计算机仿真在环境系统工程教学中的应用

针对环境系统工程教学中学生难以理解数学模型的问题,将MATLAB、COMSOL Multiphysics等仿真软件引入实验教学过程,可以使抽象的数学模型具体化、直观化,加深学生对环境系统规律的理解。同时辅以工程实例的仿真分析,使理论与实践得以结合,增强学生思考问题、解决问题的能力,激发其学习兴趣,使教学效果得到显著提高。

环境地理学课程思政教学模式设计

介绍环境地理学课程的教学内容,明确环境地理学课程思政教学目标,从环境地理学教学内容与课程思政的关联、发掘环境地理学中的思政元素及环境地理学课程思政的精细设计与精心实施三个方面讨论了环境地理学课程思政的实践路径。

河流水环境污染风险模糊综合评价模型

综合考虑水环境污染的脆弱性和受污染水体对人体健康的危害性,建立了河流水环污染风险模糊综合评价模型.运用模糊语言,将脆弱性和危害性均分为6个等级,并根据F统计法和专家咨询法确定脆弱性和危害性的模糊隶属函数.由模糊综合评价得出河流水环境污染的风险水平.将该评价模型应用到湘江14个断面的水环境风险评价中,直观地表达各个断面污染风险水平,为湘江水资源管理和优先控制断面的选取提供新思路和新方法.

基于动态聚类分析的水环境健康风险综合评价

考虑各水期的浓度差异,提出浓度参数综合评判的概念,建立了基于浓度参数综合评判的水环境健康风险评价模型.运用动态聚类分析法将评价结果进行归类,得出风险管理的优先控制等级.将该方法应用于2007年湘江18个断面的健康风险评价研究中.结果表明:各监测断面中砷、六价铬和镉3种污染因子的健康危害较大,其中砷的健康危害最大;采用动态聚类分析将风险评价结果归为4类即:高风险、高-中风险、中风险和低风险.其中松柏下断面健康风险最高,达到3.79×10-4,属于高风险级别,应进行优先控制;黄茶岭属于高-中风险;归阳镇、熬洲、朱亭镇、枫溪、白石、霞湾、马家河、五星、易家湾、樟树港断面为中风险;另外6个断面为低风险.根据综合评判,大部分断面水质已受到不同程度的污染,须加强湘江水环境污染控制.

基于Monte-Carlo模拟的土壤环境重金属污染评价法与实例研究

综合分析了现行确定性土壤环境质量评价中的不足,将Monte-Carlo模拟引入地累积指数模型中,并进一步通过数据的挖掘和对土壤中各重金属的生态风险差异的考量,构建了基于不确定性理论的土壤环境质量评价法.将所建方法应用于实例区域,分别构建重金属的实测含量参数和其对应背景值参数的概率分布模型,设定模拟中最大实验量为1 000,置信区间为95%,抽样方法为拉丁超立方(Latin hypercube sampling),得到基于不确定性理论的土壤环境质量评价结果:评价区域土壤中各重金属的污染排序为Cd>Ni>Zn>Cu>Cr,其中,Cd隶属于严重污染等级的概率高达98.1%;Ni和Zn有着明显的空间分布差异,并且属于严重污染的概率也分别达84.5%和87%;Cr和Cu的污染等级相对较低.而后,将所得结果与现行的确定性模型评价结果进行了对比分析,结果表明:所建基于不确定性的评价模型具有更好的评级分辨力,并可更全面、真实地表征该区域土壤重金属的污染特征和概率风险水平.

基于SQL Server＋ SDE的综合农业环境数据库建设机制优化研究

针对现阶段我国精准农业和数字农业发展的需求,整合当前较为先进的空间数据库引擎技术、数据库技术和3S技术等技术手段,研究提出建设区域性综合农业环境数据库的优化技术组合理论,并在此基础上进一步提出区域性综合农业环境数据库的性能优化策略,同时给出了数据库部分实例功能与整体效果评析。研究结果表明:基于Ice混合层次空间数据库引擎+SQLServer2000农业环境数据库建设技术理论,在针对农业环境数据信息自身特点的基础上,优化了基于关系型数据库管理系统的农业数据统一存储机制,提高了结构化与非结构化农业环境信息数据间的协调性能与互操作性能;基于Ice混合层次空间数据库引擎、优化空间数据模型的运用,也为区域农业环境信息的深度挖掘与高效管理提供了理论与技术支持。

Cr(Ⅵ)废水迁移对河流亲水岸生态环境影响的研究——以湘江下游长株潭段为例

针对湘江长株潭段河水中的Cr(Ⅵ)废水污染的水质、河道底泥、亲水岸动植物以及沿河居民健康状况等生态因子,采用GIS定位采样法、火焰原子吸收分光光度法等方法对它们的生态风险暴露影响进行了研究.结果表明,在过去的30多年中,Cr(Ⅵ)废水对湘江长株潭段重金属污染的贡献率为13.21%,河水中Cr(Ⅵ)含量超标3～6倍;水生和湿地植物种群数量锐减了约23%,亲水岸和水生动物血检和身体机理化验出Cr(Ⅵ)平均超标1.5～4.5倍;沿岸受Cr(Ⅵ)废水污染的居民寿命较过去平均减少了两岁,各种普通疾病的罹患率提高了25%,Cr(Ⅵ)污染引发的癌症发病率增长了3.05%,生态风险暴露状况严重。

洞庭湖区农业环境信息数据库建设研究

针对当前洞庭湖区农业环境信息组织相对滞后的现状,基于ArcSDE+SQLServer2000的数据库构建理论,结合对洞庭湖区各类农业数据源进行标准化的数据整理分析与质量控制,阐述了基于优化构建理论为支撑进行综合农业环境信息数据库设计及实现的方法.研究结果表明,优化理论为区域性农业环境信息数据库提供了全套完整的数据存储与管理机制,在海量数据组织、复杂格式数据存储和数据互操作等核心技术问题上获得了优化,从而为区域性农业环境数据库建设提供了相对规范化与更加高效的理论与技术参考.

酸沉降下韶山森林DOC时空分布及环境影响因子研究

于2003年1月-2003年12月对酸沉降影响下韶山4个典型样地进行了林内降雨DOC的监测，并以此分析研究了韶山森林在酸沉降作用下DOC浓度、通量变化特征及环境影响因子，结果表明：韶山森林冠层穿透水、亚冠层穿透水以及枯枝落叶层淋滤液中DOC月均浓度分别为8．52mg C／L，10．43mg C／L和23．38mgC／L，最大值均出现在8月；冠层穿透水和枯枝落叶层淋滤液中DOC浓度随着海拔高度的增加而增加，而亚冠层穿透水DOC浓度受海拔高度的影响较小；环境因子对DOC浓度分布有一定的影响，但降雨酸度对其影响不明显；冠层、亚冠层和枯枝落叶层中DOC通量月变化范围分别为81．37～808．18mg／m^2，97．04～398．73mg／m^2和329．31～2789．1mg／m^2．从全年来看，枯枝落叶层淋滤液中DOC通量均为最大，表明韶山森林DOC的积累主要出现在枯枝落叶层．

新烟碱类农药在环境介质中的残留检测方法研究概况

对新烟碱类杀虫剂在水、土壤、食品及其他环境介质中的残留检测方法如气相色谱法、液相色谱法、免疫法、毛细管电泳法、电化学法、分光光度法、传感器法以及薄层色谱法等进行了简要评述,并对新烟碱类杀虫剂残留检测技术进行展望。

大气污染控制工程小班讨论课的探索与实践

《大气污染控制工程》是环境工程专业的必修课,传统理论教学为大班"填鸭式",教材部分内容过时,教学方法单一,考核方式落后。开设小班讨论课,从讨论课题目确定、组织引导、内容总结和考核评价等对课程改革进行探索。在本科理论教学中开展以问题为导向,学生为主体的小班讨论课有利于调动学生的主观能动性,提升各种能力;也是社会发展对人才培养模式改进的需要。

环境化学全英文研讨式互动教学模式实践研究

在我国大力推进“双一流”大学建设的背景下,构建与国际接轨的课程教学体系极为重要。而非英语专业的全英文教学是必然趋势。本文结合笔者在环境化学课程全英文教学中的实践,分析了环境化学课程全英文教学的必要性,对全英文教学的教学内容、研讨式教学模式、评价考核等方面进行了经验总结。指出了全英文教学过程中存在的困难,并提出了一些解决方法,为全英文研讨式互动教学模式在环境科学与工程本科教学中的实际应用积累经验。

基于“三线一单”的大气环境分区管控研究--以郴州市东江湖流域三县一市为例

以湖南省郴州市东江湖流域三县一市为研究对象,基于WRF-CALPUFF耦合模型,对区域大气污染源布局敏感性、大气污染物聚集敏感性进行了评估,并结合区域保护地分布和城镇化、工业化开发现状及规划进行了大气环境分区管控研究。研究表明:在基础数据有限的情况下,WRF-CALPUFF耦合模型能有效识别区域大气环境布局敏感区、弱扩散区;模式识别研究区域大气污染源布局敏感区主要分布在三县一市中心城区及其他环境质量关注点的上风向区域,弱扩散区集中分布在长乐水、东江等河谷地带。综合分区结果表明:研究区域大气环境优先管控区、重点管控区总面积为2189.52 km^(2),占区域国土面积比例达25.15%,这些区域应根据分区属性实施严格且差异化的大气环境管控策略。

探讨提高《环境毒理学》课堂教学效果的途径

《环境毒理学》是环境科学专业的重要专业基础课。其课堂教学效果直接影响学生对后续专业课的学习。该课程理论性强、概念体系复杂、内容枯燥。这些课程本身的特点和一些诸如学生课堂专注度不够、教学模式落后等因素导致近年来该课程课堂教学效果日益下降。作者结合教学实践,分析了近年来该课程课堂教学效果不佳的原因,提出了相应的对策。这些对策也可以为提高其它门类专业基础课的课堂教学效果提供参考。

基于环境化学前沿问题的研讨式互动教学实践

环境化学是环境科学与工程专业的一门重要的专业基础课,课程内容紧密结合前沿性环境问题。作者针对目前环境化学教学中存在的教学效果不理想的现状,结合该课程内容前沿性特点,构建了环境化学研讨式互动教学模式。在该教学模式下,使环境化学课程的教学逐步由单纯的"教师讲授,学生听讲"模式变为以学生研讨为主与教师指导相互结合的互动式教学。该模式在教学实践中取得了良好的效果,获得了学生的认可。

基于混合式教学模式的教学改革探讨——以“大气污染控制工程”课程为例

“大气污染控制工程”是环境工程专业的必修课,其传统课堂教学模式在疫情新形势下突显不足,受时空限制,而在线教学模式既可发挥老师的主导作用,又能满足学生课后自主学习的需要。混合式教学模式集中了传统线下教学和现代网络在线教学的优势。基于混合式教学模式对该课程进行教学改革探讨。主要包括重构课程体系、优化课程教学内容、调整教学方法及完善评价方式等方面。混合式教学模式使得教师的教学行为和学生的学习由课堂扩展到课堂外,有效缓解课程时空受限问题,并能实现课程思政,为社会培养新型专业人才。

东洞庭湖湿地越冬候鸟与环境因子的关系研究

环境因子与湿地候鸟之间的关系是湿地候鸟保护的重要信息。以东洞庭湖自然保护区为典型区域,利用相关性分析和冗余分析研究越冬候鸟与环境因子的关系。文中将湿地候鸟分为5类,并选取5种环境因子。结果表明:东洞庭湖冬季湿地候鸟数量呈现波动上升的趋势,可能与东洞庭湖湿地实施的保护措施,鸟类对栖息地的选择以及适应性有关;东洞庭湖冬季湿地候鸟的多样性指数基本保持不变,可能是不同种类的候鸟有相似的栖息地选择;较高水位和NDVI为湿地候鸟提供适宜的生存环境,并与湿地候鸟数量正相关;较高的气温和日照时数使水温升高,越冬的鱼类数量增多,捕食鱼类的湿地候鸟数量上升;过长的日照时数和过高的气温,影响到植被生长,使取食苔草的湿地候鸟和取食种子的湿地候鸟数量下降。

环境介质中除草剂毒莠定的检测分析研究进展

毒莠定是含氯杂环类激素型除草剂,低毒但有致癌性,其残留对环境和人体健康造成威胁。该文从光谱法,色谱法,电化学法和免疫法等方面,概述了在土壤、水环境、食品、微生物等环境介质中毒莠定检测分析的国内外研究进展,并对其在环境分析领域的应用前景提出展望,以期为以毒莠定为代表的农药残留快速检测和去除研究提供参考。

固定化微生物技术修复重金属污染土壤的研究进展

土壤修复产业在推进双碳行动、提高土壤碳汇能力上有着举足轻重的地位,而重金属污染具有的隐蔽性、持久性和不可逆性使得我国土壤重金属污染持续积累,影响了双碳目标的实现。固定化微生物技术作为生物修复法的一种,既可以减少传统的物理法、化学法在修复过程中产生的能源消耗和二次污染,又可以提高微生物密度、维持微生物活性,因此在修复重金属污染土壤方面具有广阔的发展前景。本文从固定方法、载体种类、微生物种类3个角度介绍了固定化微生物技术的分类,总结了该技术修复重金属污染的机理。根据不同的应用场景选择适配的载体和微生物可以达到事半功倍的效果。本综述汇总了固定化微生物技术在近五年内的研究发展现状,研究表明该技术可以有效修复重金属污染土壤,新型载体和新型微生物可以满足多种应用需求,还可以与植物修复技术联用以达到更加绿色低碳的修复效果。考虑到该技术未来的发展潜力,提出了固定化微生物技术的发展方向,旨在为固定化微生物技术修复重金属污染土壤的发展提供参考。

化学改性生物炭介导水中新污染物去除的研究进展

新污染物是一类浓度相对较低但毒性很高的污染物,可以在生物体内富集,并通过食物链转移到人体,对环境生态和人体健康都构成很大威胁。此外,新污染物在环境中的危害具有潜在性、隐蔽性和持久性,因此选择适当的方法对新污染物进行风险管控具有重要的现实意义。在我国推行“双碳行动”的大背景下,人们对生物炭吸附去除新污染物产生了广泛的研究兴趣。然而,需要注意的是,原始生物炭在许多应用中存在局限性,例如吸附能力弱、选择性差、化学稳定性较低等。因此,有必要对生物炭进行改性,以提高其在水污染处理中的应用。目前,生物炭改性方法中,化学改性是最为广泛应用的一种方法。本文介绍了三种常见的化学改性方法,包括酸改性、碱改性以及金属盐/氧化物改性,并阐述它们提高生物炭物理化学性能的机制。此外,还分析了化学改性生物炭介导新污染物去除的增效机制,主要涉及吸附和高级氧化过程。总结了近五年来化学改性生物炭对药品及个人护理产品(PPCPs)、内分泌干扰物(EDCs)、全氟化合物(PFCs)和微塑料(MPs)等典型新污染物去除方面的研究进展。最后,本文提出了化学改性生物炭介导新污染物去除的未来探索方向,旨在为水中新污染物的绿色高效去除提供参考。