大气生物气溶胶的源排放与源解析研究进展

2019年新冠肺炎(COVID-19)的全球爆发引起了公众对生物气溶胶的广泛关注。生物气溶胶是大气气溶胶的重要组成部分。生物气溶胶由于具有普通气溶胶的理化性质和本身特有的生物学特性,在全球生态系统、气候变化、空气质量和公共卫生等领域均扮演十分重要的角色。然而,目前学术界对生物气溶胶的研究主要集中在采样监测、消杀防护以及其环境与健康效应等方面,关于源特性研究相对滞后。基于此,聚焦大气中微生物的来源现状,综述了最近20年来生物气溶胶的自然源和人为源排放特性研究进展,并阐述了影响源排放和输送过程的主要因素(如生物地理区域、土地利用类型和环境因素等),探讨了当前生物气溶胶的各种源解析方法。最后,给出了生物气溶胶来源下一步的研究展望,以期为深入理解生物气溶胶的来源、输送与变化机理,更好地评估大气微生物污染水平与监控病原体的气溶胶传播提供参考。     

基于DPSIR-TOPSIS及耦合协调度的安徽水资源承载力的时空变化

为加快产业承接步伐,将安徽打造成长三角高质量承接产业转移的优选地,保障安徽省水资源的可持续开发利用十分重要。本研究依据安徽省2010—2020年的相关数据指标,结合安徽省实际发展状况,基于DPSIR-TOPSIS模型选取22个评价指标构建评价体系,通过障碍度模型分析影响安徽省水资源承载力的主要因素及障碍度。采用空间自相关法分析安徽省各市水资源承载力的关联程度,采用耦合协调度模型分析各子系统间的耦合协调度。结果表明：安徽省水资源承载力指数从0.326 9上升至0.728 6,呈向好趋势;影响水资源承载力的主要子系统为压力系统和影响系统,影响因子主要是自然保护区面积、工业废水排放量、工业SO₂排放量,障碍度分别占比14.80%、10.61%、8.68%;安徽省耦合协调度较为稳定,处于濒临失调状态;安徽省各市水资源承载能力整体向好,但内部空间差异较明显。加强安徽省水资源承载力的关键在于提高生态环境治理水平,研究结果可为安徽省未来水资源配置和高效利用提供科学依据。     

基于超效率DEA模型的宁夏工业水资源利用效率研究

提高水资源利用效率是解决水资源短缺问题的关键。利用超效率DEA模型和Malmquist指数法,选取工业耗水量、工业从业人数和工业固定资产净值为投入指标,工业总产值和废污水排放量为产出指标,对宁夏回族自治区2006-2016年的工业水资源利用效率从动态和静态两个角度进行了分析。结果表明:宁夏地区工业用水效率整体良好,技术效率是降低整个自治区工业用水效率的主要因素;银川市和石嘴山市近5年用水状况较为合理且全要素生产率增长较快,吴忠和中卫市劳动力冗余严重,固原市技术和规模方面都最为落后。此研究可为全区工业生产以及资源配置提供科学依据。     

流域生态系统空间结构量化及其指标体系

以流域作为山-水-林-田-湖-草生命共同体的研究尺度和载体,流域生态学在国家生态文明建设中所发挥的学科支撑作用日益重要。“流域生态系统结构-过程-功能-机制-调控”是流域生态学的研究范式,其中空间结构量化及其指标体系构建是流域生态学开展定量研究的一个关键途径。尽管流域生态系统空间结构量化的指标体系涉及到淡水生态学、陆地生态系统生态学、水土保持学、农业环境学和水利工程学等多个学科,但仍未在流域尺度上形成生态系统空间结构整合量化框架体系。基于此,总结了多个关联学科在流域生态系统空间结构量化的研究方法和成果,着重分析了流域生态学在流域尺度上量化生态系统空间结构的难点,并重点以等级结构和集合生态系统理论为基础构建了流域生态系统空间结构量化指标体系,包括流域整体指标、各结构成分指标和结构成分间关系指标,为量化流域生态系统空间结构和结构成分之间关系提供了新方法,对尝试推动流域生态学在山-水-林-田-湖-草生命共同体的耦合定量研究及评估应用具有重要的科学价值。     

沣河流域水质的时空对比分析

沣河流域水质评价是西安市水资源开发和管理的前提,探究沣河水质时空变化特征可以为西安市的水资源利用和科学开发治理提供依据。采用单因子评价法、灰色关联分析法、内梅罗指数法和模糊综合评价法对沣河水质状况进行评价。结果表明：沣河流域内超标指标主要为TN、TP和NH₃—N,水质污染程度整体表现为中游>下游>上游,监测断面水质最优的为沣峪断面,潏入沣断面综合水质较差,流域水质污染主要集中在中游。改进的模糊综合评价法可以综合多方面因素进行水质分析,使评价结果更为客观且具有层次感。研究成果可为西安市控源截污治水、河湖连通引水、全运盛会供水等重点项目的实施提供参考。     

变化环境下流域气象水文要素的相关性演化

为了探究流域气象水文要素间相关性结构及其演化, 采用交叉小波分析、去趋势波动分析( DFA) 、去趋势互相关分析( DCCA) 和去趋势偏互相关分析( DPXA) 对渭河流域 1960- 2015 年的气象水文数据( 年降水量、年蒸发皿蒸发量、年径流深等) 进行了时频域相关性分析和长程相关性分析, 探讨气象水文要素间的相关性结构变化和长程相关性特征。交叉小波分析表明, 研究期内蒸发、降水、径流任意两因子间相关性在不同时频域存在差异, 相关结构上 存在 1~ 2 和 8 a 的相似主导周期, 宏观上降水2径流间多尺度相关结构发生退化, 共振周期减少。长程相关分析表明, 径流、蒸发和降水序列的 Hurst 指数均大于 0.5, 表现出良好的长持续性特征, 当前降水( 径流、蒸发) 会对未来 某一时刻的降水( 径流、蒸发) 产生影响; DCCA 结果表明, 降水-径流间表现出长程相关性, 而降水-蒸发和径流-蒸发 呈长程反相关性, 呈现出不同的长程互相关结构; DPXA 结果表明, 扣除第三因子影响后, 降水-蒸发和径流-蒸发长程相关性发生突变, 从而降水-径流、降水-蒸发和径流2蒸发两两间均呈长程互相关性, 暗示降水、径流和蒸发三者间 长程相关性的互馈特征, 相比于 DCCA 结果, DPXA 的结果显然更具有说服力。透过滑窗分析可发现降水-径流、降水-蒸发之间的长程互相关性在时域上没有发生突变, 未来降水量的可能增加将引起径流量增大, 并间接引起渭河流域受水量制约的蒸发量增大; 径流-蒸发间长程互相关性于 1962 年由长程反相关突变为长程相关, 随后长程相关性持续增强, 标志着渭河流域未来蒸发的变化可能会引发更大的径流波动。     

柚子皮生物活性炭的制备及对芘污染溶液的处理研究

柚子皮在450℃下焙烧,制得生物活性炭,经红外光谱(FTIR),扫描电子显微镜(SEM)表征,结果表明,柚子皮生物活性炭中含有游离的羟基、硝基化合物和酸酐集团,表面不平整,呈片状结构,有丰富的孔隙。生物活性炭投加量8 g/L时,吸附时间16 h,饱和吸附量为187μg/g,对芘污染物去除率为37%。吸附过程符合Langmiur模型。     

基于DPSIR-TOPSIS模型的河北省水资源承载力评价及障碍因素研究

水资源承载力评价是了解水资源发展水平的关键,在水资源可持续发展中具有重要作用。基于DPSIR概念模型选取14个指标构成评价体系,采用熵权TOPSIS方法和障碍度模型对河北省2010-2017年水资源承载力进行分析研究。结果表明：2010-2017年河北省水资源承载力水平呈上升趋势;从分类指标来看,除影响子系统承载力水平下降外,其余子系统承载力水平都有不同程度的提升;从障碍度分析来看,影响水资源承载力发展的主要因素为压力子系统,就主要障碍因子而言,2010-2013年为工业用水量、人均用水量以及生态环境用水比重;2014-2017年为农业化肥施用量、人均水资源量、建成区绿化覆盖率。DPSIR-TOPSIS模型对河北省水资源承载力评价有较好的适用性,对该地区经济社会和生态环境的发展具有重要意义。     

2010-2018年河北省农业干旱脆弱性评价

农业干旱是我国目前农业生产中面临的主要问题之一,研究其脆弱性是科学应对干旱的前提。以河北省11个地级市作为研究对象,从暴露度、敏感性、适应能力3个方面选取14个指标构建农业干旱脆弱性评价体系,采用综合指数法对河北省2010、2014和2018年的农业干旱脆弱性进行时空分析,并通过因子贡献度模型分析主要影响因子。结果表明：从时间角度分析,2010-2018年河北省农业干旱脆弱性在整体上呈先上升后下降的趋势;从空间角度分析,2018年除石家庄市和承德市外,其余各地级市均处于中等及以下脆弱水平;从因子贡献度模型来看,总用水量对河北省农业干旱脆弱性的影响最大。因此,提高用水管理能力和居民节水意识,减小总用水量是降低河北省农业干旱脆弱性的关键。     

基于DPSIR模型的城市水资源脆弱性评价——以西安市为例

结合西安市水资源现状,从驱动力、压力、状态、影响和响应5个层级选取11个指标构建基于DPSIR模型的城市水资源脆弱性评价体系,采用熵权法和模糊数学评价方法对西安市分别进行时间和空间维度上的水资源脆弱性评价。结果表明:2007-2017年西安市水资源脆弱性整体上呈现先下降后上升的趋势,2007-2013明显下降,2013-2017升高,除2013年为不脆弱状态外,其余年份均为轻度或中度脆弱; 2017年水资源评价结果显示,西安市各地区水资源脆弱性存在明显差异,市区水资源脆弱性最高,周至县最低;优化水资源配置,提高水资源利用率,缓解供需矛盾是降低水资源脆弱性的关键。