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[硕士论文] 杜利华
港口、海岸及近海工程 浙江大学 2018(学位年度)
摘要:内陆径流与外海潮流交汇的河口海岸水域中存在着复杂的物理过程,影响着河口区的流场和水质特性。中国最大河流长江的入海口与潮汐最强的杭州湾毗邻,两股水体交换,大量污染物入海,深刻影响近海海洋环境。研究长江口杭州湾水体交汇与污染物扩散对海洋环境保护具有重要意义。
  论文针对长江口和杭州湾的水体交汇,建立了大范围二维潮流数学模型。数值模拟了长江口和杭州湾及其交汇区的水流特征,获得了示踪粒子的运动轨迹,结果表明长江口水体大部分流入外海,部分绕过南汇嘴进入杭州湾到达金山附近。杭州湾北岸水体可扩散到金山下游35km,南岸水体向东扩散最远至舟山海域。根据示踪粒子轨迹分析,获得了长江口与杭州湾两河口水流交汇区范围自金山向东延伸约35km、自北岸向南拓展40km左右。分析了径流变化对长江口及交汇处水动力的影响,径流增大使南支及交汇区水流落潮流速增大,涨潮流速减小,而对北支水流影响甚微。
  论文以COD为污染因子,建立了与潮流相一致的大范围水质模型,模拟了长江口杭州湾入海污染物的稀释扩散及两河口水质的相互影响,着重研究了交汇处保守物质浓度的时间变化。数值试验表明,长江口排放点源污染物随潮多次往返迁移最终扩散入海,部分扩散到杭州湾北岸水域,浓度降为原来的5‰。杭州湾北岸排放点源污染物在向上下游扩散的同时由北向南扩散。长江口和杭州湾北岸排放同浓度污染物,扩散至南汇嘴附近浓度分别降到9‰和1‰,交汇处浓度受长江口和杭州湾的影响之比约为9∶1。模拟分析了长江口和杭州湾共同排放污染物时浓度的变化,给出了丰、枯水期污染物浓度等值线所包围的面积,浓度低区丰水期大于枯水期,高浓度区恰好反之,说明径流量大时污染物扩散快,稀释程度高。
[博士论文] 寇长江
水利工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:密集的道路交通网络在为城市带来高度通达、集散功能的同时,也由于频繁交通活动所致的尾气排放、敞式运输、车辆扬尘、轮胎制动、部件磨损以及油分渗漏等原因,成为面状污染最主要的来源之一,路面径流排放、下渗对周围水系和地下水环境造成的影响已经成为道路生态化建设亟待解决的重要问题。本文通过大量文献与实地调研,在综合比对种植林带、人工湿地、生物滞留设施、渗滤系统与透水铺装等污染处治措施及其净化效能的基础上,提出了基于渗滤系统和透水铺装等原位污染控制技术,通过“径流转变为渗流”实现道路面源污染净化的基本思路,并设计了合理的净化介质与渗流路径,从试验、数值层面论证了路面径流污染原位控制技术的可行性。
  首先,准确评估不同类型路面径流污染物的时空分布特征是进行原位污染控制措施设计的依据和前提。通过实地采样与测试,对水泥混凝土、密实沥青混凝土、透水沥青混凝土三种不同道路路面形式的产流过程、径流污染物浓度水平与时空分布特征进行了探究,发现水泥混凝土路面和密实沥青混凝土路面的产流过程为“冲刷-浸润-径流”,透水沥青混凝土路面的产流形式为“冲刷-浸润-渗流-径流”,“渗流”过程和丰富的空隙空间赋予透水沥青混凝土路面较强的污染截留和保持能力,而较小的表面构造特性使水泥混凝土路面的污染保持能力远远低于密实沥青混凝土路面,故透水沥青混凝土路面、传统的水泥混凝土路面、密实沥青混凝土路面,径流水样污染程度依次加深。除了不同类型路面产流特征,路面径流污染物的空间分布特征还受到路段交通特征和周边环境的影响,在交叉口与人行横道附近表现出悬浮物、重金属污染富集的现象,在商业区附近表现出有机污染物升高的现象;在路面径流污染物的时间分布特征方面,基于密实沥青混凝土路面径流污染物累积分布曲线,提出了冲刷高峰时点tm、累积最大冲刷浓度Cm和冲刷强度Fm等量化指标来表征路面径流污染物的初期冲刷效应时域和强度。
  其次,调研结果充分说明了透水沥青混凝土路面在净化路面污染、削减降雨洪峰等方面的优势。基于此,研究设计了“全渗透式”道路断面的基本形式,确定了包括透水沥青混凝土路面、多孔水泥混凝土边坡、矿物材料净化层和生物废料改良土4种净化介质组成的渗流路径,对不同配(合)比的净化介质进行了室内制备、基本性能测试,确定了干法撒布沉积土与湿法化学试剂法投放相组合的污染物输入方式,并设计、开展了不同配(合)比的净化介质的室内净化试验。对不同净化介质的模拟试验结果表明:透水沥青混凝土和多孔水泥混凝土的空隙率变化主要影响SS及附着其上的那部分污染物的净化率,对溶解分散于水样中的其他污染物的净化率影响较小;不同矿物材料净化层的内部孔隙结构、表面物化特性不同,对SS的净化率普遍较高,沸石、硅藻土对TP的净化率较高,而沸石、陶粒对重金属Pb和Zn的净化能力突出;对土壤的改良处理不利于SS的净化,生物废料的掺配主要提升土壤的重金属净化能力。根据净化介质的初始净化能力,绘制了初始净化等级示意图,并从空间布局、层位布局、材料混合、净化增强四个层面给出了适用于不同污染物浓度水平与净化等级要求的净化介质组合方法。此外,还对净化前后径流水样中悬浮颗粒粒径范围、峰形特征及最频粒径的变化规律进行了分析,发现透水沥青混凝土主要截留大粒径颗粒,多孔水泥混凝土主要截留大粒径和中等粒径的颗粒,而矿物材料净化层对各个粒径范围的颗粒均具有较好的截留作用。
  室内净化试验还针对大空隙/多孔材料容易堵塞而引起的排水能力衰减问题,考虑雨前晴天风干作用对堵塞进程的影响,对不同配(合)比的净化介质进行了径流水样污染物总量等效年限为10年长期净化效能试验,对渗透系数与污染净化率的同步测定结果表明,风干效应虽然会引起路面结构空隙内沉积物的絮凝、成团、结硬,加速空隙空间排水能力的衰减进程,但能够促进溶解态污染物向悬浮颗粒的附着过程,增加各种污染与净化介质的接触时间,有利于污染物的净化,且截留颗粒和空隙内壁组成的新空隙结构能够显著提高净化介质对各种污染物的截留、净化能力。对于长期服役过程的堵塞问题,基于空隙衰变引起的排水能力衰减而净化能力增强的规律,提出了“平衡法”、“最大污染净化率法”和“排水能力优先法”等确定净化介质清理时间节点的方法。
  为确定降雨强度、几何坡度、组合形式对实际净化效能的影响,建立与室内净化试验的联系,实现路面径流污染物的定量管理,构建了包括人工模拟降雨平台和道路集成平台的足尺试验系统,对单(双)层沥青混凝土路面、不同坡度多孔水泥混凝土边坡及两种矿物材料净化层进行人工模拟降雨试验。率定试验表明人工降雨的均匀性和重复性均能满足试验要求,不会对实验结果造成影响。对于边坡部分,坡度的增加会明显降低多孔水泥混凝土对径流污染的净化能力;对于路面部分,通过计算不同空隙率透水沥青混凝土所能承受的极限降雨强度确定了合理的降雨强度范围与梯度,并以相同空隙率透水沥青混凝土的室内净化试验结果和近似降雨强度人工模拟降雨试验结果为参照,分别提出了调整系数α、层系数β、降雨强度折减系数γ,同时实现不同影响因素的定量评价和与室内净化试验的转换;两种组合形式(2#仓室和3#仓室)对六种污染物的综合净化率均达到了较高的水平,不同材料所发挥的作用与室内净化试验结果相符。
  最后,基于一定的简化、概化条件,建立了道路结构及其地下水环境的有限差分模型和污染物运移模型,初步探究了路面径流入渗部分对其污染羽的影响,运行结果表明:污染物在道路及其地下水环境中的入渗与迁移过程受到介质分界面、地下水位线、距离排水区域的距离等因素的影响,表现出有规律的时间、空间的累积现象,且在相同或类似的地质条件下,整个区域的浓度水平则主要受到污染物补给浓度(路面径流污染浓度与原位控制技术污染截留量的差值)的影响。模型能够对输入(补给)、输出(观测井)模拟区域的污染物随时间和空间的变化进行有效预测,可以作为原位控制技术实施后道路地下水环境污染羽评估、管理的有效手段。
  研究成果将为推动路面径流污染原位控制技术的发展和实施前后道路环境污染状况的定量评估提供理论基础。
[硕士论文] 任亚军
植物保护 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:有机氯农药(OCPs)、多环芳烃(PAHs)和多氯联苯(PCBs)是3类典型的具有致癌、致畸和致突变的持久性有机污染物(POPs),它可以通过多种环境介质进行长距离迁移,对人体健康和环境安全产生了极大危害。地表水体和表层底泥是OCPs、PAHs和PCBs等污染物的重要环境受体,因此研究OCPs、PAHs和PCBs在地表水体和表层底泥中的暴露水平、环境行为及其造成的环境风险具有重要的理论和实际意义。
  本研究首次对扬州城区水体和表层底泥中3类典型的POPs进行了系统的研究。在2016年和2017年两年时间内,对扬州城区13处站点水体和表层底泥样品中的3类典型POPs进行分析测定,分别探讨了这3类POPs的污染特征,对其时空分布、污染来源做初步解析,并评估它们对生态系统危害,这一研究对相关POPs污染的控制和削减,以及区域经济与环境的协调发展,均具有十分重要的意义。
  扬州城区水体中OCPs、PAHs和PCBs的含量分别为33.58-468.33ng/L、321.23-5422.60ng/L和0.56-41.63ng/L,平均浓度分别为133.07、1015.975和9.44ng/L;表层底泥中OCPs、PAHs和PCBs的浓度分别为27.00-9419.22ng/g dw、21.25-2284.67ng/g dw和0.03-14.45ng/g dw,平均浓度分别为785.76、656.85和1.195ng/g dw。
  OCPs、PAHs和PCBs在扬州城区水体中空间分布比较均匀,在春夏两个季度水体中OCPs、PAHs和PCBs含量均高于秋冬两个季度。3类污染物在表层底泥中分布情况各不相同,杉湾大桥站点表层底泥中OCPs含量显著高于其他11处站点,表层底泥中OCPs空间分布趋势为:城市中区∑OCPs浓度>城市西区∑OCPs浓度>城市东区∑OCPs浓度,各站点表层底泥中OCPs含量季度差异较小;杉湾大桥站点和瓜洲闸站点表层底泥中PCBs浓度高于其他10处站点PCBs浓度,表层底泥中PCBs含量的季度差异较小;扬州闸站点、杉湾大桥站点和瓜洲闸站点表层底泥中PAHs浓度明显低于其他站点,底泥中PAHs浓度空间分布趋势为:城市东区∑PAHs浓度>城市中心区域∑PAHs浓度>城市西区∑PAHs浓度。在表层底泥中PAHs季度变化比较明显:春季∑PAHs浓度>秋季∑PAHs浓度>夏季∑PAHs浓度>冬季∑PAHs浓度。
  通过对扬州城区水环境中OCPs、PAHs和PCBs的来源进行解析。结果发现,扬州城区水体中HCHs来源受HCHs类农药历史残留和林丹使用的综合影响,表层底泥中的DDTs主要来源于环境中的残留;水体和表层底泥中的PAHs主要来源于燃烧源;水体中的PCBs主要来源为国产PCBs在环境中的持久性残留,表层底泥中PCBs来源主要受国产电容器、变压器以及油漆添加剂的影响。
  扬州城区水体和底泥中PAHs和PCBs含量水平较低,大多数站点表层底泥中的PAHs和PCBs对周边生物的影响效应较小;杉湾大桥站点和瓜洲闸站点表层底泥中OCPs含量较高,存在较高的生态风险,其他站点表层底泥中OCPs的生态风险较低。
  论文研究这3类POPs的污染情况、时空分布、来源和潜在风险,评估它们对生态系统的危害,这一研究对相关POPs污染的控制和削减,以及区域经济与环境的协调发展,均具有十分重要的理论和实际意义。
[硕士论文] 朱钰
地图学与地理信息系统 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:从地球形变响应的相关研究历史看,尽管在环境要素负荷地壳形变方面的研究在不断增多,但是受数据和计算模型的影响,一些地区由于江河湖库动态变化引起的地壳形变和局部重力场变化缺乏系统的、有效的监测。
  本文以多种数据为依托,系统的研究了江河湖库水负荷形变理论体系,并以三峡地区为例,实践了负荷形变计算的全过程。研究主要包括三部分内容:探讨基于ZY-3卫星影像提取江河湖库水体的方法;以负荷形变理论为支撑计算江河湖库水对区域的7种形变影响(以下简称计算结果);重构CORS站、重力台站数据的精细信号对比分析计算结果中大地高、地面重力变化的有效性。主要工作及成果如下:
  (1)通过探讨遥感影像中水体提取方法的研究概况,发现了现有水体提取方法应用于ZY-3影像的有限性,探索性的提出基于WI和单波段阈值求交的提取方式以及基于概率统计的纹理滤波提取方式,并对比了各种提取方式的优势和不足,获得三个主要结论:
  ①对于ZY-3影像,其近红外波段对水体有较高的敏感度,当存在较少与水体反射率相近的地物时,使用单波段阈值法或多波段谱间运算就能获得较为理想的水体提取效果。
  ②常用的NDVI、NDWI在该卫星影像中提取效果不佳,WI容易漏提水体,HIS最优指标法减小了结果中的噪音,但结果中水田信息较多。相比较,基于规则的面向对象提取方式有较大的应用潜力。
  ③谱间关系和水体指数的结合的方式能一定程度的排除阴影的干扰,有一定的开发应用空间。当研究区细小水体较少或进一步研究中不考虑细小水体时,基于概率统计的纹理滤波能有效降低水体提取结果中的噪音,一定程度上避免了水田和阴影的混入。
  (2)以负荷形变理论为依托,详细说明了实践计算的具体过程和关键步骤,提出了水面DTM和水体等效水高生成的方法,模拟计算了研究区水位从145-175m每上升5m的负荷形变量,详细计算了研究区域2011年1月至2015年6月地面重力、大地水准面、大地高、正常高、扰动重力、垂线偏差、水平形变7种形变量的月变化。计算获得的主要成果有四点:
  ①模拟计算中7种形变量随着水位的上升而增大,且呈现由河道向外发散的特征。
  ②实际计算中水体对区域重力负荷影响的月变化保持在±45uGal之间,对大地水准面的影响基本保持在0-5mm之间,对区域大地高的影响保持在-25-0mm之间;对区域正常高的影响保持在-30-0mm之间,对区域扰动重力的影响基本在±45uGal之间,对区域垂线偏差的影响大部分区域保持在0-10ms之间,对区域水平形变的影响普遍较小,整体不高于0.40mm。除水平形变外,其他形变量在河道处的数值是其基本变化量的几倍甚至数十倍。
  ③从距水体5km至20km,随着与水体距离的增加,7种形变量逐渐减小。
  ④从时间序列看,形变量存在明显的季节性,汛期(7-9月份)形变量高于非汛期。
  (3)基于CORS站和重力台站实测数据对比分析了江河湖库水负荷形变体系计算结果中的大地高变化和地面重力变化。简要说明了CORS站和重力台站数据的预处理过程,实验探索了CORS站及重力台站数据的非潮汐精细信号重构过程。在CORS站大气影响剔除过程中提出两种解算导纳的方式,使用回归法计算了三峡地区30座、关中地区24座CORS站的大气导纳值。对精细重构之后的数据求取月平均与计算结果进行对比得到:江河湖库水负荷形变体系计算的大地高变化结果有效性较高,且计算的结果能反映区域大地高整体的变化,较单点监测有一定的优越性,计算所得的重力变化结果符合实际情况,但不能代表地面实际重力变化的总趋势,尤其是距离水体较远的点。
  此外,研究过程中还系统地总结了地表环境负荷形变理论及方法,基于前人的研究成果,以负荷格林函数为依托,构建了江河湖库水负荷形变计算的理论体系,并撰写了一系列计算相关的DOS程序及批处理Python脚本。这不仅为本文研究过程提供了极大的便捷,且可作为研究者和工作人员做江河湖库水负荷形变研究时的工具,供其使用。
[硕士论文] 赵坤
水利工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:相比于普通道路,城市主干路是一个相对密闭的场所,频繁的交通活动使其径流污染严重,高密度住宅区、商业区道路也因城市人口密度的增加造成路面积累较多的污染物质,由于路面径流中SS、COD和N、P营养物质等含量较高,对路面径流污染特征进行分析,以实现路面雨水污染控制与收集利用。
  基于此,本文选择重庆市某主干道路、某高密度住宅区和某商业区道路为研究对象,分析其路面雨水径流污染特征和污染初期冲刷效应,探讨了污染物的相关性以及污染物与下垫面特征、季节的关系,然后通过实验研究了新型多孔纤维棉技术、组合式生物浮岛技术、景观调蓄池回用技术对路面雨水径流污染的控制效果。在实验与理论分析的基础上得到以下几个结论:
  ①通过水质监测表明:某主干道雨水径流、某高密度住宅区道路雨水径流和某商业区道路雨水径流的污染程度较为严重,普遍高于《地表水环境质量标准(GB3838-2002版)》Ⅴ类水指标,且远超过回用水标准,道路雨水径流污染物SS、COD、TN、TP的初期浓度都较高,其中以SS、COD污染程度最重,初期浓度最高,应重点控制SS和COD。
  ②对相关性分析,表明污染物SS与COD、TP、TN具有明显的相关性,相关性SS~COD>SS~TP>SS~TN,某高密度住宅区道路污染物相关性高于某主干路污染物相关性,对下垫面类型进行分析,可能由于污染物来源不同,导致了某主干道的SS和TN浓度明显高于某高密度住宅区道路,TP和COD浓度明显低于某高密度住宅区道路,对季节分析,表明重庆市春、秋季污染物SS、TN、COD明显高于夏季。
  ⑧研究不同技术的控制效果,结果表明:一种自制的多孔纤维棉装置对COD、SS的去除效果高于TN、TP,可以较好的运用到市政道路设施中,但因堵塞出现不同程度的流量衰减,过滤30min时流量衰减基本趋于了稳定,对最佳滤速分析,表明其对污染物SS去除的最佳滤速为2.6-3.3mm/s,对TN、TP去除的最佳滤速为2.8-3.2mm/s;某雨水塘运用了组合式生物浮岛技术,在5个换水周期下对浊度、氨氮、TN、TP、COD的平均去除率分别达到67.2%、73.8%、14.8%、35.7%、35.14%,污染物的去除率可能与植物的生长过程有关,随着植物的生长,后期浊度、氨氮、TN、COD去除率有明显的提高;某会展公园景观调蓄池对污染物TN、TP、COD均有较好的控制效果,其回用水水质均达到景观回用水规定。
[硕士论文] 刘顺
环境工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:据统计,对全国295座的城市搜查中,其中218座城市被确定有黑臭水体存在,占比近74%,仅剩77座没有排查到黑臭水体。为了控制这一的态势,国务院制定了《水污染防治行动计划》(简称“水十条”),要求到2030年,对七大重点流域中水质控制中,水质优良比例需基本达到75%以上,城建区内黑臭水体基本得到消除。
  铜陵市翠湖兼具“河、湖”属性,因雨污分流不彻底而导致雨水与生活污水夹杂垃圾、淤泥、油污等直接排入翠湖,造成水体严重污染。本课题以铜陵市翠湖为研究对象,从城市河湖生态修复的角度出发,对铜陵翠湖实施截污、清淤、生态净化等工程,并对工程效果进行评价,为类似条件下的城市污染水体修复治理提供了借鉴。主要成果体现在以下四个方面。
  (1)以生态环境学和建设工程学的相关理论为基础,以生物-生态修复技术的集成为手段,通过工程实施与水环境质量监测,初步构建了符合翠湖水体污染特征的生态修复工程技术体系。该体系以生态净化为核心,综合运用各种修复手段协调治理,协同修复城市污染水体。
  (2)针对来自城市上游的外源污染,综合运用各种物理工程手段,包括机械拦污工程、环湖截污工程、高效的雨污水处理工程等;针对河湖本身的内源污染,构建了水生植物与水生动物相适应的生态体系;针对翠湖所处环境特点,营造了与景观相适应的清水型生态平衡体系。这些体系与技术可有效的去除污水中80%的悬浮固体和油污以及50%以上的COD和BOD,有效降低翠湖主体湖面NH3-N、TP、CODcr等指标浓度,最低含量分别达到1.39mg/L、0.189mg/L、8.5mg/L,同时提高了水中的溶解氧,最高含量达到6.36mg/L。此外,同一地点污染物去除效果呈现出TP>NH3-N>TN>高锰酸盐的规律,污染物去除效果显著。
  (3)利用多种水质评价方法对翠湖水质监测数据进行评价,结果表明:单因子指数法显示TN和CODcr等指标达到地表V类水标准;内梅罗指数法显示主体湖面属于轻度污染,部分地区甚至接近尚清洁等级;综合污染指数法显示主体湖面的综合污染指数稳定在1.7左右。总体情况为水质由原来的劣V类,变为地表水V类水质,另外,如部分地区的TP、CODcr和NH3-N等指标,可以达到地表水Ⅲ类标准。
  (4)实践结果表明,翠湖生态修复技术具有多重作用。首先能显著削减城市上游流入翠湖的污染物浓度,改善城市河、湖水质,具有净化水质的作用;其次是水生动植物培育以及微生物的投放,丰富了生物多样性,同时增强了生态系统的稳定性,具有良好的生态效应;此外,翠湖修复工程的实施,避免了老城区的大规模改造,社会经济效益明显。
[硕士论文] 杨婷
环境工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:近些年来,焦岗湖大力发展旅游业和渔业养殖,导致湖体水质下降,区域湿地面积不断减少。本文通过对焦岗湖及其入湖水体污染特征进行研究分析,了解焦岗湖及其入湖水体污染现状,并对入湖水体及其周边采样区域进行空间相关性分析,了解周围沟渠对焦岗湖水体污染的影响,为其生态系统修复与保护提供数据基础。
  本研究通过2016年丰水期和2017年枯水期对焦岗湖入湖口水体进行采样分析,了解其重金属、氮磷、离子、叶绿素a、化学需氧量污染特征以及各种碳含量浓度水平,研究入湖水体目前的污染状况;通过平水期对焦岗湖入湖沟渠支流水样进行降雨前、后采集、分析与监测,了解焦岗湖周围沟渠支流对焦岗湖入湖水体水质污染的影响。通过研究,得出以下几点结论:
  1.焦岗湖入湖水体重金属含量较低,大部分点位水体重金属含量均达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中规定的Ⅰ类水标准,少数点位处于Ⅱ类水平;铁、锰含量在丰水期均高于地表水环境标准中规定的限值0.3mg/L和0.1mg/L,铁含量在枯水期也超过了该标准。焦岗湖入湖水体离子污染较小,离子含量波动不大,在水体中都比较稳定。氟离子维持在《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中规定的Ⅰ-Ⅲ类水平,氯离子和硫酸根离子浓度等都在地表水规定限值250mg/L以内;枯水期硝酸根离子和硫酸根离子浓度远高于丰水期。
  2.丰水期氮磷含量基本高于枯水期。丰水期各采样点总氮含量都超过了国家地表水Ⅲ类标准,大部分都处于Ⅳ类和Ⅴ类之间;枯水期各采样点水质略优于丰水期,除少数点位外,基本处于Ⅳ类水平。丰水期所有采样点位总磷含量均远远高于地表水Ⅴ类标准,而枯水期除有小半部分点位达到Ⅴ类水标准外,其他点位均为Ⅲ类或Ⅳ类水。
  3.枯水期叶绿素含量明显低于丰水期,基本维持在0.025mg/L左右,仅少数点位略高一点,而丰水期叶绿素含量较高,在0.049~0.219mg/L之间;所有点位化学需氧量均超过了20mg/L,水质基本维持在地表水Ⅳ类和Ⅴ类;总碳和总无机碳空间分布相似,无机碳占总碳含量的85%以上。
  4.焦岗湖入湖水体水质主要影响因素是氮磷营养盐,所有采样点位的丰水期营养水平均较枯水期高。丰水期焦岗湖入湖区域基本处于中度富营养化水平,而枯水期焦岗湖入湖区域基本处于轻度富营养化水平。丰水期时靠近湖中心的区域,富营养化程度要低于靠近入湖口区域,而枯水期时则正好相反。
  5.焦岗湖水体中氮含量总体维持在地表水Ⅳ类水平,其来源支流主要有:湖体西南方向的南中心沟、湖体东北方向的丁家沟及关沟。通过莫兰指数空间自相关分析可知,焦岗湖周围沟渠水体对湖体氮污染有较大影响,特别是降雨之后,这种影响作用更强。
  6.焦岗湖总体磷含量较高,总磷达到地表水Ⅴ类标准,污染主要来源于湖体水产养殖,除丁家沟和关沟外,其他支流贡献不大。和氮含量相似,通过莫兰指数空间自相关分析可以确定焦岗湖周围沟渠水体对湖体磷污染有一定加重作用,特别是降雨之后,这种影响作用更强。
  7.焦岗湖水体中的污染物主要来源于水产养殖污染、居民生活污染、畜禽养殖污染以及农业面源污染,工业废水污染较小;周围沟渠对焦岗湖污染产生较大影响,在进行焦岗湖生态保护时应特别注意控制外源污染进入湖体,从源头控制污染;入湖水体目前出现的主要问题是轻度富营养化,需对其采取一定的水体恢复与防治措施。
[硕士论文] 姚月
地图学与地理信息系统 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:近年来,城市化快速发展使得大量生活污水和工业废水被排放至城市河道中,河道中有机污染负荷增大且河流的自净能力不足,造成城市河流水质的日益恶化。目前在中国大部分城市河道中,水体几乎都受到了不同程度的污染,城市水体黑臭现象尤为突出。随着遥感技术发展,其便捷、高效、连续、覆盖广的优势逐渐弥补了黑臭水体传统监测方法的不足。利用卫星遥感识别城市黑臭水体,并通过长期监测可以得到黑臭水体的分布情况及变化规律,并对其治理成效进行评价。我国GF系列高分辨率卫星的快速发展,使得通过遥感手段监测黑臭水体成为可能,这对国家监管和评估黑臭水体具有重要的意义。
  本文以中国七个典型城市黑臭水体为研究区,设计并进行多次野外水体遥感综合试验,获取了大量的黑臭水体的水质参数、表观光学量和固有光学量等数据。城市黑臭水体复杂多变,所以从遥感业务化监测城市黑臭水体的角度出发,进行了城市水体的遥感分类。在分类的基础上分析了利用GF多光谱卫星识别黑臭水体的局限性,并根据其光谱特征建立了BOI指数识别城市黑臭水体。针对GF多光谱影像识别黑臭的业务化需求,提出了一种快速、准确的GF多光谱数据预处理流程,并以沈阳市和北京市重点区域为示范区,应用GF多光谱数据预处理流程和城市黑臭水体识别BOI模型,实现了对两区域2015~2017年城市黑臭水体的监测。
  本文主要取得的研究成果和结论是:
  1)建立了城市水体的遥感分类体系,包括两类一般水体、三类轻度黑臭水体和三类重度黑臭水体。通过分类体系分析了八种水体的光谱特征,其中两种一般水体分别具有清洁水体和富营养化水体的光谱特征;反射率特征与一般水体相似的轻度和重度黑臭水体具有富营养化水体的光谱特征;反射率较高的轻度和重度黑臭水体具有浑浊水体的光谱特征;反射率极低的轻度和重度黑臭水体具有黑臭水体特殊的光谱特征,即没有明显水的光谱特征。
  2)为了实现城市黑臭水体的遥感识别,根据城市水体的遥感分类体系进行了基于GF多光谱的水体分类,包括一般水体和三类黑臭水体。通过分类结果分析得到了GF多光谱卫星识别黑臭的局限性:受GF多光谱卫星宽波段传感器和波段设置等因素的影响,难以区分重度黑臭水体和轻度黑臭水体,并且难以区分一般水体和与富营养化水体相似的黑臭水体。
  3)利用实测遥感反射率数据模拟GF多光谱数据,通过对比发现黑臭水体具有在红-绿光波段反射率变化比一般水体更为平缓的光谱特征,提出了一种可以快速识别黑臭水体的归一化比值模型BOI(Black and Odorous water Index)模型,精度较高。
  4)GF多光谱数据受数据本身原因的影响在实际应用中存在一定的问题,本文提出了针对GF数据的预处理流程:包括复原融合、几何校正、大气校正。并将BOI模型应用到预处理后的2015~2017年沈阳市和北京市重点区域的影像数据当中,得到两个城市的黑臭水体现象逐年减少的变化趋势,这与政府的整治监管有着直接的联系。
  本论文在水色遥感专家知识分类的基础上,建立了城市水体遥感分类体系,并在此基础上提出了基于GF多光谱影像对城市黑臭水体进行识别的方法,为有效监管黑臭水体提供技术支持。
[博士论文] 钟亮
植物营养学 浙江大学 2018(学位年度)
摘要:我国水体环境中的重金属污染日趋严重,其中,铬污染现象较为突出。水体环境中铬污染的来源大体分为三类:工业生产,日常生活及化学制品。铬在水体中主要以三价(Cr(Ⅲ))和六价(Cr(Ⅵ))形式存在。Cr(Ⅵ)在水体中具有高溶解度和高毒性,一般以阴离子形式存在。与之相反,Cr(Ⅲ)在中性或碱性条件下通常形成沉淀态的氢氧化物,并可以通过离心或过滤的方法去除。Cr(Ⅵ)的生物还原法是一种简便高效的水体铬污染修复方法,即微生物利用有机物或无机物作为电子供体,以Cr(Ⅵ)作为电子受体,将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)。
  甲烷(CH4)是一种强温室气体,常见于自然和人为活动中,主要来源于城市污水处理和垃圾填埋中的厌氧发酵过程,近年来在废水生物修复中应用越来越广泛。该生物学过程中,甲烷可以充当电子供体和碳源,为微生物的生长提供足够的能量,从而驱动氧化态污染物的生物还原。甲烷基质膜生物反应器(Membrane biofilm reactor, MBfR)能够将CH4安全高效地传递给膜上的微生物从而驱动微生物进行物质和能量代谢,是一种去除废水中Cr(Ⅵ)的理想工艺。
  本论文研究了CH4作为唯一电子供体驱动Cr(Ⅵ)生物还原的微生物学过程,探究了不同的负荷的Cr(Ⅵ),NO3-,SO42-及Se(Ⅵ)的还原动力学和还原过程中的相互作用,阐明了Cr(Ⅵ)生物还原过程的作用机制以及NO3-,SO42-及Se(Ⅵ)对Cr(Ⅵ)还原的影响机理。主要结论如下:
  1) CH4-MBfR中Cr(Ⅵ)生物还原过程
  证实了微生物是能够以CH4作为唯一的电子供体来驱动Cr(Ⅵ)的生物还原。当Cr(Ⅵ)是CH4-MBfR中的唯一电子受体时,随着附着在生物膜上的微生物群落对Cr(Ⅵ)的不断适应,微生物对Cr(Ⅵ)的还原能力不断增强。实验共持续90天,分为五个阶段。最终,当进水Cr(Ⅵ)浓度为3mg-Cr/L,其表面负荷为370mg-Cr m-2 d-1时,去除效率达到了95%。通过XPS,TEM和EDS分析表明, Cr(Ⅲ)沉淀是Cr(Ⅵ)还原的终产物,并且分布于细菌的胞内和胞外。
  2) CH4-MBfR中Cr(Ⅵ)和NO3-,SO42-及Se(Ⅵ)还原的相互作用
  当Cr(Ⅵ)为CH4-MBfR中唯一电子受体时,进水表面负荷为500mg-Cr/m2-d的Cr(Ⅵ)全部被还原为Cr(Ⅲ);但当进水中同时含280mg-N/m2-d的NO3-时,Cr(Ⅵ)还原能力显着降低(<25%);当进水NO3-负荷为零时,Cr(Ⅵ)还原率仅恢复至70%。因此,NO3-对Cr(Ⅵ)还原具有不可逆的抑制作用。
  在CH4-MBfR中,当SO42-负荷从零增加到4.7mg/m2-d时,Cr(Ⅵ)去除率从60%(阶段1)提高到70%;在SO42-负荷减少到零后,Cr(Ⅵ)去除率进一步增加到90%,表明硫酸盐还原菌(SRB)在生物膜上富集,并驱动Cr(Ⅵ)的还原。然而,高负荷的SO42-(26.6mg/m2-d)会显著抑制Cr(Ⅵ)的还原(还原率为40%)。同样地,当CH4-MBfR进水中含0.5mg-Se/L的Se(Ⅵ)时,Cr(Ⅵ)的去除率略微下降至60%;而当进水中不含Se(Ⅵ)时,Cr(Ⅵ)的去除率又回升到80%。
  3) CH4-MBfR膜上的微生物群落结构的变化。
  在CH4-MBfR中,随着微生物以CH4作为电子供体驱动Cr(Ⅵ)的生物还原,Meiothermus(Deinococci)和Methylosinus(Ⅱ型甲烷氧化菌)逐渐成为了生物膜上的优势菌属。群落结构分析表明,甲烷氧化菌和铬酸盐还原菌之间的协同作用是主要的生物学机制:甲烷氧化菌活化CH4,产生并释放一些代谢中间体,铬酸盐还原菌利用这些中间体作为电子供体来驱动Cr(Ⅵ)的生物还原。
  随着NO3-的引入,膜上Meiothermus(Deinococci)相对丰度大幅降低,而Chitinophagaceae(一种反硝化细菌)的丰度显著增加。这说明NO3-对生物膜上的微生物群落具有显著影响。之后,当进水不含NO3-时,Pelomonas相对丰度显著上升,表明其可能具有Cr(Ⅵ)还原能力。此外,通过PICRUSt对功能基因进行预测,发现在引入NO3-后,生物膜上与铬酸盐还原有关的基因丰度显著降低,而与反硝化作用和甲烷氧化过程有关的基因丰度却有所增加。
  与Cr(Ⅵ)共存的SO42-使得CH4-MBfR生物膜上演化出三个主导菌属。基于这三个菌属的相对丰度与Cr(Ⅵ)和SO42-的负荷之间的相关性分析,我们得出:Methylocystis(Ⅱ型甲烷氧化菌)可同时还原Cr(Ⅵ)和SO42-,而Meiothermus仅对Cr(Ⅵ)还原起作用,Ferruginibacter只对SO42-还原起作用。与Cr(Ⅵ)共存的Se(Ⅵ)使得CH4-MBfR生物膜上演化出两个主导菌属:Meiothermus(可以同时还原Cr(Ⅵ)和Se(Ⅵ))和Me thylophilus。我们得出:Methylophilus活化CH4,其产生释放的电子和能量转移给Meiothermus来驱动Cr(Ⅵ)和Se(Ⅵ)还原。
[硕士论文] 涂婷
水利工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:傍河水源地紧靠河流,地下水量充足且水质较好,在中国北方地区的供水中普遍采用。地下水污染后极难处理,使得地下水的污染防重于治。因此,地下水污染风险的准确评估是水源地维持良好供水的关键,这对于水源地地下水的污染防治具有重大意义。本研究基于污染源-路径-地下水风险全过程控制的思路,对武烈河流域地下水水源地的污染源进行了识别,并基于污染源识别的结果,对地下水中的特征污染物进行了溶质运移模拟,针对模拟的结果对水源地健康风险进行了评估。研究成果如下:
  (1)根据武烈河流域傍河地下水水源地的现场调研及资料收集,研究区内的污染源主要有地表水、非正规垃圾场、工业污染源、畜禽养殖场等。其中,由于水源地主要开采浅层地下水作为饮用水源,地表水水质对于地下水水质的影响较大。对傍河水源地地表水和地下水的水质进行检测分析,水源地保护区内地表水水质良好,目前暂未对水源地地下水造成污染。通过近几年地表水和地下水水质相关性分析可以看出地下水与地表水中pH值、铜、锌、挥发酚、高锰酸盐指数、氨氮、阴离子合成洗涤剂、氟化物、总氰化物、总砷、硒、镉、六价铬、铅等指标总体变化趋势是一致的,其中高锰酸盐指数、氨氮等指标的浓度变化明显,地下水水质与地表水水质息息相关。
  (2)利用GIS对武烈河流域傍河地下水水源地水文地质等资料进行数据提取整理,插入到GMS的MODFLOW模块中建立水源地地下水流模型。然后运用GMS中的MODPATH模块和GIS相结合,对取水井与水源地周围的非正规垃圾场、各类小型工厂、畜禽养殖场等之间的路径关系进行了的溯源追踪模拟。再结合层次分析法对水源地污染源进行了危害性排序,危害风险排序结果为:非正规垃圾场>小型工厂>畜禽养殖场,水源地东北部的非正规垃圾场对取水井水质影响最大。
  (3)基于以上研究结果,选取非正规垃圾场地下水中氨氮、汞、氟化物、挥发酚为特征污染物,运用GMS中的MT3D模块对污染物进行20年的溶质运移模拟。从模拟结果可知,非正规垃圾场地下水中的污染物经过10年运移逐渐扩散到水源地取水井周围,由于水源地取水井的长期大量开采,形成了地下水位漏斗,使得污染物在水源井处堆积,浓度逐渐增加,对水源地取水井水质产生了影响。随后污染物又跟着水流继续往南扩散,使得取水井处污染物浓度不再继续增加。从模拟的第15年左右至模拟结束,取水井处污染物浓度处于一个波动的平稳状态。针对水源井出现的地下水位降落漏斗,建议后续可以通过合理开发地下水资源,控制开采量,做到采补平衡,或者进行人工回灌,发展节水型工业、农业和增加开采深度等来进行调控。
  (4)在数值模拟结果的基础上,采用美国的健康风险评价模型对水源地未来的健康风险进行预测。主要考虑研究区污染物通过饮食途径对人体健康产生的危害。从模型计算结果可知,未来20年内研究区成人的健康风险值和儿童的风险值都小于人体健康最大可接受的风险水平(5.0×10-5a-1),处于可接受的范围之内,说明水源地水环境健康风险状况良好。建议加强对垃圾场范围内的地下水监测,或者将其清理搬迁,或者建立有防渗处理的正规垃圾场,避免污染物继续入渗对地下水造成严重污染,减少水源地取水井的安全隐患。
[硕士论文] 王璞
市政工程 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:在纳米技术飞速发展的今天,纳米材料的应用范围也覆盖了工业生活的各个方面。而随着纳米材料在生产与制造中的广泛应用,其带来的环境负效应也逐渐受到人们的关注。纳米材料在生产与应用中通常通过点源途径排放到自然水体中,从而形成水环境中的纳米颗粒污染物。这种水中纳米颗粒物具有长期赋存、难以降解并且剂量低等特点。可是在传统的毒理学评价指标中,对于污染物质的生态风险评价偏向于其对模式生物的出生、死亡、生长抑制等行为的影响。这类研究所选取的剂量往往高于实际水体中纳米颗粒物真实赋存剂量。因此这类结论只能给予该类污染物的毒性评价,却不能正确反映其对生态环境的真实影响。尤其对于纳米颗粒物对水生生物的低剂量正向刺激效应(hormesis),并未做出全面客观的评价。可是在当今污染物风险评价的线性模型中还没有针对hormesis效应的双向剂量-效应模型。因此我们在研究中为新型纳米颗粒污染物的早期风险预警做出一定的探索。
  本研究选用的C60与纳米银(AgNPs)作为水体中新型纳米颗粒污染物的代表,以大型溞(Daphnia)与斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为模式生物。进行真实环境赋存浓度下的低剂量暴露,并通过先进的组学检测分析技术研究纳米颗粒污染物对水生生物的hormesis效应分子机制。
  本研究前期研究低浓度C60对大型溞的氧化应激效应。随后在氧化应激反应中出现hormesis效应的区间着重进行了转录组的检测与分析。通过研究低浓度AgNPs对斜生栅藻的长期暴露后藻细胞代谢产物的变化,推断显著差异的代谢通路。为今后的环境风险预警提供早期生物标记物的理论支持。
  通过表征CAT、SOD的活性,表明大型溞对nC60的Hormesis效应区间随着暴露时间的推移逐渐左移。而该结果不仅从抗氧化应激酶的方面得到了证实,在谷胱甘肽作为一种机体抗氧化的缓冲成分出现在细胞中时我们同时也检测到了相应的浓度变化。从其变化规律来看与抗氧化应激酶的变化趋势相似,这个结果从另一个方面更好的证明了nC60对大型溞会产生抗氧化应激的Hormesis效应,并且随着暴露时间的推移,Hormesis效应区间也在不断的向低浓度迁移,最终达到全部抑制。
  随后我们利用转录组技术考察了大型溞在暴露于nC60中48h后的基因毒性作用。研究结果表明处理组大型溞细胞内负责编码磷脂酶PLA2G和磷脂酶D基因的表达量下调,导致磷脂酶的合成量下降,进而影响到大型溞正常的消化功能及磷脂类脂质的代谢过程。而在氧化磷酸化代谢途径中ND5、SDHD、COX1基因明显差异性表达该研究进一步表明大型溞个体对nC60的毒性非常的敏感。
  在关于AgNPs对斜生栅藻影响的研究中,藻细胞暴露于AgNPs48小时后通过代谢组学技术,鉴定出30种代谢物,其中9种与对照组相比具有显着变化。这些包括D-半乳糖,蔗糖,D-果糖。这些碳水化合物参与细胞壁的合成和修复。甘氨酸是谷胱甘肽的重要组分氨基酸,随着AgNPs暴露浓度的增加而增加,可能抵消细胞内氧化应激的增加。
  以上结论为C60与AgNPs的毒性作用和机制提供了新的认识。这些组学检测的结果可能是未来研究中有用的生物标记物,用于早期检测C60与AgNPs的环境风险。
[硕士论文] 李林桓
环境工程 四川农业大学 2018(学位年度)
摘要:水体污染是全世界环境十大问题之一。近年来,全球各大流域的水体污染现象日渐加剧,致使水质安全风险加剧,影响人体健康。流域是水环境氮、磷污染研究的最佳自然划分单元。水土评价工具模型(Soil and Water Assessment Tool,SWAT)能够很好的模拟流域径流、泥沙以及氮、磷等营养物质和化学物质等的循环过程。
  青衣江流域(Qingyi River Watershed,QRW)是成都天府新区及长江经济带城市群的重要水源地,自然生态水文系统十分脆弱、敏感,其水质安全事关国家区域社会经济生态环境可持续发展。本文基于SWAT模型辨识了QRW氮磷污染的影响因素、产生条件及形成机制;探讨氮磷污染及其不同形态污染物质的时空分布特征及转化规律;分析由降水、气温及土地利用方式等复杂变化因子构成的不同情景模式下氮磷污染的演进特性及变化规律;研究不同调控措施对氮磷污染的管控能力。结论如下:
  1、建立了适用于QRW的SWAT模型数据库,并实现流域离散化,最终将研究区划分为了29个子流域,1384个水文响应单元(Hydrological Response Units,HRUs)。
  2、利用多个水文站多年逐月的径流、泥沙和水质监测数据对其进行率定验证,径流、泥沙和水质的相关性系数(Rb均大于0.6,纳什效率有效系数(Nash-Sutcliffe Efficiency Coefficient,NSE)均大于0.5,证明模拟结果可信度较强。
  3、利用率定验证好的模型模拟1985-2014年的氮磷污染负荷产生、变化和空间分布情况。结果表明:QRW氮磷污染程度总体上遵循从上游到下游污染逐渐加重的规律,其中雨城区、洪雅县和夹江县的氮磷污染情况最为严重;污染负荷不同来源多年平均贡献率由大到小依次是土壤养分流失>畜禽养殖>农作物种植>生活污染和工业污染;氮磷不同形态污染负荷多年平均贡献率由大到小依次是有机氮>硝态氮>氨氮>亚硝态氮,有机磷>无机磷。
  4、基于情景分析法探究气候变化对流域氮磷污染的影响。结果表明:温度增加总磷负荷量减小,且减小率随温度的增加逐渐增大;降雨量增大总磷负荷量减小,降雨量减小总磷负荷量增大。温度增加总氮变化规律性不强,仅在降雨量减少时,总氮负荷量随之减小。
  5、结合情景分析法和信息熵的多属性决策法提出了流域最佳管理措施。结果表明,退耕还林适用于小范围内氮磷污染调控;带田种植适用于大范围氮磷污染调控。
[硕士论文] 李江波
环境工程 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:近年来,金矿矿山开采产生的废石及尾砂所引发的环境问题频发,而金矿中一般又伴含大量的砷,进入水环境产生严重的污染问题,影响矿区周边人群健康,造成生命财产损失。目前研究者们的研究主要集中在砷的释放以及其生物有效性。甘肃省又有诸多金矿,由此产生的砷环境问题可能更加严重。本论文采用将砷的释放与固体废物属性鉴别相结合的方法,对陇南康县华泰金矿尾砂以及岷县吴天金矿废石、尾砂进行采样,研究样品中砷在水环境中的释放。
  本论文使用X-射线衍射与X-荧光光谱分析技术对三种样品进行了物相分析,利用Tessier五步提取法对样品中砷的存在形态进行分析。实验数据表明:三种样品中的主要物质是硅、铝、铁、钙的化合物,其中硅元素的含量最多;岷县废石、尾砂中砷的含量为0.07%,康县尾砂中砷的含量为0.02%。三种样品中均是以残渣态的砷含量最多,岷县废石、尾砂中残渣态砷含量达到90%以上,而康县尾砂中残渣态砷含量为66.75%,交换态砷、碳酸盐结合态砷、Fe-Mn氧化物结合态砷三种更容易释放的砷在岷县废石、尾砂中所占比例分别在10%和6%左右,在康县尾砂中所占比例相对要高一些,为22.95%。
  将固体废物毒性属性浸出实验中翻转震荡法与水平震荡法进行对比,三种样品使用水平震荡法浸出砷的浓度均高于翻转震荡法浸出砷的浓度。水平震荡法中,岷县废石在第36小时取样时,砷的浓度达到最大值,为111.98μg/L,两种尾砂均在第18小时取样时砷的浓度达到最大值,岷县尾砂的最大值为177.36μg/L,康县尾砂砷的最大浓度为41.85μg/L。可以判断使用水平震荡法砷的浸出毒性要强于使用翻转震荡法砷的浸出毒性,因为在固体废物属性鉴定中,水平法中砷的限定值为0.5mg/L,而翻转法中砷的限定值为5mg/L,所以所有数据均未超过两种方法的限定值。
  研究样品中砷在不同pH、不同温度、不同粒径条件下的释放规律,结果表明:(1)在pH为3.5至8.5的范围内,三种样品中砷的浸出浓度逐渐增大,第一次取样中,废石中砷的浓度就达到最大值,在pH=8.5的浸提液中砷的浓度为232.92μg/L,两种尾砂中岷县尾砂的砷含量较高,故浸出浓度较高,最大值为第三次取样pH=8.5处的396.72μg/L,三种样品达到最大值之后的取样中测得砷浓度逐渐降低,实验两个月之后砷浸出浓度趋于稳定。(2)在0℃~40℃范围内,三种样品中砷的浸出浓度随温度上升而变大,砷的最大浸出浓度为岷县废石第三次取样中40℃样品砷的浓度272.05μg/L。(3)6目至100目范围内,粒径在40目至60目之间的废石中砷在水中的释放量最大,最大值为71.72μg/L。(4)通过实验数据分析比较得出:影响砷释放的因素中,pH>温度>粒径。
  岷县废石以及康县尾砂淋滤实验结果表明:废石砷的溶出主要在前三周比较高,之后每周都略有减少,而尾砂则是前五周砷的溶出较多,后三周砷溶出量减少比较明显,总体上,淋滤液的pH越小,溶出的砷越少;淋滤液滤出后pH为中性偏碱性。
[硕士论文] 陈文茜
城乡规划学 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:生态基础设施是发展生态文明城市、建设美好家园和人居环境可持续发展的重要组成部分。越来越多的城市已开展了相关的研究、开发、建设、维护和管理。本文以生态环境脆弱敏感的西北地区城市和资源枯竭型城市转型发展时期的生态基础设施发展现状为研究背景,以生态基础设施和城市发展的关系为出发点,以石嘴山市为研究实例,以市内的星海湖湿地为研究对象,以所在大武口城区为研究范围,基于景观安全格局、雨洪韧性城市设计、人地关系、人居环境科学和可持续发展等理论基础,通过ARCGIS技术支持和灰色关联度分析法、层次分析法、实地调研、访问和问卷调查等研究方法,展开生态基础设施的的现状评价,联系实际问题,并进行优化研究。
  首先,明晰生态基础设施的定义、概念、内涵、外延等释义,以及和绿色基础设施的区别。并清楚了解研究对象和所在城区的基本概况。即对星海湖湿地,梳理其历史发展脉络,明确其现状发展情况;于所在石嘴山市及大武口区,了解其相应的发展沿革、地理环境和经济社会现状。由此明确了星海湖湿地与城市发展之间存在生态服务的供需矛盾和差异。
  其次,依据指标选取原则和方法,针对星海湖湿地作为城市生态基础设施的评价,共选取10个评价指标,并将其分为一级、二级、三级共三个层次,每个指标和层次依据相关的规范和数据分为优、良、中、差作为评价等级。得出评价结果显示,星海湖湿地作为城市生态基础设施的综合现状已从“中”达到“良”的水平等级,并逐步向“优”等级水平迈进。但水质较差、空气污染的问题依然突出;人均湿地公园面积和湿地所处地理位置已经达到优秀水平,交通、景观、社会方面现状“良”偏“中”,达到“优”还有一定的距离,说明仍有很大的提升空间。依据评价结果判断星海湖湿地生态基础设施处于初级阶段水平,并知晓其不足原因和影响因素;星海湖湿地对于其所在城区的生态服务存在供需矛盾为“量的达标、质的缺少”。归纳总结,星海湖湿地现存问题为水质问题依1日严峻、内涝问题仍未解决、空气质量仍然堪忧、交通可达性好但出行方式不普遍、天际线景观一般但保护开发不重视,市民问卷调查结果也反馈了星海湖湿地空间使用率低且不合理、缺乏有效的管理和运作、湿地水资源利用不明确等诸多问题。
  最后,基于评价结果,结合实际情况和收集到的资料,进行优化研究。提出优化思路为“量的增加、质的提升”。提出优化策略有:分季阶段改善湿地水质、循序渐进改善城区内涝、多方举措改善空气质量,改善交通出行方式、严控城市建筑高度,空间优化、管理创新、用水明示,渔业转移发展、水资源协同调配、生物多样性保护和生态基础设施信息数据库建立。以及综合以上优化研究提出通过总体规划、控制性详细规划、各专项规划和城市设计来进行绿廊、绿带和绿道建设的优化方案。
[硕士论文] 刘明丽
环境科学与工程 北京交通大学 2018(学位年度)
摘要:持久性有机污染物(Persistent Origanic Pollutants,POPs)具有难降解性、生物蓄积性及高毒性,对生态环境及人类健康具有极大的危害,在全球范围已引起广泛关注。多溴联苯醚(Polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)及有机氯农药(Organochlorine Pesticides,OCPs)分别为城市及农村地区的典型POPs污染物,可通过地表径流,大气沉降,污水排放等途径进入水体,并随悬浮颗粒物的重力沉降进入沉积物中,因此研究其在流域水相及沉积相中的污染特征具有重要意义。
  本研究于2014年10月在全长江范围内41个国家重点控制断面处同步采集水体及沉积物样品,全面研究长江两相介质中PBDEs和OCPs的浓度分布、组成结构、污染来源以及潜在风险。主要结果如下:
  1.长江水体及沉积物样品中PBDEs及OCPs单体均有不同程度的检出,水体中PBDEs、HCHs、DDTs含量范围及平均值分别为0.33~10.36ng/L(3.49ng/L)、91.03~152.13ng/L(112.03ng/L)、11.71~54.53ng/L(31.43ng/L),沉积物中PBDEs、HCHs、DDTs含量分别为0.18~6.75ng/g(1.57ng/g)、4.75~45.12ng/g(15.47ng/g)、0.81~5.95ng/g(2.54ng/g)。同国内外其他水体中的污染相比,水体中PBDEs、HCHs及DDTs处于中高浓度水平,沉积物中HCHs处于中等污染水平,而PBDEs及DDTs则属于较低浓度水平。
  2.长江流域水体及沉积物中PBDEs、HCHs浓度均为中下游大于上游,支流水体以洞庭湖、湘江等PBDEs浓度较高,嘉陵江、洞庭湖等HCHs浓度偏高。沉积物则以嘉陵江、汉江等PBDEs污染较重,乌江、嘉陵江等HCHs浓度偏高。水体下游DDTs浓度最高,沉积物则为中游浓度最高,支流水体以乌江、嘉陵江浓度较高,湘江、黄柏河沉积物则受到相对较高DDTs污染。水体及沉积物中十溴联苯醚均占绝大组分,OCPs同分异构体则以β-HCH、p,p'-DDT所占比重较大。
  3.对PBDEs及OCPs的污染来源分析发现,工业十溴联苯醚产品是长江流域最广泛使用的产品。除此之外,工业八溴及五溴联苯醚也有一定程度的应用。水体中大部分HCHs来源于工业HCH产品或同林丹的混合使用,多数水体样品中DDTs主要来自于工业DDTs,少数存在三氯杀螨醇的输入。表层沉积物中HCHs主要来自于林丹的使用,80%的采集断面中均存在三氯杀螨醇类DDTs的输入。
  4.对水体、沉积物中各同系物同其影响因素之间的进行冗余分析表明,GDP、第二产业值、降水同水体中的部分PBDEs同系物均呈现一定的正相关关系。环境中的HCHs及DDTs受到人均粮食产量、农村人口、GDP的正向影响。
  5.利用生态风险评价方法以及健康风险评价模型对研究区域内的PBDEs及OCPs进行风险评价表明,五溴联苯醚潜在生态风险处于中等水平,沉积物中十溴联苯醚对环境构成较高威胁,γ-HCH对环境构成一定生态风险。水体中OCPs致癌风险指数处于10-6~10-4之间,存在潜在的健康风险,对于摄入途径而言,水体的健康风险风险均为饮水>皮肤接触,沉积物中PBDEs经呼吸所引起的健康风险大于皮肤接触,OCPs经口摄入和皮肤接触产生的健康风险相差不大且远大于呼吸摄入。且无论对于PBDEs或OCPs,儿童潜在健康风险均大于成人。
[硕士论文] 邱乐
环境科学与工程 广西大学 2018(学位年度)
摘要:多年来龟石水库水质一直保持良好水平,但随着集水区养殖业和种植业快速发展、人口持续增加及城镇化进程加快,龟石水库水质总氮浓度呈逐年上升趋势,已逼近国家地表水Ⅴ类标准限值,而且龟石水库水质常年处于中度富营养化水平,有不断加剧的趋势。本文通过对2016-2017年龟石水库库区、入库河流的水质进行采样监测,并在2016年春夏季节期间对浮游藻类进行采样分析,综合评价库区和入库河流水质及富营养化状并,识别龟石水库富营养化影响因子,并分析入库污染物来源特征,全面了解龟石水库富营养化特征,最终提出富营养化治理措施。
  (1)通过对龟石水库库区和入库主要支流的近两年水环境主要进行调查,监测结果表明库区TP和TN超标,TP最大超标倍数为0.6倍;TN最大超标倍数为2.7倍,入库河流中大源河水质超标,TP和TN是龟石水库最主要的污染因子,近两年龟石水库营养状态为中度富营养化。
  (2)选择龟石水库2016年4月和9月对库区21个点位的浮游藻类进行检测分析,分析结果表明春季龟石水库库区浮游植物种类数以蓝藻门(Cyanophyta)和绿藻门(Chlorophyta)种类数居多,入库河流以硅藻门种类数居多,夏季龟石水库库区和入库河流的浮游植物种类数均以硅藻种类居多,其次为蓝藻和绿藻;春夏季库区均以中污染状态为主,主要支流河流段污染水平差异显著,从轻污染状态到重度污染程度不等。
  (3)应用统计分析软件识别龟石水库富营养化影响因子为水温、pH、DO、CODMn、TP、TN和叶绿素a,龟石水库是一个典型的磷限制型湖泊,对龟石水库的富营养化治理措施首要是控制磷的入库量,其次是减少化学需氧量和总氮的入库量。
  (4)各入库河流汇入龟石水库的COD贡献量最大来源于富川江,占比59.1%,第二石家河,占比13.8%,第三巩塘河,占比10.3%;TP贡献量最大来源于富川江,占55.1%,第二石家河,占15.1%,第三巩塘河,占8.9%;和TN贡献量最大来源于富川江,占51.2%,第二石家河,占19.0%,第三巩塘河,占11.1%;按污染源种类分污染物份,各污染源汇入龟石水库的COD贡献量最大来源于农业面源,占比55.1%;第二是养殖污染源,占36.3%;第三是农村生活污染源,占4.6%。TP贡献量最大来源于养殖污染源,占72.5%,第二是农业面源,占21.6%,第三是农村生活污染源,占2.5%,TN贡献量最大来源于养殖污染源,占68.7%;第二是农业面源,占21.4%,第三是农村生活污染源,占3.3%。
  (5)结合龟石水库流域环境保护现状,分析导致龟石水库水质变差的主要突出问题,包括养殖污染问题、农业面源污染问题和生物源污染问题,提出多方面治理思路。
[硕士论文] 王少华
农业硕士 广西大学 2018(学位年度)
摘要:20世纪以来是人类社会全面、快速发展的重要时期,人类生产生活活动对自然环境中的河流的影响更加明显[1]。尤其是近半个世纪以来,因为水污染诱发的环境污染、土壤污染等事件发生频率更是直线上升,让我们意识到其治理和生态恢复已迫在眉睫。国内外当前水污染治理形势均十分严峻,国家、社会、政府以及相关的研究人员投入大量资金、技术、人力物力进行河流治理。
  定西市牛谷河地处我国西北干旱半干旱区,干旱少雨,多年年均降水量小于蒸发量,通渭县人口又大多集中分布河流沿岸,生产生活活动的影响使得牛谷河河水污染加重,变成现在的劣V类水,属于严重污染状态。本文通过对通渭县牛谷河流域污染现状及时空分布特征、河道底泥污染指标分析和河流内污染源计算、污染原因等进行研究分析,得出以下结论。
  (1)牛谷河2012~2016年水污染程度不断加重,水体主要污染指标总氮、氨氮、有机质;污染程度县城段>下游>上游;年内3季度污染程度低于1、2、4季度。
  (2)牛谷河流域主要污染源是工业、城镇居民生活污水、农村居民生活污水、居民生活垃圾、畜禽养殖污染、农田面源、水土流失。流域内污染负荷产生量2016年牛谷河流域污染负荷产生量为COD12210.38t/a、TN1355.82t/a、TP138.03t/a、氨氮742.73t/a;污染负荷排放量为COD4008.37t/a、TN857.59t/a、TP60.49t/a、氨氮503.78t/a。其中流域内城镇生活污水、畜禽养殖和农村生活污水占主要部分,占比达80%以上。COD污染排放来源中,三者占比分别为47%、23%和16%;TN污染排放来源中,三者占比分别为40%、25%和15%;TP污染排放来源中三者占比分别为44%、14%和15%;氨氮污染排放来源中三者占比分别为59%、19%和18%。从入河污染源类型来看,牛谷河流域内的入河污染物来源以城镇生活污水、畜禽养殖和农村生活污水为主,占比达80%以上。COD污染排放来源中,三者占比分别为48%、27%和14%;TN污染排放来源中,三者占比分别为42%、30%和14%;TP污染排放来源中三者占比分别为50%、17%和15%;氨氮污染排放来源中三者占比分别为60%、20%和15%。
  (3)治理建议应坚持分区治理的原则,以水质修复为根本目的。以县城和乡镇污染源治理为根本,河道水质净化和生态修复为核心,水源涵养和清水补给为基础,管理监控为保障措施,进行流域整体治理为总体思路。
[硕士论文] 张林
森林生态学 中国林业科学研究院 2018(学位年度)
摘要:三峡库区近年来水体富营养化严重,农业面源污染是导致水环境质量下降的重要原因,加强对入库流域农业面源污染的控制,对三峡库区水质和水资源安全具有重要的现实意义。秭归县兰陵溪小流域是典型的丘陵区农林复合小流域,前期研究与监测显示小流域水体氮磷持续超标,集水区富营养化现象加重。本研究以兰陵溪小流域为研究对象,2016和2017年度5~10月在径流场、集水区和小流域尺度系统观测与研究,综合利用断面监测法、综合水质评价、基流分割法、GIS空间分析等方法,分析集水区氮磷输出、综合水质及其与土地利用结构的关系,揭示小流域土壤侵蚀和养分流失分布,解析土壤养分氮磷径流和泥沙输出特征及途径,揭示养分迁移途径,识别氮磷输出关键期,探究径流氮磷输出对典型降雨响应,为开展农业面源污染防治提供科学决策依据。基于2017年的监测与研究,主要结果如下:
  (1)径流特征。2017年5~10月,小流域降雨量为1022.6 mm,总径流深度达682.6 mm,其中基流(125.3 mm)和地表径流(557.4 mm)分别贡献18.35%和81.65%。地表径流、总径流与降雨量均显著相关(P<0.01)。总体上,小流域总径流系数为66.8%,其中地表径流系数为54.5%,具有较高的径流转化率。
  (2)土壤侵蚀。2017年5~10月小流域共输出泥沙482.81 t,泥沙侵蚀模数为335.28t·km-2·a-1,属微度侵蚀。泥沙输出与总径流和地表径流均达到显著相关(P<0.01)。次暴雨事件出现对土壤侵蚀具有重要影响,次暴雨事件(08/28)产生泥沙流失(50.02 t)占8月总泥沙流失的49.9%。侵蚀输出泥沙(径流场、测流堰)沙粒为主要形态,占颗粒形态的80%以上。泥沙中粘粒、粉粒含量均与泥沙粒径分形维数显著正相关(P<0.01),沙粒含量与分形维数显著负相关(P<0.05)。泥沙粒径可以作为“指纹因子”来示踪小流域的泥沙来源。
  (3)集水区氮磷养分输出。小流域分为7个集水区,自上而下其径流氮磷养分浓度逐渐增大,其总氮、总磷、硝态氮、铵态氮浓度范围分别为2.14~22.37 mg·L-1,0.01~0.10mg·L-1,1.08~20.86 mg·L-1,0.03~0.17 mg·L-1。各集水区氮磷浓度存在较大差异,其综合水质属于Ⅲ~Ⅴ类(综合水质标识指数法)。其中,两个集水区未达地表水功能区标准,其土地利用结构分别为林地69.04%,耕地0.85%,园地20.91%,住宅用地6.49%,未利用地1.77%,水域0.94%;林地48.96%,耕地3.92%,园地17.90%,住宅用地20.78%,未利用地4.64%,水域3.80%。总氮是全部集水区超标项目,其中硝态氮约占80%,是综合水质不达标的关键因子。集水区径流综合水质与林地比例显著负相关,与住宅用地和园地比例显著正相关。与其他集水区比较,林地集水区氮磷输出较低,综合水质稳定性更强。
  (4)小流域径流养分输出浓度。2017年小流域总氮、总磷、硝态氮、铵态氮输出日平均浓度分别为14.752、0.039、10.594和0.150 mg·L-1。其中,总氮浓度超地表水Ⅴ类标准,铵态氮和总磷属地表水Ⅰ类和Ⅱ类标准。氮磷比(378.3)远高于库区适合藻类生长的标准,属氮限制性水体。
  (5)小流域径流养分流失负荷。径流养分流失途径分为地表径流和基流。径流养分流失负荷中,总氮、总磷、硝态氮、铵态氮共输出8.926 t·km-2、0.039 t·km-2、5.990 t·km-2、0.115 t·km-2,其中通过地表径流的输出占总径流的77.81%、76.12%、82.71%和88.88%。基流养分输出高峰期在6~8月,地表径流养分输出高峰期在8~10月。
  (6)小流域氮磷输出降雨径流响应。硝态氮浓度与径流量呈负相关,初期效应不显著;铵态氮和总磷与降雨量显著正相关(P<0.05),初期效应显著。小流域氮磷养分在降雨过程中的初期效应大小顺序为总磷>铵态氮>总氮>硝态氮。
  (7)小流域泥沙养分流失负荷。总氮、总磷、硝态氮、铵态氮共输出0.109 t·km-2、0.328 t·km-2、0.010 t·km-2、0.001 t·km-2,7~10月为泥沙氮磷输出的高峰期,总氮、总磷分别占泥沙氮磷流失总负荷的70.94%和75.80%。泥沙中氮素含量与泥沙粉粒、粘粒百分比显著正相关(P<0.05),总磷含量与粒径未达到显著水平,氮磷养分含量均与沙粒百分比成负相关。沙粒是泥沙养分输出的主要颗粒形态,通过沙粒输出的各养分负荷均超出泥沙养分总负荷的65%以上。
  (8)小流域养分流失特征。总体上,总氮、总磷、硝态氮、铵态氮共流失9.034 t·km-2、0.367 t·km-2、6.016 t·km-2、0.117 t·km-2。8~10月为养分流失高峰期,贡献了养分总流失的60%以上。径流贡献了总负荷的98.8%、10.6%、99.8%和98.9%,泥沙流失负荷占总负荷的1.2%、89.4%、0.2%和1.1%。
  (9)2017年兰陵溪小流域总氮、总磷、硝态氮、铵态氮的流失负荷与基流、地表径流和泥沙量具有良好的线性回归关系。通过回归模型估算小流域养分年流失负荷为总氮14.551 t·km-2·a-1、总磷0.397 t·km-2·a-1、硝态氮9.671 t·km-2·a-1、铵态氮0.217 t·km-2·a-1。小流域年氮肥流失率为20.3%,远高于库区氮肥平均流失率9.0%;磷肥流失率为5.4%。与库区平均流失率(5.7%)相当。
[硕士论文] 蔡泽宇
森林培育 中国林业科学研究院 2018(学位年度)
摘要:面源污染造成的水体富营养化已成为水环境的主要问题,水体富营养化引发水污染的机制是径流水体中氮磷营养过高引起藻类和浮游生物过量繁殖,水生生物大量死亡,水质恶化。氮、磷既是植物必需的大量营养元素,且在植物体内发挥重要的作用,又是水体富营养化的关键限制因子。以往研究中对氮的关注较多,但是仅降低水体中的氮素营养水平不能有效的治理富营养化。可见,开展富营养化水体中磷的去除研究很有必要。由于投入低,效果持久以及二次污染较少,运用植物修复水体富营养化具有十分广阔的前景。木本植物相对水生草本植物有生物量大,生长周期长,抗逆性强,便于人工管理等优点,因此选用木本植物对富营养水体进行修复具有重要的意义。然而长期以来关于木本植物修复水体的研究较少,因其生长周期较长难以进行系统的研究。本研究针对富营养化水体中不同磷素水平,采用速生旱柳(Salix matsudana)新品种湿地柳1号作为实验材料,通过设置五个不同磷浓度处理模拟富营养水体(0.1 mg·L-1,0.2 mg·L-1,1 mg·L-1,2mg·L-1,10 mg·L-1)培养旱柳,运用放射性同位素示踪法和放射自显影技术,研究磷在水体-柳树间的迁移机制和其在柳树中的转运分配规律,分析其对磷的净化机制以及对磷浓度的生理响应,得到了以下主要结论:
  (1)磷被根系吸收后先在根系中转运分配,约24h后开始转运到地上部分;磷在地上部分初期集中于叶片中,首先被转运到靠近根系的叶片,但总体趋势是向生长顶端幼嫩叶片中转运;靠近顶端的叶片受到顶端效应影响,磷的分配受到抑制;在吸收后期各叶位叶片中磷含量无显著差异,磷向茎中的分配比例增加但仍低于叶片。
  (2)柳树各部位磷含量均随吸收时间延长而增加,旱柳对磷的吸收率在14d达到21.43%,转运系数为2.389,说明旱柳通过同化吸收能去除一部分水体中的磷并且将其转运到地上部分,这为柳树修复富营养化水体磷提供了理论依据。
  (3)柳树在各处理水体中均正常生长,低磷水体中旱柳未出现明显的缺磷症状,高磷浓度水体中柳树生长也未被抑制,三个月处理后株高增加70%,生物量增加101%,且组间无显著差异;总生物量、地上部分形态和叶片可溶性糖浓度组间无显著差异。随磷浓度降低,旱柳生物量向地下分配但无显著改变,根冠比和根长、根表面积、根体积、根系酸性磷酸酶活性均显著增加。在低磷环境中,柳树修复表现出快速且去除率高的特点,但叶片氮磷浓度、叶绿素浓度、光合速率、叶片可溶性蛋白浓度均降低,因此适合进行短期修复;高磷环境中,旱柳表现出吸收缓慢但富集量大的特点,因此适合开展长期修复。
[硕士论文] 马小亮
环境工程 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:位于我国青藏高原的三江源地区是长江、黄河和澜沧江的发源地,境内河流密布,年径流总量约500亿立方米。三江源地处高寒地带,生态系统极为脆弱,对气候变化非常敏感,其生态环境变化可能影响到我国及东南亚国家的水资源供给安全。对三江源地区河流水体的水质特征开展研究可以为河流的生态环境保护、西南河流水资源开发利用的多目标决策提供重要数据。
  河流是连接陆地生态系统和水生生态系统碳库的唯一通道,其溶解性有机碳(DOC)的输移是全球碳循环的重要环节,河流中DOC本身也是水生态系统食物网的重要组成部分,为很多生物的能量来源,因而是全球变化背景下生物地球化学研究的热点问题。三江源地区多年冻土普遍发育,受低温和多年冻土的影响,有机质分解缓慢而长期积累下来,导致多年冻土区的土壤有机碳含量普遍高于非多年冻土区。在全球变化背景下,多年冻土出现了普遍的退化现象,具体表现为活动层厚度增大和多年冻土消失。多年冻土退化会导致之前长期冻结保存的有机质融化,从而发生分解或随水流跨区域输移。同时,青藏高原多年冻土退化一般还会导致植被退化,这不仅改变有机碳的形成和积累过程,还会影响地表径流,从而影响DOC的输移。因此,在全球变化和我国西南水资源开发力度不断增强的背景下,迫切需要认识三江源这一重要河源区域的河流DOC及相关水质特征及其变化规律。但是,目前这一方面的研究还非常缺乏。本论文对三江源河流中DOC的时空变化规律开展研究,揭示河流DOC含量、性质的变化规律及其影响因素,结果可为三江源地区的环境保护和我国西南河流水电开发利用提供参考。
  本论文对三江源地区47条小河流和2条大河进行了一个水文年的现场观测和采样,并将样品的室内分析结果与空间分析相结合,研究了高寒沼泽草甸、高寒草甸、高寒草原、高寒荒漠和裸地几种植被覆盖类型下河流DOC浓度、总悬浮物固体浓度(TSS)、光学特征参数SUVA254、电导率、pH等水质参数的变化特征;探讨了流域面积、流量大小与河流DOC浓度的相互关系;分析了河流DOC输移浓度和通量的逐月变化规律以及对气温、降水变化的响应;选取典型植被下的12条河流进行了DOC培养分析,对河流DOC的生物可利用性、化学组成及微生物分解动力学开展了研究。主要结论如下:
  (1)在夏季,青藏高原三江源多年冻土区的河流DOC浓度范围为2.89 mg/L~5.98mg/L,平均值为3.89 mg/L;不同植被类型下河流DOC的浓度存在较大的差异且与土壤有机碳含量相一致。河流DOC含量依次为高寒沼泽草甸>高寒草甸>高寒草原>高寒荒漠和裸地;河流DOC浓度与流域内高寒沼泽草甸覆盖的比例呈显著正相关,而与高寒草原、高寒荒漠和裸地覆盖面积比例显著负相关;不同植被类型下河流pH值、SUVA254值、浊度与DOC浓度存在显著负相关关系,即流域内植被覆盖率越低,河流DOC浓度越小,土壤侵蚀越严重,河流pH值越高;河流DOC浓度与采样点的流量及流域面积呈显著负相关关系,表明在输移过程中,河流DOC的部分活性碳被快速分解,导致其浓度下降。
  (2)对三江源47条小河流的时间逐月变化进行研究,发现在2016年8月到2017年7月期间,所有河流的DOC浓度均值为4.39 mg/L,DOC逐月平均浓度介于2.92mg/L~6.82 mg/L之间。在春季到夏季初,月平均气温从-11℃升高到2℃的过程中,DOC浓度急剧上升,5月份达到全年最高;而在随后月平均气温从2℃继续升高到13℃的最高温的过程中,DOC浓度又表现为急速降低的态势;从仲夏到冬季,月平均气温从13℃下降到-11℃的过程中,DOC浓度呈缓慢降低的趋势,在冬季11月份达到全年最低水平。
  DOC的单位面积日输移通量表现出明显的逐月差异,47条河流输移量的中位数为0.406 kg/(km2·d)~11.022kg/(km2·d)。DOC的输移量与河流的平均径流量呈显著正相关,即6月份DOC输移量最高,之后逐渐降低,3月份达到最低;在春季,DOC的输移量随DOC浓度升高而增加。
  (3)在青藏高原三江源多年冻土区,流域内的植被类型是影响河流生物可利用溶解性有机碳(BDOC)浓度的主要因素。在不同植被类型之间,高寒草甸和高寒沼泽草甸为主的流域内河流BDOC浓度较大,高寒草原和裸地覆盖面积比例较高的流域内,河流BDOC浓度较小。在不同的植被类型之间,DOC可降解程度(BDOC%)的变化范围在11.72%~23.66%,且与DOC和BDOC的含量正相关。微生物分解动力学分析结果表明:BDOC在培养过程中遵循一级反应动力学原理,河流DOC浓度越高,DOC的分解速率越大;随流域内植被覆盖度的减小,DOC的芳香性程度和分子量不断增大,DOC的可降解程度降低。此外,河流BDOC%受流域内多年冻土和河流流量的影响,连续多年冻土区河流的BDOC%大于非连续多年冻土区的BDOC%,大河的BDOC%小于源头小河的BDOC%。
  本研究表明,若气候继续变暖加快青藏高原多年冻土和植被的退化,那么土壤侵蚀将会加剧,河流中的DOC浓度将下降;同时,河流DOC中生物可利用性有机碳的比例比流域内土壤中生物可利用性有机碳的比例更高,且河流DOC在输移过程中被迅速降解并以温室气体的形式释放到大气中。因此,在气候变化背景下,三江源地区河流的DOC浓度会降低,河流泥沙输移量将增大,且增加的泥沙输移量对下游水电开发和环境保护的影响需要予以考虑。
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