海藻酸钙固定化零价铁抗团聚及堵塞的作用机制

以海藻酸钠(SA)、氯化钙、微米零价铁(MZVI)为原料,制备了海藻酸钙(CA)固定化MZVI填料(CAZ),通过静态烧杯实验和动态PRB模型实验,探讨了CA运用对Cr(Ⅵ)的去除性能的影响,并通过电镜扫描分析了CA避免团聚、堵塞机制。实验结果表明,CA凝胶颗粒的运用能显著提升MZVI的除Cr(Ⅵ)性能,CAZ相比MZVI对Cr(Ⅵ)的去除率和反应速率分别提升7.1倍、23.0倍;MZVI利用率的提高是CAZ反应器处理Cr(Ⅵ)水量显著大于MZVI反应器的主要原因,MZVI反应速率的提高是CAZ反应器出水Cr(Ⅵ)浓度显著低于MZVI反应器的主要原因。电镜扫描结果表明,SA与氯化钙交联形成的CA具有丰富的骨架孔道结构,具有骨架支撑作用,能有效克服MZVI颗粒因重力作用导致团聚、降低比表面积的缺陷。CA表层固定的MZVI颗粒与Cr(Ⅵ)反应生成的(Fe_xCr_1-x)(OH)₃络合沉淀会冲破CA表层外壳,释放到零价铁-渗透反应墙(Fe⁰-PRB)系统中,导致PRB反应初期出现堵塞现象;大部分MZVI颗粒...     

城镇污水治理设施补短板现状及对策

针对全国城镇污水治理设施建设、运行及投融资现状进行了统计分析,结果表明,截至2017年底,全国城镇累计建成运行污水处理厂8 591座,污水处理能力达2.3×108m3/d,城市、县城、建制镇污水处理率分别为94.5%、90.2%和49.4%。分区域看,东部地区设施水平较高,中西部次之。城镇污水治理设施存在区域设施治理水平分布不均、配套管网建设滞后、部分地区污水收集率低、资金投入不足等突出问题。为推进城镇污水治理设施补短板,从政府、用户、社会资本、绿色金融四个维度提出资金筹措建议,以期为相关政府部门提供决策参考。     

基于控制单元的流域水环境问题诊断方法研究

流域内水系的水质在空间和时间上往往有明显的时空变化特点,常规的基于断面达标的水质诊断方法容易忽略流域内污染负荷产生的时空特点。基于生态环境空间管控的理念,将流域干流水文过程与断面水质浓度变化相结合,提出了等标负荷历时曲线法的水环境问题诊断方法,该方法可以有效地识别出流域不同控制单元主要超标污染物及其污染来源。从某流域的应用评价结果来看:在流域河源及上游区域,超标时段集中在大流量的汛期,主要超标因子为总磷(TP),表明对于该流域上游及水系源头控制单元而言,农业等非点源污染是主要的污染来源;而对于入江河口区域,主要超标污染物是氨氮(NH_3-N),且为全时段超标,此控制单元的污染削减控制方案应将重点放在工业源和生活源上。     

缓蚀剂研究发展动态分析

检索2005～2020年期间Web of Science核心合集中有关缓蚀剂的国际研究论文共计文献10 349篇。采用文献计量方法,利用CiteSpace软件可视化分析,从研究方向、国际合作、研究机构合作、引文共被引分析和关键词分析等方面得到缓蚀剂的研究发展现状及趋势变化。通过知识谱图分析可知缓蚀剂在材料科学、化学两个领域应用较多;发文量最多的国家是中国,占比为21.04%,但是其中心性不高(0.01),摩洛哥的发文量(占比为4.23%)和中心性(0.23)均较高,表明其在缓蚀剂领域的研究深度和广度、与其他国家的合作密度、辐射影响力等较为突出;中国科学院、西北大学、法赫德国王石油矿产大学为主要的研究机构,占比分别为2.82%,2.19%,2.19%,且其属性均属于大学,表明学术机构对该领域的重视和贡献;"低碳钢"、"吸附"一直是该领域研究的重点和热点,"效率"、"铝合金"、"表面活性剂"等作为突现词,表明缓蚀剂开始朝着高效、无毒、绿色环保的方向发展。     

基于MODFLOW模型滹沱河傍河地下水源地保护区划分

科学合理地划分地下饮用水源地保护区,能够以最精准的范围和较低的经济成本来预防水源受到污染。基于MODFLOW模型对石家庄市滹沱河新调整的地下水源地的地下水流场进行模拟计算,采用MODPATH计算了2种不同工况下示踪粒子反向运移100和1 000 d的运移轨迹。结果表明,2种工况下示踪粒子在100 d末的平均运移距离分别为0.54和0.49 km;示踪粒子在1 000 d末的平均运移距离分别为6.1和5.6 km。此外,还分析了入渗场使用条件下地下水流场的变化。分析2种工况的计算结果表明,水源地的抽水井概化成井群时,示踪粒子反向运移的轨迹几何形状更加规则,且迁移距离相对较短。同时,考虑到入渗场补水情况,故将整个入渗场范围纳入一级保护区。     

黄河流域生态系统变化评估与保护修复策略研究

黄河流域生态环境较为敏感且脆弱,长期以来受气候变化以及大规模、高强度的人类开发建设活动影响,流域整体性、系统性生态退化问题突出,生态安全形势不容乐观。为有效促进黄河流域生态保护与高质量发展,筑牢国家生态安全屏障,本文系统评估了近20年黄河流域生态系统在结构、质量方面的现状及变化情况;总结了当前黄河上、中、下游存在的主要问题与不足,包括流域生态脆弱且整体性、系统性退化问题突出以及现有生态保护修复工作在体制与机制、投入力度、实施成效等方面的瓶颈制约;在此基础上提出了未来黄河流域生态保护修复策略。研究表明：近20年来,黄河流域生态系统结构总体稳定,但部分类型变化明显,城镇显著扩张,森林、草地、湿地等有所增加,荒漠明显减少;生态系统质量整体改善,并以中游地区较为显著,但局部仍存在退化情况,尤其以下游地区较为显著。为此,本文建议,应通过系统评估生态工程实施成效、因地制宜推进生态保护修复、创新建立生态产品价值实现机制3个方面加强黄河流域生态保护修复,保障区域生态安全。     

基于关键闸坝优选的区域水网水量调控

为实现区域水网水量的高效调控,从水量、水生态、水质和闸坝管理等4个方面构建包含10个指标的闸坝优选评价指标体系,以廊坊市凤河-永定河区域水网为研究对象,计算区域内32座闸坝的综合关键指数并给出影响程度排序,采用水动力数学模型验证关键闸坝选取的合理性。结果表明：优选出的永丰闸和东张务闸是区域水网的关键闸坝,通过调节这两座闸坝的开度即可满足区域水网的生态需水和防洪排涝调度目标,保持区域水网较优的水力连通能力,提高区域水网水量调控效率。     

河湖生态缓冲带政策框架设计研究

近年来,长江经济带地表水环境质量改善成效显著,化学需氧量、氨氮等污染状况得到了明显好转。但是,氮、磷污染问题逐步凸显,并已成为长江等重点流域的主要污染因子。在"减排污"系列措施的实施、生态环境质量改善空间不断缩窄的情况下,"扩容量"的重要性开始显现。详细梳理了长江经济带区域水生态环境保护过程中存在的问题,论证了河湖生态缓冲带作为"扩容量"措施之一的重要性和必要性;同时,基于对国外实践经验和研究成果的总结,结合我国现行的政策体系,详细分析了河湖生态缓冲带政策工具的分类、实施对象、技术方法和建设管理要求等方面的问题。在此基础上,初步提出了政策框架设计构想,为下一步按照相关上位法规政策要求,在长江经济带推行河湖生态缓冲带政策提供决策参考。     

基于环境承载力的长江经济带城市群发展战略研究

长江经济带是我国重要的生态安全屏障,也是我国经济发展的重心所在。推进长江流域城市群建设,对于加快长江经济带发展意义重大。本文以长江经济带五大城市群为研究对象,对其环境承载能力进行评价,采用四象限分析方法探究城市群发展与环境承载力之间的耦合关系,并将城市群划分为三大类别。研究结果表明,长江三角洲城市群属于成熟期–环境超载型,成渝和长江中游城市群属于高速发展期–环境超载型,黔中和滇中城市群属于培育期–环境不超载型。进一步从生态空间管控、国土空间格局优化、城市群绿色发展、人居环境改善等方面提出了长江经济带城市群发展的战略建议,以期强化环境承载能力在城市群发展中的前置性、基础性、引导性作用,为推进长江经济带高质量发展提供基础支撑。     

长江经济带生态文明建设若干战略问题研究

为推进长江经济带生态文明建设,中国工程院于2019年启动“长江经济带生态文明建设若干战略问题研究”重大咨询项目。本文在项目相关研究成果基础上,系统梳理了地区生态文明建设在顶层设计、绿色示范、生态保护、环境改善等方面取得的系列历史性成效,深入分析了地区生态文明建设在国土开发、产业布局、江湖关系、生态安全、能源开发、环境风险等方面面临的主要挑战,基于“山水林田湖草沙”生命共同体理念,着重从生态空间管控、水生态系统健康、绿色高质量发展、生态保护修复与生态农林业发展、生态产品价值实现、生态文明治理体系等方面提出战略建议,为推进长江经济带生态文明建设提供思路。