为了定量地评估污染气象条件对空气污染的作用并实现对空气污染潜势的预报，本文在城市大气污染数值预报系统（CAPPS）预报原理的基础上，定义了大气自净能力指数，并分别给出了采用气象站观测资料和通过数值模拟计算大气自净能力指数的方法.基于气象站观测资料的全国大气自净能力指数分析计算表明，全国大气自净能力最差的地区分布在四川盆地和新疆塔里木盆地，大气自净能力最强的地区分布在青藏高原、蒙古高原、云贵高原、以及东北平原和三江平原、山东半岛和海南岛；1961~2017年，京津冀、长三角和珠三角地区的大气自净能力指数呈下降的变化趋势，全年低自净能力日数呈上升的变化趋势.采用大气自净能力指数评估2014年北京APEC会议期间大气污染防控效果，表明在11月8~10日极端不利扩散气象条件发生时，减排措施使北京市空气质量AQI平均降低77%，使京津冀平原地区11个城市的空气质量AQI平均降低37%.基于国家气候中心月动力延伸气候预测模式（DERF2.0）的预报产品和中尺度模式（WRF），建立了可以预测全国未来40d逐日大气自净能力指数的延伸期-月尺度大气污染潜势预测系统，回报实验表明，在大多数情况下可以提前15d预报出大气重污染过程；月尺度的大气重污染过程预报效果更大程度上取决于月动力延伸气候预测模式（DERF2.0）的预报准确率.

基于2016年长三角城市群40个城市的监测数据，利用空间内插、空间自相关分析、热点分析等地统计分析方法，研究了2016年长三角城市群O₃浓度的时空变化规律.结果表明：2016年长三角城市群O₃平均超标天数比例为8.8%，O₃已成为造成长三角城市群空气污染的仅次于PM_2.5的重要污染物；夏、春、秋、冬季O₃浓度依次递减，由于梅雨的影响，O₃月均浓度变化曲线呈M型分布，2个峰值出现在5月和8月，谷值出现在6月；O₃超标主要发生在4~9月，超标天数占全年的98.1%，月均超标天数比例为17.3%；O₃浓度具有明显的空间分异规律，大体呈东北高西南低的态势，过杭州和马鞍山的直线可将长三角城市群O₃浓度划分为高值区和低值区，杭州-马鞍山线以东是O₃高污染城市聚集区，尤以环太湖经济圈最为严重.O₃浓度的空间分布格局与长三角城市群经济发展格局大体一致；O₃浓度具有空间集聚规律，4~7月O₃热点集中分布在环太湖经济圈至上海区域，受东南季风加强的影响，8~9月热点西移至以南京为中心的区域.

利用臭氧观测仪（OMI）卫星遥感反演的大气边界层（PBL）SO₂柱含量（PBL SO₂）数据分析了自2005年以来中国PBL SO₂柱含量数据的空间分布特征、变化趋势及其影响的原因.从长时间尺度上，PBL SO₂柱含量呈现明显的下降趋势.2005年中国区域年平均PBL SO₂柱含量为0.317DU，2016年为0.276DU，减少了0.041DU，大约为13.2%.SO₂柱含量呈现明显的周期变化特征.冬季浓度较高，夏季较低，最小值和最大值分别出现在7和12月，分别为0.246和0.404DU.小波分析显示SO₂的变化在10个月的尺度水平上存在明显的主振荡周期，在40个月的尺度水平上存在明显的次周期变化.中国区域SO₂污染严重的高值区主要出现在京津冀鲁环渤海地区、关中平原（山西省和陕西省）、河南省大部分地区、四川盆地、长江三角洲地区和珠江三角洲.最大的SO₂柱含量值可达1.1DU以上.京津冀鲁环渤海地区的高值区已经延伸到长江三角洲地区，有向南延伸和珠江三角洲连在一起的趋势.由于地形和天气特征的影响，四川盆地地区SO₂出现次高值区.在青藏高原和西北地区，SO₂浓度较低，呈现背景值特征，多年平均的SO₂约在0.05DU的水平.中国区域SO₂变化趋势在空间分布上存在明显的区域差异，变化的范围在-0.70~0.15DU之间.SO₂出现逐渐减少的地区主要是在高值区，如京津冀鲁环勃海地区、关中平原、四川盆地，长江中下游和珠江三角洲.减幅最大的是四川盆地和珠江三角洲，大约减少了61%.四川盆地2005~2016年约减少了0.55DU；珠江三角洲约减少了0.45DU.出现增长的地区主要是西部和北部地区，以及东南沿海除珠三角外的大部分区域，最大增长大约为0.15DU.

采用天气学分析和GRAPES-CUACE气溶胶伴随模式相结合的方式，探讨了北京市2016年2月29日~3月6日一次PM_2.5重污染过程的大气环流特征、污染形成和消散原因，并利用伴随模式追踪了造成此次重污染过程的关键排放源区及敏感排放时段.结果表明：此次重污染过程北京市PM_2.5浓度存在明显日变化，在3月4日20：00达到污染峰值，观测数据显示海淀站PM_2.5浓度达到506.4μg/m³.形成此次重污染过程的主要天气学原因是北京站地面处于低压中心，且无冷空气影响，风速较弱，逆温较强，大气层结稳定，混合层高度较低，500hPa西风急流较弱，污染物水平和垂直扩散条件差，大气污染物易堆积；此次过程中，500hPa短波槽过境、边界层偏南风急流和冷空气不完全渗透导致了本次严重污染PM_2.5浓度的短暂下降.伴随模式模拟结果表明，此次污染过程目标时刻的污染浓度受到来自河北东北部和南部、天津、山西东部、以及山东西北部污染物的共同影响，目标时刻PM_2.5峰值浓度对北京本地源响应最为迅速，山西响应速度最慢；北京、天津、河北及山西排放源对目标时刻前72h内的累积贡献比例分别为31.1%、11.7%、52.6%和4.7%.北京本地排放源占总累积贡献的1/3左右，河北排放源累积贡献占一半以上，天津和山西分别占1/10和1/20，河北源贡献占主导地位，天津和山西贡献较小；目标时刻前3h内，北京本地源贡献占主导地位，贡献比例为49.3%，目标时刻前4~50h内，河北源贡献占主导地位，贡献比例为48.6%，目标时刻前50~80h，山西源贡献占主导地位，贡献比例在50%以上.

利用大连市2014~2015年地面观测资料、高空地面形势场和2015年12月NCEP/NCAR再分析资料，结合WRF-CMAQ数值模式，对大连市污染天气特征和污染过程的成因进行分析研究.结果表明：2014~2015年大连市共有大气污染日数145d，占20%，大气污染天气过程35个；发生大气污染时的高空形势场主要为槽后脊前的西北气流场，占63%，槽前西南气流场次之，占21%，槽区、脊区各占6%；地面形势场主要表现为风速较小的均压场（68%）和等压线密集风速较大的非均压场（32%）两种气压场.2015年12月出现的5次污染过程中，大气层结均为稳定层结，且近地面水平风速均值较小，对污染物垂直方向和水平方向上的扩散起到抑制作用，导致空气质量恶化；模拟结果发现大连市冬季污染过程中大气气溶胶的的主要成分是硝酸盐、铵盐和硫酸盐等细颗粒物，其中硝酸盐占比最大，且污染过程的增幅最为明显，说明机动车和燃煤排放已对大连市城市污染的形成产生重要影响.

针对北京及周边地区2017年11月2~8日的一次污染过程，利用韩国静止卫星COMs1GOCI数据，对北京地区进行AOD监测.AOD反演采用时间序列迭代算法，根据地表反射率随时间慢变而大气气溶胶随时间快变的理论，采取最小值拟合的方式，获取气溶胶光学厚度数据.反演结果与地基AERONET监测结果具有很好的一致性，两者的相关系数R²大于0.89.AOD监测结果表明，GOCI传感器1次/h的监测频率，可以很好地展现北京地区大气污染过程的开始，发展及消散过程，可以展示出一天之内AOD的变化，为大气污染监测以及气候变化研究提供依据.

基于成都市2013年6月~2015年5月期间由Mie散射激光雷达探测的大气消光系数廓线资料，发现混合层以上在颗粒物消光和分子消光之间一致存在一个S型的过渡区，利用sigmoid函数对此分布形态进行模拟，通过计算该函数上下曲率最大点所在的高度，据此提出了颗粒物分界层Mie散射激光雷达识别的sigmoid算法.针对该算法模拟效果的分析表明，颗粒物分界层过渡区附近大气消光系数理论廓线和实测廓线保持了高度的相关性，二者在春夏秋冬四季的相关系数（R）分别为0.9971±0.0052、0.9935±0.0167、0.9979±0.0038和0.9990±0.0021（均通过α=0.05的显著性检验）.基于sigmoid算法计算的颗粒物分界层过渡区与成都市温江站探空资料得到的逆温层之间存在很好的对应关系.

空气污染状况受气象要素和污染源排放的共同影响，为了评估大气污染控制措施的效果，需将由污染源排放的浓度数据分离出来.本文利用KZ滤波方法将天津市6个监测站点2015~2017年逐日的O₃、PM_2.5和PM₁₀浓度资料和6个同期气象数据分解为长期分量、短期分量和季节分量，计算各分量对原始时间序列方差的贡献.采用逐步回归法建立O₃及颗粒物3种分量与相应尺度气象要素的线性模型.结果表明，上述3种污染物浓度数据经分解后，季节分量对总方差贡献最大，其次为短期分量；气温和相对湿度是影响O₃季节和短期分量的主要气象因素，其中温度占主导地位，且呈现正相关，与相对湿度呈负相关；风速、气压、降水与颗粒物的短期及季节浓度变化呈负相关，相对湿度与之呈正相关，温度与短期分量呈正相关、与季节分量的变化呈负相关；经逐步回归消除气象影响的PM₁₀的长期分量有波动下降的趋势，PM_2.5浓度在2017年年初有所上升，其余部分有下降趋势，O₃长期分量浓度有所上升；这几年间颗粒物污染控制措施的效果较为显著，O₃污染有所加重.

利用广州国家基本气象站2013年11月~2014年4月的能见度（Vis）、相对湿度（RH）、微波辐射计液态含水量（LPR）小时资料和云资料，分析了广州地区能见度的时间变化，以及低能见度时液态含水量变化特征.结果表明广州地区Vis<10km的出现频率为66.37%；Vis ≤ 1km只在RH ≥ 95%情况下出现，1km < Vis ≤ 2km只在RH>90%出现，Vis>5km在RH>95%区间出现频率为0，Vis>15km在RH>90%的出现频率为0；低能见度事件出现的频率高低顺序依次为早 > 晚 > 中，与相应时段低空LPR的平均值高低一致，说明低能见度事件与低空大气中高液态含水量存在一定的正相关；当Vis<10km时，大气液态水含量都处于较高的水平，在3000m以下存在一个大于0.02g/m³的高含水量层，液态含水量出现最大值的高度在1550m左右；当Vis ≥ 10km时，大气液态含水量都处于较低的水平，液态含水量出现最大值的高度大约在2000m，未出现有大于0.02g/m³的情况；广州地面低能见度过程不是低云（或低云接地为雾）过程导致的概率基本在50%以上，Vis ≤ 1km情况下LPR值基本为0（微波辐射计没有监测到液态水），但由于RH>95%接近饱和且出现高浓度的颗粒物，说明广州地区低能见度（Vis ≤ 1km）应为雾霾混合情景.表明只有联合利用微波辐射计的液态含水量、相对湿度与颗粒物浓度等要素变化特征的综合分析才能为雾、雾霾混合与霾现象分辨提供一定的参考.

以京津冀及周边地区水泥工业为研究对象，基于产排污系数法，建立了水泥工业主要大气污染物排放计算方法，对2016年该地区水泥工业主要大气污染物排放控制水平进行了分析.结果表明：京津冀及周边地区2016年水泥工业SO₂、NO_x、PM（有组织）排放量分别达到3.2×10⁴t、23.9×10⁴t、9.7×10⁴t，较2015年分别减少24.1%、18.2%、27.2%，各项污染物大幅下降.水泥工业PM无组织排放量占PM总排放量的45.4%，仍需要采取集中收集的方式加强治理.山东、河南是水泥工业SO₂、NO_x、PM、PM₁₀、PM_2.5重点排放来源，应通过化解过剩产能降低污染排放.从各工艺来看，新型干法工艺应考虑采用高效脱氮脱硫技术、协同处置技术、高效大型袋式除尘技术等新技术，进一步降低各项污染物的排放量；粉磨站也需进一步提高污染治理水平.

以空间相关性和空间异质性为基础，构建SLM-STIRPAT、SEM-STIRPAT和GWR-STIRPAT模型，对京津冀地区汽车运输碳排放进行测算和影响因素分析.结果表明：京津冀地区汽车运输碳排放存在显著空间相关性和空间异质性.人口对汽车运输碳排放呈正向影响；人均GDP对货运碳排放和总量碳排放呈正向影响，对客运碳排放呈负向影响，城镇化水平对汽车运输碳排放呈负向影响.第三产业增加值对客运碳排放和总量碳排放呈正向影响，对货运碳排放呈负向影响，人口对张家口市汽车运输碳排放影响最为显著；人均GDP对秦皇岛市和沧州市的汽车运输碳排放影响最为显著；城镇化水平对秦皇岛市的汽车运输碳排放影响最为显著；第三产业增加值对秦皇岛市的汽车运输碳排放影响最为显著.

采用数模拟的方法研究了双区静电除尘器内流场分布、颗粒荷电及颗粒运动等难以直接测量的物理过程，构建了双区静电除尘过程完整的数值模型.采用泊松方程、电流连续性方程和匀强电场方程描述电场，采用N-S方程和雷诺应力标准湍流模型描述流场，采用拉格朗日法描述颗粒运动轨迹.通过截面风速与颗粒去除率的模拟值与实验值的对比，验证了数值模型在模拟内部流场和颗粒运动时的准确性.数值模拟结果表明：双区静电除尘器内部流场分布对入口风速的变化非常敏感；颗粒荷电方式占比由颗粒粒径决定；荷电区内颗粒向极板的趋近过程由流体曳力和电场力共同完成，收尘区内的趋近过程则由电场力主导；入口流速通过改变颗粒前进速度和内部流场形态来影响颗粒运动轨迹.

采用新的固态胺吸附材料研究其对SO₂的吸附性能.针对几种不同种类及孔径的分子筛嫁接胺基合成固态胺吸附材料，研究了其对SO₂吸附规律，特别是研究了固态胺解吸再生的特性.研究结果表明固态胺具有较高的SO₂吸附量，经20次吸附-解吸循环，留在固态胺中的残余量较低.结果还表明，分子筛结构的种类和孔径对固态胺吸附SO₂的效果有重大影响，通常孔径较小的分子筛，吸附效果较差.但分子筛中SiO₂/Al₂O₃的提高可降低解吸后的残余量.研究CO₂，NO_x对固态胺吸附剂的影响规律，结果表明，CO₂对固态胺SO₂吸附基本无影响，NO_x则会干扰SO₂的吸附.通过对解吸残余量化学成分的研究表明，解吸残余量具有与液态胺热稳定物类似的组分.由于固态胺可以有较高的工作温度，因此固态胺将更易于循环再生.

采用电-多相臭氧催化（E-catazone）技术处理高COD、高含盐、难生化的金刚烷胺制药废水.对比研究电-多相臭氧催化、多相臭氧催化（Catazone）、电催化氧化（EO）对金刚烷胺制药废水的处理效果，在此基础上进一步研究了电流密度、pH值以及气相O₃浓度对电-多相臭氧催化技术处理效果的影响，同时优化实验条件.实验结果表明，在原水pH值为12.5，电流密度为15mA/cm²，O₃进气流速0.4L/min，O₃浓度为60mg/L的条件下，经过60min反应，电-多相臭氧催化技术获得了62%的COD去除和44%的总有机碳（TOC）去除，其效果显著优于多相臭氧催化（COD 44%，TOC 29%）与电催化氧化（COD 13%，TOC 17%）；同时，电-多相臭氧催化不仅氧化能力强，而且氧化速率快，获得的伪一级COD去除速率常数k是多相臭氧催化和电催化氧化的1.81倍和8.22倍，更为重要的是，电-多相臭氧催化技术还可以高效、快速地提高废水的生化性，提高约2个数量级，结果表明，电-多相臭氧催化技术是一种有潜力的高级氧化技术，可以实现高效、快速去除有机污染物以及提高废水的可生化性.

研究了以粉煤灰和氧化铁皮为原料制备聚硅酸铝铁混凝剂的影响因素及产品微观结构和形貌，选取碱化度、nAl：nFe、聚合温度、反应时间对透光率进行4因素3水平响应面实验.得出制备优化方案：碱化度为0.5，nAl：nFe为1.38，聚合温度为39.2℃，反应时间为1.36h，透光率预测值达90.24%，验证试验均值相对误差1.20%，表明RSM优化模型可靠.结合产品表征测试，XRD分析主要物相为氯化钠，大范围衍射驼峰预示着浸出液聚合形成了新的无定形物；FT-IR测试表明聚硅酸与Al³⁺、Fe³⁺之间存在较多金属-OH等非离子键络合态；TEM测试结果显示产品为高聚集度和枝化度的网状结构；TG分析表明产品在400℃以前失去结合水和羟基，700℃左右产品主要化学键断裂，对应DSC图中均出现较强吸热峰，产品具有较好的稳定性.

将适量铜纳米线（Cu-NWs）添加到常规聚偏氟乙烯（PVDF）铸膜液中，通过相转化法制备Cu-NWs导电微滤膜，表征其过滤及导电性能，并将其置于膜生物反应器（MBR）中长期运行，研究其污染物去除效果及膜污染行为，可为污水处理MBR系统的低成本稳定运行提供新途径.结果表明，添加适量基于铸膜液质量的Cu-NWs，所得微滤膜的膜通量为721.9L/（m²·h），膜面接触角为57.9°，同时，其起始电势、欧姆内阻及活化内阻分别为315.0mV、2.4Ω和6.9 Ω，均优于商用PVDF微滤膜.扫描电子显微镜（SEM）观察发现，Cu-NWs在膜面活性层交织形成了良好的导电网络.将其制作成膜组件安装于MBR系统中，兼用作阴极，COD、氨氮、TN和TP的去除率分别为91.5%、99.3%、76.3%和76.2%，高于对照MBR系统.连续运行146d，TMP始终低于25kPa，无需清洗膜组件.傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）分析表明，膜面污染物质主要是蛋白质和多糖，膜面EPS含量远低于商用PVDF膜.所制备新型Cu-NWs导电微滤膜具有较好的稳定性、耐用性和抗污染性，应用前景广阔.

为实现对污水处理过程溶解氧质量浓度的实时准确预测，提出了一种改进的混沌烟花混合优化算法并构建了基于改进算法的神经网络在线软测量模型.结合污水处理过程的数据特征，定义了一项新的样本相似度衡量指标用于提取更具代表性的建模数据.在改进算法中，为提高基本烟花算法初始成员的质量，定义了一种改进的两级正弦混沌映射并利用混沌运动的遍历性精选烟花算法的初始群成员；通过融合混沌算法改进了基本烟花算法的搜索机制，基于设定准则将寻优过程分为两阶段并采用两分群同时进行.测试结果表明改进算法的收敛速度和收敛精度有较大程度提高.将改进的软测量建模方法和样本数据提取方法用于污水处理过程溶解氧质量浓度软测量建模，应用结果表明该模型的均方根误差和平均泛化误差分别为0.0175和0.0118，具有较强的泛化性能.

针对纳米零价铁在多孔介质中的迁移特点，本文通过实验室柱实验和腐蚀实验分析了不同聚丙烯酸（PAA）包覆浓度下的纳米零价铁（nZVI）在石英砂介质中的迁移和其接触不同电解质溶液6h的反应活性.利用迁移距离和穿出率，表征了不同纳米铁材料的迁移性能.应用pH值、氧化还原电位（ORP）、Fe²⁺浓度、X射线衍射（XRD）和Fe⁰含量随时间变化图像表征纳米零价铁腐蚀程度.实验结果表明，PAA显著提高了纳米零价铁材料的迁移距离.10%聚丙烯酸包覆浓度下，实验室合成纳米零价铁的迁移效果最佳，穿出率可达58.65%.在6h的腐蚀实验中，10%聚丙烯酸包覆的零价铁含量有一定的降低，但是零价铁损失相对于20% PAA包覆的零价铁少.综合考虑迁移性和反应活性，10% PAA包覆浓度下实验室合成纳米零价铁是适用于地下水污染原位修复的最佳材料.

利用水力学实验室自主研发的多孔板与文丘里管组合式水力空化装置来杀灭原水中的病原微生物.以水体中大肠杆菌和菌落总数为指示菌，用平板计数法测得不同工况下的大肠杆菌和菌落总数的杀灭率，研究了空化数、孔口排布、孔口数量、运行时间、原水配比浓度、喉部长短对病原微生物杀灭率的影响.试验结果表明：提高孔口流速和喉部流速、延长运行时间、降低空化数、增多孔口数量、改进孔口排布、选取合适配比浓度、延长喉部长度可以提高大肠杆菌和菌落总数的杀灭率.水力空化是一种无消毒副产物、安全、高效的饮用水消毒新技术，具有潜在的应用前景.

以某啤酒厂活性污泥作为接种物富集对污水有降解作用的微藻与细菌，探讨藻菌共生体在经过不同处理的污水培养基中生长情况及藻菌群落结构的变化.微藻在两个处理组Treat.1（过滤且灭菌污水）和Treat.2（过滤未灭菌污水）中均生长良好；培养20d后，微藻和细菌在不同污水处理组中群落结构与原样相比，发生了显著的变化：随着藻菌在污水培养基中生长，莱茵衣藻和小球藻在Treat.1和Treat.2中成为优势藻类；无色杆菌属unidentified OPB35的相对丰度在两组实验组中均明显增加，溶杆菌在Treat.1和Treat.2中显著减少.藻菌共生体对Treat.1和Treat.2中的化学需氧量（COD）去除率可达到73.7%和67.9%.结果表明，Treat.1和Treat.2中的污水培养基对微藻及细菌的群落结构有显著的影响，但不同处理组中不同藻菌共生体对培养液的COD_Cr去除无明显的区别.

研究了光辐照和基于石墨相氮化碳（g-C₃N₄）光催化对二级出水中1株四环素和氨苄西林抗性多重耐药菌E.coli CGMCC 1.1595的灭活效果.结果表明，汞灯辐照功率（100/300/500W）和辐照强度越高，其灭活效率相对越高，在500W汞灯60min辐照条件下，紫外长波（UVA）-可见光（300~579nm）对该多重耐药菌的灭活率为0.41log；基于g-C₃N₄的光催化对其灭活率为1.31log.相比未加g-C₃N₄催化剂的光辐照灭菌，在UVA-可见光条件下g-C₃N₄对其灭活率的贡献为61%~69%；在可见光条件下g-C₃N₄对其灭活率的贡献达到60%~79%.在UVA-可见光g-C₃N₄光催化灭活E.coli CGMCC 1.1595反应体系中，活性氧自由基和电子空穴的活跃程度为：·OH > ·O₂^- > H₂O₂ > h⁺ > ¹O₂，·OH为该光催化体系的主要活性物质，其次是·O₂^-和H₂O₂.

以二氯苯酚为代表，采用NaOH-KOH混盐熔体对农药废物进行脱氯解毒处理.研究了温度、碱料比、反应时间等参数对脱氯效率的影响.结果表明，当NaOH和KOH摩尔比为1：1时，混盐的熔点较低，脱氯效果最好.提高碱料比和反应时间可以明显提高脱氯效率，当碱料比为20，反应时间为180min，温度为200℃时，二氯苯酚的脱氯效率达到80.1%.采用多种手段对熔渣进行了分析，红外光谱显示二氯苯酚中的苯环和C-Cl键被破坏，形成了多种氧化中间体.X射线衍射图谱显示反应过程中生成的氯化氢有效保留在碱性熔体中形成氯盐并逐渐富集.

以深圳市某污水处理厂的污泥为原料，研究了污泥热解过程产生的颗粒物及其中8种重金属的分布规律.结果表明，颗粒物的生成速率分别在400~600℃和1000℃保温30min的两个区间内达到峰值.8种重金属的热挥发性由大到小依次为Cd > Zn > As > Pb > Mn > Ni > Cu > Cr，而其在颗粒物中富集能力大小顺序为Pb > As > Mn > Zn > Cd > Ni > Cr > Cu.颗粒物重金属在热解气中的体积浓度随热解过程呈上升趋势，Zn和Cd则在升温阶段（1000℃以前）达到峰值后开始降低.研究表明，污泥热解颗粒物富集的重金属超标，因而污泥热解尾气颗粒物的去除装置十分必要.

采用田间试验，施用2种城市污泥堆肥（含生物质炭和不含生物质炭），通过静态暗箱-气相色谱法研究污泥堆肥土地利用过程温室气体排放特征，探讨施用污泥堆肥的短期影响作用.结果表明，在观测时间内，N₂O排放主要集中在前3周，约占总排放量的87.9%~95.6%.N₂O排放量均随污泥堆肥施用量的增加而增加（P<0.05），裸地N₂O排放量高于种植作物处理.施用含生物质炭污泥堆肥能减少土壤N₂O排放，且随着施用量的增加，N₂O减少量越大（P<0.05）.CH₄排放量较低，在试验前期和后期主要为负，总体表现为吸收CH₄.各处理吸收CH₄主要集中在第18d以后，其CH₄吸收量占总吸收量的52.1%~66.7%.施用含生物质炭污泥堆肥处理CH₄吸收量比不含生物质炭污泥堆肥处理低35.2%~62.2%，同时，裸地CH₄吸收量明显高于种植作物处理（P<0.05）.CO₂排放也主要集中在18d以后，约占排放总量的50.5%~61.8%.种植作物能促进CO₂的排放，种植作物处理是裸地的1.34~1.57倍.在观测时间内，污泥堆肥土地利用是CH₄的弱吸收汇，是N₂O和CO₂的排放源，施加污泥堆肥能显著增加土壤N₂O和CO₂的排放.施用生物质炭污泥堆肥短期内能够减少温室气体总排放量，温室气体减排量达到20.41%~62.51%.

分别采用H₂SO₄和NaOH对废轮胎热解炭黑进行改性处理，考察炭黑与改性剂固液比对染料废水脱色率的影响.实验结果表明，炭黑与H₂SO₄固液比1g/15mL时得到HBC（酸改性活性炭）处理酸性湖蓝溶液，脱色率最高；炭黑与NaOH固液比1g/10mL时得到NBC（碱改性活性炭）处理碱性湖蓝溶液，脱色效果最好.溶液的酸性越强，越有利于HBC对酸性湖蓝溶液的脱色效果；而溶液的碱性增大，有助于提高NBC对碱性湖蓝的脱色率.此外，HBC对酸性湖蓝与NBC对碱性湖蓝的吸附反应变化趋势非常接近，整个吸附反应迅速，20min后基本达到吸附反应平衡.HBC吸附酸性湖蓝和NBC吸附碱性湖蓝的过程均符合准二级动力学方程.对改性前后的固体物质进行了扫描电镜，红外光谱及比表面积分析.

基于生命周期评价方法，考虑混凝土重复再生利用的环境影响分配，对重复再生混凝土的性能和环境影响进行研究，并基于功效系数法优化出混凝土最佳重复再生次数.研究结果表明，再生混凝土的坍落度，强度和电通量随着重复再生循环次数的增加而下降，经3次重复再生后，混凝土28d立方体抗压强度为33.3MPa，满足设计要求，而坍落度和电通量与普通混凝土相比，分别减小和增大了38.9%和85.7%；混凝土材料的生态效率随着混凝土重复再生次数的增加而提高，混凝土材料的GWP、CED和CMR的值均随着混凝土重复再生次数的增加而降低，降低幅度从高到低依次为：CMR > GWP > CED；综合考虑混凝土的坍落度，混凝土抗压强度、电通量、GWP、CED和CMR等6个指标，4种混凝土配合比情景中，混凝土总功效系数从高到低依次为：一次再生混凝土 > 二次再生混凝土 > 三次再生混凝土 > 普通混凝土.

以氰化尾渣为原料，采用煤基直接还原工艺制备铁碳微电解填料，并将填料用于处理甲基橙等模拟废水.研究了焙烧温度、焙烧时间、煤用量等制备条件对填料降解甲基橙的影响.结果表明，在焙烧温度为1250℃，焙烧时间为60min，煤用量为30%的条件下制备的微电解填料对甲基橙废水的脱色效果最好.提高填料用量和降低溶液初始pH值有利于去除甲基橙.用于处理400mL浓度为100mg/L的甲基橙溶液，在填料用量为2g，溶液初始pH值在3~6的范围内，当降解时间为30min时，甲基橙脱色率均接近100%.XRD分析表明，最佳条件下制备的填料中主要结晶物相为零价铁.SEM显示填料中的零价铁颗粒粒度均在50μm以下，零价铁与残碳构成微电解填料.

通过富集不同来源堆肥过程中的腐殖质还原菌，并分析比较其异化铁还原能力差异，发现其电子转移能力从大到小依次为：蛋白类>纤维素类>木质素类.相关性分析表明，Leucobacter、Clostridium sensu stricto和Sporosarcina是极显著影响异化铁还原的腐殖质还原菌属.利用冗余分析探究关键腐殖质还原菌与堆肥过程微环境因子的响应关系，结果发现可溶性有机氮是影响这些关键腐殖质还原菌变化的主要微环境因素.在此基础上，基于堆肥微环境因子与关键腐殖质还原菌菌群结构之间的响应关系，提出一种促进异化铁还原相关的腐殖质还原菌生长的调控方法.本研究可以深入了解堆肥中影响腐殖质还原菌群落的关键因素，而且对于环境中污染物生物地球化学循环也具有重要的生态学意义.

利用农业秸秆制备了污染土壤修复材料稻壳生物炭和稻壳灰，在模拟稀土（REE）污染的酸性土壤中，添加0、5%和10%的稻壳灰（RHA）稻壳生物炭（RHB），通过栽培实验考察RHA和RHB对REEs的形态和生物有效性的影响.春秋两季的盆栽实验结果表明，RHA和RHB的添加有效的降低了稀土的弱酸可提取态，随着添加量的增加效果越明显，10% RHA和10% RHB土壤中REEs的弱酸（乙酸）提取态较对照组分别降低了31.65%、19.915%，弱酸可提取态转化为了可还原态，与对照组相比，RHA和RHB的土壤中稀土元素的可还原态分别增加了26.367%、10.321%.两种修复材料显著降低了胡萝卜和茼蒿对稀土元素的富集，10% RHA处理组胡萝卜和茼蒿REEs含量分别较对照组降低了98.08%、93.41%，10% RHB胡萝卜和茼蒿REEs含量分别较对照组降低了68.61%、66.75%.研究结果表明，稻壳生物炭和稻壳灰的施用，能够有效的改善污染土壤的理化性质，降低稀土元素生物可利用态的含量，从而遏制植物对稀土元素的富集.

改革开放以来，随着我国社会经济发展、居民生活水平提高，城市生活垃圾与日俱增，其妥善处理是我国各级政府面临的重要环境管理问题之一.本文通过系统收集和整理1979~2016年我国城市生活垃圾产生和处理的政府统计及相关中英文文献数据，分析了我国城市生活垃圾产生和处理的时空演变特征，建立了全国与各地区城市生活垃圾物理组分数据清单.研究结果表明：1979~2016年我国城市生活垃圾产生量显著增长至2016年的2.04亿t，以厨余类为主要成分.全国城市生活垃圾无害化处理率达到96.6%，无害化处理方式逐渐转向为焚烧为主、填埋补充的技术格局.我国各地区城市生活垃圾产生量、产生量增速、物理组分、无害化处理率和处理能力等存在时空差异，各地区应因地制宜，结合国家专项规划，提高生活垃圾减量化和资源化水平，弥补无害化处理缺口.

卫生填埋法是当前我国处理城市生活垃圾的主要方式，依据生命周期评价理论及分析框架，借助eFootprint软件对南昌市卫生填埋法处理城市生活垃圾进行生命周期分析以期找出各处理过程的突出环境影响及原因并提出针对性改善建议.结果表明：卫生填埋法处理城市生活垃圾的主要环境影响类型为全球变暖（GWP）、初级能源消耗（PED）、水资源消耗（WU）、酸化（AP）、光化学臭氧合成（POFP）、生态毒性（ET）、淡水富营养化（FEP）；电力盈余作为副产品参与分配使得各环境影响类型指标潜值减小，其中最突出的是PED，其次是WU；收集运输过程最突出的环境影响类型为POFP，其次依次为ET、PED、FEP，该过程应减少柴油运输车使用，适量引用节能环保或清洁能源汽车；卫生填埋过程在垃圾处理各过程中产生的环境污染最大，该过程最突出的环境问题是AP，其次是GWP，再者是PED、FEP、ET，该过程应改善工艺以提升填埋气收集效率，采用清洁能源减少柴油使用；填埋气发电过程因填埋气发电产生盈余电力，实现能量回收后对环境的正效益，该过程应提升填埋气收集以及燃烧发电效率；渗滤液处理过程的环境影响较小，主要表现为WU和FED，需在注重节能的同时优化升级处理工艺，改善当前处置工艺存在的弊端并排除隐患.

为了向政府提供可以提升建筑废弃物资源化环境效益的有利政策，以促进建筑废弃物资源化的可持续发展，本文从系统角度，应用系统动力学通过文献分析、实地调研、调查问卷等方法对建筑废弃物资源化的环境效益进行建模和模拟仿真.通过对环境效益模型进行情景分析，得出当非法排放单位罚款在50~60元/t，单位填埋收费取30元/t左右，建筑废弃物到资源化处置中心距离在15~25km左右，资源化的单位补贴额为25元/t左右时，可以使环境效益处于较优状态.同时政府应提高建筑废弃物相关法律的完善程度、培养相关人员的现场回收意识、促进相关科研研发，以期促进建筑废弃物资源化的环境效益.

基于2014年和2015年环保部发布的省级回收数据，分析了现有传统回收体系下，各省的电子废物回收率变化，发现省级尺度电子废物的回收率呈现较大波动，这与电子废物的跨省流动有密切关系.为此，本文基于现有回收渠道的省际流动网络格局，采用网络分析中的层次聚类方法，揭示全国电子废物流动的区域化特征.结果显示根据区域化特征重新划分市场区，可以使主要市场区的整体回收率波动明显降低，从而为制定合理的回收目标提供参考.针对这一研究结果，提出基于市场区域化特征，建立全国一体化的回收利用市场和差异化的区域性回收目标，有助于充分利用市场机制优化中国电子废物循环利用的空间格局.最后，讨论了生产者主导和处理企业主导两种治理机制对空间优化的潜在影响.

推广生活垃圾分类收集与资源化利用有助于促进资源节约型、环境友好型社会建设.本文综述了我国生活垃圾分类发展历程；收集了国家和地方在推广生活垃圾分类过程中所做的工作；提炼出了生活垃圾分类过程中还存在的障碍和瓶颈；并给出了相应的对策.本文分析表明，我国生活垃圾分类经历了开始（20世纪90年代）、试点探索（2000~2015年）和快速发展（2016年至今）3个阶段.目前国家和地方正逐步采用可操作性强的垃圾分类方法、融合互联网+的宣传方式、实用性的法规章程、完善的分类收集-分类运输-分类处理循环链来推进生活垃圾分类，甚至生活垃圾分类工作还逐步向市场化方向发展.我国将走出一条切实可行、可复制、可推广的高效生活垃圾分类模式.后期加强全民参与及大众自觉回收的责任意识、出台更细化具体、操作性强的实施方案、重视学校儿童的垃圾分类教育、充分利用国内拾荒人员，对快速推进我国生活垃圾分类进程具有重要意义.

以花卉三角梅修复Cd和佳乐麝香污染土壤为研究对象，探讨大气CO₂浓度升高对该植物吸收Cd和佳乐麝香的影响，并通过检测植物根际各相关指标综合分析三角梅修复生态系统的整体功能.结果表明，CO₂浓度升高、Cd和佳乐麝香的联合胁迫对三角梅生长没有显著抑制，对其吸收Cd和佳乐麝香具有促进作用，尤其是750μL/LCO₂、50mg/kg Cd和佳乐麝香处理促进作用最显著，并且，此时三角梅根际细菌的数量最多.脲酶活性随不同处理组浓度变化存在显著性差异.佳乐麝香的添加和CO₂浓度升高促进了土壤有机碳的增加.综上，三角梅具有应用于大气CO₂浓度升高条件下修复Cd和佳乐麝香复合污染土壤的潜力.

水体微生物污染标记物的源强特征是定量解析微生物污染来源的关键.应用实时荧光定量PCR（qPCR）技术分别对人源（qHS601F/qBac725R）、牛源（BacB2-590F/Bac708Rm）、猪源（Bac41F/Bac163R）及禽类（qC160F-HU/qBac265R-HU）特异性拟杆菌引物的源强特征进行了探索，并进一步对西江流域广东段进行微生物污染来源定量解析，结果表明：针对不同目标宿主，不同特异性拟杆菌引物的源强特征为人源（qHB） > 猪源（qPB） > 牛源（qRB） > 禽类（qCB），DNA模板浓度对引物的源强特征影响较小.选取的目标研究区域水体普遍受到人、猪、牛及禽类粪便污染.干流中qHB、qCB及qPB自上游至下游缓慢升高.各支流中qHB、qCB及qPB的平均浓度较干流均上升了1个数量级，qRB在不同河段变化较小.说明下游河段的生活污水、猪源及禽类粪便污染较为严重，牛源污染的影响较小.统计分析显示在污染水平较高的各支流中，人源特异性拟杆菌引物与传统指示菌具有一定的相关性（P<0.05），说明生活污水是传统指示菌浓度较高的主要原因，且为持续排放源.

采取荧光定量PCR技术及ELISA酶联免疫吸附法，以mcyD基因和PC-IGS基因为靶基因对夏季蓝藻暴发期间海河天津市区段的产毒微囊藻种群丰度和毒素含量进行了研究.结果表明：夏季海河天津市区段微囊藻种群丰度具有明显差异性：产毒微囊藻种群丰度为1.16×10⁴~2.48×10⁷copies/mL占总微囊藻种群的4.25%~28.59%.藻毒素含量最高点为8号采样点天津站，每升水体中藻细胞共含毒素195.51μg，除去藻细胞水中毒素浓度为0.97μg/L.总的来说，海河天津市区段微囊藻总基因拷贝数较高，产毒微囊藻丰度在不同采样点间差异较大，影响水体中微囊藻丰度的最主要环境因素是pH值.海河水体中毒素含量没有超过安全阈值，但是单位体积水体中藻细胞内毒素含量很高，具有较高的毒素释放潜力，可能对下游河口生态系统造成潜在威胁.

在5，10，20，35℃下研究了黑藻和马来眼子菜腐解过程中DOM的特性、细菌和真菌群落结构多样性的变化.结果表明，腐解结束时5，10，20，35℃下黑藻的干物质剩余量分别为初始干物质质量的59.13%、43.91%、32.61%和29.57%，马来眼子菜的干物质剩余量分别为初始干物质质量的69.13%、51.3%、30.87%和29.57%.升高温度一定程度上促进了植物有机碳和全氮释放，对全磷无明显影响（P>0.05）.采用平行因子分析法得到黑藻中含有2种类腐殖酸组分C1、C2和1种类蛋白质组分C3，马来眼子菜中含有3种类腐殖酸组分C1、C2和C3.温度升高使得腐解水体中DO和电导率的变化程度加剧，总体上4种温度下2种植物腐解水体中DO均呈现先下降后上升的趋势.通过高通量测序得到腐解前期（0~16d）参与黑藻和马来眼子菜腐解的主要细菌分别为变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）；腐解中后期（16~68d）参与黑藻和马来眼子菜腐解的细菌分别以厚壁菌门（Phylum Firmicutes）和变形菌门（Proteobacteria）为主，温度对细菌群落结构无明显影响，而参与2种植物腐解的真菌均以子囊菌（Ascomycetes）最为活跃.

冒泡是甲烷排放的主要途径之一，为量化太湖藻型湖区CH₄冒泡通量及其占总通量的比例，本研究采用静态箱-便携式温室气体自动分析仪方法对春、夏季太湖梅梁湾进行了多日连续观测.结果表明，太湖藻型湖区春、夏季CH₄冒泡通量均存在白天高于夜间的日变化特征.春、夏季CH₄冒泡通量分别为1.843、104.497nmol/（m²·s），占总通量的比例分别为31.2%和68.6%，即冒泡是夏季CH₄排放的主要方式，而春季CH₄排放则以扩散为主.在小时及日尺度上，CH₄冒泡通量与温度（气温、表面水温和底泥温度）和气压显著相关，且随着温度升高、气压降低，CH₄冒泡排放分别呈指数增加和线性增加趋势.本研究可为准确估算太湖流域CH₄总排放量及明确我国湖泊对全球碳循环的贡献提供重要的基础数据.

通过对蓄水前后三峡水库库首支流香溪河沉积物-上覆水中的氢氧同位素和氮磷营养盐的测定，分析了蓄水前后沉积物-上覆水氢氧同位素和氮磷营养盐的分布特征，并利用二元线性混合模型计算了长江干流（CJ River）和古夫源头（GFYT）的贡献率.结果表明，整个蓄水期沉积物以源的形式向上覆水体释放NH₄⁺-N、DTP、PO₄^3--P，以汇的形式吸收上覆水体中的NO₃^--N.利用营养盐贡献率公式进一步分析得到，蓄水前沉积物-上覆水中氮营养盐主要来源于CJ干流，其中以DTN和NO₃^--N最为显著，蓄水后GFYT的贡献率明显上升，其中3号和4号采样点最为明显，其中DTP在蓄水前后几乎均以GFYT为主要来源，PO₄^3--P在蓄水前则以CJ干流为主要来源，蓄水后以GFYT为主要来源.说明尽管蓄水期库湾水体在较大程度上受干流倒灌影响的支配，但对于沉积物-上覆水而言受GFYT的影响更为显著.

以湘江石峰大桥至马家河大桥区段的湘江沉积物作为研究对象，通过采集该区段表层沉积物样品，利用电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）和原子吸收分光光度计测定Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Mn、As和Hg的含量和赋存形态.结果表明，Cd和As的平均含量均超过土壤环境质量标准（GB15618-1995）三级标准限值，Mn平均含量超过我国土壤元素背景值（583mg/kg）.采用Hakanson潜在生态危害指数法评价沉积物中重金属生态风险，表明5个采样点中有4个采样点潜在生态危害综合指数均超过600，属于很强生态危害程度.最后通过连续实验研究了不同流速、不同pH值对沉积物中Cu、Zn、Cd以及Mn释放规律的影响，结果表明，增大水流速度、降低上覆水体pH值均可促进沉积物中重金属的释放，实验还发现4种重金属的释放通量都比较小，其中释放通量最大的Mn为7.50 μg/（g·d），沉积物中重金属向水环境的释放是一个缓慢、长期的过程.

上海快速城市化发展导致公园湖泊表层沉积物中重金属Cd、Hg、Cu、Pb和Zn含量出现富集，其最大值已超出各自土壤背景值3.8~5.8倍.这5种重金属的污染热点主要出现在核心城区的人口和交通密集区、浦西沿江老工业区以及郊区新兴工业区附近.基于土地利用类型、交通变量、人口密度和工业点源等预测变量构建了高精度的土地利用回归模型，推测沉积物中Cd和Pb浓度分别主要受路网密度和商业用地影响，Hg和Cu主要受商业用地和工业点源数影响，Zn主要受居住用地和工业点源数影响.

为了探讨互花米草入侵对长江河口湿地CH₄排放的影响以及入侵至不同潮位对CH₄排放影响程度的差异及其可能机制，采用邻近互花米草与土著植物群落相配对的试验设计，在长江口东滩湿地的高潮滩和低潮滩各设置1条样线.结果表明，与土著植物相比，互花米草入侵显著增加了长江河口湿地的植物生物量，显著增加了土壤含水量、土壤有机碳含量、总氮含量、微生物碳和氮含量.高潮滩互花米草群落年均CH₄排放强度为（0.68±0.08）mg/（m²·h），显著高于芦苇群落（0.21±0.01）mg/（m²·h），低潮滩互花米草和海三棱藨草群落年均CH₄排放速率分别为（8.31±0.50）和（3.93±0.18）mg/（m²·h），前者显著高于后者.此外，高潮滩互花米草与芦苇群落之间年均CH₄排放强度的差异为（0.47±0.08）mg/（m²·h），显著低于低潮滩互花米草与海三棱藨草群落之间年均CH₄排放强度的差异（4.37±0.48）mg/（m²·h）.上述结果表明，互花米草入侵通过改善CH₄产生所需底物的质和量，增加土壤含水量和微生物的量，从而显著增加了长江河口湿地CH₄排放量.互花米草入侵至低潮滩增加的CH₄排放量是互花米草入侵至高潮滩的10倍左右，表明互花米草入侵至长江河口湿地对CH₄排放的影响程度可能会有很强的空间异质性，互花米草入侵至更厌氧的土壤环境可能会对CH₄排放的影响程度更大.本研究可为准确估算互花米草入侵对中国海岸带湿地CH₄排放的影响程度，科学管理和合理利用海岸带湿地资源以及应对全球气候变化提供理论依据和科技支撑.

泗河流域农药污染对南四湖湖泊乃至南水北调工程具有重要的影响，为了解流域农药迁移过程并对其采取治理措施，本研究在泗河流域通过实地采样与调查、室内实验分析、数据统计等手段，借助SWAT模型对流域除草剂阿特拉津及其代谢产物进行迁移模拟.结果表明，除草剂输出与流域径流量有很高的相关性，输出时间以7~8月份为主，输出量占全年的69%以上.且受河道长度、耕地分布等因素的影响，阿特拉津的输出量以东部上游地区和中部地区为主，流域出水口处的阿特拉津输出量居中等水平；阿特拉津代谢产物DEA和DIA的输出量的空间分布相似，以下游流域出口处和中部地区为主.本研究可为流域除草剂迁移治理提供理论支持.

CO₂气体可为微藻光合作用提供必需的碳源，CO₂在藻液中的混合、溶解及传输特性显著影响了微藻的生长固碳.在微藻光生物反应器中，气泡在藻液中的生长、脱离、聚并、上升等动力学行为主要由气体分布器决定.本文以气体分布器为研究对象，研究在不同孔径及孔间距下对15%（V/V）CO₂气体在悬浮液中的气泡行为、CO₂溶解与混合特性以及对微藻生长固碳的影响.结果表明：气泡上升速度随气体分布器孔径及孔间距的减小而减小，导致CO₂气泡在藻液中停留时间增加，强化了CO₂溶解传输，CO₂体积传质系数提高了143%，混合时间降低了24%，最终使微藻生物质浓度提高18.8%，固碳速率提高23.2%.

多孔介质中的致病细菌及病毒等病原微生物迁移研究对保护饮用水资源具有重要意义.在归纳总结国内外已有研究资料的基础上，对微生物在多孔介质中迁移行为进行了分析.研究表明病原微生物作为生物胶体的一种，在迁移过程中受多种迁移机制共同作用.除常见水动力条件和水化学条件外，微生物在迁移过程中还受自身性质，介质颗粒及环境因素的影响.在此基础上，分别讨论了微生物在饱和多孔介质与非饱和多孔介质中的迁移行为，并对近年来研究热点及进展进行了简要概括.目前微生物在地下水中迁移研究日益丰富，但由于地下环境复杂性，微生物的易变异性，对于地下水系统中微生物造成的污染去除修复还需进一步探讨.

通过污染物迁移转化多介质模型-EPACMTP模型，使用区域灵敏度分析、全局灵敏度分析与实证案例验证等方法，对风险筛查指标体系的指标完备性、权重与赋分合理性及判断可靠性进行了研究.结果表明，除渗滤液浓度外，风险筛查指标涵盖了所有灵敏度显著的参数（13个）；对于大部分灵敏度或重要性较高的参数给予了较大权重，对重点区域面积、离最近敏感目标的距离等两项指标的赋分整体合理；对低污染场地的判断结果较为可靠.最后，本文建议风险筛查过程中进一步提高对污染物迁移过程的关注，对指标内部分级与赋分进行调整，并重点关注中高风险场地与砷污染场地.

在实现经济效益的同时，兼顾可持续发展已成为推进产业新常态发展的必然选择.本文首先采用多区域投入产出的戈什模型，从行业层面核算了我国各产业2009年的收益侧完全碳排放系数和感应力系数，然后根据2个系数的大小将34个产业部门划分为4大类.实证结果表明：第Ⅰ类行业对经济的推动能力较好，同时对环境产生的负面影响较大.第Ⅱ类行业需要促进行业内整合，提高行业的能源利用率.第Ⅲ类行业属于福利性产业，应当予以保护和支持.Ⅳ类行业具有较高的感应力系数和较低的完全收益侧碳排放系数，兼具行业友好和经济效益，满足当前供给侧结构性改革的内在要求，需要鼓励和发展.