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[硕士论文] 杜文
海洋地质 浙江大学 2018(学位年度)
摘要:本次研究基于长江口及其邻近海域(29.5°N~32°N,120°E~127.5°E)表层沉积物中主量、微量以及稀土元素含量数据,全面系统地分析沉积物中不同微量元素的分布特征,探讨了表层沉积物中微量元素的物质来源,以及影响其分布特征的主要控制因素,并对研究区域不同微量元素的污染程度和潜在生态风险开展了评价,研究取得以下结论:
  研究区表层沉积物中各微量元素的分布规律显著,主要可以分为4种分布形式:双核型、单核型、渐变型、多核型。第一种分布形式为双核型,包括大部分微量元素与稀土元素,元素含量的分布趋势表现为随着离岸距离的增加,在长江口南支、杭州湾口、以及长江口门外出现高值区,随后急剧降低,同时,在研究区域的东北部泥质区出现另一高值区,其含量略低于河口附近的高值区,形成双核分布。在双核高值型中又可以分为以下2类:第Ⅰ类:元素含量分布的双核构造受水动力条件的影响,具有近岸高值大于离岸高值的特点,且在等值线图中在都有东南向的舌状递减过程;第Ⅱ类:元素含量分布图表现为东北部的离岸高值略高于近岸高值,可能指示着元素之间地球化学行为的差异以及沉积环境的不同;第二种分布形式为单核型,在河口近岸分布趋势一般较高,随着离岸距离的增加含量逐渐降少;第三种分布形式为渐变型,在递增的过程中等值线由舌状逐渐转变为条状;第四种分布形式为多核型,元素含量分布趋势为在长江口南支和杭州湾均表现为低值区,但是在长江口北侧有一明显的高值区分布,同时在研究区域的中部、以及东北区有两个高值区分布,从西向东,呈现出复杂的高-低-高-低-高交错的分布特征。
  进一步对研究区微量元素开展聚类分析,结果表明表层沉积物中的微量元素的种类可以分为3种:第一种是亲粘土性元素,分布特征上表现为双核型和单核型;第二种是重矿物元素,分布特征上对应于双核型中第Ⅱ类型和多核型;第三种是海洋自生性元素,分布特征上表现为渐变型。对微量元素进行主成分分析和各种相关性分析表明,影响微量元素含量分布的主控因素为粒度控制因素、氧化还原环境因素、元素物质来源因素以及海源生物来源因素。
  为了得到研究区内微量元素的环境污染评价,采用地积累指数法结果表明,研究区内Er、Sb、Tm和Tl元素都受到中度污染,而在Z10、Z16、Z18、Z19、Z20和Z22这6个站位中,绝大部分元素的地积累值都大于0,评价为轻度污染,这些站位主要位于长江口南支入海口和杭州湾以及杭州湾口附近,表明该区域的元素累积程度偏高;利用潜在生态风险评估方法,发现在上述区域内的站位潜在生态风险值都较高,特别是在长江以南入海口Sb元素的潜在生态风险很高,值得有关部门关注。
[硕士论文] 梁佳
测绘工程 成都理工大学 2018(学位年度)
摘要:随着国家经济的不断繁荣,人类活动加剧,造成各地出现雾霾天气的频率持续上升。由于雾霾天气中含有大量的大气污染物,会给自然环境产生很大的危害,也会对人们的身体造成损害。人类在工业生产和生活中排放的大气污染物能够在化学反应的转化下形成二次气溶胶,进而演变成霾,使PM2.5在大气中的含量不断升高,而PM2.5是造成雾霾天气的主要污染物之一,进而出现雾霾天气。
  目前,我国主要是通过建立地面监测站的方式来监测大气污染状况。该方法监测精度高,可靠性好,但成本较高,地面监测站点密度不足,无法对大区域的空气污染物进行连续性强、覆盖率高的实时监测。卫星遥感监测手段与常规的地面监测方式对比,具有可监测区域大、实时性更好和成本较低等优点。气溶胶光学厚度是气溶胶胶体重要光学特性之一,对气溶胶进行反演获取其光学厚度,分析AOD与PM2.5浓度之间的相关性,并建立相关模型,通过该相关模型能够获得较大区域PM2.5的浓度,可以弥补地面监测站点数目有限,导致的监测区域偏小的不足。
  本文以成都市双流区作为研究区域,选取2017年7月到2018年1月云层较少的Terra-MODIS卫星遥感影像数据作为反演数据,通过目前最常用的暗像元法借助ENVI5.3软件平台反演出不同时期双流区的气溶胶厚度。同时收集双流区12个监测站点与影像对应的PM2.5浓度值,并利用统计分析原理对双流区PM2.5浓度的整体特性进行分析。通过反演得到的气溶胶光学厚度值和对应监测站PM2.5浓度值的相关性,构建以线性函数、指数函数、对数函数和乘幂函数为基础的回归估算模型,通过对回归估算模型拟合优度R2及模型精度的比较,选择出最优模型。通过分析气象因子,土地利用因子对PM2.5浓度的影响,将影响因子与PM2.5做相关性分析,最后将各影响因子加入到AOD与PM2.5浓度多元回归估算模型的构建中,并验证多元回归估算模型的精度。通过对AOD的监测来实现对大气环境中PM2.5浓度实时动态监测的目的。本文通过上述研究方法,得到如下成果:
  (1)通过暗像元法对双流区的MODIS影像进行反演,得到不同时间的AOD反演结果图像。
  (2)对双流区PM2.5浓度值在时间轴上的变化进行了分析,冬季PM2.5值普遍高于夏季和秋季。
  (3)获取以监测站点为中心周围9平方公里范围的土地利用类型情况,并分析土地利用因子中的农用地、建筑用地、交通用地、水域用地等对PM2.5浓度的影响和相关性。
  (4)通过气溶胶光学厚度与PM2.5浓度值间的pearson相关系数与双侧显著性来分析气溶胶光学厚度与PM2.5之间的相关性,并构建了气溶胶光学厚度与PM2.5值的线性函数、指数函数、幂函数、对数函数等4种回归估算模型,并对拟合优度R2进行比较,筛选出拟合优度R2最高的线性模型,确定了一元一次函数是四种估算模型中秋季、冬季效果最优的估算模型。
  (5)在AOD和PM2.5浓度最优的一元回归估算模型基础上,加入气象因子和土地利用因子对线性函数进行优化,建立一个多元线性回归估算模型,并验证了其精度比一元一次线性函数精度要高,证明了在回归模型中加入气象因子和土地利用因子进行优化的方法的可行性。
[硕士论文] 孙睿婕
环境工程 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:汞是被联合国和世界卫生组织及中国列为优先控制的毒性最强的重金属污染物之一。汞矿开采冶炼过程中产生的三废对周围生态环境具有潜在影响,不同环境介质中的汞最终会对人体健康产生危害。本文以贵州省某汞矿区下游为研究区,将野外调研和室内分析相结合,以土壤-农作物系统汞污染现状和环境风险评价为主要内容,为该区土壤修复工作提供科学依据。主要研究结果如下:
  (1)该地区土壤整体呈现酸性,其汞含量主要分布在0-20mg/kg区间内,且土壤总汞污染程度的大小与离瓦屋河的距离有较为明确的关系,土壤总汞含量基本随着距离河流的远近而分布,离瓦屋河河岸较近一侧,汞污染较高,离河岸较远一侧,土壤总汞浓度整体偏低。产生该现象的原因主要是受到了上游汞矿的影响,水力搬运使上游矿渣等悬浮物在该地区得到了积累,同时由于当地居民长期引用瓦屋河水进行灌溉,使汞在土壤中得到更多积累。
  (2)该地区农作物也受到了一定程度的污染,以食品安全国家标准(GB2762-2012)规定的20ng/g为参考值,该地区的油菜籽、稻谷精米超标检出率均有10%,稻米糙米的超标检出率为33%。且不同的处理加工方式对作物的汞含量也产生影响:油渣>油菜籽>油,米糠>精米,表明随着加工程度的增加,重金属的去除率也在增大。在土壤总汞含量未超过0-1mg/kg的点位,其上生长的油菜籽和稻米却超过了20ng/g的标准,超标点位主要分布在灌溉水渠旁的农田,可能受到了灌溉水质的影响。
  (3)单因子指数法、地积累指数法、潜在生态危害法评价结果表明该该地区土壤汞污染情况较重,已构成了极强的生态危害;居民健康风险评价结果表明,各个暴露途径风险因子均<1,尽管居民通过食入稻米汞暴露量最高,但饮食、皮肤接触等途径均未对当地居民的健康构成威胁。
[硕士论文] 王莹
环境工程 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:汞和镧具有一定的毒性,可能会对水生生物产生毒性胁迫作用,所以获得较多物种的毒性数据以推导准确的水质基准对于风险评价和水质管理显得尤为重要。毒性数据相对缺乏是当前水质基准研究主要的限制因素之一,而种间外推模型(ICE)可以通过已知物种毒性数据预测更多物种毒性数据,有助于获取更多物种毒性数据用于水质基准研究。但是该模型主要基于北美物种毒性数据建立,有必要验证模型对于不同生物区系物种的适用性。汞的毒性数据相对较多,本研究利用汞的毒性数据验证了ICE模型对于不同生物区系物种毒性数据预测的有效性,探究了其在水质基准研究中的应用。同时,研究对镧的毒性数据进行分析,采用ICE和物种敏感性分布法(SSD)探究了镧的水质基准。研究取得的主要结论如下:
  (1)ICE模型可以用于预测中国物种汞的毒性数据。基于K-S检验、SSD和HC5对比分析得出,本土与非本土物种以及实测与预测毒性数据之间均没有显著性差异。且基于全部预测数据-SSD曲线得到汞的STHC5为5.01μg·L-1,与全部实测数据-SSD得到的STHC5值4.85μg·L-1基本接近,表明ICE模型预测数据与实测数据具有很好的一致性,能够用于汞的水质基准研究。基于全部数据(预测和实测)得到的汞的急性基准值和慢性基准值分别为2.67μg·L-1和0.72μg·L-1。与其他研究使用统计外推法得到的基准值在同一数量级或基本接近,可以作为水体风险评价的参考值。
  (2)ICE模型可以用于预测镧的毒性数据。镧的预测数据-实测数据、预测数据-所有数据、实测数据-所有数据的K-S非参差异性检验结果表明ICE预测数据具有统计学意义。SSD分析结果表明,预测数据、实测数据和所有数据的HC5存在差异,依次为:460.14μg·L-1、37.93μg·L-1、363.08μg·L-1,但是相差不超过一个数量级,表明利用ICE模型预测镧的毒性值推导水质基准具有有效性。基于全部数据获得的镧急性水质基准为181.54μg·L-1,慢性水质基准为18μg·L-1。基于本研究镧的水质基准对多个流域水体中镧的含量进行初步风险评价表明,世界主要河流以及中国赣南小流域、黄河包头段干流、长江武汉段干流的镧水平不会对水生生物产生危害,而黄河包头段支流昆都仑河及四道沙河的镧水平可能会对水生生物产生潜在危险,需要引起注意。
  本研究对于水质基准体系的发展与完善具有积极的作用。
[硕士论文] 张可心
水利工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:地下水是地球水资源的重要部分,随着中国经济、社会的快速发展,地下水污染问题日益严重。为了有利于分级管理及合理安排地下水资源,选择适宜的地下水污染修复技术和方案,更有针对性地解决垃圾填埋场造成的地下水污染问题,应确定环境可行、经济合理的地下水污染修复阈值。基于此,本文构建了垃圾填埋场风险评价指标体系,确定各指标的权重,采用加权求和的方法计算垃圾填埋场地下水污染风险指数,并将垃圾填埋场的地下水风险分级。基于风险分级的结果,对于风险等级高的填埋场,利用健康风险评价模型,反推分析得出污染物对象浓度,并由此根据地下水数值模型模拟分析出合适的修复阈值。主要研究成果如下:
  1、构建了包括垃圾填埋场特征、含水层脆弱性和受体暴露情况的垃圾填埋场地下水污染风险评价指标体系,使用层次分析法对评价指标的权重赋值,并将污染等级分为“低”、“中”、“高”三级,针对不同风险等级提出了相应的管理建议。
  2、基于风险分级的结果,对于风险等级为中的垃圾填埋场,可利用“对象浓度法”确定其地下水污染修复阈值;对于风险等级为高的填埋场,运用基于健康风险评价的方法确定地下水污染修复阈值,即利用健康风险评价模型,首先确定可接受的健康风险程度,同时考虑受体的特征,确定可接受的暴露量,根据此暴露量反向分析得出污染物浓度,由此应用地下水污染数值模型分析出合适的修复阈值。
  3、以北天堂垃圾填埋场的四个填埋地块为例,运用所构建的风险评价模型对其进行风险评价。结果表明,四个填埋地块的风险指数分别为5.307、5.845、7.001和7.413。东北部和北部的填埋地块1和2风险等级为“中”,西北部和南部的地块3和4风险等级为“高”。
  4、按照污染物指标筛选方案,计算污染物的指标总分。由于硝酸盐的总分为1.025,在所有污染物中较高,并且硝酸盐的超标率为75.86%,最大超标倍数为103%,远远高于其他污染物,因此对硝酸盐造成的健康风险进行评价,并确定修复阈值。北天堂地区地下水中硝酸盐污染健康风险评价结果为成年人的硝酸盐健康风险为0.49,而儿童的健康风险为1.69。利用公式基于健康风险计算可接受地下水中硝酸盐的浓度为25mg/l,该浓度即为修复目标。运用GMS软件建立北天堂地区的地下水水流模型,模拟污染物的运移扩散。采用试错法模拟得到北天堂垃圾填埋场地下水中硝酸盐的浓度为80mg/l,该浓度即为应达到的修复阈值。
  5、本文研究了垃圾填埋场地下水污染修复阈值确定的方法体系,为垃圾填埋场地下水污染修复方案的制定提供了理论依据。
[硕士论文] 曾燚
地下水科学与工程 成都理工大学 2018(学位年度)
摘要:危险废物通常具有腐蚀性、易燃性、毒性或感染性等一种或者几种特性,它可以通过空气、水源和土壤等介质破坏生态环境,进而危害人体健康。目前,国内危险废物的处置方法多采用填埋技术,填埋过程中会产生大量含有剧毒物质的渗滤液,一旦发生泄漏事故,周边地下水环境就会受到严重影响。
  论文以四川省某危险废物填埋场为研究对象,通过对研究区进行地下水环境现状调查与评价,并对填埋场潜在污染源进行分析,最终以经水流验证的数值法预测填埋场可能对地下水环境产生的影响,并提出相关防控措施,以期为保护同类填埋场地下水环境提供一定借鉴。论文主要得出了以下认识和结论:
  (1)污染源特征:在原有填埋场渗滤液检测结果的基础上,比对全国同类项目主要污染物和各行业特征水质参数,识别出项目渗滤液特征因子主要为:Cd、Pb、Ni和As;对不同污染场景分析计算得出,填埋场在正常状况(防渗完好)和非正常状况(5%和10%防渗失效)的渗滤液下渗量分别为0.0013L/d、112.5L/d和225L/d。
  (2)水文地质条件:研究区内含水层主要为受构造活动影响较小的第四系松散层和白垩系灌口组,其渗透系数分别约为5m/d和2.5m/d,水位埋深为0.3~14.9m。包气带渗透系数为0.1536m/d,防污性能较弱。地下水主要补给来源为大气降雨,并向下游的粤江河排泄,少量以蒸发、人工开采等形式排泄。
  (3)地下水环境质量现状:单项指标与内梅罗指数法的地下水水质评价结果,平水期内个别监测井水质级别为Ⅳ类,枯水期内水质级别均为Ⅰ~Ⅲ类,其中Ⅳ类水质主要是由于受到居民生活影响导致大肠杆菌超标;标准指数法对包气带土壤质量的评价结果,土壤中各重金属含量均满足土壤环境质量标准中的二级标准值。
  (4)不同场景模拟预测结果:在经验证的流场模拟基础上,选用Cd为预测因子。利用达西定律计算得出,正常状况下渗滤液穿透防渗层的理论时间约5177年,且经模拟预测,渗滤液进入含水层后,Cd只影响局部水质,不会造成水质超标;防渗失效的非正常状况下,10%防渗失效的场景在不同时段引起的Cd污染超标范围(浓度值≥0.005mg/L)约为5%防渗失效的1.5倍,且浓度值也相对更高,在7300d时Cd已无污染超标问题,但其污染影响范围(浓度值介于0.0001mg/L~0.005mg/L之间)已扩散至下游的粤江河附近居民区。
  (5)非正常状况监测井预测结果:距离填埋场较近的监测井W03和W04在模拟中的Cd浓度低于Ⅲ类标准值(0.005mg/L),且处于下游的W04在60~100d时才能对污染有明显的反应,即现有地下水水质监测井对地下水污染的监控作用相对较弱,不易及时发现渗滤液泄漏。
[硕士论文] 黄大伟
环境工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:由于煤及围岩矿物中富含多种有毒有害的微量元素,煤炭资源的开采极易将它们释放到周边环境中,这必然会导致大气、水体、土壤等固有环境受重金属污染,甚至以食物链富集的方式威胁到人类健康。本文选定淮北煤田宿南矿区为研究区,采集了59件表土样、8件煤矸石样、24件剖层样及67棵玉米植株,重点对该矿区煤矸石山附近土壤-玉米系统中重金属污染分布特征、赋存形态及垂向运移、植株累积特性进行探究,并就食用玉米进行健康风险评估。主要研究成果如下:
  (1)除Mn无标准限值外,其它6种元素未超过土壤环境质量Ⅱ级标准,其中Cu、Ni和Cd分别超出安徽土壤背景值1.25、1.63和2.58倍,Mn和Zn均值含量高于煤矸石样。综合评价表明,矿区生态风险起主导作用的是因子Cd,其余重金属隶属于轻度危害。依据多元统计结果,Pb、Cu和Zn可解析为煤矿区交通运输源;Mn和Cd代表煤尘与农业活动的复合污染,而Ni和Cr可表示为母质与煤矿开采的联合作用。Kriging空间插值显示,除宿南矿区东南部局部区域外,Mn与Cu具有比较类似的空间分布,其余重金属区域分布各具差异性。
  (2)在非成熟期时,玉米植株中Mn、Cu和Zn主要蓄积于叶部,Pb、Cd和Ni蓄积于茎部,Cr蓄积在根部;成熟期Pb由富集于茎部转变为根部,而Cd和Ni由富集于茎部转变为叶部。表土形态以残渣态百分比为主,且可利用态Cd最高,而环境中Cr最稳定;除芦岭剖层样外,其余样点Mn、Cu、Ni和Zn向深部逐渐降低,均表现出明显的垂向迁移特征。
  (3)各部位对Cd的富集转运最显著,重金属从玉米根部向可食用器官的潜在迁移力较强。土壤各形态对玉米根部吸收重金属有促进或抑制作用。在膳食摄入这一途径下,儿童承受的健康威胁要高于成人,且健康风险指数的大小为Cr>Cd>Zn>Pb>Ni>Cu。
[硕士论文] 高三双
矿物加工工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:重金属离子Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)等从工业生产中随废水排放出来,对环境造成了极大的污染,因其具有高毒性、高稳定性和可传播性,并且可以通过食物链积累摄入人体,只要在非常低的浓度下都会对人的身体机能产生损伤,威胁着人类的健康,因此如何快速有效的定量检测出铅、镉的含量显得尤为重要。目前有多种方法可以检测重金属含量,其中包括质谱法、光谱法、液相色谱法和电化学检测法,然而,上述方法昂贵,耗时,不方便,并且需要复杂的预处理,而电化学检测是其中一种比较简单高效的检测方法,具有灵敏度高、选择性好、成本低廉、操作方便等优点,尤其适用于实时检测电极修饰材料能够改进电极的表面活性,提高检测效率,因此电极修饰材料的制备是电化学传感器研究的主要方向。
  碳基质材料被认为是用于重金属检测的最重要的电极材料之一,但即便如此,用于优化追踪镉和铅的碳纳米纤维电极材料仍然具有挑战性。因此,沸石咪唑骨架(ZIF-8)/聚丙烯腈(PAN)衍生的氮掺杂多孔碳纳米纤维和三聚硫氰酸,二氧化硅纳球和聚丙烯腈衍生的氮硫共掺杂的多孔碳纳米纤维作为测定矿区自来水,选煤废水和铅锌矿污染水中镉和铅离子浓度的新型电极材料。通过优化电化学测试条件,如沉积电位,沉积时间,缓冲溶液的pH值,以及负载在玻碳电极(GCE)上的氮掺杂多孔碳纳米纤维和氮硫共掺杂的多孔碳纳米纤维的含量可以获得镉和铅的线性响应曲线。由于氮掺杂多孔碳纳米纤维独特的结构特征和氮含量使其具有优异的镉离子(0.8μg L-1)和铅离子(0.3μg L-1)的检出限。
  为了体现传感器的实际使用效果,监测选煤废水和铅锌矿污染水中的镉和铅离子的浓度。根据ICP-MS结果,计算得到氮掺杂多孔碳纳米纤维的回收率在97.0-107%之间,表明氮掺杂多孔碳纳米纤维和氮硫共掺杂的多孔碳纳米纤维具有作为监测选煤废水和铅锌矿污染水中镉离子和铅离子浓度的能力。静电纺丝技术制备得到的氮硫共掺杂的多孔碳纳米纤维用于修饰玻碳电极对镉离子的检测显示出高度灵敏度。与裸露的玻碳电极和萘酚修饰的玻碳电极相比,氮硫共掺杂多孔碳纳米纤维修饰的玻碳电极在差分脉冲阳极扫描伏安法中显示出良好的灵敏度。在2-500μg L-1的Cd(Ⅱ)浓度范围内峰电流呈线性增加。这归因于大表面积(109m2g-1),多孔结构和高比例的氮硫含量。该方法用于测定铅锌矿污染水中的镉离子获得的回收率介于95%和103%之间。
[硕士论文] 武勇
交通运输工程Ⅰ 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:随着我国经济持续、快速发展,山区高速公路事业也在不断发展,与此同时山区高速公路建设引起的山区环境问题也日益严重。山区高速公路建设而引发的环境问题越来越受到广泛重视。
  本文探讨了山区高速公路建设的环境影响要素,从大气环境、水环境、声环境、生态环境等方面着手,综合分析在高速公路施工期、运营期对山区环境造成的影响。综合国内外文献资料,采用模糊数学理论结合层次分析法建立了高速公路环境质量评价指标体系及综合评价模型,对高速公路路域范围的环境影响进行综合评价。总体来说,论文主要研究内容具体如下:
  ①结合贵州山区高速公路及我国高速公路发展历程,分析了我国高速公路建设的环境问题、环境影响评价的研究进展、未来发展趋势及存在的不足,并制定了研究技术路线图。
  ②开展了山区高速公路环境影响分析,分别分析了高速公路建设在施工期及运营期对路域范围内的大气环境、水环境、声环境、生态环境可能产生的影响,为评价指标体系的建立奠定了基础。
  ③结合山区自然环境特征及山区高速公路的特点,在系统分析的基础上以科学的方法建立了相应的评价指标体系,给出指标量化方法并对各个单项指标进行详细的分析。采用模糊数学理论并结合层次分析法,建立环境质量影响综合评价模型。
  ④以重遵高速公路为研究对象,对高速公路路域范围的环境可能受到的环境问题进行系统的分析,运用所建立的环境质量影响综合评价模型进行综合评价,并提出相应的防护措施。
  本文从高速公路施工及运营期的角度着手,对高速公路建设的环境影响问题进行了系统分析,建立了环境质量影响综合评价模型,并在实体工程中予以应用,具有其理论意义及应用价值。
[硕士论文] 吴建宇
环境工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:我国煤炭开采方式以“井工开采”为主,在华北平原两淮地区,潜水位高,煤层上覆厚松散层,形成了大面的采煤沉陷积水区,虽然造成了耕地面颊锐减,改变了当地原有的水文循环模式,但是为当地提供了大面积的可利用水资源,同时沉陷积水区在小时间尺度上(几年到几十年)的快速演变,也可以视为“特殊湖泊的快速演变”。
  采煤沉陷积水区随着采煤活动其水深和面积会逐渐增加,根据积水区和地表河流是否连通,将沉陷积水区分为开放式和封闭式积水区,开放式积水区的水质和水量由于受到河流的影响变化较大,其演化规律复杂多变,难以获得沉陷积水区自身的演变规律;而封闭式采煤沉陷区由于周边只有面状径流的汇入,无线状水流的补排,也无工业污水和居民生活污水排入,可以代表采煤沉陷积水区水质和水量变化规律。因此,研究封闭式采煤沉陷区的水环境特征,进行水质评价,不仅为探明沉陷区水质演变规律提供了现场研究证据,也为探讨天然湖泊水质演变提供了参考。
  因此,论文选取淮南封闭式采煤沉陷区作为研究对象,以潘集潘二矿马庄孜采煤沉陷积水区为例,进行了连续一年的月水环境现场调查和水质监测,分析了水环境时间和空间演变特征,农业面源输入、降雨、温度等是沉陷积水区水质主要影响因素,沉陷区属于“浅水型湖泊”,周边土地利用类型及积水前土地类型对水质的空间分布具有一定的影响;采用多种评价方法对水环境进行评价,沉陷积水区水环境在为Ⅲ~Ⅴ类,为尚清洁或清洁状态,不存在有机污染,营养状态为中营养,属于磷限制性水域。为当地水环境的保护、沉陷区的恢复与治理、水资源的农业灌溉和渔业养殖功能等提供理论参考。
[硕士论文] 王斌
计算机技术 河北农业大学 2018(学位年度)
摘要:土壤是人类所依赖生存的自然资源之一,对人类的生存和发展起着重要的作用。然而近年来,随着土壤重金属污染的加剧,土壤环境质量进一步恶化,不断威胁着土壤的可持续发展状况。伴随着社会的进步和工业化的快速发展,土壤重金属污染的影响越发明显。由于对土壤重金属含量进行合理、准确的预测预警,能够为农田科学管理决策以及农产品安全生产提供技术支撑。因此对土壤重金属含量进行预测,并且对其造成的生态污染进行评价和预警是当务之急。本文以黄河三角洲滨州示范区作为实验区,以该区域农田土壤为分析对象,建立基于时间序列指数平滑模型的土壤重金属含量短期预测模型,以及基于灰色模型的土壤重金属中长期预测模型,并对该区域土壤进行生态风险评价预警。论文主要工作如下:
  (1)指数平滑预测模型。建立时间序列指数平滑预测模型,通过精度分析误差检测,可以计算出对应铅、汞、铜等6种土壤重金属含量预测模型的误差数据,根据误差计算结果,铅、铜等四种重金属模型的预测精度均在90%以上,汞和镉金属预测模型的预测精度也达到了71%,模型的整体预测精度超过90%,满足预测所需要求。
  (2)灰色预测模型。经残差检验,得出模型拟合的平均相对误差,Cd的残差平均小于0.2,达到一般要求,能够进行较为准确的预测。其余重金属预测均小于0.1,达到较高要求,能够进行准确预测。根据模型的残差检验结合后验差检验指标等级标准,表明模型达到1级好的预测级别。
  (3)结合地累积指数法和综合Hakanson潜在生态风险指数法对研究区域土壤重金属进行了生态风险评价。计算结果表明,该研究区域内Hg金属对土壤污染贡献最大,同时其潜在生态风险指数较高,处于中潜在生态风险;六种土壤重金属综合潜在生态风险处于低潜在生态风险,短期内不会产生严重的环境污染。根据生态风险预警指数法,由采样点所占比例可得出,研究区域整体生态环境良好,但Hg与Cd在部分采样点达到轻警级别,所以仍需对其加大监控力度,防止重金属对研究区域生态环境造成威胁。
  (4)本系统采用Microsoft公司的Visual Studio2015和ESRI公司的AcrGISServer10.0作为开发平台,以C#作为开发语言,实现了农业土壤重金属含量预测,及土壤重金属生态风险评价预警功能。
[硕士论文] 王彤彤
化学 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:羟基自由基(·OH)被认为是大气中最重要的氧化剂,它在光氧化循环中起着重要的作用,控制着大气的自氧化能力。现有的检测方法有激光诱导荧光(LIF)、激光差分吸收光谱法(DOAS)、化学电离质谱(CIMS)和电子自旋共振(ESR)光谱等。这些技术大多数不满足操作简便、成本较低、便携式或高灵敏度等实际需求,很难应用于大规模、长时间地检测大气中的·OH。因此,开发一种简单灵敏的方法对大气中的·OH进行检测具有十分重要的意义,而电化学方法具有操作简便、灵敏度高等优点,满足大气中·OH检测需求。
  本论文主要介绍了几种基于电化学方法检测大气中·OH的新技术及其应用。4-羟基苯甲酸(4-HBA)作为分子探针,可以高效率地捕获·OH并产生具有电化学活性的单一产物——3,4-二羟基苯甲酸(3,4-DHBA),基于该原理,建立了电化学方法测定3,4-二羟基苯甲酸,从而实现了对大气中·OH的间接检测。
  第一部分 基于电化学活化玻碳电极简单灵敏测定大气中的羟基自由基
  分别采用极化法和循环伏安法在H2SO4溶液和NaOH溶液中对玻碳电极进行活化处理,运用X射线光电子能谱(XPS)分析了不同条件下四种电活化电极表面结构变化,讨论了其对检测3,4-二羟基苯甲酸性能的影响,结果表明在硫酸溶液中阳极极化后的玻碳电极(AGCE-P/H2SO4)电化学活性最高。研究了3,4-二羟基苯甲酸的在AGCE-P/H2SO4上的化学行为,3,4-二羟基苯甲酸的差分脉冲伏安响应的氧化峰电流与其浓度在2.0×10-7~1.0×10-4mol L-1范围内有良好的线性关系,检出限为6.2×10-8mol L-1(S/N=3)。使用Fenton法产生羟基自由基,研究3,4-二羟基苯甲酸作为间接检测羟基自由基的目标分子的可行性。该方法能成功应用于大气中羟基自由基含量的检测,无需分离纯化工艺。
  第二部分 电聚合分子印迹传感器检测大气中羟基自由基的研究与应用
  以吡咯为单体,3,4-二羟基苯甲酸为模板分子,通过电化学聚合法,在纳米二氧化钛(Nano-TiO2)修饰玻碳电极上原位制备了分子印迹聚合物膜修饰电极(3,4-DHBA-PPY/TiO2/GCE)。研究了该修饰电极对3,4-二羟基苯甲酸(3,4-DHBA)检测的灵敏度与选择性,实现了对·OH的灵敏的间接测定。通过扫描电子显微镜(SEM)和电化学方法对该传感器进行表征,优化了电聚合圈数、电聚合pH值、洗脱时间、吸附时间等制备或检测条件。在优化条件下,氧化峰电流与标准物3,4-DHBA浓度在1.0×10-8~1.0×10-6mol L-1范围内有良好的线性关系,检出限可达到4.2×10-9mol L-1(S/N=3)。该传感器被应用于大气中羟基自由基浓度的测定,结果良好,是一种低廉、便捷、新颖的途径。
  第三部分 基于分子印迹聚合物修饰电极检测大气中羟基自由基的研究与应用
  以吡咯为单体,3,4-二羟基苯甲酸(3,4-DHBA)为模板分子,FeCl3为氧化剂,通过化学氧化法在纳米TiO2表面聚合,制备得到MIP/TiO2复合材料。将合成材料修饰在玻碳电极表面,制得3,4-DHBA的分子印迹聚合物修饰电极(MIP/TiO2/GCE),研究了该修饰电及对3,4-DHBA检测的灵敏度与选择性,构建了对·OH进行测定的间接电化学方法。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和电化学方法对该传感器进行表征,优化了吡咯与3,4-DHBA质量比、纳米TiO2加入质量比、聚合时间、吸附时间等制备或检测条件。在优化条件下,氧化峰电流与标准物3,4-DHBA浓度在1.0×10-10~1.0×10-7mol L-1范围内呈现良好的线性关系,检出限为2.3×10-11mol L-1(S/N=3)。该传感器被成功应用于大气中羟基自由基浓度的测定,结果令人满意。
[硕士论文] 许玉晓
管理科学与工程 河北工程大学 2018(学位年度)
摘要:我国经济处于快速发展的新时期,大力推进城镇化建设,工业化水平也在不断提高,大量土地变为建设用地,形成了严重的人地矛盾现象,当前我国很多地区都出现了水土流失、生物多样性减少、土地质量大幅下降、土地荒漠化严重等一系列的土地生态问题,这些引起我国学者和专家的高度重视。土地生态安全关系着区域生态环境的可持续发展及社会经济系统的良性运行,科学评价土地生态安全是生态文明建设的重要内容。本研究在总结了国内外相关领域的研究成果的基础上,科学的动态评价河北省土地生态安全情况。
  当前河北省经济处于高速发展的阶段,出现了各种环境问题,城市水土污染越来越严重,环境质量不断恶化,使河北省的土地生态安全面临严重威胁。如何通过科学的指标体系和评价方法,对土地生态安全状况进行客观评价,对促进土地资源可持续利用具有重要意义。本文以河北省为研究区域,依据可持续发展理论、土地资源稀缺性理论和生态承载力等相关理论,利用“驱动力-压力-状态-影响-响应(driving forces-pressure-state-impact-response)”(DPSIR)概念模型内容,科学建立河北省土地生态安全评价指标体系,建立土地生态安全的组合赋权的TOPSIS评价模型,根据各指标数据,计算河北省区域内的各年正理想解Q+、负理想解Q-和综合贴进度F值,对河北省的土地生态安全状况进行了评价。评价结果表明:河北省2009-2016年的土地生态安全状况总体上处于不断转好的趋势,但仍然不容乐观。并从维护土地资源生态安全及其可持续利用视角,提出具体对策。研究表明通过DPSIR建立土地生态安全评价指标体系,采用TOPSIS方法对土地生态安全评价是科学可行的。
[博士论文] 王伟华
生态学 东北林业大学 2018(学位年度)
摘要:近年来,抗生素在环境中的残留、生态风险,尤其对人体健康的潜在威胁日益引起广泛关注。环境中残留的微量抗生素会诱导细菌产生抗性基因,从而导致细菌具有耐药性。许多研究表明,污水处理厂对抗生素类药物的去除率比较低,大量原生药物和代谢产物最终将直接进入环境,抗生素已经成为环境中重要的污染物之一。
  松花江流域是中国的七大水系之一,同时也是一条国际性河流,流域面积557200km,流经黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古四省区,年径流量7.62×1010m3,松花江流域哈尔滨江段上游地区的畜牧业发达,双城和呼兰的养殖总数占整个哈尔滨地区的40%以上,省会城市哈尔滨也位于上游,城市人口500万,市区医院众多,还有一个国内著名的抗生素生产企业。下游地区主要以种植业为主,因此松花江流域哈尔滨江段存在抗生素污染风险。但是有关此流域中抗生素的分布至今未见报道。本论文结合松花江哈尔滨江段特殊的地理位置和气候,系统揭示了典型抗生素在此流域的污染现状、来源、环境行为和归宿。具体内容如下。
  1.建立了超声提取、固相萃取富集、超高液相串联质谱分析地表水、污水和污泥中头孢类、氟喹诺酮类、大环内酯类和磺胺类等4类12种典型抗生素的分析方法。研究表明,该方法灵敏度高、精密度好、回收率稳定,能够满足水体及固体基质中抗生素类药物的检测要求。
  2.对松花江哈尔滨江段的干流和支流中的抗生素进行采样分析,于2016年的1月、5月、7月和10月共采集152个样品,研究表明,该流域存在抗生素污染,磺胺甲噁唑和头孢唑啉是该流域的主要污染物。其它抗生素的检出浓度虽然较低,但是检出率较高,表明这些抗生素在该区域被广泛使用。对该流域的11条一级支流中抗生素的分布研究表明了该区域释放到环境中的抗生素差异较大,揭示了不同地区的经济、人口、畜牧业、屠宰业等发展的不均衡,对环境的影响也不相同,应有针对性的进行控制。
  3.对该流域中抗生素的季节变化特征进行了研究,研究表明抗生素的季节性变化特征明显,呈现冬季最高,夏季最低,春秋季节相差不大的特点,春季、夏季、秋季和冬季12种抗生素的浓度和分别39.7ng/L、9.6ng/L、27.5ng/L和136.2ng/L。不同季节对抗生素的沿岸迁移具有不同影响。冰封期间抗生素的浓度达到最高,水体自净作用最差,应引起重视。
  4.对哈尔滨市及其辖区中23家污水处理厂中的18家中的抗生素分布情况进行了研究,典型抗生素在污水处理厂的进水和出水中广泛检出,但是浓度水平差异较大,研究表明了位于人口众多、医院密集市区中的污水处理厂中抗生素的总量远低于人口少、畜牧业、屠宰业发达的周边区域,揭示了牲畜排放到环境中的抗生素是环境中抗生素的重要来源,要加强对此类行业的监管。同时,抗生素在污水厂中的去除效率不是很高,表明现有的常规污水处理工艺并不适用于抗生素的去除。
  5.基于风险熵的办法评价了松花江干流中的抗生素对水生生物的生态风险和不同年龄段人群的健康风险,结果表明,所有抗生素对生物毒性均达不到高风险,但是部分抗生素达到了中等风险,必须引起高度重视。对不同年龄段人群的健康风险熵的研究表明,抗生素风险值远小于1,对人体健康没有直接威胁,但长期和综合风险值得关注。该风险评价结果可以给环境管理部门的决策提供方向性指导,为进一步合理用药提供指导。
[硕士论文] 曹红俊
地图学与地理信息系统 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:海洋溢油时有发生,无不给沿海国家造成不可估计的经济损失和海洋环境灾难。因此,积极开展海上溢油监测研究对灾害防控和海洋生态环境保护具有重要意义。海洋溢油事故具有突发性、范围大等特点,加上海洋环境复杂多样,增加了海上溢油监测难度。合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)技术具有全天候、高分辨率和大范围对海监测优势,已经成为目前最重要的海洋溢油应急监测手段之一;GIS在空间数据管理和空间分析方面拥有优势,有利于溢油应急监测数据组织管理、分析、展示和信息发布。
  本文在分析溢油应急监测需求和溢油监测技术能力的基础上,研究了基于SAR技术和GIS技术的海洋溢油遥感监测解决方案,设计研发了海洋溢油遥感监测信息系统,实现海洋溢油的快速跟踪监测和监测信息发布等业务化工作。本文主要研究内容如下:
  (1)分析了多源SAR影像成像特征及数据格式,实现了溢油信息提取算法与评价分析。采用GDAL(Geospatial Data Abstraction Library)等开源类库,实现了SAR影像数据的预处理,包括辐射定标、图像滤波、几何校正和位深转换等过程;基于多尺度图像分割算法和灰度对比度特征提取算法识别溢油信息,并实现了提取算法的模块化封装;对溢油提取结果进行边缘平滑等精细化处理,并统计分析了溢油的空间分布和几何形态等信息,比对专家解译结果,进行了溢油检测算法评价。
  (2)研究了溢油在海洋动力与船舶影响下的空间分析。分析研究了海洋流、浪和风等海洋动力环境要素对溢油的影响,采用科学数据集类库实现了NetCDF数据的解析,根据溢油监测显示规范,制定了不同的渲染方案,实现了GIS环境下显示表达与查询,为溢油漂移趋势的推算分析提供支持;根据海洋溢油溯源需求,集成SAR影像船舶检测算法并识别溢油区船舶,结合AIS(Automatic Identification System)监测数据,实现溢油区影像检测船舶与AIS监测船舶关联分析,为溢油溯源提供辅助支持。
  (3)构建了海洋溢油遥感监测信息系统,系统集成了溢油信息提取模块、海洋环境监测模块和船舶监测模块,并实现溢油对敏感环境的预警分析、一键式专题制图和信息发布功能,提高了业务化监测效率。系统已投入示范应用,稳定性和兼容性得到业务化检验。
[硕士论文] 林春焕
工业工程 广西大学 2018(学位年度)
摘要:藻类生长的研究是水环境领域的一个重要课题。由于藻类生长的影响因素很多并且影响机理较为复杂,在自然条件下又会有湖流、风浪等因素干扰,进一步影响了我们对藻类生长机制的研究。因此,本研究在室内构造了“水—底泥—苦草”生态系统,持续观测藻类生长及水质指标的变化。采用了方差分析、相关性分析等方法分析水质指标变化特征,并用偏最小二乘回归分析法对藻类生长的影响因子进行评估。在实验研究的基础上,创新性地采用多智能体建模方法构建藻类生长动态模拟模型。研究的结论如下:
  (1)本研究采用方差分析和相关性分析来分析水质指标的变化特征,以及与藻类生长的联系。基于偏最小二乘回归分析法在解决多重共线性以及解释自变量对因变量作用的重要性等方面的优势,本研究以叶绿素a为藻类生长的表征,采用偏最小二乘回归分析法分别评估了模拟藻型湖泊和模拟草型湖泊中藻类生长的主要影响因子。研究结果表明,在模拟藻型湖泊中与藻类生长密切相关的因子为pH、总溶解固体、溶解氧、电导率和氧化还原电位。通过回归系数判断,叶绿素a浓度随着电导率的增加而减少;随着酸碱度、总溶解固体、溶解氧、氧化还原电位的增加而增加。在模拟草型湖泊中与藻类生长密切相关的因子为浊度、温度、氨氮、总磷、氧化还原电位和氮磷比。通过回归系数判断,叶绿素a浓度随着氧化还原电位和氮磷比的增加而减少;随着浊度、水温、总磷、氨氮的增加而增加。
  (2)基于多智能体建模的理论和方法,本研究采用分层建模的思想,将整个系统分为多智能体层、环境层和交互关系层。在多智能体,构建了藻类主体、苦草主体和底泥主体,并借鉴前人的研究成果的基础上,对这三类主体的属性及行为规则进行合理地设定;在环境层,构建了对藻类生长及其重要的光照、温度、总磷、总氮等环境要素;在交互关系层,通过访问主体内部变量的方式实现主体与主体及主体与环境之间的交互作用。
  (3)基于NetLogo平台,构建了藻类生长的三维环境空间,并完成仿真实验所需的前台界面和后台程序的设计,实现了藻类生长的多智能体模型。通过设置不同的环境变量以及主体数量,模拟不同环境下的藻类生长的动态演化,并分别从微观层面和宏观层面来观察藻类的生长演化过程,从而证明模型的有效性与合理性。
[硕士论文] 叶紫宇
环境工程 苏州科技学院;苏州科技大学 2018(学位年度)
摘要:由于高速的工业化发展,包含染料在内的许多化学品被大范围的生产出来,并且进入到我们的日常生活之中。染料大范围的被纺织业、印染业、造纸印刷业、彩色摄影业、食品业、化妆品和其他工业所应用。每年大约有1000种染料用于工业生产,全世界范围有超过70万吨的染料被生产出来。染料工业产出的废水内含有高浓度的有机化合物,并且具有强着色的特性,同时废水中的化学需氧量(COD)和总有机碳(TOC)含量也极高。染整过程中,有大约10%~15%的染料进入到废水中被排出,即使废水中染料含量很低但是颜色却是最易被识别出来的。将含有染料的废水排入地表水中,会影响到受纳水体的复氧能力,并且阻隔光照影响水生生物活性。与此同时,部分染料对哺乳类动物有致癌变和致毒作用。因此,建立一种高效和经济的对水体中染料类污染物的检测方法及前处理方法就显得尤为重要。
  本文选用一种环境友好、经济便捷的前处理方法—双水相微萃取(Aqueous Two-phase Systems,ATPS),对印染废水中的纺织染料进行萃取。目前为止,有关于成功应用双水相体系分离萃取不同染料的研究还少有报道。双水相引发的分离与传统分离技术相比下有很多的优点。其突出的是,由较低的界面张力带来的高效的传质速率、高选择性的分离行为、便捷的操作模式和方便大范围生产。ATPS由不相溶的小分子有机溶剂和无机盐水溶液成相。超过化合物的临界浓度相自发分离开来,目标化合物被富集,两相形成。ATPS应用广泛,可用于分离生物蛋白、单克隆抗体、小分子化合物及水和食物中的药物残留,对环境修复工程也逐渐涉及。本文建立双水相萃取体系,提取上相并进入高效液相色谱-质谱联用(HPLC-MS/MS)检测水体中的染料类污染物,进行研究。
  本文内容主要包含以下几点:
  1.介绍了各类染料类污染物的特征、应用及毒理危害,还有目前国内外的研究方法现状。着重介绍了双水相微萃取的组成、影响因素和应用前景。
  2.双水相微萃取体系(ATPS)-乙腈/无机盐在本文中研究并应用于萃取印染废水中的7种分散类染料:分散黄3、分散蓝35、分散红1、分散橙1、分散蓝106、分散橙37及分散棕1。使用高效液相色谱-质谱联用仪分析测定水体中的目标物。分散类染料富集于乙腈上相。对萃取的影响因素有:萃取溶剂的体积、盐的种类和浓度、样品溶液pH值和超生萃取时间。对7种分散类染料的检出限在0.003-0.052μgL-1之间。应用此方法萃取分散类染料,目标分析物的回收率在96%~107%之间,相对标准偏差低于6.6%。
  3.建立一种简单的以醇/无机盐为双水相体系的萃取方法,用以研究分离和富集水体中的染料类污染物质。研究通过醇(乙醇、叔丁醇、正丙醇和异丙醇)和无机盐(K2HPO4,(NH4)2SO4,K2CO3)双水相体系对7种分散类染料(分散黄3、分散蓝35、分散红1、分散橙1、分散蓝106、分散橙37和分散棕1)和4种酸性染料(酸性红1、酸性红87、酸性橙7和酸性蓝83)的萃取率。通过对醇的种类、无机盐的浓度、样品溶液pH值和萃取时间等影响因素进行条件优化。结果显示,7种分散类染料的富集倍数在38~49之间,检出限为0.0033-0.037μg L-1。
  4.对本论文进行总结归纳,对比分析了小分子有机溶剂—醇与乙腈和无机盐成相形成的双水相体系对染料类污染物的分离萃取。并对ATPS发展前景进行展望,该方法易操作、成本低、效率高,并且获得了较高的富集倍数、更低的检测线和更高的回收率。
[硕士论文] 张良茂
环境工程 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:壬基酚(Nonylphenol,NP)可以在极低的浓度下影响到生物体的正常发育,并且其在环境中普遍存在,特别是对水环境污染最为严重。然而,我国尚未明确NP的水质基准。基于我国生物区系特征,制定相关NP水质基准具有重要的理论和实践意义。本文通过构建多效应终点的NP水质基准方法体系,采用物种敏感度评价方法,提出了我国淡水环境中NP不同效应终点的水质基准。本研究不仅对制定水质基准工作有借鉴作用,还可以作为环境保护部门颁布相关水质标准和进行NP淡水污染防控的理论依据。论文获得的主要结果如下:
  (1)论文基于我国淡水生物区系特征,构建了毒性数据筛选原则和毒性数据可靠性评价体系。提出针对NP这一类EDCs毒性数据选择不仅应涵盖“三门八科”的一般性原则,也应突出我国淡水生物区系特征和高敏感物种。可以将水蚤等无脊椎动物作为NP急性水质基准的重点考察对象,并应优先选取鲤科中的鲤鱼、鲫鱼以及稀有鮈鲫作为NP慢性基准的受试物种。
  (2)物种敏感度分布研究表明,对数-逻辑斯蒂函数为最优分布,其稳健性良好。最小样本量分析表明当数据量达到了12个以上时,可以输出一个稳定的HC5值。
  (3)基于多效应终点分析表明,急性毒性效应基准值为23.55μg/L,混合效应基准为1.42μg/L。不同的效应终点的基准值分别为:生殖(脊椎动物)(0.53μg/L)、生殖(无脊椎动物)(1.41μg/L)、生长/发育(1.67μg/L)、生存(9.53μg/L)。推荐将1.42μg/L作为我国NP的慢性基准值,而0.53μg/L可以作为珍稀水生生物栖息地,鱼虾类产卵场的参考基准值。
  (4)我国45个地表淡水中NP浓度介于nd~32.85μg/L之间,平均值为1.397μg/L。NP的风险商在0.014~6.015之间,87.5%的地表水处于一个低到中等程度的风险。结合概率风险评价法发现,目前我国地表水中NP污染程度对生物的生长/发育以及无脊椎动物的生殖影响不大,也不能造成生存上的威胁,但对脊椎动物的生殖健康存在一定程度的危害。
[硕士论文] 覃霞
环境科学与工程 广西大学 2018(学位年度)
摘要:随着中国对环境生态保护的重视,上世纪一大批违规违法建立的砒霜厂强制关闭,产生大量存在环境风险的场地。广西河池某砒霜厂1990年建成,1993年停产,期间以生产砒霜为主,遗留的场地可能存在土壤污染。本论文以某遗留砒霜厂污染场地为研究对象,通过野外调查采样分析,评估该场地的土壤环境质量,采用Hakanson生态风险评价方法和《污染场地风险评估技术导则》对土壤重金属的生态风险和健康风险进行了评价,通过室内培养研究几种铁基材料对该场地的主要污染物砷稳定化效果,研究结果为进一步科学治理和修复污染场地提供理论依据。主要研究结果包括:
  (1)场地调查结果显示,场地土壤受到了重金属As、Zn、Pb、Cd、Cu不同程度的污染,污染程度依次为As>Zn>Pb>Cd>Cu,各重金属的测定范围分别为As:2482.53~21273.28mg/kg,Zn:383.86~4577.58mg/kg,Pb:8.38~5091.92mg/kg,Cd:0.13~16.71mg/kg,Cu:23.24~604.16mg/kg。土壤有效态As含量变化幅度大,在1.89~554.32mg/kg之间,土壤As浸出浓度(硫酸硝酸法)为0.04~8.74mg/L;(水平振荡法)为0.09~14.90mg/L。P1、P4、P12、P13、P14、P18点位土壤As浸出浓度高于《危险废物鉴别标准》的最高允许浓度5mg/L,这些点位主要分布在运载货物进出厂和冶炼炉周边,大部分土样的水浸出液As浓度高于《污水综合排放标准》As最高允许排放浓度:0.5mg/kg,说明该污染场地的As具有高风险性。
  (2)场地内土壤pH:3.33~8.18;有机质含量:2.42~23.01g/kg;脲酶活性:0.04~0.45mg/g;过氧化氢酶活性:2.56~10.14ml/g;脱氢酶活性:0.00~0.92ml/(g·24h)。场地土壤的微生物活性和土壤酶活性整体较低。
  (3)土壤重金属潜在生态危害评价结果表明,此污染场地的土壤多种重金属潜在生态危害指数远大于600,该污染场地存在极强的潜在生态风险。各重金属的潜在生态危害指数分别为As:1210.99~11415.03;Zn:5.08~60.55;Pb:1.75~1060.82;Cd:14.04~1877.34;Cu:4.18~108.66。As对整个场地土壤有极强的生态危害,Pb和Cd对场地部分区域土壤有极强的生态危害,Zn和Cu对场地部分区域土壤有轻微的生态危害。场地土壤重金属的健康风险评价结果表明,各重金属的致癌风险指数分别为As:1.20×102;Cd:3.89×10-7;各重金属的非致癌危害商分别为As:617.41;Cd:0.40;Cu:0.04;Zn:0.05;《污染场地风险评估技术导则》规定的致癌风险指数和非致癌危害商可接受水平为10-6和1,As远超过可接受的水平,对场地周边的人群有极高的健康风险。
  (4)室内培养实验结果表明,添加质量比为5%的螯合铁+Ca(OH)2(3∶1)和螯合铁+CaO(3∶1)均对土壤砷具有良好的稳定作用,稳定化率都达到了96%以上,稳定化处理后土壤水浸提As和硫酸硝酸浸提As的含量分别降低了96.68%、96.64%和96.67%和96.27%,土壤pH和土壤水浸提液的pH都维持在7-8之间。
[硕士论文] 李鑫飞
控制理论与控制工程 广西大学 2018(学位年度)
摘要:水体溶解氧是水生生物生存的必要条件之一,也是衡量水体质量好坏和影响水生态环境质量的重要因素,然而水体环境复杂多变,导致不同区域的溶解氧含量空间分布不均衡,不利于水体生态的稳定和可持续发展。因此,溶氧浓度和均衡性的调控对水体生态修复和治理具有重要意义。
  常见的池塘溶氧浓度调控采用的是传感器阈值方式,即当检测到的水体溶氧低于下限值时,启动增氧机进行增氧,当溶氧高于上限时则停止增氧,然而当检测到溶氧低于最低阈值时才启动增氧机,往往难以在短时间内使溶氧达到要求,可能导致鱼类缺氧而死。针对池塘溶氧的滞后性,本文通过分析水质检测数据,建立了聚类算法改进的溶解氧神经网络预测模型,根据预测的溶氧未来变化趋势,提前指导增氧机的启停,实现溶氧浓度的超前控制。
  为改善池塘溶氧的水平分布均衡性,本文采用了移动性比较灵活的船载式水泵推流方式,相比于常见的定点、定时的曝气装置,推流水泵更适合小型的人工景观水体的溶氧治理。针对溶氧调控系统的非线性、大迟滞等特征,本文设计了模糊PID控制器,实现了水泵推流的精确控制。
  最后,论文提出了溶氧的综合调控策略,阐述了溶氧专家系统的基本原理。为充分发挥推流水泵的可移动性,提出了巡航检测和局部推流的策略,实现水体溶氧的精准治理。同时,结合专家意见,根据环境条件调整推流策略,使得池塘溶氧的调控更符合实际治理经验,溶氧的调控更加合理。
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