基于“南阳实践”的云蒙湖水源地风险应急研究

借鉴河南省南阳市淇河水环境污染事故处置经验,大力推广“南阳实践”经验,是推动水源地风险应急能力建设的重要手段。以山东省蒙阴县云蒙湖水源地为例,对风险应急能力建设现状进行了分析。在云蒙湖主要风险源分析的基础上,提出了云蒙湖流域7个典型突发环境事故情景,针对每种情景,提出了风险应急预案。通过预见性地制定风险应急预案,事先构筑必要的工程设施,加强风险应急管理,可在污染事故一旦发生时变被动为主动,为应急处置赢得时间,最大程度地减轻或消除污染事故对云蒙湖的影响,保障临沂市城区饮用水供水安全。

对滇池流域山水林田湖草一体化保护和系统治理的思考

滇池是“九五”时期以来我国重点治理的“三河三湖”之一,经过30年治理,水质明显改善,水生态系统演变趋势向好。然而目前,滇池流域“山水林田湖草”系统治理格局还未完全形成,流域生态系统韧性不足,水环境质量正处于进一步改善的瓶颈期。为探索滇池治理的未来发展路径,本文系统总结了前期滇池治理历程与成效,诊断了存在的主要问题,分析了滇池流域自然—社会复合生态系统特征,提出了滇池流域山水林田湖草一体化保护和系统治理的思路、目标、空间布局和重点任务,以期为新时期滇池流域水生态环境保护提供指导,也为其他城市型重污染湖泊流域从水污染防治向水生态保护的转变提供借鉴。

海南自由贸易港生态文明制度建设研究

我国生态文明制度建设始于改革开放,经历了探索阶段、初创阶段、确认阶段和成熟阶段,为研究海南生态文明制度建设指明了方向。随着海南自贸港建设的逐步推进,海南省对生态文明制度建设空前重视,出台了大量的政策,但仍存在生态文明制度集成创新滞后、管理制度不完善、公众参与度不高等问题。在此基础上,借鉴国内外先进经验,进一步提出深化生态文明制度集成创新、建立绿色发展导向的生态文明管理制度、扩大公众参与、树立公众生态价值观等建议。

黄河流域(青海段)氮时空分布特征及其来源解析

青海省作为黄河发源区,其境内干支流水质对整个黄河流域和北方地区具有十分重要的战略意义.为深入了解黄河流域(青海段)氮污染特征,采集黄河干流流域、湟水河流域、大通河流域共30个断面不同水期的水样进行监测,系统分析氮时空分布特征,并采用氮氧稳定同位素技术解析了水体中氮的主要来源.结果表明:(1)该区域水体TN浓度在0.33~13.50 mg/L之间,平均值为3.40 mg/L,表现为湟水河流域>大通河流域>黄河干流流域,各形态氮浓度表现为NO_(3)^(-)-N>TON>NH_(4)^(+)-N>NO_(2)^(-)-N.(2)各流域TN浓度最高均为丰水期,但枯水期和平水期各不相同,氮形态分布也不同,说明氮污染来源可能存在差异.(3)相关性分析显示,TN与TON、NO_(3)^(-)-N具有较好的同源性;SIAR模型分析显示,各污染源对NO_(3)^(-)-N的贡献率表现为土壤源>凋落物源>城镇点源>雨水源>散排生活污水源>畜禽粪肥源,但丰水期时湟水河流域土壤源和凋落物源贡献率下降,城镇点源贡献增加,这与丰水期区域雨污混流导致的城镇生活污水处理不足有关.研究显示,黄河流域(青海段)氮污染主要集中在湟水河流域,主要来源为土壤源、凋落物源和城镇点源,需重点推进污水管网的完善,提高城镇生活污染治理能力.

陆海统筹的南流江流域污染物总量分配研究

综合考虑广西南流江流域陆域和廉州湾海域水质目标,遵循南流江流域、南流江河口、廉州湾近岸海域的污染路径,构建了基于陆海统筹的南流江流域污染物总量分配技术体系。首先,以廉州湾近岸海域环境功能区水质目标为约束条件,计算入海化学需氧量(COD)、氨氮、总氮(TN)和总磷(TP)的最大允许排放量,分别为24494、3425、10052、776 t/a。然后以南流江河口最大允许排放量和南流江流域水功能区水质目标为约束条件,计算南流江流域陆域COD、氨氮、TN和TP的最大允许排放量,分别为126365、5403、8939、1127 t/a。为实现入海总量的控制目标要求,重点应在南流江流域削减污染物排放量,到2020年,南流江流域主要污染控制工程项目的削减能力已超过2020年污染物总量控制削减量,因此2030年实现南流江和廉州湾控制断面全面稳定达到相应功能区水质目标压力不大。

优化、RSA和GLUE方法在非线性环境模型参数识别中的比较

参数识别是数学模型应用的前提 ,本文对非线性环境模型常用的 3种参数识别方法进行了比较分析 .优化方法是出现最早、应用最广泛的参数识别方法之一 .但在观测误差存在的情况下 ,采用优化方法识别的最优参数进行模型预测 ,存在很大的决策风险 .考虑到这种不足 ,RSA方法和GLUE方法摒弃了识别单一最优参数的传统思维 ,而把识别参数扩大到多点组成的参数集 .RSA方法与GLUE方法不同的是 ,RSA方法把可行的参数点看成是同等接受的 ,而GLUE方法则根据模拟值与实测值的差别 ,确定其似然度 ,代表参数的可信度水平 .除参数识别以外 ,RSA方法和GLUE方法也是全局灵敏度分析的重要工具 .

污染物总量控制制度创新与未来发展的思考

为解决污染物总量控制制度创新及与排污许可制的关系,探索我国未来水环境总量控制制度的发展方向,对美国、欧盟等发达国家和地区以及我国水污染控制的发展历程进行了回顾和对比研究.结果表明:①控制污染物排放总量是改善水环境质量的根本措施,排污许可制是水环境管理的核心手段.②我国水污染总量控制研究起始于20世纪70年代末的容量总量控制研究,先后经历了理论探索、应用探索和理论深化3个阶段,在管理上则经历了排污许可制试行阶段、制度探索阶段、总量控制目标责任制阶段.③我国目前实施的总量控制仍然是目标总量控制,难以与地表水质直接挂钩.对我国水环境保护形势和相关法律政策的研究表明,我国从污染源达标排放控制1.0时代、目标总量控制2.0时代,逐步进入容量总量控制3.0时代的条件已基本成熟.建议以排污许可制作为推进总量控制3.0的重要抓手,完善相关制度建设,严格问责机制,确保容量总量控制的真正落实.

基于响应场的线性规划方法在长江口总量分配计算中的应用

河口区污染源总量分配由于计算的复杂性而受到较多的关注.以长江口及毗邻海域为例,研究基于响应场的线性规划方法在污染源总量分配计算中的应用.主要步骤:通过水动力水质模型计算各污染源在单位负荷下的响应场,建立污染源与水质之间的响应关系;构建总量分配计算的优化目标和约束方程,采用线性规划方法,计算污染物环境容量;考虑污染源之间的公平性原则,进行污染源总量分配.选取有代表性的水文设计条件,完成对CODMn,NH3-N,无机氮和活性磷酸盐的总量分配计算.在给定的设计水量、水质目标、排污口位置和分配原则等条件下,得到CODMn,NH3-N,无机氮和活性磷酸盐的最大允许入海量分别为200.8×104,16.9×104,22.6×104和1.8×104t.

似然度函数对GLUE方法的影响

GLUE方法是不确定性条件下参数识别的重要方法,似然度函数的选择是GLUE方法的关键.为克服观测误差和模型结构误差对研究结果的影响,利用合成的数据序列,以污染物衰减模型为基础,分析了似然度函数对参数识别和模型预测结果的影响.从识别结果来看,由于似然度函数的变化改变了参数似然度之间的对比,因此对参数识别及灵敏度分析的结果都产生了影响,甚至能够改变参数全局灵敏度的相对排序.从预测结果来看,似然度函数的变化影响了模型预测的分布,但即使预测结果的模糊性在减少,精度并没有相应地提高.因此,似然度函数的恰当选择对分析结果具有重要的影响,应结合研究问题的具体特点和对模拟结果的要求,采用概率论等相关方法选择出尽可能体现参数真实重要性的函数.

基于技术和水质相结合的排污许可限值核定技术研究

“十三五”期间,我国排污许可管理制度已基本建立;“十四五”时期,我国排污许可管理将逐步过渡到注重水质达标的管理阶段.为适应我国排污许可新的管理需求,研究了基于技术和水质相结合的排污许可限值核定技术.其中,基于技术的排放限值核定主要根据企业的行业属性和核定产能,结合环境影响评价批复的污染物排放额度,确定其排放浓度限值和排放总量限值;基于水质的排放限值核定需建立污染源与水质之间的响应关系,以地表水水质达标为目标,计算各污染源的最大允许排放量.最终的排污许可限值为基于技术的排污许可限值和基于水质的排污许可限值的最小值.以常州为例,从常州排污许可证核发重点行业选取了两家化工企业A和B,核算其基于技术的排放限值;采用水质模拟和污染物最大允许排放量分配技术,计算了污染物最大允许排放量,并分配到两家化工企业,作为基于水质的排放限值.结果表明:A化工企业COD Cr和NH 3-N的最终排污许可限值分别为6.53和0.075 t a,其中,COD Cr的最终取值为基于水质的排放限值,NH 3-N基于技术和基于水质的排放取值相同;B化工企业COD Cr和NH 3-N的最终排放限值分别为11.60和0.17 t a,最终取值均为基于技术的排放限值.研究显示,基于水质的排许可限值受到企业自身和外部水环境容量的双重影响,应从严制定排污许可限值,既能达到企业行业排放标准和环境影响评价批复的要求,又能满足水环境质量达标的目标.

HSY算法在水质模型参数识别中的应用探讨

参数识别是水质模拟中的技术核心,数据稀缺是水质模型经常面临的问题。采用HSY算法可求得模型参数的分布,而不再是一个单一的最优参数,从而在一定程度上避免了由于“最优”参数失真带来的决策风险。本文以南水北调一期工为例,讨论了在稀疏数据条件下如何应用HSY算法识别CSTR水质模型的参数。并对识别的模型参数进行了检验。模型检验采取了2种方法:分别用动态和稳态计算方法得出的参数进行比较;用模拟结果分布与实测值进行比较。结果表明,HSY算法为在稀疏数据条件下进行参数识别、建立数学模型提供了一条有效的途径。

稀疏数据下复杂流域的水质模拟:以赣江为例

以赣江流域为例 ,对稀疏数据条件下复杂流域水质模型的建立和参数识别进行了探讨 .采用了结构相对比较简单的CSTR模型 ,将其参数划分为水文参数和水质参数 ,并分别进行识别 .水文参数采用回归方法进行识别 ,对水文参数的扰动实验表明 ,水质对于水文参数在可能的取值范围内的变化不敏感 ,因此在随后的水质参数的识别中 ,将其固定在回归方法求出的最优值上 .水质参数的确定则采用了模型方法和资料方法相结合的手段 ,综合考虑了赣江流域可获得的数据信息、文献资料中对于参数的经验取值和模拟者在大量数学建模中的经验 ,最终根据河流的不同类型确定了赣江流域的水质参数 。

基于分配指数的渤海TN总量分配研究

以控制渤海富营养化、减少TN排放量为目的,对渤海TN总量分配进行了研究.综合考虑污染物总量分配的公平性和效率,采用环境容量、水资源量、人口、耕地面积、GDP和现状排放量6个因子建立了渤海污染物总量分配指数,构建了基于线性响应场的污染物总量分配模型.考虑到权重系数的影响,分别按全指标、强调水资源利用和强调非点源3类,构建了7种权重系数方案（F11、F12、F13、F14、F21、F31、F32）.结果表明,渤海2010年TN入海量（16.4×10^4t/a）是其环境容量（4.7×10^4t/a）的3.5倍,同时受污染源位置和分配公平性的影响,接近或超过一半以上的环境容量实际上并不能被充分利用.采用总体削减率和削减率≥95%的污染源所占比例2个指标,对7种权重方案下的总量分配结果进行了比较.方案中凡是过分强调单项因子（如环境容量、水资源量、耕地面积等）的TN分配结果均具有明显的不足,只有F13方案兼顾了公平和效率.综合考虑TN总体削减率和削减率≥95%的污染源所占比例2个指标,建议方案F13为推荐方案,其TN总体削减率为85%,其中前10位的污染源削减量之和可占总削减量的79%.

改进的RSA方法在参数全局灵敏度分析中的应用

灵敏度分析是模型参数识别的重要方法.参照一维情形,采用统计分布特征值,对传统意义上的参数灵敏度分析进行了扩展,将参数灵敏度定义从一维扩展到多维,为在多维情形下分析参数的灵敏度提供思路.RSA方法是全局灵敏度分析的重要方法,但其对参数的二元划分具有一定的局限性,因此对其进行一定的改进:①将RSA方法对参数集的二元划分扩展为多元划分.②分析对象不局限于对模型参数值的分布,也包括模型目标函数的分布,即研究在函数各取值区间,参数的分布是否具有明显的变化;研究在参数各取值区间,函数的响应是否具有明显的变化.以n=2的Rosenbrock函数作测试函数,对改进的RSA方法进行了检验.以模型参数为基础的分析结果和以模型目标函数为基础的分析结果均表明,模型的2个参数的全局灵敏度都非常高,二者的分析结论一致.

近岸海域环境功能区概念辨析及其存在的问题和对策

近岸海域环境功能区是进行近岸海域水环境管理的重要依据.随着经济和环境保护形势的发展,我国近岸海域环境功能区管理也应进行相应的调整.研究了近岸海域环境功能区与海洋功能区之间的差别,根据近岸海域环境功能区的定位,指出其应主要包含3个属性,即自然属性、社会属性和管理属性,因此近岸海域环境功能区划分应立足于保护当地的海洋生态系统,满足人类对近岸海域水体的使用功能,同时方便对近岸海域环境系统的管理.对近岸海域环境功能区目前存在的主要问题进行了分析,即超标严重、调整频繁、排污混合区设置不合理以及监管有待加强等.在此基础上,提出应突出近岸海域环境功能区战略定位,将近岸海域环境功能区划上升为国家标准,加强近岸海域环境功能区的生态保护功能,加快修编《近岸海域环境功能区划分技术规范》,并强化环境保护部对近岸海域环境功能区的监督管理等对策建议.

路径分析法在滇池流域水污染防治规划中的应用

在基于负荷总量的水污染防治规划中,通常需要在特定的水质目标条件下,核定污染物的最大允许排放量和削减量,并采取工程措施完成削减目标.路径分析法将正向算法中的污染控制参数由连续变量进行离散化,既对优化问题进行了简化,也提高了优化方案的针对性和可行性.以滇池流域水污染防治规划为例,采用路径分析方法,将滇池流域水污染控制六大措施的参数离散化,寻找不同目标方案条件下滇池流域污染治理的最佳方案.在此基础上,结合滇池流域水污染治理的实际,推荐中方案为"十二五"规划的目标,并提出了对应的污染物总量削减措施.

我国固体废物的处理现状与对策

本文阐述了我国固体废物的来源、分类、物质组成和产出现状，分析了４种固体废物处置处理方法的优点和局限。

Bayes理论在河流水质模型参数识别中的应用

参数识别是水环境数学模型建模的重要步骤.在实际模拟过程中,往往难以获得理想的数据进行模型参数识别.充分利用研究者已有的经验,可在一定程度上减少模拟过程的风险.Bayes理论为把研究者的经验或前验信息纳入到水质模拟提供了一个定量手段.采用离散Bayes理论的基本方法,以国内某河段实际监测数据为基础,完成了模型的参数识别过程,并对识别结果进行了分析.验证结果表明,采用Bayes理论获得的参数识别结果能够达到模型验证的要求.

藻类在水体污染监测中的运用

利用藻类进行水体污染监测在水生生物监测中占有重要的地位。各种不同的水体污染对藻类的种类、数量、结构等产生相应的影响，在一定程度上表明了水质的某种变化。针对各种藻类对不同污染物的反映特性，采用相应的监测方法，正确评价和预测水质污染及其变化趋势日益受到人们的重视。

一次性塑料制品的替代管理策略研究

一次性塑料是指生产生活中使用一次或几乎不重复利用的塑料,约占塑料总消费量的50%,是塑料制品的重要构成部分.近年来,随着电子商务的兴起,一次性塑料的生产和消费量迅速增长.随着人们对塑料以及由此引起的微塑料污染危害的认识不断提高,国际社会对削减一次性塑料污染的呼声日益高涨,迫切需要开发可持续、环境友好的替代品以减少一次性塑料的消费量.从全球范围来看,一次性塑料制品替代主要包括非塑料材料替代和可生物降解塑料材料替代两大类.建议我国尽快完善相关立法和标准,鼓励一次性塑料制品替代并加强替代产品的质量监管;为一次性塑料制品替代提供差别化的产业政策,提高环境友好替代产品的市场竞争力,同时还应将一次性塑料制品的环境治理成本纳入其价格成本;鼓励科技创新,研发更具市场竞争力的替代材料和产品;最后,还要唤起社会公众的共同参与,主动选择替代产品并减少一次性塑料制品的使用,才能从源头上解决塑料垃圾的污染问题.