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[成果] 1700441573 浙江
X52 应用技术 环境治理 公布年份:2017
成果简介:该研究主要以嘉兴市石臼漾水源生态湿地为研究区域,针对湿地有机污染物去除不佳的问题,研究不同组分的有机污染物在湿地系统中的迁移转化规律,重点研究湿地系统对有机污染物的强化净化技术。主要研究结果如下:以美国环保总署规定的优先控制16种多环芳烃为例,研究了持久性有机污染物自源水至水源保护湿地中水力流程沿程的空间分布规律以及湿地对源水中16中多环芳烃的去除潜力。采用原位试验验证了嘉兴市石臼漾水源生态湿地中植物床-沟壕系统的藻类捕获功能。以有机质可生化性的角度探明了嘉兴市石臼漾水源生态湿地各功能区中有机污染物组分的分布特征,重点分析了冬季低温时水源水中有机质的去除效果,另外还讨论了难降解有机物的来源与去除,为石臼漾湿地的优化运行提供了科学的指导和优化运行。以嘉兴市石臼漾水源生态湿地的大工程区和中试强化区为对象,对比研究了其水质净化效率,探索了人工湿地植物床-沟壕系统的优化途径。在该基础上,提出了一套水源水质保护湿地对有机污染物的强化净化技术体系与运行策略,并已实际指导工程实践。发表相关学术论文4篇,其中SCI论文1篇。获授权中国发明专利1项,在国内外学术会议报告6次,培养硕士研究生2名、博士研究生1名。
[成果] 1800120138 北京
X70 应用技术 污水处理及其再生利用 公布年份:2017
成果简介:海河北系北运河流域(北京段)是实施首都生态文明水务工程建设的重点区域,也是京津冀协同发展格局下水资源互连互通的关键纽带,承载着首都主要人口与经济发展的城市排水功能。针对流域以典型非常规水源补给为主、水生态缓冲能力弱的城市河流污染特征,开展水环境目标管理支撑技术研究,提出了河流污染物总量控制和减排分配总体方案;以提高污水处理厂出水水质为目标,开展污水处理厂升级改造和深度处理技术研究,初步形成基于水环境目标管理的河流污染物总量控制支撑技术。初步形成流域污水处理升级改造与深度处理资源化技术体系。初步形成农业面源污染生态调控成套技术与管理模式。初步形成非常规水源补给型河流生态修复成套技术。
[成果] 1800120319 辽宁
X50 应用技术 污水处理及其再生利用 公布年份:2017
成果简介:太子河典型工业水污染控制与水质改善技术集成与示范是“水体污染控制与治理”国家科技重大专项“河流水环境综合整治技术研究与综合示范”主题“辽河流域水污染综合治理技术集成与工程示范”项目的一个课题。针对太子河水体污染特征与“十二五”期间流域水质改善面临的压力,通过关键技术研发与集成创新,突破焦化废水的特征污染物消减和资源化利用关键技术、石油化纤行业总排废水深度处理技术、工业园区污水处理厂深度处理技术、工业聚集区污染河道水质改善技术。通过技术创新和综合工程应用,实现典型工业行业水污染负荷消减,以及河流水质改善;通过水专项的示范和引领作用,提高太子河流域水污染治理水平,为流域典型行业污染控制和水质改善提供科技支撑和示范。关键技术成果:(1)焦化废水资源化处理技术:针对焦化废水的毒性强、处理效率低的问题,研制出脱硫脱氰药剂,大幅度降低焦化废液中的氰化物和硫化物浓度,实现高毒性脱硫废液的高效解毒;对解毒沉淀渣进行碱浸结晶,制备高附加值产品黄血盐,实现解毒废渣资源化。利用廉价的高效催化剂,将水溶性难降解芳香有机物和部分氨氮聚合,合成高分子腐植酸,降低化产废水的有机负荷。开发出短程硝化-厌氧氨氧化-好氧降解工艺,形成基于厌氧氨氧化的强化生物脱氮脱碳技术,强化对氨氮和有机物的降解。开发以多级逆流倒极电渗析为核心的集成膜技术,通过全过程工段集成优化,建立基于高盐焦化废水深度处理与脱盐回用处理新工艺,大幅度提高淡水回收率和减少浓水排放量,形成焦化废水深度处理与脱盐回用工艺包。以上技术在鞍山盛盟煤气化有限公司50立方米/天规模高浓度脱硫废液解毒预处理工程和2000立方米/天规模焦化废水回用工程成功进行示范,减排废水89万吨/年,减排COD 3500吨/年,减排氨氮175吨/年,减排苯并芘2.6吨/年。(2)石油化纤行业总排废水深度处理技术:石油化纤废水可生化性差、有机物种类复杂,处理难度较大。研制出催化臭氧氧化新型负载型非均相催化剂,设计出新型二段式逆向流催化氧化塔,大幅降低臭氧使用量的前提下,有效提高了氨氮和有机污染物的去除效果,改善了废水的可生化性,为后续生物处理创造良好的条件。经过臭氧催化氧化处理后的污水,再采用缺氧-好氧(A/O)生物膜法,进一步提高有机物和氮的去除效率,具有良好的抗冲击性能,实现石油化纤总排废水的深度除碳脱氮和稳定达标。其中AO生物膜技术在辽阳石油化工产业园区1.5万立方米/天污水深度处理工程成功示范,处理后出水达到回用标准。(3)印染工业园区生产废水的深度处理技术:印染园区处理厂进水水质复杂、多变,处理运行稳定性较差。研发形成铁强化厌氧处理技术,在工艺的厌氧段内加入铁氧化物(或锈蚀的铁屑),有效提高传统厌氧的脱色和COD去除效率,并为后续稳定处理创造条件;研制出印染废水二级芬顿氧化技术,可以直接将印染废水二级污水处理厂的生化出水处理至一级标准,明显优于现有的混凝或传统芬顿工艺,并可以耐受进水负荷和低温的冲击。再通过臭氧超滤膜法,进一步提高出水水质。其中铁强化厌氧处理技术在鞍山七彩化学有限公司3000吨/天污水预处理工程中进行技术示范。(4)工业聚集区污水处理厂升级改造技术:研发了适用于污水处理厂提标改造的具有亲水、亲电、营养缓释功能的高效生物载体(填料),形成厌氧型、硝化型、反硝化型、脱碳型等4个系列产品。该载体挂膜速度快、挂膜量大、生物多样性高、功能菌群丰富,处理性能显著优于传统载体,实现该类载体的产业化生产。研发出基于移动载体的MBBR和IFAS技术,在工程规模上实现污水同步硝化与反硝化,技术支撑污水处理厂升级改造,出水BOD5浓度<10毫克/升,氨氮<1毫克/升,总氮<10毫克/升,出水达到一级A,且能耗比传统AAO工艺降低40%。其中新型生物载体应用技术在鞍山腾鳌1.4万吨/天污水处理厂提标改造工程中进行技术示范。(5)工业聚集区污染河流水质改善关键技术:针对传统人工湿地的填料性能差,且难以适应冬季温度低的气候特点,开发了适于寒冷地区人工湿地河水原位净化的新型廉价填料。为了强化入河有机污染物原位消减,制备了以沸石和剩余污泥为主要原料的生态混凝土材料,具有良好的透水透气性、污染物吸附性能、植生性能以及生态安全性,可在线净化河道污水,形成生态混凝土护坡技术。以上技术在南沙河综合整治工程中成功示范,出水水质(COD、NH3-N和水体类别等)优于V类水质。
[成果] 1800120388 上海
X51 应用技术 环境治理 公布年份:2017
成果简介:我国近几十年来,工业不断发展,城市规模日渐扩大,随之而来的大气污染问题越来越受到政府和公众的关注。我国大气科学工作者在京津冀、长三角、珠三角等区域开展了长期定点的大气外场观测和污染时期的加强观测,发现我国近年来重霾污染天气短时间内细颗粒物(PM2.5)呈爆发式增长,表现为时间上具有突发性和持续性,空间上具有跨省际、跨区域蔓延的特征。我国多个研究单位对重霾污染形成过程的加强观测研究,初步认识了燃煤、扬尘、机动车、生物质燃烧、二次颗粒物形成等造成细颗粒物污染的来源,提出了区域大气复合污染机制概念初级模型。但是,对细颗粒物爆发增长的诱因、发生、发展机制还不清楚。该项目将在3年内开展以下几个方面的研究工作:大气现场综合观测研究。重点行业排放监测与评估。二次细粒子形成模拟研究。模式参数化及调控原理。
[成果] 1700390227 甘肃
X32 应用技术 工程技术与规划管理 公布年份:2017
成果简介:针对祁连山地区存在的生态环境问题,衔接国家实施生态综合治理重大工程项目中迫切需要解决的关键技术难题,开展祁连山地区生态治理技术研究与示范,建设试验示范基地,提出祁连山地区生态治理的技术与模式,为有效遏制生态环境退化,提高水源涵养区生态系统的稳定,确保区域水资源和生态安全提供科技支撑。实现生态改善、经济发展、社会进步的综合目标,促进以人为本的和谐社会建设,提供重要的科技保障。该项目系统开展了祁连山区水源涵养功能监测与评估、水源涵养林生态系统保育、天然草地生态系统修复与保护、湿地修复保护、山前脆弱生态系统恢复与水土保持、小流域综合生态治理等技术试验示范,建立了11套技术体系,1套技术方案,改进集成区域尺度水源涵养功能评估模型1套。建立小流域水源涵养功能的野外监测示范基地、天然草地保护与退化草地修复试验示范区、天然草地保护区、退化草地修复区、牧草良种繁殖示范区、水源涵养林生态保育试验示范区、祁连山水源涵养林生态恢复技术试验示范区、哈溪水源涵养林植被结构优化技术试验示范区、大黄山水源涵养林生态保育技术试验示范区等20个,总面积达7869公顷。种苗繁育基地4个,面积达106公顷。通过项目的试验示范和技术集成,累计产生直接经济效益3500万元,农牧民收入水平大幅度提高。成果达到国际领先水平。
[成果] 1600320162 福建
X53 应用技术 环境治理 公布年份:2016
成果简介:该项目紧密结合环境污染研究的国际前沿和中国农产品安全与环境保护的战略需求,重点探讨土壤和水体中砷污染的特征、过程和控制原理。为了发展砷污染控制与环境修复相关技术,以及为环境管理提供决策依据,人们需要在一个合理学科框架下认识砷污染的风险、砷的迁移转化机制及控制修复原理,并且能够发展出支撑该框架的方法论和对基本规律的认知。该项目围绕这样一个基本思路,围绕砷污染开展了基础性和前瞻性研究,取得了一系列得到国际同行广泛好评的研究成果。现按污染风险-污染过程-控制原理的顺序来论述课题组的代表性重要科学发现。主要内容及科学价值包括:过去国际上有关砷污染与人群的研究主要集中在饮用水砷污染,忽视了食物消费在人群砷暴露中的作用。课题组系统比较了饮水和食物链两条砷暴露途径,明确提出对于东南亚以大米为主食的人群,食用大米是砷暴露的重要途径。课题组首次在国家尺度研究了大米中砷的含量、形态及其区域分布特征。在该基础上,课题组明确了大米是中国人群通过食物链摄入砷的主要途径,并且定量了健康风险。这些研究成果为制定全球大米砷安全标准提供了重要依据;相关成果得到Science和著名Cell Press之2015年《Spotlight on China》的专文评述。由于食物链(特别是大米)是人群砷暴露的主要途径,课题组进一步研究砷在土壤-水稻系统中迁移转化的机制。通过采用同步辐射技术课题组原位观测到砷进入水稻籽粒的途径。由于有机砷的毒性远小于无机砷,课题组进一步研究土壤微生物将无机砷转化为甲基砷的分子机制。相关研究成果发表后,课题组应邀在著名期刊Trends in Plant Science撰写专文论述了环境中砷生物转化的分子机制,为深入开展土壤-植物系统砷代谢机理与控制奠定了基础。在明确了环境砷污染的健康风险和转化机制之后,课题组重点研究了砷污染环境修复的技术原理。课题组的研究揭示了湿地水生植物中砷的富集特征和体内运输机制,发展了基于砷生物吸附/吸收累积规律的植物修复与调控技术;针对农作物砷积累在人群砷暴露中的作用,课题组形成了通过植物修复控制砷污染的技术路线图和研究框架;在国际上首次利用转基因技术实现水稻通过形成甲基砷来挥发砷,从而降低籽粒砷含量。这些研究思路和成果为发展砷污染控制和环境修复技术提供了理论支撑。项目发表论文81篇,其中60篇SCI论文被引用2382次(他引2044次),平均引用率39。8篇代表性论文平均引用达55次。在若干关键科学问题上取得突破,例如明确了大米是中国人群砷暴露的主要途径之一;在国际上率先通过转基因技术实现植物对砷的甲基化和挥发,该成果打开了植物砷代谢研究的一个新领域;有关水稻砷污染的研究成果于2013年获得发展中国家科学院科学奖,得到了国际同行广泛认可。尽管在该项目中课题组的研究集中在砷,这样的研究思路和框架体系对其他类型污染物的研究及其污染控制也具有借鉴意义。
[成果] 1700320638 北京
X52 应用技术 环境治理 公布年份:2016
成果简介:该项目属于环境科学与技术领域。水环境中有毒污染物的种类繁多,除重金属和持久性有机污染物等传统污染物之外,一些微(痕)量新型污染物如全氟有机物和纳米材料等也得到高度关注。水中微量污染物的分离富集是研究其环境行为和徤康危害的关键基础,重金属、砷、氟的吸附去除是水污染防治研究的重要方向。该项目围绕水环境中这些典型污染物的分离富集及去除中的关键科学问题,创建了基于浊点萃取原理分离富集水中纳米材料的新方法,深入研究了磁性纳米材料及其功能化表面对这些典型污染物的吸附作用机制,设计制备了用于高效分离富集、吸附和降解去除这些污染物的系列磁性纳米材料,主要取得以下创新成果:1.创建了基于浊点萃取原理分离富集纳米材料的新方法。基于非离子表面活性剂Triton X-114优异的浊点萃取性能及其与纳米材料间的微弱相互作用,提出了通过构建纳米材料/Triton X-114胶团复合结构进行浊点萃取,以实现纳米材料的分离、富集及回收的新思路。这种萃取分离方法有很好的通用性,可用于不同化学组成和表面修饰的纳米材料的萃取富集及回收,更为重要的是该萃取方法能很好地保持纳米材料的原有形貌和尺寸特征,为水环境中纳米材料回收利用和迁移转化研究提供了关键技术。2.提出了利用选择性吸附和磁性分离技术高效去除水中重金属离子、砷和氟等典型无机污染物的新思路。根据汞、铅、镉等重金属阳离子以及砷、氟等无机阴离子的特性,通过改性或表面修饰增加磁性纳米材料的选择性吸附目标物的表面官能团,制备了选择性吸附这些污染物的系列磁性纳米材料,为吸附去除水中这些有毒污染物提供了基于磁性分离的简便、高效、低成本和环境友好的新方法。3.发展了基于Fe<,3>O<,4>磁性纳米材料吸附和降解去除水中微量有机污染物的新方法。以核壳结构磁性纳米材料构建了具有不同表面特性的吸附剂,系统研究了它们对不同类型有机污染物的吸附性能,揭示了纳米材料表面修饰剂对不同类型有机污染物的选择性吸附作用机理,并在该机理的指导下设计制备了选择性分离富集水中不同类型有机污染物的磁性纳米材料;提出了基于磁性纳米Fe<,3>O<,4>的类过氧化物酶活性降解去除有机污染物的新思路;为水环境中微量有机污染物的高效分离富集及去除提供了有效手段。研究成果发表在Environ. Sci. Technol.和Anal. Chem.等该领域著名SCI期刊,得到国际同行的好评和引用,8篇代表性论文SCI他引992次,20篇主要论文SCI他引1525次,8篇代表性论文中,3篇论文的单篇SCI他引超过100次,单篇最高SCI他引279次,5篇入选该领域近十年ESI Top 1%高被引论文,1篇获J.Chromatogr. A高引用论文奖。项目获授权发明专利2件。
[成果] 1700300452 山东
O65 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:分析化学的发展趋势已由原来单纯分析手段及仪器的研究,发展到深化分析手段及仪器的研究和分析方法并举的阶段,特别是分析方法可借鉴其它学科最先进的科研成果,极大促进了分析化学学科发展。 一般认为,分析化学可分为实验室分析和现场即时分析。现场即时分析的特点集中于:在理论与技术方面要求准确数据现场即时获得,在应用方面要求可方便现场测试与低成本规模广泛应用。 微流控纸芯片装置,因其可低成本规模广泛应用的突出特点,成为现场即时分析主战场之一。纸微流控新概念2007年由哈佛大学Whitesides教授率先提出。但是纸微流控技术面临:纸上比色定性或半定量,不能进行定量分析;纸特性发挥有限,不能将高灵敏检测技术引入纸微流控;物理处理技术的单一和局限,不能完成多功能纸芯片制备;纸上无法集成芯片实验室,不能完成纸上全分析系统的建立,因此微流控纸芯片有待于在原有基础上进一步发展。 课题组围绕上述亟待发展与解决的问题,在国际上率先实现纸芯片上的准确定量分析;提出纸纤维载体的结构调控及纳米材料生长方法,建立多功能的纸芯片检测系统,取得了多项原创性和开拓性研究成果,发展了纸芯片理论并推动了现场即时检测技术的进步。 1.提出基于纸渗透性制作高性能纸纤维电极方法,突破了纸芯片上高灵敏分析手段介入的关键难点,引领纸微流控芯片高灵敏检测的发展;提出超级纸电容化学信号可控放大的新原理,开拓了生物传感器超灵敏放大的新途径。 2.利用纸自驱动性率先实现纸芯片上准确定量分析,完成纸芯片由定性到定量分析的演变。提出了纸芯片多组分化学反应的调控技术,在国际上率先实现微流控纸芯片上的定量检测,阐明纸微孔的自驱动液体通道形成机制与可调控性。 3.发现基于纸多孔性纳米材料的化学生长策略,攻克了纸芯片一直以来采用物理改性,无法制作多功能区的关键技术难题,为多功能纸芯片的研发展示了很好的应用前景。发现纸上化学键合与化学生长及形貌调控方法与技术,提出生长多维结构多孔纸金属电极的新思想,拓展纸芯片的应用功能和发展空间。 4.设计利用纸可折叠性的行电极与列电极,开拓集前处理、分离、富集、洗涤、检测多功能于一体的多功能、高通量、可寻址阵列3D纸芯片,解决了一直以来困绕分析检测多性能集成于一体的难题。设计制作多功能、多通道、可寻址阵列三维纸芯片传感器,有效利用空间效应,建立高效检测方法,易于实现微型化和自动化。 自2011年以来,在NatureChemicalBiology、AdvancedFunctionalMaterials、Biomaterials等期刊上发表SCI收录论文220余篇,12篇入选ESI高被引论文,1篇入选ESI热点论文,影响因子5以上的论文88篇,获SCI他引3000余次。第一完成人入选2014年度英国皇家化学会期刊“Top1%高被引中国学者”榜单。该项目的8篇代表性论文被SCI他引495次,单篇最高SCI他引115次;研究成果以ResearchHighlight和News分别被LabChip、WILEY-VCH出版集团旗下ChemistryViews和美国化学会Chem.Eng.News专题报道;应邀在NatureChemicalBiology发表纸基材料的新闻评论文章。获授权中国发明专利20余项;省级鉴定研究成果达到国际领先水平。
[成果] 1700300478 山东
TQ0 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:混凝是水和废水处理中应用最普遍且重要的物理化学处理方法,混凝剂的品质是影响混凝效果的决定性因素。铝盐是国内外水处理行业中广泛使用的无机高分子混凝剂。铝盐在水溶液中经过水解-聚合作用形成的羟基多核配合物由单体、二聚体、多聚体及部分聚十三铝(用Al13表示)等组成。其中,Al13带有较高的正电荷,其单体及聚集体尺寸通常在几十nm~几百nm范围内,Al13及聚集体往往被认为是聚合铝盐中最佳凝集-混凝成分,其含量可反映产品的有效性。一般而言,高Al13含量的铝盐混凝剂称之为纳米铝盐混凝剂。为了进一步提高铝盐混凝剂的效能,纳米铝盐混凝剂的研发成为国内外高效铝盐混凝剂发展的方向和追求的目标。 该项目在国家自然科学基金项目、国家863计划课题和国家科技支持计划课题等等资助下,围绕着纳米聚合铝盐混凝剂的研制、特性、作用效果和行为等进行了深入系统地研究,揭示了构效关系和影响效能的因素,为纳米聚合铝盐混凝剂的研发和应用奠定了理论基础。取得的重要科学发现如下: (1)研发出了制备纳米铝盐混凝剂的方法,研制出了高Al13含量的纳米铝盐混凝剂产品,发现在聚合铝盐混凝剂中Alb与Al13的含量几乎相等,明确了纳米铝盐混凝剂在水处理中的混凝特性、混凝行为和混凝机制,证实了A113(或A1b)是纳米铝盐混凝剂中性能稳定的最佳凝聚-絮凝成份; (2)通过与传统铝盐混凝剂和聚合氯化铝混凝剂对比,揭示了纳米铝盐混凝剂在水处理中形成的絮体特性,发现纳米铝盐混凝剂较其它铝盐混凝剂在投入水体后能迅速发挥作用,形成的絮体具有生长速度快、受pH影响小、抗剪切能力强、破碎后恢复能力强、分形维数大等优点特点,有利于提高其混凝净水效果; (3)发现采用混混凝/沉淀/超滤联用工艺处理水时,与其它铝盐相比,纳米铝盐混凝出水引起的过膜总阻力较小,膜通量较大;而在混凝—超滤工艺中,纳米铝盐混凝出水引起的吸附阻力和滤饼层阻力较大,膜通量较小,但纳米铝盐混凝出水引起的膜通量几乎不受混凝过程中絮体破碎的影响,有利于应用。 (4)研发出了新型硅铝复合无机高分子混凝剂,揭示了产品中硅酸和聚硅酸与铝的水解产物间存在的相互作用情况、铝的形态分布转化情况、形貌结构和荷电特性,发现在新型硅铝复合无机高分子混凝剂中,Alb中并不都是由Al13形态组成,不能把Al13含量的高低来作为判断其混凝效果好坏的判据。 该项目已发表学术论文106篇,有58篇被SCIE收录,16篇被EI收录。8篇代表性论文中,处于JCR分区1区的有5篇、2区的有3篇,平均影响因子为4.304,被SCI他引137次。20篇主要论文共被SCI引用287次,其中他引193次。该项目培养山东省“泰山学者”特聘专家1人,培养博士4人,硕士6人,1篇论文入选山东省优秀博士学位论文,2篇论文入选山东省优秀硕士学位论文,一名研究生获得“教育部学术新人奖”。
[成果] 1600440093 青海
S81 应用技术 农业科学研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:该项目研究了高寒草地(高寒草甸、高寒草原)退化演替的生态过程及其特征,对高寒草地退化成因及治理措施进行了量化分析,划分了高寒草地的退化类型和等级,制定了评价指标及划分标准,重新界定了三江源区各类退化高寒草地、尤其是极度退化高寒草甸的面积及分布区域;研发了退化高寒草地分类恢复模式。系统研究了高寒人工草地生产-生态群落稳定性及其调控技术,筛选出不同生态生物学特性的草种及其群落优化配置方案;集成了不同类型人工草地建植技术,构建了人工草地分类经营与管理技术模式;对退化高寒草地分类恢复模式进行了评价。建立各类试验区38100亩;推广示范面积660.38万亩,其中退化高寒草地治理技术推广522.58万亩,建植饲草料基地137.80万亩;建立青海草地早熟禾良种扩繁基地15000亩,同德无芒披碱草良种扩繁基地6150亩,示范推广135万亩。在三江源生态保护工程中得到成功应用,经济、生态和社会效益明显,应用前景广阔。驯化选育牧草新品种2个,牧草新品系2个,申请国家发明专利5项,编制地方标准18项,发表论文103篇(其中SCI论文8篇),出版专著4部。为青藏高原退化草地治理等重大生态工程提供了技术支撑。成果达到国际领先水平。
[成果] 1700300355 山东
TV21 应用技术 工程技术与规划管理 公布年份:2016
成果简介:该项目属于环境科学技术领域。 山东省属于严重缺水区,人均水资源占有量仅为全国的1/6,城镇供水压力大。随着该省经济社会的快速发展,城镇供水面临着水源地生态功能退化、水质复杂多变和供水管网漏失率高、信息化水平低等现实问题,严重地威胁到城镇居民的饮用水安全。该项目在国家科技重大专项等课题的支持下,紧紧围绕该省社会经济中长期发展规划与居民饮用水安全需求,以城镇供水水质安全保障-水量优化调度-水质水量综合管理为主线,以保障供水水质和水量为目标,研发了库/河岸边带植被重建与恢复、新型污染物检测与评价、新型混凝剂/水处理药剂制备、叠压供水、网络数据采集等关键技术,提出了简单、高效的城市供水应急处理技术体系,完成了城镇供水一体化云集控管理平台的开发应用,提高了城镇供水水质安全保障能力和信息化管理水平。 项目成果的创新性、先进性主要体现在以下三个方面: 1.首次采用天然氢氧(2H/18O)同位素示踪方法突破了人工湿地结构参数优化关键技术;研发了河(库)岸带植被重建和恢复、多级串联人工湿地构建等水源地水质安全保障关键技术;发明了8种新型混凝剂和水处理药剂制备等城市供水稳定达标技术;研发了全氟化合物等新型污染物检测与风险评价方法,提出了城镇供水多水源污染物在线监控技术指标体系,构建了“从水源到供水”全过程的城镇供水水质安全保障技术体系,解决了供水水源地的生态功能恢复和水质稳定达标的技术难题。 2.自主研发了叠压供水装置、网络数据采集器、远传测控终端等一系列供水装置和监控装置,使城镇供水利用率提高了4%-7%,千吨水耗电量降低了6%-10%,解决了城镇供水管网漏失率高的技术难题,为城镇管网供水综合降耗、节约用水提供了技术支撑。 3.基于GIS的云架构模式研发了城镇供水一体化云集控管理信息平台,实现了城镇供水水质水量的同步优化调度,提高了供水的信息化水平。通过采用自主研发的ACTIVEX控件,实现了视频信息与调度数据的无缝嵌入,建立了异地异构数据同步共享模型,对多种通信接口、通信协议及信息平台等多元化数据进行分析处理;建立了供水调度优化决策模型,精确控制供水资源的优化调度,形成了动态水资源平衡优化调度模式,提高了供水资源的综合利用效率;提出了简单、高效的城镇供水应急处理技术体系,提高了应对水质污染事件应急处理能力,减少和避免城镇供水重大水污染事故的发生和经济损失。 该项目已获得授权发明专利10件,软件著作权5件,实用新型专利16件,出版专著1部,发表论文150余篇,其中在《EnvironmentInternational》和《EnvironmentalScience&Technology》等环境领域国际顶级期刊发表SCI论文(IF>3)7篇,培养研究生30余名。 该成果是互联网+环保/供水的应用新模式,已在中国城镇供水行业广泛应用,提高了城镇供水水质安全保障、新型污染物监测、水量优化调度、应急处理能力及信息化水平。该项目主要应用单位近三年新增利润超过3.5亿元,从2005年起已在全国16个省份300余家单位应用推广,以10年共计1000万元/单位计算,应用单位经济效益达到30多亿元。
[成果] 1700320129 江苏
TV1 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:所属学科领域:研究领域为水利工程基础科学(TV1)。主要研究内容:生态水力学物理模型实验理论与方法:研究目标植物对水分和水流胁迫响应机制的识别方法;研究藻类水华爆发的水动力机制和鱼类行为对水动力适应性机制;建立生态水力学模型实验理论与方法,确定建立水生植物、鱼类和底栖动物等目标生物对水动力因子的响应曲线。空间显式生态水力学数值模拟体系:针对藻类水华空间斑块现象、水生植物局部竞争性演替以及底栖指示性动物群落结构的变化,研究基于元胞自动机的藻类、岸边带植被和底栖动物动态模型;针对鱼类生境变化,研究基于个体的鱼类动态模型;构建生态水力学数值模拟体系。湖库水华风险控制与生态调度:揭示大型水库分层异重流产生机制,建立分层异重流发展过程模型;确定栖息地不同修复程度下的河流生态流量过程,研究工程生态调度与经济效益之间耦联关系;提出面向湖库水华风险控制和坝下生态流量需求的生态调度模式。发现点:系统建立了水动力对目标生物生理与行为作用机制的实验理论和识别方法,创新和发展了生态水力学物理模型理论;突破了水动力模型和生态模型时空尺度耦合的瓶颈,构建了系统的空间显式生态水力学数值模拟体系;建立了湖库水华风险控制和坝下生态调度优化技术,解决了生态水力学的工程应用难题。科学价值:水动力因子对目标生物生理与行为的作用机制是量化水文及水动力变化对水生态系统累积性影响的核心,生物对水动力响应关系的物理模型理论与识别方法深化了生态水力学理论,奠定了工程水生态系统效应分析的基础。生态水力学数值模拟解决了工程对水生态系统累积影响定量评价的难题,是准确量化河道生态基流的关键,也是湖库藻类水华预测预警的关键,空间显式生态水力学数值模拟完善和深化了生态水力学定量研究方法。水体垂向临界紊流强度是湖库水华控制的关键,现下河道生态流量过程是水库生态调度的根本依据,通过优化调度合理平衡了生态需求和工程效益之间的矛盾,体现生态水力学研究的工程应用价值。相关研究成果发表在Water Research, Environmental Science and Technology, Ecological Modelling等该领域主流SCI收录期刊,得到国际同行的好评与引用。8篇代表性论文他引284次,SCI他引245次;20篇主要论文他引440次,SCI他引376次;单篇最高他引102次;出版专著4部,获发明专利4件。
[成果] 1700320528 北京
[R15, TS2] 应用技术 技术检测 公布年份:2016
成果简介:食品安全标准是民生健康、社会稳定和产业发展的基石,食品贸易全球化使得中国化学污染监控标准要符合国际食品法典原则,世贸组织允许成员国按照本国膳食结构制定与国际标准不一样的国家标准,需要科学支撑。为保护中国居民健康和食品产业发展,提升中国食品安全话语权与国际科学地位,项目针对风险监控与评估能力建设关键科学问题,选定中国日益突出的环境持久性有毒污染物(重金属和二恶英等)、粮食霉变中真菌毒素与加工生成的有机污染物等问题,研制通用限量标准和配套检验方法。取得的创新点如下:1)在发展中国家率先开展暴露评估与中国总膳食研究,建立膳食暴露评估参数、模型,继美国和欧盟之后第3个建立概率性评估软件,针对化学污染物与真菌毒素研发出食品安全国家标准和国际食品法典委(CAC)限量通用标准。2)选择环境重金属污染检测技术为突破口,研发出国际公认的形态检测技术解决砷、汞总量测定与健康保护关系较远并致产业误判造成损失的问题;特别是在国际上率先提出无机砷代替三价与五价砷测定解决价态转化争论进而建立大米无机砷限量国家标准并将其转化为国际食品法典;在为数不多的中国创制原子荧光仪器上开发出色谱联用接口发明专利,并与电感耦合等离子质谱与色谱联用“金标准”等效,其成本减低了10倍使得市县基层检验可以负担。3)针对二恶英超痕量检测存在技术繁杂与时间过长、难以应急的瓶颈,开发出二恶英与多氯联苯一体化自动化净化设备与控制软件,并在国际上首次将这一前处理技术纳入国家标准,分析时间由原各自测定总和1月缩短到1周。4)率先建立液-质联用同时检测35种真菌毒素检验技术,解决一一检验的监控难题,并开发出低成本前处理净化柱专利技术降低检验成本。5)率先将同位素质谱稀释技术引进食品安全领域,建立氯丙醇、丙烯酰胺三聚氰胺、六溴环十二烷、全氟烷/磺酸等检测技术,应对国际热点问题。以二恶英超痕量检测为代表的国家分析水平,经一系列国际考核使中国能力获得联合国认可,进入与美、欧、日、澳等同列前五的第一方阵,支撑了国际水俣汞公约和斯德哥尔摩持久性有机污染物公约名单监测评估能力。方法推广建立了8个国家参比实验室,所得数据被世卫组织系列技术报告采纳,暴露评估用的中国食物消费量进入WHO网站、成为国际风险评估参数,结束了急性暴露评估仅依赖G7国家的历史;制定的污染物限量国家标准符合中国实际,如2013年、2007年铅膳食暴露量较2000年分别减少了58%和38%。代表中国牵头制定了大米无机砷限量国际食品法典,将中国(唯一有该标准国家)国家标准转化为国际标准。项目发明专利形成多个商业化国产仪器推动了国产化仪器在食品安全和环境污染分析领域的应用,有4个相关企业的产品获得BCEIA金奖。项目建立国家标准13项(2013年前10项)、国际标准7项;获发明专利4项、软件著作权2项、国家一级标准物质2个,出版著作2部,发表SCI收录论文92篇、他引2669次。获省部级特等奖1项,一等奖3项,二等奖5项。
[成果] 1500520045 北京
S15 应用技术 农业科学研究与试验发展 公布年份:2015
成果简介:项目属于地球科学领域。土壤微生物是土壤发生与发育的重要推动力,在元素生物地球化学循环中起着引擎作用。开展土壤微生物生态相关研究对开发生物资源、应对全球气候变化、治理环境污染、维持生态服务功能及促进土壤可持续利用等均具有重要意义。近二十年来,基于DNA/RNA水平的分子指纹图谱和新一代测序技术的引入极大地促进了土壤微生物生态学的发展,为揭示土壤微生物多样性及其驱动的元素循环过程和机理提供了有效的途径。该项目围绕土壤微生物多样性及其驱动的元素生物地球化学循环和应用开展了全面而系统的研究工作,在土壤微生物生物地理分布特征、微生物介导的氮循环过程及其功能作用等方面取得了一系列重要成果,主要包括:(1)在土壤微生物分子生态学和土壤化学前沿交叉领域开展了创新性研究,将土壤微生物分子指纹特征与先进的统计分析方法相结合,定量表征了区域尺度上土壤细菌多样性的分布格局,揭示了历史进化对土壤细菌多样性所起的主导作用,表明微生物也存在一定的地理分布规律;进一步探明了特定土壤中影响微生物多样性的关键环境因子;(2)对不同土壤中氨氧化古菌和氨氧化细菌的丰度及组成进行了对比研究,首次发现在极酸和碱性土壤环境中大量存在氨氧化古菌,且酸性土壤中氨氧化古菌对长期施肥导致的酸度变化响应更敏感,而碱性土壤中则是氨氧化细菌更敏感,揭示了这两类重要功能微生物不同的生理生态特征,对进一步探索其功能作用提供了重要线索;(3)通过稳定性同位素标记实验揭示了氨氧化古菌在酸性土壤硝化过程中起主导作用,且氨氧化微生物及其功能基因对人为扰动和污染物胁迫的响应和指示作用比常规土壤生物学指标更为灵敏,进一步加强了对氨氧化微生物驱动土壤氮循环过程和机理的理解,为其在环境监测和生态风险评价中的应用提供了重要的科学依据。以上成果在The ISME Journal,Environmental Microbiology,Soil Biology and Biochemistry等具有重要国际影响的刊物上发表,20篇主要论文被国内外刊物总他引1134次(SCI他引905次),8篇代表性论文SCI他引683次,单篇最高SCI他引238次。4篇代表性论文被Web of Science数据库Essential Science Indicators检索为过去10年内highly cited papers,1篇代表性论文被中国科学院国家科学图书馆公布的中国热点论文榜评选为“2007-2011年环境科学领域研究论文中获得引用数最多的中国学者论文”(Top 10的第8)。前3名项目完成人中2人获国家基金委杰出青年科学基金(2002和2010年),1人获优秀青年基金资助(2013年),1人获2013年发展中国家科学院(TWAS)农业科学奖。
[成果] 1600060027 北京
X78 应用技术 环境治理 公布年份:2015
成果简介:世界卫生组织将细菌的抗生素抗性列为本世纪健康领域的最大挑战之一。作为最大的抗生素生产和使用国,中国面临更大的挑战。该项目围绕抗生素和抗药基因环境污染特征、抗生素胁迫下抗药基因的传播机制及阻断技术等关键科学问题开展系统研究,取得如下成果:首次发现了抗生素废水处理系统中细菌普遍存在多重抗药性。揭示了抗生素废水既是抗生素也是抗药菌的高风险污染源;发现即使单一抗生素存在下也会导致细菌产生多重抗药性,其抗药性甚至远高于已知的超级细菌。该成果推动了世界卫生组织等对抗生素生产的环境风险管理。揭示了生活污水和畜禽养殖废水中抗生素和抗药菌的特征。发现中国生活污水中抗生素以喹诺酮类和磺胺类为主,而养猪废水中以四环素类和磺胺类为主;首次在北京城市水体中检出能引发人体严重副作用的第四代喹诺酮类抗生素加替沙星,发现近一半环境大肠杆菌具有抗药性甚至多重抗药性,证实在自然水环境中大肠杆菌可通过水平转移从土著菌获取四环素类抗药基因。阐明了抗生素胁迫下抗药基因在水环境中的传播机制。揭示了抗药基因水平转移元件(class I integron等)在高浓度抗生素胁迫下大幅增加是导致强抗及多重抗药性细菌高发的重要机制,明确了控制抗药基因环境传播的关键因子;发现抗生素在水环境中的水解和光解产物仍然具有高抑菌活性,揭示了阻断细菌抗生素抗性发展的关键。形成了废水处理中阻断抗药基因环境传播的多级屏障技术原理。建立酵母菌与厌氧-好氧组合的生物处理系统,构建了抗生素废水生化-物化组合处理工艺,发明了360度响应的紫外强度测试荧光硅微探头,提高了深度处理反应器的光利用效率,建成了中国第一座抗生素与抗药基因协同控制的废水处理设施。项目在国际上第一次系统揭示了制药废水、生活污水和畜禽养殖废水三大排放源的抗生素和抗药基因特征,首次发现制药废水是强抗及多重抗药性细菌高发热区,发明了抗药基因阻断工程技术,成果在该领域权威刊物上发表后得到国际学术界的高度认可,支持了国际社会对制药过程的风险管理,促进了环境科学与工程学科的发展,并为北京市水质风险管理提供了科学支撑。相关成果发表SCI论文128篇,10篇代表性论文SCI他引580次,其中两篇被分别列入科学指标数据库高被引TOP论文和J.Chromatogr.A高引用论文;获得授权发明专利4项。三位完成人获国家杰出青年科学基金资助,并被列入ELSEVIER数据库颁布的环境科学领域2014年中国高被引学者榜单。
[成果] 1400630063 北京
X83 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 技术检测] 公布年份:2014
成果简介:该项目属于资源环境技术领域,环境内分泌干扰物的危害引起全世界的广泛关注,针对中国缺乏自主研发环境内分泌干扰物综合评估技术的现状,该单位率先在中国开展了环境内分泌干扰物综合检测技术及快速检测方法的研究,历经10余年的潜心研发、自主创新,取得了如下成果:(1)于国内首次构建了能够模拟哺乳动物内分泌系统作用,实现对环境化合物及环境样品多位点内分泌干扰效应的快速、高通量检测的重组核受体基因双杂交酵母检测平台,包括重组雌激素受体、雄激素受体、甲状腺激素受体、雌激素受体相关受体和维甲酸X受体等重组基因双杂交酵母内分泌干扰效应测试体系;(2)建立了相应的体外代谢活化方法,可以全面检测环境化合物及环境样品经代谢后产生的间接内分泌干扰活性;(3)建立了规范的水、沉积物和土壤等环境样品的样品采集、前处理及分级分离的成套技术体系和质量控制与质量保证体系,形成了完备的、成套核受体超家族检测化学品和环境样品的环境内分泌干扰物新技术。(4)结合环境水样现场、快速检测的需求,开发出一种新型的雌激素生物毒性快速检测试剂盒,具有稳定性好、灵敏度高、测试快速(4h内即可完成环境水样类/抗雌激素效应检测)以及便携、适用于野外现场检测的优点。所建立的方法体系为中国环境介质中内分泌干扰物的监测提供了新的测试手段;为化学品安全性评价以及新化学物质环境管理提供高效的筛选平台;快速检测试剂盒为内分泌干扰物相关的环境管理及应急监测提供了有力的技术支撑。该技术的开发直接服务于中国的环境风险管理,提升了中国环境痕量有毒污染物的监管、监测能力。已经应用于863、973等重大科技项目,对数百种化学品,以及环境样品的内分泌干扰效应进行了评估。雌激素酵母试剂盒产品已在国内20余单位得到推广应用。上述技术成果获得国家授权发明专利3项,发表相关学术论文25篇,其中SCI收录18篇,填补了国内技术空白,所形成的方法体系提高了中国环境风险管理水平。
[成果] 1500210140 北京
TU99 应用技术 [水资源管理, 自来水的生产和供应] 公布年份:2015
成果简介:该成果属于水处理领域。南水北调中线工程是一项规模空前的输水调水工程,对于缓解中国南北方水资源不平衡局面有重大意义。随着该工程逐步发挥作用,受水区的供水水源将会呈现出多样性和复杂性。成果针对该工程通水后受水区城市供水系统将要面临的主要问题,提出了相应的饮用水净水技术和多水源切换条件下管网“黄水”预测、预防及控制措施。包括在丹江口建设中试研发平台,用于研究受水区城市现有水厂工艺对丹江口水库水源水的适应性;建立了丹江口市和北京市的管网模似系统,用于研究丹江口水源和河北应急水源进京后的管网水质稳定性;提出了多水源切换管网“黄水”预防与控制技术、多水源分区调度调配技术、水质调节联合消毒工艺控制水质稳定性及管垢稳定性的控制技术、管网入水腐蚀性调节技术。成果已在北京市部分管网区域开展应用示范,避免了2010—2012年间水源频繁切换可能导致的管网“黄水”现象,有力保障了首都供水安全,并有效缓解了北京市水资源紧缺的矛盾,取得了重要的社会效益和经济效益。
[成果] 1600150187 重庆
TU99 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2015
成果简介:重庆市现有排水管网8540余公里,建设资金超过120余亿元,80%以上建在山地城市,比平原城市面临更突出的安全问题,如:管道裸露地面或悬挂江边的结构安全威胁,火锅等饮食习惯使管道有毒有害气体浓度高易爆炸中毒,山地特殊地形的反坡平缓段排水管道已堵塞淤积,城市低洼带管道泄洪能力不足导致地面易积水发生洪涝灾害等。排水管网安全直接决定重庆市和三峡库区的水环境安全,如重庆主城沿江敷设的排水管道一旦破损,每日将有上百万顿污水直排入江,后果不堪设想,项目研究意义重大,主要创新成果如下:1.重庆市排水管道结构性安全监控、预警、修复技术与设备。为解决重庆排水管道面临的地质滑坡、不均匀沉降等安全威胁,研发了排水管道结构性检测预警与应急修复的系统与设备,并应用于重庆主城结构安全隐患最突出的嘉陵江北侧A管线23公里,运行5年报警2次并成功修复。重庆市排水管道有害气体安全监控预警技术与设备。为解决重庆排水管道受火锅川菜影响,管道甲烷、硫化氢浓度高致使爆炸、中毒事件频发的问题,研发了排水管道有害易燃气体监测、传输、自动清除技术与设备,并在重庆主城300余公里的排水管道应用了5年,月均报警20余次并均消除隐患。重庆市排水管道清淤技术与装备。为解决重庆因山地特点排水管道远离道路,难以用常规大型机械装备进行清淤的问题,研发了可灵活应用的排水管道清淤小型装备,能耗低、无水耗,效果稳定。重庆市排水管道泄洪排涝控制技术。重庆地形地势复杂且暴雨强度大,“山城受淹”现象每年发生且频率加大。通过对重庆市复杂地形的SWMM建模识别出易受淹点,并结合易受淹点的汇水下垫面特征,开发了适合山地城市地表径流快排快泄特点的生态化改造技术,有效解决排水管道泄洪能力不足的问题。重庆市排水管网安全监控预警信息系统。系统分为结构性安全、有害气体监控、泄洪排涝、日常维护4个子模块,实现了重庆市排水管道的信息化,是国内外较早应用、系统功能最全、能长期稳定运行的排水管道信息系统,已在重庆市排水公司运行了5年并继续实时发挥着作用。成果经鉴定认为:“研究成果创新性强,总体达到了国际先进水平,其中排水管网安全监控预警技术达到了国际领先水平”。成果获权发明专利23件,已在重庆市330余公里排水管道应用了5年未出现安全事故,促进了控污减排,保障三峡库区水质安全。该成果引领了中国山地城市排水系统科技的发展,带动了行业的技术进步。
[成果] 1600310111 北京
X50 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2015
成果简介:该项目成果突破了中国二恶英类排放清单编制存在的关键技术问题,基于中国国情,发展了二恶英清单调查方法学。对二恶英类主要排放源,如烧结、钢铁和有色金属冶炼、焦炭生产、有机氯化工、露天焚烧等过程开展了二恶英类排放特征的系统研究。提出的铸铁和热浸镀锌钢生产过程二恶英类的排放因子修正了国外曾普遍接受的设定值,极大减少了二恶英评估的不确定度。开展了中国典型的秸秆和生活垃圾的露天焚烧二恶英类排放因子系统实验,得出了适合中国国情的露天焚烧二恶英类排放因子。在国际上首次开展炼焦生产二恶英的系统监测,提出了炼焦过程二恶英排放因子,并被联合国环境规划署(UNEP)组织编写的《鉴别及量化二恶英类排放标准工具包》所采纳,推荐用于各国评估相关行业二恶英的排放量。项目组发展了二恶英排放源清单调查方法学,提出了中国62类工业行业二恶英类的排放因子。基于该项目的研究成果,借鉴国际研究经验,在行业主管部门和行业专家的支持下,于2007年完成了“中国二恶英类排放清单”报告。该报告指出:中国2004年各类排放源二恶英类排放总量为10.2kg TEQ。该报告已由环境科学出版社出版发行,其内容收录在国务院批准的《国家履约实施计划》中,成为中国制定二恶英类污染防控对策的重要依据。
[成果] 1600310113 新疆
X70 应用技术 污水处理及其再生利用 公布年份:2015
成果简介:该项目提出了一种石油化工企业废水处理及资源化技术,特别是废水处理回用及“零排放”工艺。该集成技术工艺包以自主专利为核心,共获得国家发明专利14件,待授权的发明专利12件,其中该集成技术包括科学给水与过程节水、污水治理回用、循环调控和零排放四大系统。在项目研究实验过程中,将危害非常大石油化工行业污水经过处理回用于循环冷却水,并提高循环冷却水的浓缩倍率5倍以上,循环冷却水排污水进入该系统处理后循环利用,实现石化废水利用率提高至75%。整个系统不向外排放污水,所产生的中水全部回用于生产工艺用水、循环冷却水、补充水;产生的废渣和污泥经脱水后产生的泥饼,可进入锅炉房焚烧或外运至废物处理厂处理,结晶盐填埋储存,可实现资源的利用。通过示范项目的运行实践,高难度工业废水经过处理回用成为循环水的补给水,大幅减少新鲜水的补给量和废水的排放量,提高工业水的重复利用率,达到节能减排的目的。
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