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地下水环境监测网建设现状与展望

环境科学研究 2024年第2期37卷 371-378页

作者：李海祥郇环周爱霞杨洋胡尊芳宋宗中生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心北京100012

地下水环境监测是地下水污染防治的重要环节,我国地下水环境监测网建设基础较为薄弱.对比欧美发达国家地下水监测网建设和运行模式,分析国家地下水监测工程、“十四五”国家地下水质量考核点位、国家级化工园区和北京市地下水环境监测... 详细信息

地下水环境监测是地下水污染防治的重要环节,我国地下水环境监测网建设基础较为薄弱.对比欧美发达国家地下水监测网建设和运行模式,分析国家地下水监测工程、“十四五”国家地下水质量考核点位、国家级化工园区和北京市地下水环境监测网的建设情况,归纳出监测网在区域背景值点位布设,在线监测设备研发,以及监管平台建设、数据共享和应用服务等方面存在的问题.基于监测网建设现状,依托新兴技术在水质监测领域的应用,总结其发展趋势集中于在线监测设备换代升级、监测点位物联互通、多样数据解析可视、信息传输安全保真四个方面.最后结合我国监测井建设现状与管理模式提出以下发展建议:①整合现有点位,衔接国家地下水监测工程和“十四五”地下水考核点位,统筹构建国家级、省级地下水环境监测网络体系.②加快新一代水质在线监测设备研发,降低故障率,提高监测精度;探索基于地球物理探测、卫星遥感解译、无人机航测和埋设传感器等技术的新型监测方式.③国家级地下水环境监测网与地表水监测网、大气污染监测网、土壤监测网等进行多网融合.这为我国地下水环境监测网建设奠定了基础.

关键词：地下水环境监测网地下水污染防治地下水环境监管平台国家地下水监测工程

包气带反硝化菌多样性和群落结构垂向分布规律与主控环境因子研究:以北京市潮白河冲洪积扇为例

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环境科学研究 2023年第7期36卷 1354-1367页

作者：晁韶良郇环周向同刘媚中国环境科学研究院北京100012 生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心北京100012 江苏大学环境与安全工程学院江苏镇江212013 中国地质大学(武汉)环境学院湖北武汉430078

近年来,我国农田氮肥施用量增加,给地下水天然屏障“包气带”带来了威胁,而微生物反硝化作用对包气带中氮素的去除具有重要意义.为探究包气带深度和理化性质对反硝化菌组成和结构的影响,本研究选择北京市地下水水源地潮白河洪积扇区2个... 详细信息

近年来,我国农田氮肥施用量增加,给地下水天然屏障“包气带”带来了威胁,而微生物反硝化作用对包气带中氮素的去除具有重要意义.为探究包气带深度和理化性质对反硝化菌组成和结构的影响,本研究选择北京市地下水水源地潮白河洪积扇区2个典型包气带剖面(编号为S6和S8)为研究对象,采用高通量测序方法分析潮白河10.0 m内包气带剖面nirS、nirK和nosZ型反硝化菌多样性和群落结构的垂向分布规律,通过Spearman非参数分析方法识别反硝化菌多样性主控因素,通过冗余分析方法、随机森林分析方法和曼特尔检验相关性分析方法,探究影响反硝化菌组成结构主控因素.结果表明:S6剖面反硝化菌的α多样性整体高于S8剖面,同时不同类型反硝化菌的α多样性表现为nirK>nirS>nosZ.S8和S6剖面反硝化菌的α多样性和包气带深度为非线性的关系,S6剖面α多样性变化相比S8剖面更加明显.nirS、nirK和nosZ基因主要来源于变形菌门和放线菌门中参与氮循环的属,且不同剖面的反硝化菌群落结构差异显著(P<0.05).与反硝化菌多样性存在明显正相关性的环境因子包括pH、氨氮和黏粒含量,存在负相关性的环境因子包括亚硝酸盐、硝酸盐含量和反硝化速率.不同深度范围内影响微生物群落结构的环境因子数量不同,在浅层包气带(S8剖面(0.2~1.0 m),S6剖面(0.2~0.8 m))下,与反硝化菌群落结构呈显著相关的因子包括黏粒含量、深度、pH以及有机质、碳酸盐、亚硝酸盐含量等;深层包气带〔S8剖面(1~5.0 m),S6剖面(0.8~10.0 m)〕,与反硝化菌群落结构呈显著相关的环境因子包括钙、镁、硝酸盐、总有机碳含量等.研究显示,不同深度包气带中的反硝化菌对环境的响应存在差异,多种环境要素共同影响了反硝化菌的多样性和群落结构.因此,持续关注包气带中的反硝化功能基因,对于合理应对包气带及地下水环境氮污染、调节生物地球化学氮循环具有指导意义.

关键词：包气带反硝化菌多样性群落结构环境因子

基于ETD模型的化工园区地下水中优控污染物筛选方法研究

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安全与环境工程 2023年第6期30卷 192-201页

作者：刘媚郇环谢先军杨洋李海祥晁韶良中国地质大学(武汉)环境学院湖北武汉430078 生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心北京100012

化工园区地下水环境调查评估是“十四五”期间地下水生态环境保护的重点任务之一,而科学筛选地下水中优控污染物是调查评估工作的重点和难点。目前针对地下水中优控污染物筛选方法的研究相对较少,尤其是针对地下水监测数据缺失或薄弱的... 详细信息

化工园区地下水环境调查评估是“十四五”期间地下水生态环境保护的重点任务之一,而科学筛选地下水中优控污染物是调查评估工作的重点和难点。目前针对地下水中优控污染物筛选方法的研究相对较少,尤其是针对地下水监测数据缺失或薄弱的情况。以西南地区某化工园区为研究区,基于“源-路径-受体”的思路,构建了综合考虑污染源强(E)、污染物毒性(T)、污染物进入地下水难易程度(D)的综合评价模型(ETD模型),并通过K-means聚类分析获得高、中、低三个级别地下水中优控污染物清单。结果表明:该化工园区地下水中有高级别优控污染物12种、中级别优控污染物20种、低级别优控污染物22种,其中高级别优控污染物包括卤代脂肪烃7种、醇类1种、单环芳香族化合物2种、有机磷农药1种和其他有机物1种;筛选出的高级别优控污染物与国内外相关研究和标准的清单具有较高的一致性,同时也与该化工园区地下水样品中有机污染物的实际检测结果有较好的一致性,且能反映该化工园区企业的“三废”特征。该研究方法为化工园区地下水中优控有机污染物的筛选提供了新的思路,研究结果可为化工园区地下水调查和污染风险管控措施的制定提供理论支撑。

关键词：化工园区地下水优控污染物筛选 ETD模型 K-means聚类分析

北京市平原区地下水更新能力变化的动态均衡证据

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吉林大学学报（地球科学版） 2012年第1期42卷 198-205页

作者：翟远征王金生郇环滕彦国北京师范大学水科学研究院北京100875 地下水污染控制与修复教育部工程研究中心北京100875

对北京市地下水更新能力的时空变化进行分析,为地下水资源管理提供依据。用地下水动态均衡法对北京市平原区地下水,尤其是开采层地下水的补给量、更新周期、更新速率和补给速率等参数做了计算,进而对地下水更新能力及其时空变化做评价... 详细信息

对北京市地下水更新能力的时空变化进行分析,为地下水资源管理提供依据。用地下水动态均衡法对北京市平原区地下水,尤其是开采层地下水的补给量、更新周期、更新速率和补给速率等参数做了计算,进而对地下水更新能力及其时空变化做评价和分析。研究结果表明:在自然状态下,地下水更新能力总体上自山前至平原区腹地由强变弱,但总体上更新能力较强;含水层接受外来水源补给的边界条件和赋水条件良好,降水量的多寡是影响地下水更新能力的瓶颈因素;2001—2008年的地下水平均补给速率(0.28m/a)比1981—2000年减少了35.6%,更新能力明显减弱;近些年地下水开采强度连年大于其更新能力,导致与自然状态下相比地下水位埋深平均下降幅度已达19.73m,含水层中地下水减少量达101×108 m3。以上证据表明,在气候变化和人类活动的双重影响下,北京市未来的地下水资源可持续供水问题十分严峻。

关键词：北京市动态均衡更新周期补给速率地下水更新能力

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松花江松原段沿岸浅层地下水脆弱性评价

地质科技情报 2011年第5期30卷 97-102页

作者：郇环王金生北京师范大学水科学研究院北京100875 北京师范大学地下水污染控制与修复教育部工程研究中心北京100875

为给松花江流域地下水污染防治与控制提供理论依据,基于DRASTIC模型,选取净补给量、包气带介质、含水层富水性、地下水水位埋深、土地利用类型、污染源影响和地下水开采模数建成评价指标体系,结合GIS技术对松花江松原段沿江两侧5～10km... 详细信息

为给松花江流域地下水污染防治与控制提供理论依据,基于DRASTIC模型,选取净补给量、包气带介质、含水层富水性、地下水水位埋深、土地利用类型、污染源影响和地下水开采模数建成评价指标体系,结合GIS技术对松花江松原段沿江两侧5～10km范围内的浅层地下水脆弱性进行了分区,并将结果与地下水质污染评价结果进行了对比,最后通过敏感度分析指出了指标选取的合理性和模型改进方向。结果表明:地下水高脆弱区和较高脆弱区集中分布在卡拉房子后屯—前郭县砖厂以及宁江区市区,另零星分布于若干居民地或有集中污染源地区。地下水水位埋深、包气带介质是对地下水脆弱性影响最大的因素,潜水脆弱性分区较为合理,对于城市规划建设和沿江地下水资源的可持续利用具有指导意义。

关键词：地下水脆弱性松花江松原段 DRASTIC模型敏感度分析

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松花江佳木斯段潜水脆弱性评价

吉林大学学报（地球科学版） 2011年第S1期41卷 303-309页

作者：郇环王金生胡立堂北京师范大学水科学研究院北京100875 地下水污染控制与修复教育部工程研究中心北京100875

鉴于松花江流域地下水的重要性和当前污染,运用改进的DRASTIC模型,对松花江佳木斯段5～10 km范围内潜水进行了脆弱性评价。选取净补给量、包气带介质、含水层厚度、地下水水位埋深、土地利用类型、污染源影响和地下水开采模数建成评价... 详细信息

鉴于松花江流域地下水的重要性和当前污染,运用改进的DRASTIC模型,对松花江佳木斯段5～10 km范围内潜水进行了脆弱性评价。选取净补给量、包气带介质、含水层厚度、地下水水位埋深、土地利用类型、污染源影响和地下水开采模数建成评价指标体系;采用层次分析法确定各指标权重,结合GIS技术实现了脆弱性分区,并将结果与地下水质评价结果进行对比;最后通过敏感度分析讨论了所选指标的合理性。结果表明:地下水脆弱性相对较低和低脆弱区共占研究区面积的82.76%;较高和高的区域仅占8.13%,主要分布在七水厂、江北水源地以及污染强度较大的点源污染周围。地下水埋深、包气带岩性和地下水开采模数是对潜水脆弱性影响最大的因素。评价结果比较真实地反映了松花江佳木斯段潜水脆弱性状况,对城市规划建设和地下水资源的可持续利用具有指导意义。

关键词：地下水资源脆弱性松花江 DRASTIC方法敏感度分析

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水力截获技术研究进展

环境污染与防治 2011年第3期33卷 83-87页

作者：郇环王金生北京师范大学水科学研究院水沙科学教育部重点实验室北京100875

水力截获技术是地下水污染控制及修复技术的重要措施之一,它是通过一系列合理布置的抽注水井,最大限度地抽取污染地下水,有效控制污染物运移的一种水动力技术,其核心是根据污染场地的水文地质背景条件、污染物性质及其分布特征,应用渗... 详细信息

水力截获技术是地下水污染控制及修复技术的重要措施之一,它是通过一系列合理布置的抽注水井,最大限度地抽取污染地下水,有效控制污染物运移的一种水动力技术,其核心是根据污染场地的水文地质背景条件、污染物性质及其分布特征,应用渗流理论及最优化理论等学科知识,在污染带下游设置治理井来形成水力截获带。目前,水力截获技术在国外已被广泛应用于抽出-处理系统的设计和水源保护区的设置中。阐述了水力截获技术的相关理论,总结了解决水力截获技术中的关键问题——井群系统设计的3类主要方法(解析/半解析方法、数值模拟方法以及数值模拟和优化耦合方法),并展望了该技术的发展前景。

关键词：地下水污染控制水力截获技术井群系统数值模拟优化

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北京市近30年用水结构演变及驱动力

自然资源学报 2011年第4期26卷 635-643页

作者：翟远征王金生郑洁琼郇环北京师范大学水科学研究院北京100875 地下水污染控制与修复教育部工程研究中心北京100875

近30 a以来,北京市平均年降水量和水资源总量较多年平均值分别减少了6.89%和31.37%,而总用水量在这期间达到了历史上的最高峰。对用水结构的准确分析和科学预测是制定水资源利用发展规划的基本前提和基础,也是进行产业结构调整和优化的... 详细信息

近30 a以来,北京市平均年降水量和水资源总量较多年平均值分别减少了6.89%和31.37%,而总用水量在这期间达到了历史上的最高峰。对用水结构的准确分析和科学预测是制定水资源利用发展规划的基本前提和基础,也是进行产业结构调整和优化的主要依据,因此对于社会经济和资源环境的协调发展具有重要意义。在分析改革开放30 a来北京市总用水量、农业、工业、生活和环境用水量及用水结构演变规律的基础上,进一步揭示了总用水量和用水结构演变的驱动因子,最后对未来一段时期内总用水量和用水结构的演变趋势及其对未来水资源供需形势的影响作了预测和探讨,受工农业用水减少,以及生活和生态用水增加的影响,未来一定时期内总用水量将在现有约35×108m3/a的基础上继续缓慢平稳下降;南水北调水进京后在未来一定时期内将明显减轻北京市的供水压力。该研究成果将为协调社会经济发展与水资源的关系、制定合理的水资源战略规划和社会可持续发展提供科学依据。

关键词：北京用水结构产业结构

当前新能源汽车发展需要关注的热点问题及建议

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经济研究参考 2016年第54期 5-9页

作者：徐建伟李金峰郇环国家发改委产业经济与技术经济研究所中国环境科学研究院水环境研究所

我国新能源汽车产业已经基本迈过导入期,进入快速发展阶段。长期来看,一些制约产业健康持续发展的关键问题尚未得到解决,包括核心技术短板明显、政策依赖严重、财政补贴隐患突出、发展盲区依然存在等。为此,需要在激发市场创造活力、加... 详细信息

我国新能源汽车产业已经基本迈过导入期,进入快速发展阶段。长期来看,一些制约产业健康持续发展的关键问题尚未得到解决,包括核心技术短板明显、政策依赖严重、财政补贴隐患突出、发展盲区依然存在等。为此,需要在激发市场创造活力、加快补贴政策调整、探索积分交易机制、引导低速电动汽车发展等方面采取措施。

关键词：新能源汽车政策驱动财政补贴低速电动汽车