以下,TN浓度在66.1 mg/L以下时,各系统出水TP、氨氮、总氮浓度分别小于1,25,20 mg/L(停留时间为12h),均达到GB18918-2002的二级B标准。     

First flush of storm runoff pollution from an urban catchment in China

Storm runoff pollution process was investigated in an urban catchment with an area of 1.3 km^2 in Wuhan City of China. The results indicate that the pollutant concentration peaks preceded the flow peaks in all of 8 monitored storm events. The intervals between pollution peak and flow peak were shorter in the rain events with higher intensity in the initial period than those with lower intensity. The fractions of pollution load transported by the first 30% of runoff volume （FF30） were 52.2%-72.1% for total suspended solids （TSS）, 53.0%-65.3% for chemical oxygen demand （COD）, 40.4%-50.6% for total nitrogen （TN）, and 45.8%-63.2% for total phosphorus （TP）, respectively. Runoff pollution was positively related to non-raining days before the rainfall. Intercepting the first 30% of runoff volume can remove 62.4% of TSS load, 59.4% of COD load, 46.8% of TN load, and 54.1% of TP load, respectively, according to all the storm events. It is suggested that controlling the first flush is a critical measure in reduction of urban stormwater pollution.     

COD消解装置在测定印染废水CODcr中的应用

针对重铬酸钾回流法测定COD消解时间长，分析费用高等不足，研究了COD消解装置在测定印染废水CODcr中的应用，通过对消解时间和催化剂用量的选择，确定了COE消解装置测定絮凝处理前后印染废水CODcr的最佳条件，并且测定结果与回流法一致，该方法具有操作简便，分析费用低，消解时间短及精密度好等特点。     

突发性环境污染事故应急GIS系统框架的建立

对环境污染事故应急预警系统进行了研究,阐述了构成预警系统各子系统的设计过程与开发方法,对各子系统的主要构成和功能详细划分,探讨了在事故发生前、中、后各子系统发挥的重要作用,最后对GIS技术在突发性环境污染事故应急预警系统中的应用前景提出了一些看法。     

长江中游岸线资源与开发利用适宜性评价分析

长江中游岸线资源丰富,开发利用价值较大。通过充分分析长江中游岸线资源特征与地质环境条件,从地质学角度构建港口码头、过江隧道与过江大桥等重大工程建设适宜性评价模型,运用层次分析法（AHP）划定出三种工程类型一级岸线（适宜）、二级岸线（较适宜）、三级岸线（一般适宜）与四级岸线（非优先开发）区域范围。由结果可知：长江中游岸线港口码头以非优先开发区域为主,长度合计931.47 km,占岸线总长的46.71%;过江隧道与过江大桥以较适宜开发、一般适宜开发区域为主,较适宜开发、一般适宜开发区长度合计分别为1550.75 km、1224.18 km,占岸线总长的77.77%、61.39%。最后,针对三种工程类型适宜性等级特征提出相应地学对策建议,为重大工程部署规划提供地学理论依据,促进长江中游岸线资源科学合理开发利用与有效保护,以期推动长江经济带发展与国土空间规划,保护大长江持续健康发展。