检索结果-内蒙古大学图书馆

生态学报 2023年第7期43卷 2676-2687页

作者：王心静张妍刘凝音环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100875 北京师范大学环境学院北京100875

城市作为物质吞吐量的集中区,往往存在一定的资源消耗和环境问题。京津冀是中国北方经济规模最大的地区,负载着巨大的资源环境压力。以京津冀地区为例,在计算城市物质输入与输出的基础上,运用生态网络分析方法对代谢系统内部的具体路径... 详细信息

城市作为物质吞吐量的集中区,往往存在一定的资源消耗和环境问题。京津冀是中国北方经济规模最大的地区,负载着巨大的资源环境压力。以京津冀地区为例,在计算城市物质输入与输出的基础上,运用生态网络分析方法对代谢系统内部的具体路径和节点关系进行深入探究,并分析其变化。结果表明,京津冀地区97%的流量都集中于各城市内部,各城市之间的优势互补有待加强。2017年京津冀13城市代谢总流量增长为2000年的3.3倍,其中承德、秦皇岛和唐山增长最为迅速,而衡水是唯一一个流量下降的城市。各城市的关键路径中有71.8%呈现流量上升态势,加工制造业为涉及关键路径最多的部门,其中加工制造业-环境为大多数所有城市共有的关键路径。掠夺/控制是京津冀13城市的主导关系类型;2000—2017年间13城市总体的生态关系良性转变少于劣性转变,致使共生关系数量下降,需要从交通运输业、采掘业和加工制造业等重点部门上寻求突破。关键路径及生态关系等代谢网络特征及其变化的识别,有效打破了城市代谢的“黑箱”,为缓解不同城市物质利用所带来的资源环境问题提供可靠理论依据。

关键词：城市物质代谢生态网络分析关键路径生态关系京津冀

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枯丰水年闸控入海河流溶解氧时空分布特征及其驱动因素

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中国环境科学 2025年

作者：金晓玥范中亚罗千里黄露黄菊王振省市共建海洋灾害预警与防护广东省重点实验室汕头大学生态环境部华南环境科学研究所广东省水与大气污染防治重点实验室国家水环境模拟与污染控制重点实验室

闸坝阻隔造成的生境破碎化对水生态系统影响显著.溶解氧(DO)作为水生态健康的重要指标，解析枯、丰水年其在中小型闸控入海河流中的时空分布特征及影响因素对于小流域“三水”统筹治理具有重要科学意义.该研究以广东省黄江河为研究对象... 详细信息

闸坝阻隔造成的生境破碎化对水生态系统影响显著.溶解氧(DO)作为水生态健康的重要指标，解析枯、丰水年其在中小型闸控入海河流中的时空分布特征及影响因素对于小流域“三水”统筹治理具有重要科学意义.该研究以广东省黄江河为研究对象，基于沿程3个水质自动监测站数据，系统分析了枯水年(2021年)、丰水年(2023年)黄江河挡潮闸闸上与闸下河段DO的时空分布特征，并采用统计学方法，研究了DO变化的驱动因素及相对贡献.结果表明:闸上河段因水环境相对稳定，西闸断面DO呈现枯水年(8.02±0.10 mg/L)>丰水年(7.26±0.08 mg/L)特征;而闸下河段因水质改善，DO呈现枯水年(4.45±0.10 mg/L)<丰水年(7.33±0.09 mg/L)特征;枯、丰水年年内全河段DO均呈现汛期高、非汛期低的周期性变化规律.受闸坝作用及外源输入差异影响，闸上河段DO变化的主要驱动因素为降雨和水温，贡献度达到44%～87%;闸下河段DO变化的主要驱动因素则是氨氮和高锰酸盐指数，贡献度达到53%～75%.闸上“湖泊化”缓流河段DO更易受气候变化影响，尤其是暴雨径流引起的浮游植物流失是导致枯、丰水年DO差异的直接原因.而枯水年闸下感潮河段DO受外源污染输入及滞留影响显著，丰水年闸下河段耗氧物质的减少是DO提升的重要原因.该研究可为闸控入海河流DO变化的研判与预测提供参考，为闸控河流水环境治理及闸站调控提供科学依据.

关键词：闸控入海河流溶解氧枯丰水年环境要素

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北京冬季奥运会历史同期大气PM_(2.5)污染特征分析

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环境科学 2022年第8期43卷 3895-3902页

作者：刘玥晨满睿琪裘彦挺杨佳炜王均睿谭瑞汤丽姿俞颖宋锴郭松陈仕意曾立民吴志军胡敏北京大学环境科学与工程学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100871

基于2015~2021年的1~3月北京市大气PM_(2.5)浓度与化学组成长期观测数据,分析了2022年北京冬季奥林匹克运动会(冬奥会)和北京冬季残疾人奥林匹克运动会(冬季残奥会)历史同期的PM_(2.5)污染态势、化学组成特征以及潜在源区.2015~2018年的... 详细信息

基于2015~2021年的1~3月北京市大气PM_(2.5)浓度与化学组成长期观测数据,分析了2022年北京冬季奥林匹克运动会(冬奥会)和北京冬季残疾人奥林匹克运动会(冬季残奥会)历史同期的PM_(2.5)污染态势、化学组成特征以及潜在源区.2015~2018年的1~3月重污染[日均ρ(PM_(2.5))>75μg·m^(-3)]天数以及重污染期间PM_(2.5)平均值下降十分显著,之后这两者未发生明显改变.2018~2021年的1~3月每年平均发生重污染23 d,重污染天ρ(PM_(2.5))平均值约为120.0μg·m^(-3).2015~2021年的1~3月超长重污染过程(连续重污染超过5 d)平均每年发生2~3次,其中2021年发生3次,且持续时间最长达到8 d.历年冬奥会历史同期发生重污染的天数为2~9 d,春节期间烟花爆竹大量燃放可能是该时期重污染发生的重要原因之一;冬季残奥会历史同期重污染天数一般为1~5 d,但2021年受频繁出现的静稳天气影响,重污染天数高达9 d.在同时段重污染期间,PM_(2.5)化学组成均以二次组分为主,例如在PM_(2.5)可测组分中,2020年NO~-_(3)质量分数高达46%,较同年清洁天(11%)显著增加;SO_(4)^(2-)质量分数为12%~19%,说明当前硫酸盐污染仍不容忽视.北京市1~3月PM_(2.5)主要贡献区域包括内蒙古自治区中西部、河北省、天津市、山西省、陕西省、山东省中西部和河南省北部.研究结果将为北京市冬季空气质量持续改善以及2022年冬奥会与冬季残奥会期间北京市环境空气质量保障提供科学依据.

关键词： 2022年北京冬季奥林匹克运动会 PM_(2.5) 重污染化学组成潜在源区

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面向实时控制的排水系统深度LSTM神经网络模型

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中国给水排水 2023年第1期39卷 105-110页

作者：杨萌祺徐智伟王一茗曾思育杜鹏飞董欣清华大学环境学院北京100084 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084

如何得到兼顾运算时间和预测效果的排水系统预测模型是排水系统实时控制领域亟需解决的问题。针对这一难点,以非线性映射能力较强且运算速度较快的长短时记忆(LSTM)神经网络为基础,构建了面向实时控制的城市排水系统深度LSTM神经网络模... 详细信息

如何得到兼顾运算时间和预测效果的排水系统预测模型是排水系统实时控制领域亟需解决的问题。针对这一难点,以非线性映射能力较强且运算速度较快的长短时记忆(LSTM)神经网络为基础,构建了面向实时控制的城市排水系统深度LSTM神经网络模型,并以苏州市福星片区为案例区域,验证该模型的预测效果和计算效率。结果显示,该模型对18个泵站站前液位预测结果的纳什效率系数均在0.5以上,且在不同降雨情景下均能得到较好的拟合结果;与机理模型相比,该模型能节约99.7%的计算时间,可显著提高排水系统预测模型的实时性。

关键词：城市排水系统实时控制长短时记忆(LSTM)神经网络深度学习泵站站

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成都市夏季臭氧污染的环流分型与来源分析

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北京大学学报（自然科学版） 2022年第3期58卷 565-574页

作者：史文彬屈坤严宇邱培培王雪松董华斌环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京大学环境科学与工程学院北京100871

为探究大尺度环流对成都市O_(3)污染的影响,基于四川盆地700 hPa位势高度场,采用T-PCA方法,将2015—2019年夏季(6—8月)各日的大气环流归纳为5类环流型,并对不同环流型下的成都市O_(3)污染特征与污染来源进行分析。5类环流型中,东北高压... 详细信息

为探究大尺度环流对成都市O_(3)污染的影响,基于四川盆地700 hPa位势高度场,采用T-PCA方法,将2015—2019年夏季(6—8月)各日的大气环流归纳为5类环流型,并对不同环流型下的成都市O_(3)污染特征与污染来源进行分析。5类环流型中,东北高压型(NEH)和高压底部型(UNF)条件下,四川盆地气温较高,湿度和云量相对较低;对比过去24小时的变温,UNF下四川盆地增温显著,NEH下变化不明显,另外三类环流型(即东南高压型、西北低压型和西北高压型)下则出现不同程度的降温。NEH和UNF下的气象条件更有利于四川盆地O_(3)的光化学生成。研究时段内,NEH和UNF下成都市O_(3)浓度水平和O_(3)超标日比例明显高于另外三类环流型,是夏季发生O_(3)污染的主要环流型。成都市O_(3)污染较重的月份具有较高的NEH和UNF环流型占比。通过对成都市夏季O_(3)来源的模拟分析,发现O_(3)污染主要来自四川盆地内的污染源排放(占55.0%),以成都本地贡献为主(31.6%),其他重要贡献城市包括德阳(5.4%)、重庆(4.0%)、资阳(3.9%)和眉山(2.2%)。然而,不同环流型下成都市的O_(3)来源具有不同特点,NEH下成都平原内部污染传输影响较强,德阳市O_(3)贡献显著增加(占14.9%);UNF下成都市O_(3)污染呈现很强的局地性污染特征,成都市排放的O_(3)贡献占比接近一半(46.8%)。

关键词：成都市臭氧环流型源解析

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湖库型水源地蓝藻水华应急处置技术研究进展

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中国环境科学 2025年第1期45卷 390-405页

作者：蔡启佳马千里苟婷梁荣昌陈思莉黄大伟赵瑞冯雁辉姚玲爱生态环境部华南环境科学研究所(生态环境部生态环境应急研究所)国家环境保护水环境模拟与污染控制重点实验室广东广州510530

湖库型水源地不同水域(取水口、湖/库区、湾区)对蓝藻水华灾害的容忍度以及对生态安全的需求具有空间异质性,对应急处置技术的过程选择与实际应用提出更为精准的技术要求.当前蓝藻水华应急处置技术种类繁多,面对湖库型水源地蓝藻水华暴... 详细信息

湖库型水源地不同水域(取水口、湖/库区、湾区)对蓝藻水华灾害的容忍度以及对生态安全的需求具有空间异质性,对应急处置技术的过程选择与实际应用提出更为精准的技术要求.当前蓝藻水华应急处置技术种类繁多,面对湖库型水源地蓝藻水华暴发的特殊情景,如何针对不同水域选择高效且安全的应急处置技术是应急主体所面临的技术难题.本文首先从藻水快速分离、环境因素调节与生理生长抑制三个主要方面详细阐述当前蓝藻水华应急处置技术的理论基础,为技术筛选与应用选择提供理论依据;其次,按照空间异质性对湖库水源地不同处置区域进行划分,为高敏感取水口水域推荐拦截、打捞、过滤与引清调度等处置技术,为湖/库区梳理曝气推流、加压控藻、超声波、气浮与磁分离等处置技术,为湾区总结絮凝、改性粘土、化学氧化、光催化氧化、植物化感与微生物控藻等处置技术;最后,综合比选各项技术在不同水域施用的技术要求、技术优点、作用时间与应用成本等,为湖库型水源地蓝藻水华应急处置技术筛选与应用发展提供参考依据.

关键词：湖库型水源地蓝藻水华应急处置区域控藻生态风险

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基于系统动力学的北京市再生水利用潜力与生态网络特征分析

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生态学报 2025年第1期45卷 280-295页

作者：陈银花姜丰王赛鸽陈彬湖南工商大学资源环境学院长沙410205 北京师范大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点实验室北京100875

为应对再生水利用的潜在风险,有必要对再生水利用与再生水系统网络稳定性之间的不确定性关系展开研究。以北京市为研究区域,基于2015—2020年再生水需求、供给、利用及其影响因素,采用系统动力学方法构建了再生水供需模型,揭示了2020—2... 详细信息

为应对再生水利用的潜在风险,有必要对再生水利用与再生水系统网络稳定性之间的不确定性关系展开研究。以北京市为研究区域,基于2015—2020年再生水需求、供给、利用及其影响因素,采用系统动力学方法构建了再生水供需模型,揭示了2020—2050年再生水供需变化特征,并确定了7种工业再生水使用情景下的生态环境、生活、工业、污水处理和再生水利用部门间用水变化。此外,基于生态网络分析方法,分析了再生水系统网络系统代谢效率、冗余和部门关系特征,揭示了再生水系统鲁棒性水平和互惠程度。研究结果表明:(1)再生水系统模拟值与现实值的误差小于10%,所构建再生水系统动力学模型能准确反馈再生水各变量间因果关系。经模拟发现,北京市2015—2050年再生水供给量增幅(2.55%)远低于再生水需求量增幅(2.82%)。(2)2020—2050年各情景下再生水系统平均鲁棒性指数呈现“先上升后下降”趋势。(3)在工业再生水比例为0.45时,再生水系统平均鲁棒性指数达到最大值0.28。此时再生水大量流入工业部门,形成工业对再生水的依赖,从而大大减少工业用水压力。通过结合系统动力学与生态网络方法,明晰了工业再生水潜力,为北京市工业部门节约用水提供参考。

关键词：再生水利用再生水利用潜力再生水网络工业再生水

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加速能源转型与产业结构调整的环境健康协同效益评估:以京津冀鲁地区为例

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环境科学 2023年第7期44卷 3627-3636页

作者：杨玺孙奕生常世彦李胜悦郑昊天王书肖张希良清华大学能源环境经济研究所北京100084 清华-三峡气候变化治理机制与绿色低碳转型战略联合研究中心北京100084 清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084 国家环境保护大气复合污染来源与控制重点实验室北京100084

京津冀鲁地区是我国温室气体减排与大气污染治理的重心,随着末端控制措施减排空间的缩紧,通过能源转型和产业结构优化等源头治理方式实现减污降碳协同增效的需求日益迫切.基于开发的REACH综合评估模型,通过情景模拟分析,评估了京津冀鲁... 详细信息

京津冀鲁地区是我国温室气体减排与大气污染治理的重心,随着末端控制措施减排空间的缩紧,通过能源转型和产业结构优化等源头治理方式实现减污降碳协同增效的需求日益迫切.基于开发的REACH综合评估模型,通过情景模拟分析,评估了京津冀鲁地区进一步加强末端控制的减排潜力,以及加速能源转型与产业结构调整的环境和健康协同效益.结果表明,未来在京津冀鲁地区快速推行最佳可行的末端控制技术,2035年能够带来约3.3μg·m^(-3)的PM_(2.5)浓度削减,但仅依靠此措施不足以实现区域PM_(2.5)浓度控制目标;加速能源转型和产业结构调整是京津冀鲁地区实现空气质量达标的必要条件,2035年,能源经济系统的加快转型对大气PM_(2.5)污染改善的贡献可达6.3μg·m^(-3);相比于当前的政策力度,4省市虽然需要额外付出相当于地区GDP 0.9%~2.5%的社会经济成本以实现PM_(2.5)浓度控制目标,但加速转型带来的环境健康协同效益能够部分或全部覆盖该成本.

关键词：碳排放常规污染物排放能源转型产业结构调整 PM_(2.5) 协同效益综合评估模型

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膨化预处理提升软木生物炭的染料吸附性能及其作用机制

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北京林业大学学报 2025年第2期47卷 163-174页

作者：李承禹方佳颖王启航曾令顺母军木质材料科学与应用教育部重点实验室北京林业大学材料科学与技术学院北京100083 清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084

【目的】生物炭在处理染料废水方面具有巨大的应用潜力。为制备具有高效染料吸附性能的吸附剂,同时提升生物质资源的综合利用,采用膨化预处理软木制备生物炭。【方法】采用水煮法和微波法对软木进行膨化预处理,然后置于管式炉内550℃热... 详细信息

【目的】生物炭在处理染料废水方面具有巨大的应用潜力。为制备具有高效染料吸附性能的吸附剂,同时提升生物质资源的综合利用,采用膨化预处理软木制备生物炭。【方法】采用水煮法和微波法对软木进行膨化预处理,然后置于管式炉内550℃热解60 min得到软木生物炭,利用SEM、FTIR和BET分析软木生物炭的微观结构和化学特性,通过批量吸附实验研究软木生物炭对亚甲基蓝(MB)和刚果红(CR)两种阴阳离子染料的吸附性能,并联合动力学、等温线、热力学模型拟合以及结构表征解析吸附机理。【结果】微波膨化预处理得到的软木生物炭(MBC-90)表现出更加粗糙的表面和丰富的微孔和介孔,同时伴随着—OH官能团的减少和芳香性结构的增强,这使得MBC-90更适合吸附小分子染料MB;而水煮膨化预处理得到的软木生物炭(WBC-90)具有更大的孔隙和不规则的孔壁结构,并保留了更多的—OH官能团,这使得WBC-90更适合吸附大分子染料CR。MBC-90对MB的最大吸附容量达到193.63 mg/g,WBC-90对CR的最大吸附容量达到203.55 mg/g,均优于未膨化软木生物炭对MB(129.18 mg/g)和CR(121.44 mg/g)的最大吸附容量。MBC-90对MB和WBC-90对CR的吸附表现出优异的pH适应性,在pH为2~10的范围内保持较高的吸附容量。在经过5次吸附-脱附实验后,MBC-90对MB(95.43 mg/g)和WBC-90对CR(138.17 mg/g)仍具有良好的吸附稳定性和再生性能。吸附过程符合准一级动力学模型和Langmuir等温线模型,表明吸附过程以物理吸附为主导,并在生物炭表面形成单分子层覆盖。热力学分析进一步证实了吸附过程为自发进行的吸热反应,且膨化处理显著提高了吸附的自发性。综合分析表明,软木生物炭对染料分子的吸附机理涉及多重作用力,包括静电引力、氢键相互作用、π-π堆积效应以及孔隙填充。【结论】本研究通过微波和水煮膨化预处理提升了软木生物炭的染料吸附性能。除此之外,制备的软木生物炭还具有良好的pH适应性和循环利用性能,有望应用于工业废水处理,拓展生物质资源的综合利用途径。

关键词：废水处理染料吸附剂软木生物炭膨化预处理动力学吸附等温线

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城市河流CH_(4)和N_(2)O产生及排放研究进展

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环境科学 2024年第8期45卷 4932-4945页

作者：李轩苑心门聪杨静怡左剑恶清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084 北京科技大学能源与环境工程学院工业典型污染物资源化处理北京市重点实验室北京100083 清华大学深圳国际研究生院深圳518055

甲烷(CH_(4))和氧化亚氮(N_(2)O)是备受关注的温室气体.近年来,城市河流已经成为不可忽视的CH_(4)和N_(2)O排放源,亟需予以关注.探究城市河流CH_(4)和N_(2)O产生及排放的时空特征、机制和影响因素对城市碳减排具有重要意义.通过梳理近2... 详细信息

甲烷(CH_(4))和氧化亚氮(N_(2)O)是备受关注的温室气体.近年来,城市河流已经成为不可忽视的CH_(4)和N_(2)O排放源,亟需予以关注.探究城市河流CH_(4)和N_(2)O产生及排放的时空特征、机制和影响因素对城市碳减排具有重要意义.通过梳理近20年国内外文献关于城市河流CH_(4)和N_(2)O溶存浓度与排放通量实测数据,总结了当前城市河流CH_(4)和N_(2)O排放的时空特征;估算得到2018年北京市城市河流的CH_(4)和N_(2)O排放量(以CO_(2)-eq计)分别为234.63 Gg和59.53 Gg,估算得到2018年上海市城市河流的CH_(4)和N_(2)O排放量(以CO_(2)-eq计)分别为159.86 Gg和260.24 Gg,表明城市河流是不容忽视的CH_(4)和N_(2)O排放源;整理了城市河流中CH_(4)和N_(2)O的产生/消耗过程与输入/输出过程;从河流内部理化性质、河流外部水文及植被条件、城市化进程的角度,分析了城市河流CH_(4)和N_(2)O产生与排放过程的主要影响因素;最后提出了城市河流CH_(4)和N_(2)O排放核算与减排的未来研究重点,为今后城市河流的温室气体减排提供理论支持.

关键词：城市河流碳排放甲烷(CH_(4)) 氧化亚氮(N_(2)O) 时空特征产排机制影响因素

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