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[成果] 1800160012 湖北
X82 应用技术 环境监测 公布年份:2018
成果简介:该项目属于化学一级学科、分析化学二级学科,由国家自然科学基金和湖北省自然科学基金资助。围绕复杂环境和生物样品中重要低丰度组份的准确测定,提出了选择性分子识别、分离、富集以及分子成像的新概念和新原理,建立了相关测定方法和实验技术,并分析了环境污染影响下生物体内蛋白质和重要信号小分子的变化规律,对监测环境中持久性有机污染物的迁移和转化,揭示环境因素对生物体健康影响具有重要意义。8篇代表性论文先后发表于Nature Communications (2013), Nature Protocols (2011), Journal of the American Chemical Society (2011), Analytical Chemistry (2009, 2014, 2015), Chemistry of Materials (2010), Journal of Chromatography A (2007),他人引用共计394次,其中单篇他人引用最高136次,四篇他人引用超过40次(分别为69、67、45和42次),引证文献包括Chemical Review,Chemical Society Review和Nature Nanotechnology以及Trends in AnalyticalChemistry等,主要成果如下: (1)蛋白质单/多位点磷酸化修饰的选择性富集、分离和质谱准确结构测定。发现了尖晶石和反尖晶石磁性纳米颗粒表面八面体位过渡金属离子与磷酸基团的独特配位性质,突破了已有技术不能区分单、多磷酸化肽的局限,率先鉴定了类雌性激素暴露标志物卵黄蛋白的高度磷酸化结构(代表性论文1,Nature Communications)。 (2)蛋白质脂修饰的化学衍生、同步稳定同位素标记、超声辅助液液萃取富集以及质谱定量分析。定量测定了有机氯暴露斑马鱼肝脏蛋白的脂修饰变化及代谢物结构(代表性论文4,AnalyticalChemistry),随后以详细操作规程和标准分析方法形式发表(代表性论文2,Nature Protocols)。 (3)选择性分子识别、分离和定量分析。针对复杂生物样品中的重要信号小分子,以及环境样品中的有机污染物,研究了一系列基于纳米孔、分子印迹量子点等新型选择性分子识别方法,建立了具有高灵敏和选择性的荧光分析法和高效液相色谱法(代表性论文3, 7和8,Journal of theAmerican Chemical Society, Chemistry of Materials和Journal of Chromatography A)。 (4)高分辨、高灵敏分子成像。建立了基于新型光电子俘获软电离原理的质谱成像基础理论和实验技术,设计合成了具有高灵敏度和选择性的荧光探针分子(代表性论文5和6,Analytical Chemistry)。
[成果] 1800290127 四川
X87 应用技术 环境监测 公布年份:2018
成果简介:利用遥感技术,开展四川省矿产资源开发利用状况、矿山环境和矿产资源规划执行情况遥感监测,适时获取客观数据,为国家制定矿产资源规划,保持矿产资源的可持续开发与利用提供技术支撑及决策依据。实现了矿产资源开发、矿山环境数字化动态监管。及时获取矿产疑似违法开采信息,分析了违法开采变化趋势,并服务于国家矿产卫片执法监督检查工作。查明了全省矿山地质环境现状及变化趋势,为国家开展矿山环境恢复治理、矿山环境管护工作提供依据。为国家掌握矿产资源规划区(含自然保护区)状况提供了基础数据。
[成果] 1800250426 山东
X83 应用技术 环境监测 公布年份:2018
成果简介:中国海岸带常遭遇重大自然灾害袭击,1989-2015年,年均直接经济损失188亿元,死亡256人。海床侵蚀淤积是典型的海岸带地质灾害,严重威胁海上平台、海底管缆、防波堤、港口码头的安全,破坏海岸带生态环境。剧烈的海床蚀积灾害,常发生在风暴期间。以往的海床侵蚀淤积研究,无法获悉风暴期间海床动态变化过程。该项目依托国家863计划、国家自然科学基金等10余项研究课题,经过近20年产学研攻关和工程实践,形成了自主知识产权的风暴期间海床蚀积过程的关键控制要素监测装置及灾害预警方法,包括风暴过程海床蚀积控制因素的原位监测技术、风暴过程海床蚀积参数的实验室测定技术,以及基于前两者的风暴过程海床蚀积预测预警技术,实现了极端风暴海况下海床蚀积过程的原位长期监测与灾害预警。主要技术创新成果如下: (1)研发了风暴过程海床蚀积控制因素的系列原位监测技术,解决了风暴期间海床蚀积过程研究的关键技术难题。研发了海床内部沉积物向上泵送输运量与沉积物捕获装置,首次实现了真实海洋环境下的沉积物泵送再悬浮通量观测;研发了沉积物超孔隙水压力累积原位长期监测技术,实现了沉积物超孔压长期自动监测;研发了基于金属氧化物涂层环形电极的海床蚀积动态过程电阻率探杆监测装置,解决了电极极化难题;研发了海洋潮位的远程实时自动监测系统,实现了风暴过程海洋增减水的长期自动监测,为侵蚀淤积定量预测提供技术支持。 (2)研发了风暴过程海床蚀积参数的实验室测定技术,解决了风暴过程中海床抗侵蚀性变化规律的确定难题。开发了液化渗流影响下沉积物侵蚀性的室内测试装置,创新性地实现了强烈波浪导致的海床液化垂向渗流与水平剪切应力冲刷的耦合模拟,并通过控制变量实验构建了不同液化程度海床侵蚀系数的定量描述方法,解决了风暴过程中液化沉积物侵蚀淤积定量预测参数确定难题,为侵蚀灾害预测预警提供了科学依据。 (3)研发了风暴过程海床蚀积预测预警技术,建立了原位数据的实施传输与监测预警体系,开发了海床电阻率蚀积监测数据处理软件,首次构建了海底边界层动态变化电阻率实时监测与预警平台。现场观测数据经过理论分析获得量化参数后,实时传输至实验室,判断侵蚀灾害等级,发布预警,支撑了海床侵蚀淤积动态监测装置及预测方法的整体业务化运行。 应用推广与效益:项目形成的技术方法,在国家海洋环境监测中心、上海海洋地质勘察设计有限公司等10余家单位进行应用,为风暴过程海床侵蚀淤积灾害的防控提供了技术支撑,取得社会与生态效益超过1亿元。通过青岛国科海洋环境工程技术有限公司进行成果转化,三年销售效益达2641万元,被青岛院士港优选为重点推介新产品。 核心成果共授权国家知识产权10项(发明专利7项)、出版专著3部、发表论文100余篇(SCI/EI收录50篇)、培育研究生70余名。中科院刘宝珺院士评价“基于现场观测和室内实验,系统翔实地揭示了黄河口沉积物在海洋动力环境下的动态变化过程,讨论了这种变化与地质灾害的发生关系,具有很好的科学意义”。
[成果] 1800240204 江苏
X84 应用技术 环境监测 公布年份:2018
成果简介:雾霾作为一种极端污染天气,可引起大面积电网设备加速积污,降低外绝缘性能,给电网稳定运行带来巨大隐患。2012年以来,中国中、东部地区已出现数十例电网污闪及异常放电事件,先后引发山西阳城电厂机组全停、田湾核电出线停运及三峡直流送出通道闭锁等重大电力安全生产事故,造成严重经济损失。针对雾霾的监测、预报服务主要面向公众健康和交通出行,在评价雾霾天气对电力设备的影响程度、预防潜在大范围电网污闪风险方面,国内外仍缺少有效的技术手段。 该项目在国家973计划、江苏省科技支撑计划及国网公司总部科技项目支持下,提出了面向电网的雾霾评价指标和雾霾天气下的大范围电网积污预测技术,研制了全周期、多类型变电站复合绝缘产品,在多项核心技术上取得重大突破,主要技术创新如下: 1)首次提出了面向电网运行安全的雾霾天气评价指标,获得了典型源排放区域雾霾的组分特征、时空分布规律以及对外绝缘性能的影响程度,突破了电力领域监测、识别危害性雾霾天气的技术瓶颈,填补了国内外技术空白。 2)提出了基于WRF-CHEM空气质量模式预报和CFD流体力学的污秽度预测方法,建立了综合考虑雾霾离子浓度、气象要素和绝缘子几何外形参数的积污数值计算模型,平均预测准确度达93%,实现对传统人工污秽取样测量的信息化替代。 3)提出了大范围电网积污增长预测和风险评估技术,发明了多特征量污秽在线监测装置和污闪预警系统平台,融合了电网GIS信息系统与积污数值计算模型,首次实现了电网污秽度数据3km33km格点化自动输出,攻克了雾霾天气下对大范围电网污闪隐患全面、实时排查的技术难题。 4)研制了针对雾霾多发地区的变电站复合化防污产品和装备,发明了改进伞型结构参数的空心复合绝缘子和包覆式辅助伞裙并实现广泛应用,研制了便携式大气压低温等离子体射流处理装置,实现了硅橡胶长期运行后的憎水性恢复,延长了复合绝缘设备的耐污性能和运行寿命。 项目授权发明专利14件,实用新型专利12件,软件著作权3件;发表SCI/EI论文53篇;发布《电力防污闪大气污染成分监测导则》国网企业标准1项,制定高压交、直流空心复合绝缘子电力行标、团标各1项。 潘垣院士领衔的鉴定委员会认为:“项目提出的危及电网的雾霾化学成分实时监测和预报方法,综合运用空气质量数值模式和计算流体力学实现了电网大范围积污水平跟踪预测和风险预警,可用于解决长期雾霾天气加剧电网污闪风险问题,项目成果达到了国际领先水平。”项目提出的雾霾天气指标被江苏省气象台预报业务采纳,研发的大范围电网积污预测技术在江苏、内蒙古、安徽推广应用,多次成功实施500kV线路污闪预警;研制的电网污秽在线监测装置在江苏、湖北、浙江等地挂网130余套,全周期变电站复合化防污产品在全国广泛应用,项目近两年累计实现销售收入9.7亿元,新增利润1.9亿元,成果对提升雾霾天气下电网污闪防御能力、保障全社会电力安全供应具有重大意义。
[成果] 1800160383 湖北
X83 应用技术 环境监测 公布年份:2018
成果简介:该项目在湖北省科技支撑计划项目、湖北省财政专项、中国气象局山洪地质灾害防治气象保障工程项目等5个项目共同支持下完成,内容属于地球科学中的大气科学分支。围绕中国中部次盆地地形-密集湖泊水网特殊湿润地区的特点,创新性地提出了中部地区重污染天气(细颗粒物、霾)的特殊区域气象成因及其监测预报关键技术方法,取得如下主要成果: 1.揭示了中部地区密集湖泊水网-次盆地环境条件下重霾污染时空分布特征及多尺度大气环流作用机理;该地区为重要的区域污染传输枢纽,已成为一个新的潜在霾污染核心区域,微量降水的增湿作用大于湿沉降效应,PM2.5爆发性增长阶段的层结特征为“非静稳”形态,成因机理有别于北方地区。 2.提出了中部湿润地区霾优化变换方法(MHOT)卫星遥感识别模型;结合地基气象、雷达、气溶胶理化观测和卫星观测,构建了中国中部地区天地一体化的污染天气观测体系,建立了中部地区大范围持续性霾影响评价数据库。 3.构建了基于天气-化学在线耦合模型、动态天气学模型、延伸期动力预报方法的中部湿润地区无缝隙环境气象预报系统,实现重污染天气过程1-30d时效的滚动预报,提高了中部地区密集湖泊水网-次盆地环境条件下的重污染天气预报水平。 项目培养了一支重污染天气监测、预报、服务、技术研发与应用团队,发表核心期刊论文20篇,软件著作权1项。项目成果自2014年开始,成功推广应用于湖北、河南、湖南等省的气象和环境部门重污染天气监测预警,为当地政府决策和群众日常生活提供了重要的科学依据,取得了显著社会效益。另外,依托该项目技术成果,先后完成“河南省环境空气质量预报预警污染传输监测网络规划设计”、“湖北省空气质量预报预警及决策支持系统”、“长江中游雾霾低能见度的数值模拟研究”、“襄阳市重污染天气监测预报预警服务系统建设”等多项横向课题研究。
[成果] 1800300056 江苏
X83 应用技术 环境监测 公布年份:2018
成果简介:所属类别:管理技术技术来源:优化集成适用范围:河网总量控制目标制定与小区域分配基本原理: 通过水文、水质同步监测得到的重污染区污染物降解规律成果,依据国家和地方制定的重污染区水体水质目标,考虑研究区域水文情势和水流特征,采用非稳态水环境数学模型计算成果为基础的容量测算技术,以河道单元(几百米至几公里)为最小计算单元,开展各河道逐日水环境容量计算,进行时间及空间求和后得出研究区域的污染物总量控制目标值。 以各镇区水面面积与水体水质目标两者为权重,将区域的污染物总量控制值分配到各镇区单元,各镇区水面面积根据遥感资料解译成果及GIS技术分析得到。根据入湖通量的测算结果和太湖流域入湖断面的水质达标控制要求,综合考虑区域内社会经济的影响,制定重污染区主要入太湖河流水质达标的区域污染物分配方案。 工艺流程: 工艺流程为“水环境容量计算-总量的小区域分配-保证入湖控制断面水质达标的各入河排污口总量分配”,具体如下: 1、水环境容量计算根据确定的边界水文条件,利用重污染区河网水环境数学模型,计算出研究区域最小空间单元和最小时间单元的水环境容量值;再根据容量计算公式汇总出研究区域的水环境容量值。研究区总量分配削减方案得出的污染物削减率与重污染区国控及省控断面的水质监测资料数据中断面水质超标率进行对比分析,若两者数据基本保持一致,则说明水环境容量计算结果基本符合实际。根据重污染区污染物削减率与水质超标率对比结果可知,重污染区污染物削减率与水质超标率基本一致(误差在20%以内),表明水环境容量计算结果与水质状况基本吻合,重污染区水环境容量计算结果基本合理。 2、总量的小区域分配针对研究区河网较为密布这一特点,相对于一般考虑国土面积及河段长度的水环境容量分配方法进行了优化,采用考虑区域内的各镇水域面积所占国土面积的权重,并结合各镇内水功能区划的情况对水环境容量进行小区域分配。 在研究区水环境容量计算过程中,以水功能区为最小计算单元,累加各功能区得到地市水环境容量。在分配时考虑到各镇内的水功能区划要求,并基于遥感资料和GIS技术分析得到的各镇区水域面积,计算得出水域面积所占的权重,参照以上原则将水环境容量分配至各镇区。 3、保证入湖控制断面水质达标的各入河排污口总量分配技术采用河流一维稳态模型进行控制断面水质的水质计算,根据影响各控制断面水质的概化排污口的位置,采用枯水期设计水文条件,在区域外的边界水质取功能区水质,可建立控制断面与区域内各概化排污口的响应关系。 为得出保证主要入湖控制断面水质达标时,上游各污染源的最大允许排污量,进行控制断面水质达标计算。控制断面达标计算法能够保证控制断面水质达标,特别适用于饮用水源地的保护以及国控、省控、市控等重要水质控制断面水质达标的管理。设:控制断面水质浓度为C1;控制断面上游各污染源排污量为:W1、W2、W3……等。可根据水质模型公式推导得出控制断面水质与上游排污量之间的函数响应关系式为:C1=C(W1、W2、W3……)。根据函数关系可分析在不同上游排污量情况下W1、W2、W3…….对C1的影响情况。接下来逐一建立各入湖控制断面与上游河流边界水质及概化排污口排污量响应关系,并对各概化排污口在不同削减方案下的最大允许排污量进行计算。 利用控制断面与上游污染源响应关系模型进行计算,得出在保证主要入湖控制断面水质达标情况下各排污口污染物削减情况。为了验证各入河排污口的总量分配是否合理,利用已经建立的重污染区水环境数学模型,采用响应关系模型计算得出的各排污口污染物最大允许排放量,选取典型入湖控制断面进行水质达标的不确定性分析。 关键技术: 保证入湖控制断面水质达标的各入河排污口总量分配技术。
[成果] 1800300100 北京
X84 应用技术 环境监测 公布年份:2018
成果简介:所属类别:监测与预警技术技术来源:自主研发适用范围:领域水环境应用中数据访问和共享系统的开发一、基本原理: 为了解决流域、国家水环境信息的有效集成及共享的技术瓶颈,并为流域水环境风险评估与预警平台提供必需的数据支撑,基于平台数据集成和共享技术需求,针对流域水环境数据的多源、分布、异构的特点,研究流域水环境数据集成与共享技术,构建流域数据集成平台框架,实现流域水环境数据之间的整合及共享。 二、工艺流程: 1. 平台数据体系与样例数据库从平台业务系统需求及环境管理角度分析,可将平台所需数据归为4大类,即基础地理数据、环境专题数据、决策支持数据及社会经济数据。在数据调研、系统需求分析和数据整理分类基础上,采用Power Designer数据库设计工具,开展了平台样例数据库以及相应元数据的设计工作,主要包括基础地理数据库、遥感影像数据库、污染源数据库、风险源数据库、水环境质量数据库、应急救援数据库、气象监测数据库、水文监测数据库。 2. 多源数据适配器首先对污染源普查数据库、环境统计数据库和污染源监测数据库中污染源相关数据表格进行了分析、对比,找出了各数据库中污染源共性信息及关键字段,基于此进行了字段映射,并基于XML设计了3个业务系统与平台数据库系统之间的访问配置文件,采用标准的TCP/IP、标准的ODBC进行数据库连接,标准的OLEDB进行Excel表连接,从而建立平台数据库也3个业务数据库之间的访问通道,在此基础上基于ADO.Net开发工具开发了数据访问适配器。 3.水文气象数据访问中间件流域水环境风险评估预计预警平台所需气象数据、水文数据从水利、气象官网页进行抓取,首先需要进行系统配置,建立中间件与宿主系统之间的数据访问通道;其次,利用水文气象数据访问中间件将水文、气象网页发布数据实时访问读取并转存到平台数据库中或者Excel形式提供给流域水环境预警平台,要求获得的数据资料和原数据库信息数据一致,并且能够针对多种数据源进行问稳定访问。 4.流域水环境风险评估预计数据共享平台水环境专题数据、基础地理数据在关系数据库中按照空间要素分层组织,存储到空间表中。空间表包括空间属性及一般属性,空间属性存储空间对象的空间几何图形、空间范围等空间特性,其中几何图形通过一个空间字段存储;一般属性存储空间对象的名称、位置描述等属性。同时,对空间表建立空间索引,以提高空间数据存取和检索的性能。污染源数据、水环境质量数据及其他非空间数据通过关系数据库的非空间表存储。空间表之间、空间表与非空间表之间以及非空间表之间的关系通过关系数据库中的关系构建。通过这种方式可以实现各类水环境数据在空间上的连续无缝存储,以及空间数据和属性数据的一体化集成管理。 三、关键技术: 1、流域水环境风险评估与预警平台数据分类体系; 2、水环境风险评估与预警核心样例数据库; 3、水环境数据适配器; 4、水文气象数据访问中间件。
[成果] 1800220267 安徽
X84 应用技术 环境监测 公布年份:2018
成果简介:该项目为黄山市2014年度立项的重大科研项目(发改许可字[2014]08号),项目实施过程中持续得到环保部第五批环境服务业试点(环办科技函[2016]1245号函)和黄山市科技局(黄科综[2016]18号文)的支持。项目团队黄山风景区管委会、复旦大学和复凌科技(上海)有限公司在两年多的项目实施工作中,精心组织了包括生态监测、生物多样性、土壤、地质地貌、景观、历史人文、遥感、地理信息系统、计算机等多专业结合的研究团队,在国内率先响应国家“生态环境监测网络”建设要求,将“物联网+云计算+生态监测+云平台+信息发布与共享”进行技术集成,构建了黄山风景区生态监测云平台:应用新一代传感器集成技术,实现实时在线感知连续多指标监测;应用前端环境感知设备工作环境保障技术,实现传感器的极端低温和高湿情景下的可靠工作,最终在云谷寺、松谷、西海、浮溪、五里桥、北大门等9个典型生态系统样地建立了实时景区生态环境自动监测站,同步监测黄山地区典型生态系统中森林空气质量、森林水文过程、土壤理化特性、群落生态效益、物种生境局地小气候等24个指标,设备已稳定运行3年多;应用天地生一体化遥感同步监测技术,通过大空间尺度的遥感解译算法构建样地连续数据监测与卫星遥感的时空推演,结合地面调查数据,实现对景区森林生态系统由点到面的生态系统演化的连续跟踪、评估、预警;应用云计算技术,构建黄山风景区生态监测云平台,通过多种综合评价模型和算法通过生态评价与预警,实现面向生态监管的大数据深度分析与挖掘,揭示了景区及缓冲区人类活动强度指数、生态系统服务价值、植物及鸟类区系特征、生态环境质量、土地利用特征、资源环境承载力、地质地貌与生态景观类型等,为生物多样性保护、生态保护红线管控、生态旅游服务、生态科普宣传与生态科研、森林防火等景区生态环境保护管理业务提供信息化支撑。该项目成果证明了黄山景区具有独特的地质地貌条件、景观类型与丰富的生物多样性,是全球气候变化过程中重要的环境变化指示区域。成果对于完善景区生态监测体系、促进可持续发展和提升管理科技水平具有十分重要的推动和示范作用,在中国大力推进国家公园建设、推进绿色发展与生态文明建设的战略中,该项目成果具有十分重要的科技创新与实践意义。
[成果] 1800220181 安徽
X83 应用技术 环境监测 公布年份:2018
成果简介:工业园区有害气体排放种类多、成分复杂、突发事故风险巨大,是大气污染的主要来源。对园区污染排放监测是污染防治的基础,传统采样分析技术监测范围有限、响应时间慢,难以为工业园区污染防治措施制定和效果评估提供全面数据支撑。急需建立“数据准确、响应及时、覆盖全面”的工业园区有害气体监测技术体系,以满足工业园区有害气体来源识别、排放监控、以及突发事件应急预警的技术需求。十余年来,通过承担国家863和地方科研任务,与企业合作,创新发展了工业园区有害气体光学监测技术和方法,创建了有害气体高温光谱测量数据库和模型,突破了高气溶胶背景痕量气体卫星反演技术,研发了工业园区有害气体点-线-面-区域全方位光学监测系统,开展了系统在工业园区的示范应用和监测设备的产业化。 ①创建了工业园区有害气体高温光谱数据库和排放通量解析算法。利用专门设计的高温气体光谱参数测量装置实验测量了60余种有害气体在100~1500℃的吸收光谱,建立和完善了包含300余种成分的光谱数据库,提出并验证了测量整层大气太阳红外光谱来反演VOCs垂直柱浓度的方法。 ②创新发展了系列恶劣工业环境下光谱分析应用技术。设计了一种收发一体式激光吸收光谱测量光学和机械结构,实现高温高粉尘环境下氨气、氯化氢、氟化氢、氰化氢等有害气体的连续自动监测;研制的全光纤信号传输的开放光路激光吸收光谱测量系统,实现对管线泄漏硫化氢和甲烷等气体的防爆安全在线检测;采用双臂扫摆式迈克尔逊干涉仪结构等机电综合设计,克服振动对傅里叶变换光谱仪的影响,实现对园区周边VOCs的开放光路连续监测,以及整层VOCs柱浓度的车载走航观测。 ③突破了工业园区有害气体卫星遥感反演技术。通过模拟标定卫星在轨特性,以及对地基大气垂直廓线同步观测结果的同化,实现算法优化,在精确反演SO2和NO2的基础上,首次实现了对中国工业园区甲醛、乙二醛等VOCs对流层柱浓度的卫星遥感监测和区域输送观测。 ④研发了工业园区有害气体全方位光学监测系统。系统集成工业园区有害气体光学监测方法、光谱数据库系统、光谱分析软件系统,利用自主研发的点源排放连续监测、线源泄漏自动检测、面源排放通量光学遥测、以及面源排放总量走航观测等光学监测设备,结合痕量气体卫星反演算法软件,形成工业园区有害气体点-线-面-区域全方位光学监测技术系统。 系统先后在安徽安庆石化、甘肃庆阳石化等工业园区开展了整体技术示范应用,形成了一种工业园区有害气体全方位监测解决方案。项目已获授权12项发明专利、11项软件著作权登记,发表学术论文80余篇。研发的系列监测技术设备,总体性能指标达到国际先进水平。 项目支持了中国环境监测仪器骨干企业发展,近3年已安装监测设备600余套,实现新增产值26770余万元,新增利润7280余万元。为中国工业园区污染控制和总量减排提供了技术支撑,促进了中国环境监测仪器产业的跨越发展。
[成果] 1800220023 安徽
X87 应用技术 环境监测 公布年份:2018
成果简介:该项目在安徽农业大学和中国科学院遥感与数字地球研究所研究人员共同研发下,针对多项技术难题,经6年攻关,完成遥感、GIS等空间信息技术对环境、资源的动态监测与生态评价,为安徽省资源环境生态监测和精细化管理提供决策依据和关键技术支撑。 主要成果如下: 一、基于遥感技术的气象因子动态变化分析及生态评价利用landsat多光谱和热红外数据对于合肥市大气能见度变化特征及其影响因素进行分析,对合肥市地表温度进行反演及热力景观格局动态变化进行研究,利用MODIS数据实现了安徽省土壤湿度有效监测,对安徽省伏旱进行动态监测与时空演变分析,为安徽省伏旱动态监测提供了有力技术支撑。 二、基于混合像元分解技术的高光谱遥感信息提取利用landsat、ASTER等遥感数据和ASD地物波谱仪,采用混合像元和波谱分解模型,对于植被覆盖度、土地利用\土地覆盖进行动态监测,对于岩石矿物进行反演,获取亚像元尺度的数据,深度挖掘多/高光谱数据潜力,扩大了遥感数据的应用效率和范围。 三、基于GIS和遥感影像的土地整理关键技术运用遥感影像和景观生态学分析技术,对于土地整理前后的土地类型变化、景观格局进行对比分析,结合可拓学理论和方法,创新性地建立了土地整理经济效益经典域物元、节域物元和待评物元模型。 四、城市热环境遥感监测关键技术与业务化应用创新性地提出利用不透水面聚集密度提取城市主要建成区,建立了基于可变阈值的热岛强度等级分级方法,完善了多时空尺度城市热环境监测技术流程,并在丝绸之路6个经济走廊内17个经济区和70个亚大重点城市进行了城市热环境监测业务化应用。进一步将热红外遥感监测技术成功推广到钢铁产业进行热污染定性分析评估,监测了不同产能情况下工业热污染排放对城市热岛格局的影响,为中国产能过剩监测提供了有力技术支撑。 五、多源遥感协同的土壤水分反演模型构建和系统研制创建了基于多源遥感协同的土壤水分定量反演技术。针对植被覆盖地表土壤水分反演经验模型适用性差,理论模型过于复杂、不便于自动化运行的问题,利用水云模型,结合改进的Dubois模型和最优玉米冠层含水量反演模型,提出了植被覆盖地表土壤表层水分反演算法,构建了玉米全生育期土壤水分反演技术流程。为中国农业生产、水资源分配和环境保护提供依据和关键技术支撑。 该项目应用涉及到资源和环境、气象和生态的多个方面,使用了多种分辨率的遥感数据和多种遥感数据处理手段,发挥了空间信息技术在资源与环境信息获取中的优势,取得了一系列有价值的应用成果,项目发表科研论文数十篇(5篇SCI、2篇EI、17篇CSCD),受理发明专利4项,授权软件著作权5项。成果在水利、环保、测绘、农业、林业等行业,在安徽、北京、河北、山东、陕西、黑龙江、广东等区域和匈牙利、保加利亚、法国、罗马尼亚等国家推广。成果提升了资源环境监测和生态评价能力,取得重要国际影响,创造了巨大社会效益。
[成果] 1800260186 云南
X82 应用技术 环境监测 公布年份:2018
成果简介:国际河流连通性、河水流动性和生态完整性,突破了流域国家边界的刚性约束,其跨境问题敏感、复杂,研究和解决远较国内河流困难。西南是中国水电开发主体区、生态安全屏障关键区和国际河流集中分布区,其跨境流域梯级水电开发的生态环境累积效应监测、跨境影响评估及安全调控等,面临诸多科学难题和技术瓶颈。 在国家科技支撑计划重大项目持续支持下,该项目面向国家绿色水电能源基地建设、生态安全屏障构建与地缘合作等重大需求,从梯级开发河段-跨境流域-地缘合作区域等多尺度,创建并实践了总体达到国际领先水平的跨境流域水电开发生态影响多尺度评估及调控关键技术,取得显著综合效益。 1.跨境流域梯级水电开发生态环境变化多尺度监测与评估技术体系:突破了超大型高坝大库生态环境变化监测与评估的技术瓶颈,研发了水电开发生态环境累积影响多尺度评估技术体系,制定了绿色水电评价行业标准;解决了复杂下垫面大尺度水文变化跨境影响量化评估难题;建立了跨境流域水电开发多元信息分级共享大数据平台。 2.跨境流域鱼类生境多样性和资源保护多尺度调控模式:研发了库尾反调节土著鱼类保护方法和生态修复新技术,首次制定了支流生境替代保护评估国家行业标准、建立了长距离跨境洄游鱼类生态系统保育基地、支流拆坝生境修复与生境替代保护示范基地,保护了澜湄流域鱼类跨境洄游通道143 km、界河江段40km和土著鱼类106种,近2年增殖土著鱼苗3100多万尾。 3.跨境流域梯级水电开发生态环境影响多尺度调控方法与技术体系:揭示了大规模水电开发的综合影响及影响差异,提出了流域水-能源-粮食协调发展新模式与流域-区域跨境生态安全调控新范式;提出了水电优化调度动态规划新算法,研发出梯级水库群优化调度新技术,解决了多国界河梯级生态优化调度技术难题,构建了跨境流域梯级开发生态敏感度区划方案及多尺度风险规避模式;提出了多国界河与境外水电开发合作机制及综合风险规避对策。 发表论文98篇(其中SCI/EI收录54篇),撰写论著4部;获国家专利12项、软件著作权4项;提交国家技术标准2套、研究报告7份。 "成果被国务院、相关部委、国企及地方政府采纳","巩固了中国大型水电工程建设生态环保和梯级调度等的国际领先地位",支撑了西南国家绿色水电能源基地建设和澜湄流域合作;为国家地缘合作战略规划和决策制定等提供了科学依据和决策支持。近2年新增利润10.62亿元、环保投入3.28亿元。
[成果] 1800200085 甘肃
X84 应用技术 环境监测 公布年份:2018
成果简介:该项目属于基础应用研究,是国家重点支持的高新技术领域。另外,该项目将物联技术应用在生态环境监测中,近几年生态环保领域也是国家重点关注和支持的民生优先领域。项目研究内容:该项目围绕三维移动无线传感器网络拓扑控制、节点调度和覆盖控制三方面内容展开深入研究。开发祁连山生态保护区物联网综合监测平台,实现对生态监测管理的科学化、数字化、智能化和网络化。 项目的研究成果为祁连山生态保护区内森林资源监测、荒漠化监测、野生动植物调查、湿地调查和森林火灾监测提供新的技术。对中国西北生态安全屏障的建设具有重要的理论和实际应用价值。该项目的研究成果已在黄芪生长环境监测及质量溯源跟踪、祁连山哈溪站点生态环境监测、甘肃万维“三农大数据平台”以及精准扶贫、高速公路环境信息监测、沙漠植被环境监测等方面进行了应用。 该项目在无线传感器网络三维定位算法、三维覆盖算法、节点调度方面共发表论文36篇,其中,SCI和EI收录17篇,国家核心19篇。申请国家自然科学基金3项,申请发明专利4项、软件著作权3项。相关技术在甘肃祁连山国家级自然保护区管理局、甘肃万维信息技术有限责任公司、陇西中天药业有限责任公司、甘肃紫光智能交通与控制技术有限公司、风沙危害区生态修复与沙产业协同创新中心等多家单位和公司应用,相关技术成果具有广阔的发展前景,有非常好的实用性和推广性。部分研究成果达到了国际先进水平。 项目相关技术应用以来,经济社会效益明显,累计新增利润5623.58万,新增税收91.66万,节支总额4838.17万。
[成果] 1800130404 北京
X83 应用技术 环境监测 公布年份:2018
成果简介:环境气载放射性监测是核安全的一项重要内容,对及时发现核设施泄漏、核事故应急、保护环境安全具有重要意义。其中,放射性钚气溶胶属极毒核素,在人体中的允许沉积量仅为0.6微克。放射性碘在环境中可通过“牧草-牛羊-奶“的途径进入体内。 然而,由于环境级低水平放射性气溶胶具有看不见、摸不着、闻不到的特点,并且核素浓度低、影响范围广、干扰因素多,因此,一直是辐射监测领域的难点。2011年福岛事故之后,北京市射线应用研究中心与环境保护部核与辐射安全中心、清华大学,共同承担国家重大科学仪器设备开发专项,研制环境气溶胶、碘连续监测仪,实现了以下突破与创新: 1、研制采样预处理装置,不改变粒度和组分情况下,将粒子温度和湿度控制在最佳的范围,解决南方雨季湿度大、北方冬季温度低的问题。 2、研制的PVDF薄膜滤纸,可将天然Rn、Th子体对铀、钚的干扰降低至0.1%以下,提高了探测灵敏度。 3、设计组合探测装置,在真空条件下同时、连续测量铀、钚、铯、β等多种核素。设计φ75mm大面积PIPS探测器,提高探测效率;设计采样、测量双工位,提高响应速度; 4、设计独特的井型活性炭盒,解决了碘取样盒探测效率难以准确标定的难题。 5、采用能量甄别的假符合算法,降低环境氡钍子体的干扰,结合数字拟合优化算法,准确获取核素信息,使得监测仪器的探测下限达到欧盟国际环境监测水平。 6、设计独特的多线程并行运行机制,突破了复杂算法资源消耗大,难以连续精确测量的瓶颈。 7、设计多种故障处理机制,每200ms全过程状态扫描,结合远程无线控制,及时发现并处理设备运行异常,确保仪器一个月无人值守连续稳定运行。 样机完成研制后,先后在北京、延边、兰州等地开展多次开展应用试验,并积极参与第六次朝核应急监测,为相关单位改进工艺操作、降低环境辐射影响、保护环境安全发挥了积极的作用,并在实际应用中改进仪器性能指标,改善仪器外观,提高科研成果的产业化水平和影响力。截止目前,已有多家单位购置项目研究成果,累计收入2827.888万元,上缴税收421.9209万元。 2018年1月1日起,《中华人民共和国核安全法》开始正式实施。核安全作为国家安全体系的一项重要支柱,越来越引起人们的重视,其保障和实现必将需要相关技术、设备的支撑。该项目研究成果在保障中国辐射环境安全方面,有着重要的意义和广阔的应用前景。
[成果] 1800250206 山东
X83 应用技术 环境监测 公布年份:2018
成果简介:中国周边海域溢油与浒苔等海洋灾害频发,但海洋监测和管理的自动化水平远低于世界海洋强国。大力研发基于机器学习和模式识别的智能化海洋生态监测和灾害预警技术,是加强中国海洋监管综合能力、促进海洋经济发展和保护海洋生态环境的重要举措。 2006年以来,该项目在国家863计划、908专项和国家自然科学基金的支持下,针对浒苔和溢油等重大海洋灾害问题,利用智能技术克服了传统方法耗时长、准确率低、实时性差的缺陷,设计和实现了基于视频监控、无人机巡航和卫星遥感的全天候立体智能海洋灾害监测、分析和预警技术,研发了首个智能化海洋灾害监测和精确预警系统,实现了海洋生态实时监测与灾害预警,有效提高了海洋突发事件应急管理能力和服务效能。创新点如下: 1、打破传统以人为主的监测模式,提出了若干基于图像的机器学习和模式识别算法。一方面,在统一的数学框架下,设计了表达任意光照方向条件下的三维表面纹理的有效方法,并结合光照补偿和增强技术,拓展出对光照不敏感的纹理生成与识别算法,并创建了刻画物体表面粗糙性与高光区域比例之间的单峰非单调的关系模型;另一方面针对图像分割和目标识别问题,在图像特征分析方法基础上,研发了细粒度、细胞级别的图像分割算法,并实现了结合颜色、空间、纹理信息的图像检索系统。上述理论研究基础为海洋灾害监测预警的智能化提供了理论支撑。 2、研发首个基于图像特征分析的海洋灾害监测预警系统。面向浒苔和溢油等重大海洋灾害实现了实时监测和预警,率先引入基于图像特征提取和图像检索识别的智能算法研发了浒苔监测预警技术,拓展研发了首个基于图像特征分析和图像分割的溢油智能分析监测算法,对海洋管理部门的决策指挥和应急处置提供了技术支撑。 3、实现了集海上溢油、浒苔等灾害监测和预警于一体的业务化运营,以国家863计划为依托研制了“渤海海洋生态环境监测集成技术系统”,开展了大量现场试验,校准和验证了系统参数设定,高效地完成和部署了系统应用,解决了传统方法的不足,实现了自动高效的海洋灾害监测预警。 该项目出版了专著1部,在国内外重要期刊和会议发表学术论文72篇,其中SCI收录18篇,EI收录50篇,国家发明专利授权3项,国家实用新型专利1项,计算机软件著作权3项。业务化系统通过了国家海洋局科学技术司鉴定委员会的认定,专家委员会一致认为:成果总体上达到了国际先进水平。 项目成功应用于蓬莱19-3溢油事故、大连7.16溢油事故处置过程,在溢油应急监测、指导现场处置、溢油漂移扩散预测和溢油影响评估等方法发挥了重要作用;在国家海洋局针对渤海和黄海海域的监测工作中实现了业务化运行,每年准确监测浒苔发生期60天,识别海域面积达两万平方公里,并在近年渤海海冰、赤潮等监测预警、防灾减灾业务工作中发挥了重要作用。系统的部署提高了中国海洋灾害事件监测预警能力,使政府、养殖及渔业公司得以提前准备,减少了大量财产损失,提升了政府管理职能。
[成果] 1800300099 北京
X83 应用技术 环境监测 公布年份:2018
成果简介:所属类别:监测与预警技术技术来源:优化集成适用范围:水体沉积物识别基本原理: 该技术体系针对流域沉积物理化特性差异大,质量标准难以统一的问题,以相平衡分配理论、美国保护水生生物和人体健康的水质基准为基础,考虑到不同流域沉积物类型、有机质含量,及其生物有效性的差异,提出了适用于我国流域水环境(河流、湖泊、水库)沉积物重金属质量基准建立方法,并根据重金属生物毒性风险进行沉积物质量标准分级和沉积物质量评价,从而形成一套完整的基于风险分级的流域水环境沉积物质量评价技术体系,为我国的流域水环境质量风险管理工作提供理论依据和技术支撑。 工艺流程: 1、沉积物重金属质量基准建立:依据相平衡分配的基本原理,考虑沉积物类型及有机质百分含量的差异性影响,建立适用于我国流域水环境(河流、湖泊、水库)沉积物重金属质量基准的方法; 2、沉积物重金属质量标准分级:在沉积物重金属质量基准建立的基础上,根据重金属生物毒性风险大小,确定沉积物重金属质量标准分级方案; 3、沉积物质量评价方法创建:利用沉积物重金属质量分级标准作为评价标准,创建沉积物污染指数法(Sediment Pollution Index, SPI)进行流域水环境沉积物质量评价。 关键技术: 1、基于相平衡分配理论的沉积物重金属质量基准建立方法 (1)沉积物粒度类型及有机质含量对沉积物-水相平衡分配系数的影响分析 (2)流域沉积物重金属质量基准的相平衡修正模型构建及参数确定 (3)典型流域沉积物质量基准值的计算 2、基于重金属生物毒性风险的沉积物重金属质量标准分级方案 (1)沉积物重金属质量标准分级方案的确定 (2)沉积物重金属标准分级剂量-效应关系验证研究 (3)典型流域沉积物重金属质量标准分级的应用 3、沉积物质量评价方法—沉积物污染指数法(SPI) (1)沉积物污染指数法(SPI)的创建; (2)典型流域沉积物质量评价应用。
[成果] 1800300096 北京
X83 应用技术 环境监测 公布年份:2018
成果简介:所属类别:监测与预警技术技术来源:自主研发适用范围:河流重金属污染监测与防控基本原理: 采用阳极溶出伏安法(ASV)或电位溶出分析(PSA)技术,利用巯基化导电高分子、乙炔黑-离子液体复合修饰电极、导电聚合物电极、同位铋玻碳电极、Bi/铅离子载体-MWCNTs/GCE、钛硅分子筛-离子液体复合膜修饰电极等新材料,减少或避免金属汞的使用,设计双电极恒电位富集和溶出流程,发展了铅、镉、砷等多种重金属的高敏、联测新方法。 关键技术 1、双信号阳极溶出伏安法检测痕量三价砷采用三电极系统,在负电位下使As(III)还原为As(0)并富集到工作电极表面;再正向扫描至SCE间的某电位点,使富集的As(0)电氧化溶出成As(III),As(III)进一步电氧化为As(V);通过检测所产生的氧化电流双响应信号,从而换算出试液中三价砷含量。 2、基于巯基功能化介孔分子筛和离子液体复合膜修饰电极、乙炔黑-离子液体复合修饰电极、导电聚合物电极、同位铋玻碳电极等新材料的溶出伏安法测定水体中痕量的铅、镉、锌、铜等重金属离子采用巯基功能化介孔分子筛和离子液体复合膜修饰电极、乙炔黑-离子液体复合修饰电极、导电聚合物电极、同位铋玻碳电极等新型复合电极,优化实验条件研究了铅、镉、锌、铜等重金属离子在电极上的电化学行为,提出了一种新型的测定水中铅、镉、锌、铜等重金属离子的溶出伏安法。 3、铅、镉、砷离子联测技术——双通道阳极溶出伏安法开发了一种双通道阳极溶出伏安法同时检测痕量铅、镉和三价砷的方法:通道1采用工作电极为玻碳电极进行铅、镉的检测;通道2采用工作电极为金电极进行As(III)的检测。通过检测所产生的氧化电流响应信号,换算出试液中铅、镉和三价砷的含量。
[成果] 1800300097 北京
X87 应用技术 环境监测 公布年份:2018
成果简介:所属类别:监测与预警技术适用范围:水环境数据集成和共享主要技术指标和参数: 构建的水华暴发前的蓝藻定量反演模型以及水华暴发后路径漂移模拟,实现了对蓝藻水华的生消全过程的遥感监测,为蓝藻遥感预警提供了技术方法和基础。以前的蓝藻水华监测多用叶绿素a浓度表征,它是全部藻类的浓度,这不能准确的反应内陆湖泊水体中蓝藻的情况,而我国富营养化湖泊多为蓝藻水华,这对于定量的表征蓝藻的含量情况以及水华的预警都具有重要的意义。
[成果] 1800300098 北京
X83 应用技术 环境监测 公布年份:2018
成果简介:所属类别:监测与预警技术技术来源:自主研发适用范围:污染物快速测定基本原理: 根据目标物的性质开发集成水体等环境样品的快速前处理技术以及分析检测技术,建立目标污染物简便快速的分析测定方法。依地方的检测技术水平方法选择合适的方法,尽量使用了简便可靠的采样、制样和测定方法,确保分析方法的准确性和实用性。同时建立严格的质量保证/质量控制(QA/QC)体系和详细的标准操作规程(SOP)。 工艺流程: 1、顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(以水中多环芳烃为例): 水样中多环芳烃的顶空固相微萃取→热解析进样→气相色谱-质谱分析 2、中空纤维支载液膜静态萃取(以无机汞为例)中空纤维支载液膜制备→水样中汞的中空纤维支载液膜静态萃取→纳米金显色分析 3、选择性萃取阿特拉津的分子印迹固相萃取吸附剂底泥或土壤样品中阿特拉津的提取→提取液中阿特拉津的分子印迹固相萃取富集及净化→液相色谱分析关键技术: 1、顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用; 2、中空纤维支载液膜静态萃取; 3、选择性萃取阿特拉津的分子印迹固相萃取吸附剂。
[成果] 1800300091 北京
X83 应用技术 环境监测 公布年份:2018
成果简介:所属类别:监测与预警技术技术来源:自主研发适用范围:东江流域典型行业排水和东江干流、支流和河涌等纳污水体的急慢性生物毒性筛查一、基本原理: 生物毒性测试技术基于不同营养级水生生物(如藻、溞、鱼),能在环境水体中污染物浓度达到一定值时产生反应,如生殖异常、死亡等,基于此原理建立东江流域排水与水体生物毒性测试技术。快速检测技术基于微生物能在短时间内对环境污染物产生反应,如发光率降低、如产生应激酶类等,基于此原理建立快速检测技术。 二、工艺流程: 通过实验生物模式化后调整检测条件,完成基于不同营养级水生生物的生物毒性测试技术。快速检测也是通过试验条件与检测终点的确定,建立检测技术。 三、关键技术: 1、通用种生物毒性测试技术目前已完成国际通用种(发光菌、小球藻、大型溞和青鳉)生物毒性测试方法。具体测试技术如下: (1)淡水发光菌Q67发光抑制毒性测试技术。 (2)普通小球藻生长抑制毒性测试技术。 (3)大型溞活动抑制毒性测试技术。 (4)青鳉鱼急性毒性测试技术。 (5)大型溞繁殖抑制毒性测试技术。 (6)青鳉鱼早期生命阶段短期慢性毒性测试技术。 上述毒性测试技术应用于东江干流、支流、河涌水体生物毒性筛查,获得上述水体生物毒性分布水平,其中河涌水体存在较大生物毒性风险;筛查了流域内5个典型行业的工业排水生物毒性,获得全面生物毒性分布水平,发现电镀、电子行业存在较大排水生物毒性。形成了东江流域基于生物毒性监测与监控技术体系的标志性成果。 2、快速生物测试技术及相关试剂盒 (1)环境雌激素物质快速检测试剂盒方法开发与应用。 已构建雌激素酵母快速测试方法,同时开发了相应的试剂盒,其具体操作方法如下:复苏的菌液与水样混合继续培养2h。暴露后的酵母经细胞破碎后与底物反应1h,测定上清液的OD420,然后计算半乳糖苷酶活性。环境雌激素试剂盒在行业排水和河涌水样中进行有效的应用。 (2)微生物快速检测排水中微量有毒物质的技术规范和试剂盒产品研制。 利用广东省环境微生物菌种库的功能菌株为材料,根据剂量反应关系和微生物种属多样性筛选到了10个不同属的细菌和1株酵母菌.根据细胞脱氢酶反应原理构建了在96孔板上同时测试受试物的急性毒性的方法,已形成试验室内技术规范和初步的产品。2010年6月应用该试剂盒检测了大墩、石滩和太原泵站水样的微生物毒性。
[成果] 1800300093 广东
X82 应用技术 环境监测 公布年份:2018
成果简介:所属类别:监测与预警技术技术来源:技术优化集成适用范围:河流毒害污染物分析监测基本原理: 污染物进入水环境后,对水生生物表现出各种生态毒理效应。其效应终点有非专一性的致死性、生长抑制和导致繁殖能力异常等,还有相对专一性的遗传毒性、芳香烃受体效应和内分泌干扰效应等。生态毒理效应测试有活体和离体生物测试方法。污染物的致死性、生长抑制和导致繁殖力异常等效应采用活体生物测试方法测定,而污染物的遗传毒性、芳香烃受体效应和雌激素活性可采用离体生物测试方法。 生态风险评价过程包括危害识别、暴露评价和影响评价(USEPA,1998a)。危害识别即分析污染物对生物潜在的不利影响。暴露评价是预测和测定污染物的暴露浓度。影响评价是对污染物的剂量-效应关系的评价。生态风险评价的主要工作体现在暴露评价和影响评价相结合的风险表征过程。首先确定水体和沉积物中污染物的暴露水平,然后根据文献资料中报道的污染物的生态毒性数据,得到预测无效应浓度(predicted no effect concentrations,PNECs),通过环境中监测或预测的污染物暴露水平与PNECs比较,根据风险等级划分标准表征风险高低,确定受影响的生物。根据取得风险表征结果,对污染物进行风险管理。风险管理一般包括风险分类[不可接受的风险(≥PNEC)、需要降低的风险(1%PNEC~PNEC)和可忽略的风险(<1%PNEC)]、风险效益分析、风险降低措施和环境监测审查。由于风险评价过程有许多不确定性,因此需要不断更新数据,进行验证和再评价。 关键技术: 在综合欧美等发达国家毒害污染物生态风险评价方法的基础上,通过预测或测定环境浓度(PEC或MEC)进行暴露评价,以生态毒性的剂量效应关系推导预测无影响浓度(PNEC)进行影响评价,然后以风险商(RQ)进行风险表征,据此提出了我国开展流域水体和沉积物中毒害污染物的风险评价体系,针对东江流域水质特点,推导出200余种毒害污染物的PNEC值,并建立了毒害污染物生态毒性数据库,集成流域毒害污染物风险评估技术1套。该课题建立的生态风险评价方法是基于环境水体和沉积物的实际监测浓度进行的评价。
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