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基于时空数据挖掘的大气重污染过程传输时空规律
屠星月, 张潇天, 王维, 孙彩萍, 王标, 康玉麟
, doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220696
摘要:
为掌握区域性空气污染传输扩散时空规律,支撑大气污染区域联防联控及应急管控,基于空气质量地面观测数据和时空数据挖掘算法识别空气重污染过程区域传输路径和传输水平,以京津冀及周边地区,2021年1-3月和10-12月期间PM2.5重污染过程为例进行验证。结果表明,研究区在该时段内共发生17次区域重污染,区域内平均污染浓度超过100μg/m3,持续时间超过30小时时,更容易发生城市内和城市间的区域性污染传输;从各城市近地表污染传输关联系数来看,大部分城市本地污染关联系数最高(0.8~1左右),城市内污染传输次之(0.1~0.4),城市间污染传输最低(0.1~0.2),部分城市存在例外,如邢台市对周边城市的污染传输水平相对较高,衡水市则相对较低。以上结果,能够为京津冀地区大气污染区域联防联控和应急管控提供支撑。
一种新型钢渣基免烧陶粒滤料的制备及其性能研究
沈鑫宇, 闫肖雅, 林杨, 徐悦清, 刘荣
, doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220709
摘要:
本文采用免烧工艺以钢渣为主要原料制备陶粒滤料。并用其替代高炉底滤法水冲渣工艺过滤池中的鹅卵石作为水冲渣滤料,为钢渣资源化利用提供新思路。在确定基础配比钢渣/水泥比2.0后,石膏添加量为8%时,滤料颗粒强度4.14 MPa,1 h吸水率9.05%,颗粒密度1.49 g·cm-3,25次抗冷热冲击后强度下降幅度仅为3%,过滤速度为5.92mm/s;水玻璃添加量为12%时,滤料颗粒强度4.78 MPa,1h吸水率8.96%,颗粒密度1.56 g·cm-3,25次抗冷热冲击后颗粒强度下降5%,过滤速度为5.7mm/s。借助X射线衍射仪(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)对滤料进行物相组成和微观形貌的表征,发现所使用的激发剂可促进钢渣中主要矿物C3S和C2S的水化反应,生成C-S-H类凝胶,这些水化产物相互交织粘结,使滤料内部孔隙率降低,滤料颗粒强度和25次抗冷热冲击性能不断提升。该系列滤料不仅可以作为炼铁生产底滤法水冲渣工艺冲渣池过滤层滤料,同时也可作为建筑陶粒应用于建材骨料等。
东北山地湖泊生态系统的营养结构和演变趋势研究
石展耀, 张靖天, 黄炜惠, 翁南燕, 张含笑, 霍守亮
, doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220533
摘要:
为了探究东北山地湖泊山口湖生态系统的食物网结构并预测更合理的生态管理方式,结合多元线性回归分析探索了理化因子对山口湖初级生产力的影响,利用Ecopath模型对2014年山口湖生态系统数据进行建模,并利用Ecosim模型分析不同情境下浮游生物和主要鱼类自2014年始未来20年的变化趋势,结合相关性分析探究山口湖未来的管理方式。结果表明:山口湖是一个磷限制型的湖泊,水温、溶解性有机物和总磷对初级生产力的增加有促进作用。山口湖生态系统生物之间捕食关系复杂,能量流动集中在第II营养级以上,关键种为“其他鱼类”功能组,经检验Ecopath模型的可信度较高。浮游藻类的生产效率(P/B)增加显著促进了鲫鱼、鲤鱼和鲢鱼相对生物量的增加,P/B下降超过-5%时对上述三种鱼类相对生物量的影响不显著,鲢鱼搜索率的增加会提高鲢鱼对桡足类、枝角类和轮虫等浮游动物的捕食效率导致浮游植物的相对生物量略微上升。结合情景分析和相关性分析发现增加浮游藻类的生物量会提高渔业产量,东北山地湖泊山口湖生态系统鲢鱼控藻效果不佳,更重要的是需要加强对营养盐来源的限制。
基于鱼类产卵需求的栖息地修复效果评价
鲁芸, 吴紫涵, 刘清园, 成必新, 卿杰, 严鑫, 张泽宇, 李永
, doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220532
摘要:
根据鱼类产卵需求对工程修复效果开展评价对掌握栖息地状态和指导工程设计极其重要。研究以黑水河为实例,从鱼类产卵的生境需求出发,结合现场监测和数值模拟的手段量化了产卵栖息地的参照状态,并构建了指标体系进行河流鱼类产卵期栖息地质量评价,以期获得修复工程对鱼类产卵生境真实的修复效果。结果表明,2019年至2021年黑水河产卵期的鱼类栖息地综合评价得分分别为63.04、83.52与83.52,鱼类产卵栖息地逐年得到改善,评价结果表明生态修复工程对产卵栖息地有明显修复效果;黑水河不同河段鱼类产卵栖息地质量空间分布上呈现出修复前下游河段(R4~R6)优于上游河段(R1~R3)的特征,修复后不同河段评分均有不同程度的增加,增幅为21.33%~59.15%;通过对敏感因子进行溯源可知,修复前黑水河鱼类产卵期栖息地质量主要受河流连通性和水力条件限制,修复后连通性得到大幅度改善,但水体流速和弗劳德数与保护鱼类产卵的偏好状态仍具有一定差距,后期修复工作应结合鱼类产卵喜好针对水体流态进行局部塑造和改善。
乌梁素海水体与沉积物中半挥发性有机物污染水平及风险评估
黄子晏, 张亚辉
, doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220376
摘要:
为研究乌梁素海水体与表层沉积物中半挥发性有机物(SVOCs)的污染特征和风险水平,于2020年4月对乌梁素海7个点位的水体和沉积物样品进行检测分析。水体与沉积物种SVOCs的总浓度范围为449.7 ~ 691.0 ng·L-1及144.4 ~ 587.5 μg·kg-1。多环芳烃(PAHs)和邻苯二甲酸酯(PAEs)是所有样品中发现的主要污染化合物。其他SVOCs未检测到或仅检测到微量。水体与沉积物中PAHs污染主要来自石油源及煤炭、生物质燃料燃烧混合来源。PAEs污染主要来自源于塑料和化工工业,以及生活垃圾。从饮水和暴露接触的角度出发呈现的健康风险水平较低。
黄河流域城市群工业增长与碳排放脱钩关系研究
刘伟, 毛显强, 李巍, 成润禾
, doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220461
摘要:
在城市群尺度开展黄河流域工业增长、能源消费和碳排放耦合关系研究,对于探索城市群与工业低碳转型和高质量协同发展具有重要意义.研究选择并分析了呼包鄂榆、关中平原、中原等三个城市群2001~2019年工业增长与碳排放的变化趋势,采用Tapio脱钩模型和LMDI分解法对工业增长与碳排放脱钩关系及影响因素进行分析,结果表明:①呼包鄂榆城市群的工业经济与碳排放近似同步增长约23倍,关中平原和中原城市群则表现出明显的不同步现象;②呼包鄂榆城市群的脱钩状态自2014年后由增长连结转为扩张型负脱钩,关中平原城市群脱钩状态自2007年后由增长连结转为弱脱钩,中原城市群始终处于弱脱钩状态;③工业规模始终是三个城市群碳脱钩的主要抑制因素,能源强度对关中平原、中原城市群碳脱钩始终起到促进作用,但对呼包鄂榆城市群的影响自2014年后从促进转为抑制作用.总之,呼包鄂榆城市群工业结构和能耗水平不利于实现碳达峰目标,关中平原和中原城市群的碳脱钩状态正逐步改善.建议结合国家2030年前碳达峰行动方案,制定差异化的城市群工业绿色转型与碳减排政策措施,持续优化工业用能结构和效率,进一步压减高排放和高耗能产业规模,加快呼包鄂榆城市群工业结构升级和节能改造,提高关中平原和中原城市群工业能效和减碳能力.
干旱河谷区土地利用与生态系统服务价值时空演变:以四川攀西地区为例
周建伟, 杨海青, 邓青春, 刘辉, 王磊, 罗君
, doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220336
摘要:

研究土地利用与生态系统服务价值(ecosystem services value,ESV)的时空演变对干旱河谷区土地利用结构优化和生态环境可持续发展具有重要意义。基于高精度土地利用遥感解译数据,运用空间统计分析和地理探测器等方法,探究2000—2020年攀西地区(典型干旱河谷)及其内部分区土地利用和ESV的时空演变及分异特征。结果表明:2000—2020年攀西地区及各内部分区林地占主导,水域和建设用地增长迅速。除南部峡谷工矿区外,攀西地区及其内部分区ESV增长0.74%以上,林地、盐源木里高原林牧区、调节服务对攀西地区ESV贡献率最大。ESV呈西高部低的态势,损失区集中于城镇建设和森林退化区域,增值区集中于水库、水电站修建区和退耕地区,高值区逐步扩大,低值区逐渐缩小。研究期内ESV及其变化的Moran's I均>0,具有显著空间自相关性(P<0.001),但ESV空间聚集性缓慢减弱。人类活动对攀西地区及各内部分区ESV空间分异产生显著影响,其中人为影响指数达48.45%以上。

长江流域湖北片区典型城市水生态环境问题解析及整治对策
张妍妍, 王峥, 邱斌, 孙德智
, doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20210699
摘要(174) HTML(124) PDF(2892KB)(31)
摘要:

为了改善长江流域湖北片区城市水生态环境,从水环境质量、水资源、水生态和水安全4个方面解析了片区内城市水生态环境的特征及问题,并对主要污染源的污染负荷进行分析和估算。结果表明,生活源是片区城市的主要污染源,对化学需氧量、氨氮、总氮和总磷的贡献率分别占城市总排放负荷的68.75%、76.58%、75.82%和80.46%,且存在管网建设滞后,污水处理厂超负荷运行,工业磷化工、磷矿、磷石膏(“三磷”)问题突出,水资源供需矛盾显著,水体富营养化严重和水安全保障能力不够等问题。针对以上问题,结合片区城市的实际情况,分别从以下几方面提出水生态环境综合整治对策:生活源加大管网建设力度,污水处理厂提质增效;工业源重点解决“三磷”问题;水资源坚持以水定城、量水发展,构建节水型城市;水生态方面加强河湖缓冲带建设,恢复生物多样性;水安全方面加强风险管控,建立健全应急预警机制等。