Generation and Discharge of Pollutants in Closed Aquaculture

[Objectives]To gain an in-depth understanding of pollutant generation and discharge from closed aquaculture.[Methods]In 2018,the pollutant generation and discharge coefficients of 7 farming modes in 16 farming bases were calculated and analyzed.[Results]A total of 28 pollutant generation coefficients and 28 pollutant discharge coefficients were obtained,and the generation and discharge of pollutants in closed aquaculture were grasped preliminarily.Compared with the data of the first census of pollutions sources published by the state in 2008,7 kinds of pollution generation coefficients increased,while 14 kinds decreased;and 4 kinds of pollutant discharge coefficients increased,while 17 kinds decreased.[Conclusions]In recent years,the pollutant generation and discharge coefficients of aquaculture show a decreasing trend.

土壤磷素地表径流提取系数研究进展

土壤磷素地表径流提取系数(phosphorus extraction coefficient,ECp)是模拟表层土壤可溶性磷随地表径流迁移,估算农业磷非点源污染负荷模型中的一个重要参数。当前ECp的相关研究存在内涵模糊,确定方法各异,变异范围和影响机制也不够清晰等问题。本文梳理了国内外相关研究中ECp的提取方法、影响因素,为提高农业磷非点源污染评估的精度提供理论依据。ECp定义为地表径流溶解态磷(dissolved phosphorus,DP)浓度与表层土壤可溶性磷含量的比率。该系数通常基于降雨试验,通过建立地表径流DP和表层土壤磷含量的线性回归方程,用回归线的斜率表示ECp,因此其概念本质主要体现在统计学意义上。ECp受降雨、土壤、植被覆盖和农田管理措施等多种因素影响,变异范围较大。ECp通常与土壤黏粒含量、吸附性、植被覆盖度等因素呈反比,而与土壤初始含水量呈正比。非石灰性土壤ECp值一般大于石灰性土壤。为简化计算,ECp在NPS污染模型中通常被设为一个定值。例如,在化学物质、径流和土壤侵蚀(chemicals,runoff,and erosion from agriculture management,CREAMS)及农业非点源(agricultural nonpoint source,AGNPS)模型中,ECp值设为7.5,而在土壤侵蚀和作物生产力评价(erosion/productivity impact calculator,EPIC)和水土评估工具(soil and water assessment tools,SWAT)模型中,ECp值则设为5.7。因此,未来研究仍需重视ECp的物理内涵,精准测算多次降雨平均和动态ECp,阐明土壤磷素地表径流提取的动力机制;加强地表径流和表层土壤中可溶性磷素含量间的非线性关系的研究,提高ECp值确定方法的适用性;深入分析不同区域ECp的变异特征和影响因素,针对施肥频繁且易发生复杂强烈水力侵蚀的坡耕地,尤其需要提出ECp的校正值;用核定后或者监测获得的ECp统计值代替现有NPS污染模型中的常数,以提高土壤磷素流失负荷模拟精度。

平原河网地区典型旱地面源污染排放系数时间变化特征及影响因素研究

【目的】探明平原河网地区典型旱地离田排放系数的变化特征,为农业面源污染监测管理提供参考。【方法】以上海市崇明岛某典型旱地为研究对象,通过构建水文-水质协同监测系统,对旱地面源污染排放系数进行测算,明确排放系数的时间变化特征,分析排放系数的影响因素。【结果】日尺度下,氮、磷的离田排放系数变化范围分别为2.2~9843.9、0.08~667.0 g/(hm^(2)·d);月尺度下,氮、磷离田排放系数变化范围分别为0.02~17.2、0.001~1.04kg/(hm^(2)·m)。在降水产流事件中,氮离田排放系数与降水历时呈极显著正相关,磷离田排放系数与产流事件的总降水量、平均降水强度、最大小时降水强度极显著正相关。施肥后,氮日排放系数迅速增大,磷日排放系数无明显变化。各时间尺度下,氮排放系数与地表径流不存在显著相关性,磷排放系数与地表径流极显著正相关。【结论】氮、磷离田排放系数的日、月际变化幅度较大,氮离田排放系数易受施肥措施影响,磷离田排放系数则更易受降水和地表径流的影响。

山西省农业面源污染时空变化特征及发展趋势预测

[目的]定量分析山西省2011—2022年农业面源污染时空变化特征并预测其发展趋势,为该省农业面源污染防治工作的开展提供科学参考。[方法]采用排污系数法和等标污染负荷法定量分析山西省农业面源污染的时空变化特征,通过建立自回归移动平均的(ARIMA)时间序列预测模型对其发展趋势进行预测。[结果](1)2022年山西省农业面源污染排放量分别为:化学需氧量(COD)为4.74×10^(5) t,NH_(3)-N为5820 t,TN为2.86×10^(4) t和TP为4180 t。排放量高值区集中在吕梁市和运城市,低值区集中在太原市和阳泉市。等标污染负荷总量为3.95×10^(10)m^(3)。首要污染物为TN,首要污染账户为畜禽养殖账户。(2)2011—2022年,4类污染物变化趋势表现出一致性,总体上表现为波动上升,且各项污染物最高值均出现在2022年。各行政区污染物排放量排序基本稳定,运城市和吕梁市一直占重要地位。根据等标污染负荷计算结果,12 a来TN一直是首要污染物,畜禽养殖一直是首要污染账户,并且占比仍在不断上升。(3)通过确定模型参数,建立ARIMA(1,1,2)模型进行预测。预测期内山西省农业面源污染会有小幅下降,之后发展趋势表现为平稳上升。[结论]需要进一步加强对农业重点污染账户和重点污染物的防治工作,以降低农业面源污染排放量,缓解其上升趋势。

矿区土壤重金属污染微生物生态修复技术研究

高浓度的重金属会抑制微生物的生长,且矿区土壤重金属含量和组成差异较大,从而影响修复效果。为此,研究矿区土壤重金属污染的微生物生态修复技术。采样分析矿区土壤重金属种类及含量等相关值;建立地累积指数模型及土壤重金属污染评价函数,分析重金属污染的生物毒性双权评价值与整体污染评价指数;分析各微生物的整体修复作用,以此达到土壤重金属污染微生物生态修复的目的。经实验表明,所提技术能够快速有效的对矿区土壤重金属污染展开修复作用,为矿区土壤健康提供保障。

引入空间修正入河系数的改进输出系数模型研究——以长江流域为例

针对长江流域开展面源污染负荷研究具有重要实践意义。传统输出系数模型为集总式模型,无法体现污染物的空间差异性,且未考虑污染源和受纳水体之间的污染物迁移损失,计算结果常为产污量而非入河量。为了降低区域自然地理条件差异造成的模拟结果的误差,综合考虑污染物在输移过程中受降雨、地形、植被和距离等因子的影响,对传统的Johnes输出系数模型引入空间修正的入河系数,构建具有空间分布性的改进输出系数模型。将改进后的输出系数模型应用于长江流域,对长江流域干流自上至下9个监测断面的总磷、化学需氧量进行模拟。分别将集总式输出系数模型和引入空间修正入河系数的改进输出系数模型的模拟结果与实测值进行比较,结果显示改进后的输出系数模型模拟精度较改进前显著提高,为流域面源污染综合治理提供参考依据和理论支撑。

南京市大气VOCs污染特征及其臭氧生成潜势分析

基于2016—2022年南京市大气挥发性有机物(VOCs)自动监测数据,分析VOCs污染特征及其臭氧生成潜势(OFP)。结果表明:2016—2022年南京市大气VOCs及其组分体积分数均显著下降,TVOCs 7年均值为21.7×10^(-9),各组分占比从大到小依次为烷烃>烯烃>芳香烃>炔烃;TVOCs及烷烃、烯烃、芳香烃季节变化一致,均为冬季>秋季>春季>夏季,炔烃为冬季>春季>秋季>夏季;TVOCs及烷烃、烯烃、炔烃月变化整体呈“V”字型特征,芳香烃近似为“W”型;除炔烃外,小时体积分数日变化基本呈“单峰型”特征。2016—2022年OFP年际变化呈显著下降趋势,7年均值为132.1μg/m^(3);OFP贡献较大的组分为烯烃(39.1%)和芳香烃(38.1%),臭氧生成的VOCs关键物种为乙烯、间/对二甲苯、甲苯、丙烯和异戊二烯,控制烯烃和芳香烃排放有利于南京市的臭氧污染防治。

小流域面源污染负荷精细化估算与实证研究——以成都市阳化河流域为例

精准估算沱江支流阳化河小流域面源污染负荷是制定水质达标方案的基础。运用改进的输出系数法估算阳化河流域面源污染负荷总量,并基于当月降雨量占年降雨量的比例对面源污染负荷年输出总量进行月份分配,获得精细化估算数据。结果表明:2020年流域内COD污染最严重,污染负荷总量为6 042.61 t,污染负荷主要分布在转龙镇、竹篙镇、禾丰镇、云龙镇和施家镇;污染物COD、氨氮和总磷主要来源于农村分散生活面源和规模化畜禽养殖;估算得到的面源污染负荷年内月份的分配结果与实测数据比较吻合,平均误差都<10%。研究结果可为流域水环境精细化管理提供数据支持。

基于低共熔溶剂同时清洗植物性食品中多种污染元素可行性研究

目的探究基于低共熔溶剂(deep eutectic solvents,DESs)同时清洗植物性食品中多种污染元素的可行性。方法室温下,以六偏磷酸钠为氢键受体,D-葡萄糖酸、山梨醇和尿素为氢键供体制备3种新型DESs,即六偏磷酸钠-D-葡萄糖酸(sodium hexametaphosphate-gluconic acid,SHMP-Glc A)、六偏磷酸钠-山梨醇(sodium hexametaphosphate-sorbitol,SHMP-Sbt)及六偏磷酸钠-尿素(sodium hexametaphosphate-urea,SHMP-Ur),测定3种DESs的黏度、密度、熔点和p H,并利用傅里叶变换红外光谱法(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、热重法(thermo-gravimetry,TG)进行表征。超声辅助下,将3种DESs用于清洗植物性食品中22种污染元素,利用电感耦合等离子体质谱法(inductively coupled plasma-mass spectrometry,ICP-MS)测定清洗前后样品中7种重金属元素(Mn、Ni、Cu、Zn、Cd、Ba和Pb)、1种类金属元素(As)、14种稀土元素(La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu)的含量,并探究DESs的残留量。结果DESs的黏度、密度和熔点与氢键的形成有关,FTIR结果表明DESs中存在氢键。p H与DESs前体组分有关。SHMP-Glc A、SHMP-Sbt和SHMP-Ur的分解温度分别为185、348和167℃。与纯水清洗对照相比,DESs对植物性食品中多种污染元素的清洗效果大幅提高;变异系数法赋权综合评分显示,SHMP-Glc A对元素的去除率最优(综合评分0.6281),次之SHMP-Ur(综合评分-0.1335),SHMP-Sbt第三(综合评分-0.4946)。DESs在样品中残留的磷元素含量不超过磷酸盐类物质的每日最大容许摄入量(70 mg/kg bw,以P计)。结论制备的低挥发性的新型DESs能高效去除植物性食品中多种污染元素,在保障食品安全方面具有应用前景。

外源铅在基质-大球盖菇子实体系统的迁移规律研究

为了从子实体水平探究重金属铅在基质-食用菌系统的迁移规律,研究利用大球盖菇Strophar-ia rugoso-annulata开展外源铅添加试验,对其基质总铅含量(Pb_(total))和有效态铅含量(Pb_(avail)),以及子实体铅含量(Pb)进行检测分析。结果表明:(1)基质Pb_(avail)与Pb_(total)之间具有良好的线性关系,随着Pb_(total)增加,Pb_(avail)增加,Pb_(avail)在Pb_(total)的占比也增加;(2)大球盖菇子实体的铅含量随基质Pb_(total)和Pb_(avail)的增加,呈现先增大后减小的趋势;(3)铅从基质向大球盖菇子实体转移的迁移系数TF(TFtotal和TFavail)随基质Pb_(total)及Pb_(avail)的增加,先增大后减小。研究揭示了在不同铅浓度条件下,重金属铅从基质向大球盖菇子实体迁移的变化规律,也表明基质的总铅含量及有效态铅含量可作为管控食用菌产品质量安全的有效指标。

利用颗粒物激光雷达水平扫描污染源分布-实例分析

利用激光雷达对丽江市区出现的一次颗粒物轻度污染过程进行观测,反演数据得到颗粒物消光系数和退偏比,对颗粒物在水平方向上的分布特征进行分析,确定污染源相关信息。结果表明,监测点东面1 km附近农田秸秆燃烧和东南面1.7 km处云南XX物流园颗粒物排放两个污染源对本次污染贡献较大。通过激光雷达水平扫描溯源定位污染源,能及时为环境管理部门精准治理提供技术支撑,从而实现源头管理。

南水北调中线总干渠污染物降解及自净能力研究

自净过程是影响河湖水体水质变化的重要因素,污染物降解系数是决定水体自净能力的关键参数。定量分析长距离输水过程中渠道本身的自净作用,对于认识总干渠水质变化过程,区分其他外源因素对水质变化的影响都有着重要意义。以高锰酸盐指数和氨氮为研究对象,采用室内实验模拟的方法测定了南水北调中线输水总干渠典型断面的污染物降解系数,并将模拟的自净衰减过程与水质实际变化过程进行对比。结果显示:①总干渠污染物降解系数k相对天然河流处于较低水平,陶岔断面k_(COD_(Mn))为0.055 d^(-1),k_(NH_(3)-N)为0.003 d^(-1),郑湾断面k_(COD_(Mn))为0.049 d^(-1),k_(NH_(3)-N)为0.003 d^(-1),大安舍断面k_(COD_(Mn))为0.032 d^(-1),k_(NH_(3)-N)为0.009 d^(-1);考虑到高锰酸盐指数实际组分复杂,渠道降解系数较模拟结果可能更低。②模拟的自净衰减过程受温度、流速的影响较大,不同条件下总干渠高锰酸盐指数将从1.8 mg/L下降至0.228~1.042 mg/L,氨氮浓度将从0.034 mg/L下降至0.026~0.030 mg/L。由于存在藻源性、大气沉降和坡面径流等外源输入增量,总干渠沿程实测高锰酸盐指数介于1.8~2.4 mg/L之间(2019年),基本维持稳定;氨氮浓度介于0.029~0.096 mg/L之间(2019年),有升高趋势。理想条件下,自净作用最大能够消减高锰酸盐指数增量的81.81%,消减氨氮增量的30.37%。研究成果可为深入认识南水北调中线总干渠输水过程中水质沿程变化提供参考。

大风天气条件下区域大气污染物迁移规律模拟研究

为了减缓和控制大气污染程度,需要研究大气污染物迁移规律,但常规方法未考虑污染物随风移动而产生的迁移现象,使获得的迁移规律与实际情况存在较大误差。因此,提出大风天气条件下区域大气污染物迁移规律模拟研究。利用污染系数描述大气污染物迁移与风向、风速间的关系,并采用雷诺数和运动学分析湍流对污染物的影响,结合浓度函数建立区域大气污染物迁移模拟函数。实验结果表明:当风速较小时,大气污染物获得的动能小,迁移能力较弱;当风速越大时,大气污染物获得动能较大,迁移能力也越强。研究结果与实际情况一致,具有参考价值。

场地有机污染物吸附行为多参数线性自由能模型研究

准确评估污染物在污染场地土壤中的吸附分配过程是污染场地安全管理和再利用开发的重要环节.以我国典型电子垃圾拆解场地为研究对象,解析了场地土壤中有机质的吸附特征,建立了适用于场地有机污染物分配评估的有机碳标化分配系数(K_(OC))预测模型,揭示了有机污染物在场地土壤中有机质上的吸附机制.该场地土壤有机质对有机污染物具有较强的吸附能力.构建了预测场地土壤中有机质吸附有机污染物的K_(OC)的多参数线性自由能模型(pp-LFER).ppLFER模型相较于常用的单参数线性自由能模型(sp-LFER)展现出更好的场地吸附数据的预测能力(R^(2)=0.919).同时,采用其他文献报道的pp-LFER模型对该场地污染物K_(OC)进行预测,发现预测偏差较高(RMSE>1.12),这表明pp-LFER模型的预测效果受场地土壤中有机质的性质影响较大,其跨区域应用性仍待提升.进一步结合pp-LFER模型中的分子结构描述符和各项系数解析了土壤中有机质的吸附机制,发现疏水作用和极化作用是吸附过程的重要作用力,氢键作用显著影响极性化合物的吸附过程.本研究基于实际污染场地土壤构建了高精度吸附预测模型,为场地污染风险评估和修复利用提供了更准确的技术手段.

基于改进输出系数模型的潍坊地区非点源氮磷污染特征分析

为更好地提高潍坊地区水环境质量,探究潍坊市非点源污染状况非常必要。借助ENVI、ArcGIS软件、结合网络资料及实地调研,采用改进输出系数模型对潍坊地区2004—2020年总氮(total nitrogen,TN)、总磷(total phosphorus,TP)非点源污染负荷进行估算并分析其时空变化特征和污染来源;通过单位面积负荷系数法评价氮磷污染程度。结果表明:潍坊市非点源氮磷污染负荷在时间上呈现先下降后上升的趋势,且TN的总污染负荷是TP的7.15~7.37倍;在空间上整体分布不均,表现为“中间低四周高”;居民生活和土地利用是主要污染源,其中耕地是最主要的污染来源。潍坊市氮磷污染整体上对环境影响较大。

城市生态景观建设在空气污染净化中的积极作用研究

为改善城市居住环境,城市生态景观建设在空气污染净化中作用分析十分必要。以某研究区为例,分类识别景观类型并统计土地覆盖面积,计算生态景观格局指数,描述景观建设情况。采集6种空气污染物浓度数据并计算空气污染指数,描述空气污染情况。利用皮尔森相关分析法计算生态景观建设与空气污染之间的相关性系数,明确其作用。结果表明:皮尔森相关系数均非0且为负数,证明生态景观格局建设对空气污染具有积极净化作用;生态景观格局指数与一氧化碳污染的负向相关性最强,说明生态景观建设对一氧化碳污染的净化作用最为明显。

面源污染时空格局动态演变预测与防治分区研究

为对面源污染时空格局精准预测,改善其污染情况,此次研究以某研究区域为例,开展面源污染时空格局演变并提出一定的防治策略。以研究范围内不同区域为实例,对20年来的面源污染排放强度进行核算,建立数据统计模型,并利用EKC预测模型获取空间自相关关系,获取研究区内时空格局动态演变情况。研究区分析结果表明:各区域污染数值均超过1%的置信水平,且空间相关测度GMI指数大于0.20;研究区域D及F为热点区域,区域A和G为过渡区域,区域B和E为冷点区域,可依据此进行分区治理。

某企业合成树脂产线产污系数研究

结合实例对某企业乙烯基酯树脂生产线有机废气产污情况进行比对,方法包括系数法、实测法和公式法。系数法根据物料或产品产量及其产污系数计算工艺废气的VOCs产生量。实测法通过在正常工况下,对生产线废气排气筒进口进行监测获取污染物排放量数据,未检测特征污染物排放量。公式法参考美国EIIP文件,模拟化学过程,从而计算出不同污染物在投料、搅拌等不同阶段中产生的排放量。比对后,项目最终采用公式法进行产污量计算。

硅基叶面阻控剂对水稻的控镉效应

在中轻度Cd污染区域开展大田试验,探索不同用量的硅基叶面阻控剂对土壤有效Cd、水稻(Oryza sativa L.)不同器官Cd含量及Cd转运的影响。结果表明,叶面阻控剂不能降低土壤有效Cd含量,但能调控Cd在水稻器官中的转运与富集,与不施叶面阻控剂对照相比,水稻根、茎、叶与稻米中Cd含量分别降低13.06%~27.03%、17.39%~36.96%、14.89%~42.55%、11.11%~32.83%,水稻对Cd的富集从高到低依次为根、茎、叶、稻米。水稻植株中Cd从根到茎(TF根-茎)、茎到叶(TF茎-叶)、叶到稻米(TF叶-稻米)的转运系数分别为0.36~0.42、0.47~0.53、0.42~0.50,其中根到茎的转运系数最低,且随叶面阻控剂用量的增加其转运系数逐渐降低。施用一定量的叶面阻控剂在一定程度上能提高水稻产量,从经济成本和降镉效果等因素综合考虑,用量为4 500 mL/hm~2时,成本低廉且效果较佳。

突发性中尺度暴雪过程大气污染特征与潜在源区研究

针对济南市大气污染情况,分析突发性中尺度暴雪过程大气污染特征与潜在源区。基于2020年1月7日济南市气象和环境监测数据,通过皮尔逊积差相关系数法分析污染物之间、污染物与气象要素之间相关关系。经分析可知:暴雪对大气污染具有一定清洗能力,颗粒污染物浓度与气体污染物浓度之间存在一定同源性,污染物与不同气象要素也存在正向或负向相关关系,证明暴雪导致的气象要素改变对大气污染扩散具有一定意义。采用潜在源贡献因子分析法和浓度权重轨迹分析法测得本地源为济南市PM_(2.5)浓度贡献最高源区,表明PM_(2.5)高贡献与聚集性工业活动相关。