黄河下游水体悬浮颗粒物中金属元素的地球化学行为

为调查黄河下游颗粒物的风化状况以及重金属变化规律及其污染程度,于2009年6~7月调水调沙期间(每日)及2010年4月至2011年11月(每月中旬)对垦利浮桥水体颗粒物进行采样调查.样品经消解后采用ICP-AES测定其中Al、Na、K、Ca、Fe、Mn、Cu、Zn、Cr、Ni、V的含量.采用化学风化指数(CIA)来衡量硅酸盐的化学风化程度,结果表明,黄河流域颗粒物化学风化程度为中等,近30年来颗粒物化学风化程度没有明显变化.黄河下游颗粒物中重金属(Cu、Zn、Cr、Ni、V)浓度呈现出冬季高夏季低的变化规律,调水调沙期间重金属浓度降低后期略有回升,这一变化规律主要是受泥沙的稀释及颗粒物粒径等因素影响.重金属富集因子(EF)的计算表明,黄河下游Zn具有中等程度的污染,其他元素无明显污染.提取3个因子对黄河下游颗粒物的化学组成因素进行分析,颗粒物主要受风化的影响,同时也受径流量以及人类活动的影响.     

2050年中国能源消费的情景预测

与全球气候变化紧密相关的能源消费问题是当今世界各国关注的热点,特别是中国能源消费规模、能源消费峰值和消费结构等更是关注的重点.论文在简要评述中国能源消费峰值、能源消费预测方法和模型的基础上,系统回顾了国内外对中国能源消费预测研究成果,侧重于人口和经济等驱动中国能源消费的两大主要因素,参考主要发达国家经济发展过程中人均能源消耗及人均累计能耗变化规律,对中国未来能源消费趋势进行了定量预测分析.结果表明:① 中国人均能耗、总量和人均累计消费量均有较大的发展潜力.2050年中国人均能耗大致在4.75~9.31 tce,上限也只相当于美国人均能耗峰值的76%;中国能源消费总量还将持续增长,2050 年的能源消费总量在61.91×10⁸~121.33×10⁸tce;1870-2050 年,中国人均累计能耗最佳分布区间为207~294 tce,只相当于1870-2012 年美国人均累计能耗的46%、德国的56%、英国的57%.② 文献梳理表明,当前预测中国能源消费峰值的各种研究成果大多认为在62×10⁸~79×10⁸tce,而峰值年份则出现在2035-2045 年,论文认为除美国、英国和德国情景将有峰值出现外,其他情景尚不可能出现峰值;③ 法国情景下中国能源消费“零”增长将于2040 年左右出现;日本、韩国以及基准情景预测显示,2035 年以后中国能源消费将进入到2%左右的低速增长期.上述研究结果表明,中国未来能源消费预测采用法国、日本、韩国情景较为合理,2035 年以后,中国能源消费将进入低速增长期.当前,中国人均收入不高,人均能耗尤其人均累计能耗处于较低水平,过早乐观承诺能源消费峰值,易使气候变化谈判陷入被动;从中国国情出发,需给中国社会经济发展留有能源消耗空间;促进能源资源的节约集约使用,积极倡导节能型生产生活方式,是中国社会经济可持续发展、保障能源安全、积极应对全球气候变化的现实需要.     

宁蒙沿黄地带城镇用地扩展驱动力分析与情景模拟

宁蒙沿黄地带属于中国西北干旱半干旱快速城市化地区,研究这一典型地区的城镇用地扩展对丰富城镇用地扩展机制的理论研究和提供相应政策建议具有理论和现实意义。论文利用Logistic回归分析2000-2005年城镇用地扩展的主要驱动力,计算城镇用地转换适宜度矩阵,结合CA-Markov模型模拟3种情景下城镇用地扩展趋势。结果表明：2000-2005年,城镇用地的主要来源是耕地,其次是草地及极少量农村居民点和工矿用地。对城镇用地变化影响最大的因素依次是邻域内城镇用地比重、年降水量、到2001年国道距离、到水域距离、到2001年省道距离以及到2000年土地利用中耕地、林地和草地的距离。一切照常情景下,2016年宁蒙沿黄地带城镇用地总量约997 km²,主要分布在呼和浩特市区、包头市区等主要城市边缘;规划情景下,城镇用地规模达到1 525 km²,分布格局与一切照常情景类似;生态保护情景下,城镇用地规模总量达到1 480 km²,城镇用地沿交通轴扩展呈组团分布。由此得出主要结论：大城市边缘区和交通线是城镇用地发生的主要影响因素;通过总量控制的区域整体城镇用地规划可以优化区域整体城镇用地扩展格局。     

干旱内陆河流湿地景观破碎化模型构建与尺度分析——以黑河中游湿地为例

尺度的选择一直是地理学及景观生态学的研究重点和热点。在遥感和GIS的支持下,以黑河中游湿地为例,利用移动窗口技术和空间形态学准则构建湿地类型变化追踪模型;利用面积频率统计法、卡方分布归一化尺度方差、分维数距平和多样性指数探讨干旱内陆河流湿地类型变化追踪模型的适宜和最佳窗口尺度。结果表明：1）类型变化追踪模型能实现基于像元的湿地景观空间格局分析,弥补传统湿地景观破碎化研究主要基于景观和斑块类型水平尺度,难以深入解析湿地空间演变过程的不足;2）黑河中游湿地类型变化追踪模型的适宜窗口尺度为150 m×150 m~450 m×450 m,最佳窗口尺度为250 m×250 m。该结果是进一步研究黑河中游湿地空间破碎化特征的基础,同时对于丰富干旱内陆河流湿地景观破碎化研究尺度选择有一定积极作用。     

基于降雨事件监测的非点源污染对灞河水质的影响

在对灞河马渡王水文站断面5次降雨事件过程和2次非洪水过程监测的基础上,分析了灞河流域非点源污染对灞河水质的影响.结果表明:降雨过程期间,COD、总氮、氨氮、硝氮、亚硝氮、总磷指标监测平均值均小于非洪水期监测平均值.各指标负荷输移速率随时间的变化趋势和径流量变化趋势大体相同,即先逐渐增大达到峰值,再逐渐变小;各指标浓度随时间的变化规律大致为:COD、硝氮、总氮浓度先增大后减小;亚硝氮为先减小后增大,总磷的变化规律不明显.总氮、硝氮的浓度峰和负荷输移速率峰均接近或滞后于流量峰;COD的浓度峰接近或滞后于流量峰,而负荷输移速率峰接近或超前于流量峰;总磷、氨氮的浓度峰和负荷输移速率峰均接近或超前于流量峰;而亚硝氮的浓度峰变化规律不明显,负荷输移速率峰接近或超前于流量峰.采用平均浓度法计算了各指标的非点源污染平均浓度及负荷:2009年灞河流域马渡王断面COD、总氮、氨氮、总磷的非点源污染负荷分别为8707.28,723.63,245.52,43.07t.2009年灞河流域马渡王断面NSP负荷COD、总氮、氨氮、总磷所占总负荷相应的比例分别为31.86%、32.69%、42.21%、34.42%.由此可见,非点源污染在灞河水污染中占有较大比重,其对于灞河水质的影响不容忽视.     

臭氧/活性炭协同作用去除二级出水中DON

为探讨臭氧氧化和活性炭吸附对城市污水厂二级出水中溶解性有机氮(DON)的去除机制,首先测定二级出水DON、溶解性有机炭(DOC)、UV254、pH值等指标.接着通过臭氧氧化试验和活性炭吸附试验来考察二级出水中DON、DOC和UV254变化,以及DON分子量分布和DON亲疏水性变化,并应用三维荧光光谱对二级出水中DON变化进行表征.结果表明,当臭氧投加量为8mg/L,DON的去除率大约为33.9%,DOC和UV254去除率约21.2%、66.7%;当活性炭投加量为2.0g/L,DON、DOC和UV254的去除率大约为43.4%、27.6%、92.2%;臭氧氧化和活性炭吸附组合试验时,对DON的去除率大约为83.3%和81.5%;臭氧氧化提高小分子量( 20kDa)的DON所占比例;活性炭吸附降低小分子量( 20kDa)DON所占比例为;臭氧氧化和活性炭吸附都提高亲水性DON所占比例,而降低疏水性和过渡性DON所占比例;三维荧光光谱证实,二级出水中DON变化与3个主要峰有关,分别代表物质为色氨酸类蛋白质、芳香族类蛋白质和富里酸类物质.     

Decision‐making and evacuation planning for flood risk management in the Netherlands

A traditional view of decision‐making for evacuation planning is that, given an uncertain threat, there is a deterministic way of defining the best decision. In other words, there is a linear relation between threat, decision, and execution consequences. Alternatives and the impact of uncertainties are not taken into account. This study considers the ‘top strategic decision‐making’ for mass evacuation owing to flooding in the Netherlands. It reveals that the top strategic decision‐making process itself is probabilistic because of the decision‐makers involved and their crisis managers (as advisers). The paper concludes that deterministic planning is not sufficient, and it recommends probabilistic planning that considers uncertainties in the decision‐making process itself as well as other uncertainties, such as forecasts, citizens responses, and the capacity of infrastructure. This results in less optimistic, but more realistic, strategies and a need to pay attention to alternative strategies.     

长江口及邻近海域富营养化趋势分析及与环境因子关系

依据2007-2009年春、夏季在长江口及邻近海域（包括长江口、杭州湾和舟山渔场）的调查监测资料,采用富营养指数法、潜在性富营养化法和有机污染指数法对该海域的富营养化状况、时空分布特征及与环境因子的关系进行了分析评价。富营养指数法计算结果表明：富营养化覆盖比例很高,达到70%以上;在春季,该海域的富营养化程度呈现上升趋势,所占比例从2007年的77.0%上升到2009年的89.8%,在夏季最低达到89.3%,最高到100.0%。3年来,富营养化在春、夏2季基本上处于逐年增加趋势,富营养化趋势越来越明显。在春季富营养指数平面分布呈由近岸向远海逐渐递减的趋势,梯度分布明显,其中,杭州湾富营养化情况较严重;夏季其平面分布与春季类似,但长江口和杭州湾两个水域的富营养指数的等值线都比较密集,夏季的富营养化情况较为严重。潜在性富营养化法计算结果表明：该海域富营养级主要集中在III级（富营养）和V P级（磷中等限制潜在性富营养）;春、夏2季时,长江口V P级所占比例均从0.0%增加到66.7%,受磷限制性富营养化程度越来越高。另外,营养盐结构显示,N/P比值从9.1到50.9,营养盐比例明显不平衡,势必影响浮游生物的生长。有机污染指数法计算结果表明：该海域有机污染指数主要处于5级（重污染）,水质污染严重;长江口春、夏2季5级的比例均从50.0%分别上升到83.3%和100.0%,杭州湾分别从60.0%和80.0%均上升到100.0%;舟山渔场分别从22.2%和66.7上升到66.7%和77.7%,说明受污染程度逐年上升。另外,3年来春、夏2季长江口有机污染指数达5级的占50%以上,杭州湾60%以上,舟山渔场20%以上,杭州湾受污染情况最为严重,其次是长江口,舟山渔场最小。在春、夏2季有机污染平面分布表现为污染程度从西向东、从北向南逐渐降低?     

不同施肥模式对华北平原小麦-玉米轮作体系产量及土壤硝态氮的影响

为了探索培育高产粮田的施肥模式,实现氮肥资源的高效利用与环境效益,以华北平原的小麦（Triticum aestivum）-玉米（Zea mays L.）轮作体系作为研究对象,通过2007─2011年4个轮作季,探讨不同的施肥模式对作物产量和土壤硝态氮的影响。试验以处理A（当地传统管理）作为对照,从测土确定施肥量、按作物生长发育明确施肥时期、合理分配各时期的养分配比及增施有机肥等方面改变传统施肥模式,设置3种高产施肥培育模式,分别为处理B（现有高产田推荐管理）、处理C（高肥料投入管理）和处理D（水肥高效管理）,进行田间小区试验。4个轮作季的总产量以处理D为最高,达75430 kg·hm-2,其次是处理C为75166 kg·hm-2,当地传统的产量最低。冬小麦季的吸氮量为处理C和D显著高于A处理,分别高出444.78 kg·hm-2和310.20 kg·hm-2,但与处理B无显著差异;处理D在夏玉米季的吸氮量为776.75 kg·hm-2,显著高于处理A。处理B的氮肥偏生产力值最高为38.21,处理D为36.71,处理A和C均为28.33。各处理经过4个轮作季后,土壤硝态氮均在120-160 cm出现累积峰,A、B、C和D的硝态氮峰值分别为58.65、28.98、105.89、45.29 mg·kg-1。在0-100cm土层,处理B的硝态氮累积量达到144.22 kg·hm-2,显著高于处理A、C、D;所有处理在100-200 cm土层均出现较高的硝态氮累积,处理C高达1021.19 kg·hm-2;0-400 cm的土壤硝态氮累积量分别为724.27、711-92、1324.30、730.70 kg·hm-2。处理A、B、C、D在耕层土壤氮素的表观损失分别为1298.95、653.18、1236.39和718.43 kg·hm-2,处理B、D显著低于处理A、C,D和B间差异不显著。因此,处理D是培育高产的理想施肥模式,合理的施肥量、科学的施肥时期以及有机无机的合理配比是达到高产、提高肥效和环境友好的关键。     

采用TSF技术改善电力变压器运行的安全性

分析了无功功率和高次谐波对电力变压器的危害,介绍了晶闸管投切滤波器(TSF)装置的特点、结构原理．提出了TSF装置在工厂实际应用中的主电路结构,操作及控制方案。实践证明,TSF晶闸管投切滤波器装置起到了高效节能、优化电能质量的作用,保证了电网的安全运行。