面源污染最佳管理措施多目标协同优化配置研究进展

随着点源污染逐渐得到有效控制,面源污染逐渐成为我国多数地区影响水环境质量安全的主要因素。推广实施最佳管理措施(Best Management Practices, BMPs)被认为是控制面源污染的有效途径。受到区域种植制度、耕作方式、政策以及经济成本等因素的影响,导致流域尺度配置BMPs存在一定的困难,特别是随着流域空间尺度的变化,会进一步加大BMPs配置难度,使得BMPs的配置工作变为了一项多目标决策优化问题,即如何在有限的成本投入下,实现水环境质量改善的目标。需要在不同空间尺度下对流域BMPs进行多目标协同优化配置。从面源污染关键源区识别、BMPs削减效率评估以及BMPs多目标协同优化模拟3个方面对面源污染BMPs多目标协同优化配置研究进行了综述。结果表明:1)包含地块尺度和流域尺度的多尺度模型耦合系统的构建,将是实现关键源区精准识别的有效途径;2)BMPs削减效率对水质改善响应的滞后性、不确定性、时空异质性、污染物形态转换风险等均是今后BMPs削减效率评估中需要重点解决的关键问题;3)建立流域污染物负荷削减量与水质改善之间的非线性响应关系,并以此为基础将BMPs组合数据库、成本数据库以及基于进化算法的的优化配置方案进行耦合,进而构建多目标决策支持系统,以获取BMPs空间优化配置方案以及多目标成本-效益最优曲线。     

中国农业面源污染最佳管理措施研究进展

最佳管理措施(BMPs)对控制农业面源污染具有重要意义.本文从两方面归纳中国BMPs的研究现状:基于污染物关键源区的位置,分为不同类型的BMPs(源头控制、迁移途径阻截、末端治理);根据措施实施的环境背景,分为不同空间单元(流域、行政区域)上的BMPs组合.对现有的措施分析其控污机理和净化效果,指出当前研究存在着理论研究薄弱、缺乏成本-效益分析、措施优化组合不够、环境效果评价不足等问题.着重指出今后应从以下5个方面加强研究:BMPs管理体系建设,措施研发与技术集成,模型模拟研究,尺度转换模式,BMPs效益评价.本文旨在为提高中国BMPs构建与研究水平,同时为中国农业面源污染防控和水环境改善提供理论借鉴和科学依据.     

城市非点源污染控制的景观生态学途径

城市非点源污染是伴随城市快速发展而出现的新问题.城市土地利用的特殊性、不透水层面积的增加,使城市非点源污染不同于农业非点源污染,而控制难度更大.治理城市非点源污染的常用方法是最佳管理措施(BestManagementPractices,BMPs),主要采取一些局部修复措施在地表径流迁移过程中控制污染物.但城市土地利用格局的改变对非点源污染的影响十分显著,结合局部的BMPs和区域的景观规划是控制城市非点源污染的一个理想途径.城市非点源污染控制的景观生态学途径首先需要了解城市景观格局对非点源污染源、污染物迁移过程和受纳水体的影响,明确非点源污染与景观格局的关系,判定造成非点源污染的主要原因和关键环节.在此基础上,根据城市非点源污染控制要求,针对性地重新组合原有景观格局或引入新的景观要素以构建新的景观格局,并将BMPs融入规划之中,将景观规划与管理有机结合,增强城市景观异质性,实现对城市非点源污染的有效控制.     

农业面源氮污染控制措施滞后效应形成机理与评估方法研究进展

推广实施最佳管理措施(BMPs)被认为是防治农业面源污染的有效途径,然而许多流域实施BMPs后通常难以在预测的时间内实现水质改善目标,导致人们对BMPs的有效性提出质疑。受流域内养分遗留效应影响,BMPs实施后的环境质量改善效益可能不会立刻显现(也即“滞后期”),这是由于过去人为活动输入的过量营养物质在流域水文传输和生物地球化学转化过程中的积累所致,当来自外部的污染负荷减少时,这部分营养物质的汇集和释放可能掩盖治理措施对于水质改善的影响。鉴于遗留的营养物质在延迟水质改善方面的关键作用,滞后期的量化评估对于全面分析污染成因,科学配置BMPs,有效治理流域农业面源污染,提升水质改善效率非常重要。以农业面源氮控制措施的滞后效应形成机理和评估方法为主线,概述了流域尺度氮累积和滞后效应产生的主要机理,述评了氮污染滞后效应的量化评估方法,提出目前大多数流域模型尚不能很好的表述滞后效应以及缺乏解决水文和生物地球化学遗留效应的能力,并对未来BMPs优化配置研究提出建议：(1)摸清流域水文传输过程和生物地球化学转化过程对BMPs控氮效益滞后期的影响,分析污染负荷削减的时空响应规律;(2)构建包含土壤、浅...     

农业政策环境扩展模型在我国农业面源污染研究中的应用

我国的面源污染问题逐渐受到政府和科学界的重视,然而面源污染是一个复杂的系统过程,涉及多种因素和多个过程。面源(NPS)污染模型作为解决面源污染相关问题的研究和管理工具,在进行面源污染总量估算和严重程度评价、污染物流失路径和影响因素分析、治理策略制定等方面都有重要的作用。在我国,虽然针对面源污染模型进行了大量相关研究,既包含对基于国外模型的应用与验证,也包含基于观测数据自主研发的模型,但仍然存在模型应用和验证案例不足、已有的模型应用同中国面源污染特征结合不足、模型发展同面源污染机理研究结合不足等问题,而农业政策环境扩展(APEX)模型在应对这些问题上具有一定的优势。结合我国面源污染模型相关研究存在的问题、APEX模型模块和研究进展进行了介绍,对APEX模型在我国面源污染相关问题的研究中涉及的畜禽养殖、复杂耕作系统、特定BMP和水稻田的模拟等相关问题的应用前景进行了探讨,以期能够促进我国农业面源污染模型的发展。     

广州市河涌水环境原位治理生物修复技术

针对广州市河涌治理的紧迫性、复杂性以及传统治理方法的缺陷与不足,本文介绍了一种利用生物修复技术原位治理广州黑臭河涌污染的方法。该方法通过河道曝气增氧、投放微生物菌剂、底泥生物修复和设置生物巢系统等步骤和措施,控制和消除河涌外源和内源污染,净化河涌水质,提高水体自净能力,达到消除黑臭、消除河道底泥的目的。本方法无须在河道中兴建构筑物,也无须清疏河道底泥,普遍适用于截污、清淤的河涌,以及受潮汐影响流态变化复杂的河道进行原位治理,恢复水体正常生态功能,为众多的城镇黑臭河涌提供了切实可行、经济方便的治理方法。     

三峡库区面源污染研究进展

为掌握三峡库区面源污染研究动态并明确研究中存在的问题, 基于1990-2018年三峡库区面源污染的相关研究成果, 检索、分类并统计分析了已发表论文数量变化趋势和高频被引论文内容, 从机理、影响因素、负荷与模型模拟、防治四个方面论述了库区面源污染的研究进展, 以便更好地进行区域生态系统管理。面源污染机理研究主要集中在降雨径流、土壤侵蚀、不同土地利用类型、不同管理措施下泥沙、N、P等污染物流失特征, 多关注单一过程及单一尺度, 严重破碎化土地利用格局背景下的面源污染发生过程、扩散格局及其转化机制有待进一步研究。影响因素多讨论土地利用, 景观格局变化对面源污染的影响机制仍不明晰。负荷模拟研究主要是建立经验模型和探讨国外模型在库区的适用性, 原始开发少。面源污染防治措施多集中于工程及单一技术措施, 最佳管理措施(BMPs)的研究较少, 缺乏生态系统、景观及流域尺度面源污染综合防控技术。提出三峡库区面源污染研究需在以下方面有所加强: (1)不同尺度和格局下N、P、泥沙等耦合作用下的运移、转化机理及其不同污染物在不同陆面斑块界面之间转化机制; (2)景观过程与面源污染动态关系; (3)借鉴国外模型理念, 研发适合我国区域地理特征的面源污染机理预测模型; (4)建设标准化面源污染监测系统; (5)统筹“山水林田湖草”系统治理, 研发面源污染综合防控技术体系。     

和谐广州,绿色广州

亚运会的胜利举办,新中轴线的雄伟壮观,使广州的环境规划建设加速了至少10年.广州提出建设“带动全省、辐射华南、影响东南亚的现代化大都市”,“活力广州、文化广州、祥和广州、生态广州”的新广州宣言正在逐步实现,现在广州又提出“十二.五”生态目标:“不但要金山银山,更要绿水青山”.在中国城市的“年龄榜”上,广州排在北京西安之后,位居前列.历史悠久是荣耀,也是负担,市内机动车尾气严重污染城市空气,天空罕见蓝色;全市231条河涌被广州人唤为“臭涌”,治理它们比建同样长度的道路还困难得多.在经济与环保之间如何博弈,才使社会可持续发展?在人与人、人与自然的双重和谐中,如何找到契合点,才能构建起和谐社会?近年来,广州已投入重金改善环境,其中的大手笔就是建设集山、城、水、田、海于一体的生态都市,构筑“区域生态环廊”、“三纵四横”的生态主廊道,形成“山水中的城市,城市中的山水”,构建环境一体化城乡生态格局.     

基于径流路径的分布式面源污染模型研发与应用进展

精准刻画地表径流的路径及其所携带的面源污染物随径流的输移过程是准确估算面源污染入水体量、污染关键源区辨识和高效防控的关键,在我国以小农户种植为主、景观特征复杂的地理条件下尤为重要。鉴于目前常用的面源污染模型大都起源于国外,往往对径流路径的空间差异性及污染物陆面输移过程进行概化,介绍了一个基于径流路径的分布式面源污染模型(STEM-NPS)及其研发与应用进展。阐述了该模型的研发背景、模型原理和结构,说明了STEM-NPS模型对地表径流汇流及其所携带的污染物输移过程的精细化表达方法;介绍了该模型在不同地理环境及尺度的应用进展,展示了其在地块尺度的面源污染关键源区辨识,关键过程和关键影响因素解析及面源污染监管决策支持等方面的功能;探讨了STEM-NPS模型与其他常用模型的异同,并结合生态学研究和面源污染精准防控的需求,提出模型的应用前景及进一步发展的方向。     

辽河干流河流化学完整性评价方法对比研究

基于河流水环境和河岸带生境状况进行河流化学完整性评价,可以全面综合的判断河流水体及河岸带化学污染情况,对有效控制水体污染,科学制定整治计划,恢复河流自身的环境承载力及生态系统功能以及对河流生态系统的修复都具有重要意义。以辽河干流为研究对象,探讨了化学完整性的概念、评价指标、评价标准及评价方法,从河流水环境和河岸栖息地环境两方面选取了19个指标,构建了河流化学完整性评价指标体系。同时采用模糊综合评价法、贴近度法和综合指数法分别对辽河干流化学完整性进行评价,最终筛选并确定综合指数法更适合河流化学完整性评价。综合指数法评价结果表明,辽河干流化学完整性评价结果总体表现为“一般”,河流水环境总体评价为“一般”,哈大高铁、达牛和盘山闸评价为“差”。其中哈大高铁和达牛地处交通节点,受人为干扰较大。另外盘山闸长期处于施工状态且靠近市区,施工废料与城市污水污染不断。评价结果为研究者及管理者开展辽河干流生态修复与后评估等工作提供指标与方法参考。     

农业面源污染管理政策调控仿真模型研究进展

农业面源污染因其分散性、滞后性和不确定性而成为环境治理的难点。面源污染物迁移转化过程的模拟模型发展迅速,而农业面源污染管理政策仿真评估模型研究相对较为滞后。系统梳理与分析了自上而下宏观目标约束、自下而上微观行为传导及宏观与微观上下耦合三类政策仿真模型研究进展,总结了当前模型的基础理论与方法的优势与不足。本文提出了融合流域水系统过程规律认知,构建宏观政策目标自上而下约束与微观主体行为自下而上传导耦合的农业面源污染政策仿真模型,实现政策仿真模拟在国家、区域、流域与栅格跨尺度上的嵌套传导、参数互验与系统预测,以解决因农业面源污染防治主体的多元性与防治对象的广泛性特征所导致的复杂性系统难题,使得政策效应模拟仿真结果空间显性化,进而实现农业面源污染控制的政策管理由粗放型向精准化方向迈进。     

城市非点源污染研究进展

城市非点源污染是伴随城市化而出现的新问题,其主要来源于城市中的工业排放、化石燃料燃烧、汽车尾气和土壤侵蚀等,通过暴雨径流的冲刷作用汇入城市水体,从而严重危害着城市水体水质和生态系统的安全.本文阐述了城市非点源污染的概念、形成过程及其影响因素;评述了城市暴雨径流的主要研究方法,即事件平均浓度(EMC)和初期冲刷(FF);介绍了国内外常用的SWMM和HSPF两种城市非点源污染模型的研究进展;总结了最佳管理措施(BMPs)和低影响发展(LID)在城市非点源污染控制中的应用;最后根据目前研究的不足,提出了未来研究要在加强污染物机理研究的基础上,进一步完善城市非点源模型,而中国要研究适合本国的城市非点源污染控制措施和将城市非点源污染治理与城市规划、景观设计相结合.     

我国农业环境问题及其防治对策

从农业自然资源、生态环境破坏现状及环境污染3方面对我国农业环境问题现状进行了系统的总结,并对其产生原因进行了初步分析,在此基础上提出防治对策。总体上看,我国农业自然资源短缺且受污染严重;农业生态破坏较为严重;由化肥、农药和农膜等农业投入品造成的面源污染日趋严重;秸秆处置不当、畜禽养殖污染、农村生活污染控制不力造成的环境污染日益严重,乡镇企业及城镇污染向农村的转移又进一步使农业环境恶化。我国农业环境问题的产生很大程度上与部分农业政策的实施有关;此外,农业环境保护立法不完善、执法不力以及农村环境保护意识淡薄、环境管理体系不完善等也是其产生的主要原因。基于以上原因,提出解决农业环境问题的如下对策措施：开展农业政策战略环境评价;重视生态建设,推动资源高效利用,发展生态农业;合理控制农用化学品投入,实施种植业清洁生产;加强畜禽养殖污染控制监管;制定激励机制,减轻农业面源污染;建立健全农村环境污染监管机制;加强宣传教育,增强农民环境保护意识。     

淮河流域奎濉河典型小流域农业面源污染调查与评价

通过对奎濉河典型小流域进行实地调研, 应用等标污染负荷法进行综合分析, 结果表明: 小流域内农业面源污染排放源中, 生活源污染负荷率最大, 达到57.32%, 污染物排放总量达到75874.04 kg, 其中COD为主要污染物, 排放量达到39812.58 kg; 养殖业污染负荷率为35.33%, 达到18741.73 kg, 种植业污染负荷率为7.35%。在3个评价因子COD, TN, TP中, 以COD的污染负荷率最高, 达77.17%; 其次为TN, 污染负荷率为16.83%; TP的污染负荷率为6.00%。农村生活和畜禽养殖污染是小流域内农业面源污染物主要来源, 应是该地区农业面源污染防控的重点。     

街尘与城市降雨径流污染的关系综述

街尘是引起城市面源污染分布最为广泛、最重要的污染物载体,街尘及其负载的污染物与降雨冲刷相关过程的全面认识,对有效控制城市地表径流污染有着重要的意义.针对全球快速城市化背景下街尘及其降雨冲刷污染的研究现状,阐明了街尘及其降雨冲刷污染的不足与难点,并对未来研究方向的突破性给予展望.     

北京北护城河河岸带的温湿度调节效应

以北京北护城河为例,探讨具有不同结构的河岸带对温湿度的调节效应.于2011年5-10月,根据河岸带在宽度、坡度、植物种类、植被覆盖度、距路距离和距路高度等结构指标上的差异,沿南北两岸各选取4类河岸带,并在与河岸带垂直的道路两侧分别设置相应的紧邻不同城市土地利用类型的对照区.在每月下旬的晴天或多云天,从8:00到18:00,对南北8类河岸带及其对照区的气温和相对湿度进行连续10 h的观测.t检验分析表明,与对照区相比,河岸带具有明显的温湿度调节效应,能有效地改善人体的舒适度.各类河岸带的气温极显著低于对照区,而相对湿度极显著高于对照区;河岸带的日气温和日相对湿度变化较对照区和缓,且存在季节差异,河岸带在春秋季表现出更明显的温湿度日极值调节效应.各类河岸带与其对照区在温湿指数上也存在显著差异:对照区在夏季均会使人体感到很不适,而河岸带南岸在6月和8月可有效地提高人体的舒适度,北岸在8月也可改善舒适度.同时,不同类型河岸带的温湿度调节效应也存在差异:南岸对温湿度的调节效应强于北岸,北岸气温显著高于南岸,而相对湿度显著低于南岸.差异显著性的多重比较表明,南北不同类型河岸带之间在温湿度上的差异随季节而异:5月和10月的差异较显著,但6-9月的差异不显著,这些与植被覆盖度、乔木密度、冠层结构、河岸带宽度、距路距离,以及周边土地利用方式有关.研究的结果可作为城市河岸带生态服务功能评价的一部分,并可为城市河岸带的建设、修复和管理提供依据.     

特大型城市生态文明建设评价指标体系及应用——以武汉市为例

特大型城市是我国社会、经济、文化和人口的中心,也是我国资源环境问题最为突出的地方之一。由于特大型城市与中小城市资源环境问题存在差异,特大型城市之间生态环境问题和生态文明建设的状态也存在相似之处,建立反映特大型城市资源环境问题特征的生态文明评价指标体系,依据评价结论,指导特大型生态文明建设十分必要。以服务于特大型城市生态文明建设为目标,在对特大型城市发展状态和特大型城市资源环境问题与社会经济发展突出矛盾分析的基础上,建立了包括有生态环境健康度、资源环境消耗强度、面源污染治理效率和居民生活宜居度等4个方面,共20个指标的特大型城市生态文明评价指标体系,并以各个指标对应的国家标准、政策和规划要求,以及相关研究确立的指标发展目标为依据,对武汉市2006—2011年生态文明建设完成情况进行了评价。依据评价结果,指出武汉市要从以下方面加强生态文明建设:一要控制空气中可吸入颗粒物含量,降低大气中硫化物含量,控制污水排放规模和噪音污染,循环利用废水资源;二要实施总量和强度"双控"政策,显著降低单位GDP的能耗、废气排放量和工业固体排放量;三要提高城市生活污水和生活垃圾的治理能力,循环利用可再生的城市生活"矿产";四要提高森林覆盖率和建城区绿化率,降低人口密度,解决城市住房和交通拥挤问题。     

广州市各水源的粪大肠杆菌污染情况调查

采用浊度,pH 和粪大肠杆菌数三个指标,对流经广州地区的珠江河段,市内各小河涌、井水,自来水等水源的污染情况的调查结果表明,珠江河段,各小河及地下水都受到不同段度的污染,作为饮用水的水源,珠江水的大肠杆菌数已大大超过国家规定的饮用水水源的标准.     

农业面源污染防治法律实效分析

通过对X省Y市农业面源污染防治法律实证研究,在分析农户对农业面源污染防治法律知识了解、防治法律评价、法律遵守情况和相关影响因素的基础上,剖析农业面源污染法律防治存在农户法律意识不强、守法能力较弱、行政部门执法能力有待提升和相关防治法律不完善等问题,提出加大法律宣传力度、完善防治法律、强化执法监督管理和运用经济手段激励守法行为等建议,促进农村环境改善。     

稻草—凤尾菇—蚯蚓—肉鸡食物链的氮流与能流研究

稻草养菇、菇渣喂蚓、以蚂喂鸡是通过营养关系将三个生产过程有机地连接起来,形成农业生态系统特有的食物链。关于这三个环节各自的经济效益及栽培技术方面的研究工作已经做了很多,而作为一条食物链的整体状况,主要是能流和物流状况。尚未见到更深入具体的报道。作者试图通过实验定量分析和评价该食物链中每一链节上以及整体上的氮流和能流状况,进而对其生产应用价值做一初步探讨。