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本發(fā)明公開了一種水文區(qū)污染物監(jiān)測的方法，包括 1：集成 SWAT 土壤水評估模型和地理信息模型， 利用區(qū)域地理信息進行評估計算水文區(qū)中的 NH4、TN、TP、COD 及泥沙含量；2：根據(jù)污染物含量， 利用污染物的等級劃分規(guī)則，將子區(qū)域的顏色分為四個等級：綠色、淺綠色、黃色、紅色；3：根據(jù)污 染物含量，繪制出指定河流指定污染點源的污染指數(shù)的變化趨勢；4：根據(jù)地理信息模型獲取并調(diào)整污 染點源參數(shù)及新增污染點源，回轉(zhuǎn)執(zhí)行所述的步驟 1，直至所需的污染點源均執(zhí)行完畢；5：水文區(qū)污染 物數(shù)據(jù)計算、顯示、數(shù)據(jù)輸出及預警。本發(fā)明首次將土壤水評估計算模型與地理信息模型結(jié)合，提高了 計算精度，解決一般數(shù)據(jù)模型計算結(jié)果不直觀、治理難的問題，預警明確直觀。 

污水處理、石油化工、煤氣和煤炭焦化、有色金屬冶煉等行業(yè)在生產(chǎn)過程中往往向大氣排放大量的硫化物。這些硫化物，一方面是寶貴的化工原料，另一方面又是污染環(huán)境的有害物質(zhì)。硫在環(huán)境中大量以硫化氫、硫氧化物及有機硫形式存在，很多硫化物具有刺激性氣味，嚴重影響大氣環(huán)境、植物生長以及居民的日常生活。所以，嚴格控制這些重點行業(yè)排放含硫化物的氣體，對保護環(huán)境具有十分重大的意義。 北京化工大學開發(fā)了新型含硫化物工業(yè)廢氣綠色凈化工藝，并對脫除的硫化物進行綜合利用，達到防治與資源化的雙重目標。 北京化工大學研制了新型復合液體脫硫劑，開發(fā)了濕法氧化脫硫異相處理新工藝，克服醇胺吸收法及濕法催化氧化（如PDS法）等均相處理硫化氫方法中脫硫劑組成配制復雜、易降解、易流失、需要定期補給脫硫劑活性成分和脫硫工藝必須嚴格控制脫硫劑水反應液的酸堿度等缺陷，實現(xiàn)反應凈化及副產(chǎn)物的自動分離，直接將復合氣體組分中含硫成分轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，避免脫硫過程工藝長、能耗大、設備腐蝕、脫硫劑降解、被水稀釋而導致脫硫劑成分變化和流失的二次污染等問題，達到氣體凈化及資源化的目標。 技術(shù)指標為1、可處理廢氣指標: 硫化氫氣體含量為0～100％（wt）；2、脫硫劑指標: 熱穩(wěn)定性≤200℃，粘度≤100mPa·S，含水量≤20ppm，活性成分≥25％（wt/wt）；3、工藝指標：溫度為室溫～200℃，壓力為常壓，空速為200～2000h-1；4、經(jīng)濟指標：脫硫率≥99％，硫磺純度≥99％，使用壽命≥3年。應用范圍為石油煉廠氣脫硫，天然氣、焦爐煤氣脫硫，廢水處理末端廢氣的治理。本項目的核心是應用異相在線分離技術(shù)。脫硫劑合成工藝簡單且性能穩(wěn)定，脫硫工藝具有脫硫劑流失性小、節(jié)約用水、反應分離一體化、工藝流程短及不造成二次污染的特點，能夠替代傳統(tǒng)液體脫硫劑，應用于石化煉廠氣、天然氣、焦爐煤氣等的高濃度脫硫，也可以用于石化工業(yè)等廢水處理末端低濃度有毒廢氣的現(xiàn)場處理，充分表現(xiàn)出適用范圍廣、效率高、節(jié)水、無二次污染、易再生循環(huán)使用等方面的優(yōu)點，具有重大的環(huán)境保護功能，市場前景相當廣闊。制作單元化操作設備與工藝，根據(jù)不同需求實施單元組合集成，設備投資小，在精細化工及資源環(huán)境領域的廣泛使用將產(chǎn)生巨大經(jīng)濟效益和社會效益。

基于目前世界上亟需解決的環(huán)境污染和能源危機兩大問題，開發(fā)一種同時凈化環(huán)境與能源轉(zhuǎn)化的裝置將具有巨大的應用潛力。因此對于水體環(huán)境污染處理和清潔能源生產(chǎn)本課題組已開發(fā)出有效的技術(shù)——光電催化有機污染物降解協(xié)同產(chǎn)氫。開發(fā)了新型金屬氧化物納米管陣列異質(zhì)結(jié)雜化光電催化體系,在電場誘導下，使光生電子與空穴分別于陰極和陽極氧化降解有機污染物與析氫，實現(xiàn)光電催化同步去污與制氫。通過增強納米管陣列與基底相互作用，納米管本體結(jié)晶度提高或單晶化，納米管管壁表面形成異質(zhì)結(jié)光催化雜化體系和導電碳基材料的修飾等途徑，提高光生電子傳輸速率，促成電子與空穴有效分離，拓寬體系的光響應范圍，提高光的吸收效率與量子效率。結(jié)合表征等手段及分析，闡明光電催化體系的構(gòu)效關系，設計出高效、穩(wěn)定的新型光電催化構(gòu)筑應用于污水的資源化。通過兩個反應過程的相互促進，不僅提高了光催化效率，而且符合變“廢”為寶的綠色能源化學理念；構(gòu)建了新型光催化反應器和高性能光電催化劑；發(fā)展了光電協(xié)同催化理論在同步去污-制氫反應中的應用。

1. 痛點問題 水中內(nèi)分泌干擾物、微囊藻毒素等微量有毒污染物對生態(tài)環(huán)境和人體健康帶來潛在不利影響，已經(jīng)演變成為全球性關注的重大環(huán)境問題。因此，發(fā)展微量有毒污染物的快速監(jiān)測技術(shù)，對于應對微量有毒污染物環(huán)境與健康風險具有重要的支撐作用和現(xiàn)實意義。 儀器分析技術(shù)是水中微量有毒污染物標準檢測技術(shù)，然而這類技術(shù)需要昂貴的儀器，冗長費力的樣品準備過程和專業(yè)的操作人員，限制了此類技術(shù)在污染事故應急、現(xiàn)場快速監(jiān)測等領域的應用。此外，對于總微囊藻毒素這類包含上百種結(jié)構(gòu)變異體的混合物，依賴于化合物結(jié)構(gòu)實現(xiàn)濃度分析的儀器分析技術(shù)無法窮盡，特別是捕捉到尚未鑒定出來的微囊藻毒素變異體。免疫分析技術(shù)利用抗體對抗原的特異性親和作用，可實現(xiàn)對一種或一類微量污染物的快速高靈敏分析。基于免疫分析原理構(gòu)建的酶聯(lián)免疫檢測試劑盒具有快速、高靈敏、操作簡便、易于標準化等優(yōu)點，其核心是抗體材料。特別是，為了篩查總微囊藻毒素結(jié)構(gòu)變異體并預警藍藻水華，美國環(huán)境保護署于2016年公布了最新的未管制污染物監(jiān)測規(guī)則，其明確推薦發(fā)展基于酶聯(lián)免疫檢測試劑盒的總微囊藻毒素快速檢測方法，其中，具有微囊藻毒素結(jié)構(gòu)變異體廣譜識別能力的抗體是發(fā)展該技術(shù)的核心材料支撐。 本項目攻克水中微量有毒污染物免疫檢測中的關鍵瓶頸，有望解決現(xiàn)有技術(shù)痛點，為發(fā)展水中微量有毒污染物快速ELISA檢測技術(shù)提供支撐。 2. 解決方案 針對水中藍藻毒素，發(fā)明了一種廣譜型微囊藻毒素單克隆抗體及其制備方法。該抗體能夠特異性識別總微囊藻毒素與節(jié)球藻毒素Adda基團，檢出限達到0.1 ng/ml，對12種微囊藻毒素結(jié)構(gòu)變異體交叉反應率55~125%，線性范圍跨越一個數(shù)量級，為研發(fā)總微囊藻毒素ELISA試劑盒提供了材料支撐。針對水中痕量內(nèi)分泌干擾物，發(fā)明了固相識別雌激素受體的雌二醇衍生物篩選方法，可以篩選出與雌激素受體具有高特異性高親和力的衍生物，進而可以縮短固相雌二醇與雌激素受體結(jié)合的時間，增加體外環(huán)境下的結(jié)合穩(wěn)定性與親和力；建立了一種利用間接競爭ELISA 高通量快速篩查多種內(nèi)分泌干擾物的方法，可以實現(xiàn)水中多種內(nèi)分泌干擾物的同步快速檢測，典型標準曲線測試結(jié)果顯示該方法對雙酚A檢出限為3.6 μg/L，定量檢測區(qū)間為8.2-264.7 μg/L；對雌二醇檢出限為3.2 μg/L，定量檢測區(qū)間為4.2-12.0 μg/L；對壬基酚檢出限為24.8 μg/L，定量檢測區(qū)間為8.2-264.7 μg/L。 合作需求 1、尋求在水環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)研發(fā)、生產(chǎn)和銷售及運營服務的企業(yè)開展技術(shù)研發(fā)合作； 2、尋求在生態(tài)環(huán)境、水利、市政等政府部門或事業(yè)單位及受環(huán)保部門重點監(jiān)管的污染源企業(yè)的環(huán)境監(jiān)測相關應用場景對接資源。

本技術(shù)的功能是這樣實現(xiàn)的：對雨水排放口作一定改造，在雨水口兩側(cè)設置雨水滯留小室和溢流堰，使初期雨水流入小室并截留污染物，后期雨水通過溢流堰直接進入水體。雨水滯留小室是一種生物填料床，能有效截留有機污染物并生物降解。本技術(shù)的效果是：無機械、電子設備，結(jié)構(gòu)簡單，效果可靠，維護方便，可顯著去除初期雨水顆粒有機物，適用于控制城市景觀河初期雨水污染物的入河量。

該成果圍繞燃煤電廠燃燒后深度節(jié)水節(jié)能和凈化技術(shù)開展系列新技術(shù)研發(fā)工作，包括開發(fā)了一套綜合考慮水系統(tǒng)、熱力系統(tǒng)和煙氣系統(tǒng)的綜合模擬仿真平臺，開發(fā)了煙氣－乏汽提質(zhì)利用新工藝、節(jié)能型廢水零排放技術(shù)、褐煤機組全鏈條取水工藝，在此基礎上研發(fā)了均流式靜電除塵器、低能耗煙氣換熱器及吸收式熱泵系統(tǒng)等關鍵部件，同時基于多維多尺度多物理場及人工智能算法，開發(fā)出環(huán)保島數(shù)字孿生技術(shù)。部分產(chǎn)品已完成小試、中試，靜電除塵器已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。 該成果圍繞燃煤電廠燃燒后深度節(jié)水節(jié)能和凈化技術(shù)開展系列新技術(shù)研發(fā)工作，包括開發(fā)了一套綜合考慮水系統(tǒng)、熱力系統(tǒng)和煙氣系統(tǒng)的綜合模擬仿真平臺，開發(fā)了煙氣－乏汽提質(zhì)利用新工藝、節(jié)能型廢水零排放技術(shù)、褐煤機組全鏈條取水工藝，在此基礎上研發(fā)了均流式靜電除塵器、低能耗煙氣換熱器及吸收式熱泵系統(tǒng)等關鍵部件，同時基于多維多尺度多物理場及人工智能算法，開發(fā)出環(huán)保島數(shù)字孿生技術(shù)。部分產(chǎn)品已完成小試、中試，靜電除塵器已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

持久性有機污染物（POPs）是《斯德哥爾摩公約》的控制對象，是全球關注的環(huán)境污染物，其環(huán)境污染特征和去除控制原理是環(huán)境學科重要的基礎科學問題。該項目緊緊圍繞鹵代POPs 污染水平和存在形態(tài)、脫鹵機理和降解原理、吸附特性和去除機理三個關鍵科學問題，通過深入剖析典型受污染環(huán)境，揭示了傳統(tǒng)POPs 和新增列POPs 的污染水平和賦存狀態(tài)等環(huán)境污染特征；針對鹵代POPs 難降解特點，突破了高效催化脫鹵降解和吸附去除等物化技術(shù)原理，持續(xù)研究15 年，成果得到國內(nèi)外同行的高度認可。

近年來，大氣污染問題日益嚴重，尤其是霧霾、光化學煙霧、臭氧等問題已經(jīng)引起國內(nèi)外廣泛關注。揮發(fā)性有機氣體（VOCs）是造成霧霾及臭氧（O3）的重要污染物。吸附法是去除VOCs高效簡便的方法之一，但在實際應用中，水蒸氣的存在與VOCs產(chǎn)生競爭吸附，因此設計具有高VOCs吸附性能的疏水性吸附劑具有重要意義。近日，天津大學環(huán)境學院“大氣環(huán)境與生物能源團隊”（http://catalysis.tju.edu.cn/）針對分子篩表面親水性及其在含濕條件下VOCs吸附應用存在的問題，利用多孔有機聚合物疏水性等特征，設計合成了一系列分子篩與多孔有機聚合物核殼結(jié)構(gòu)的新型吸附材料，所開發(fā)的吸附劑有效提高了分子篩表面疏水性，并且大大提升了其在干燥和潮濕條件下的甲苯吸附性能。相關研究成果《Core-shell structured Y zeolite/hydrophobic organic polymer with improved toluene adsorption capacity under dry and wet conditions》已發(fā)表在環(huán)境類國際高水平期刊Chemical Engineering Journal（IF: 10.652）上。該系列吸附劑的研發(fā)為制備一系列疏水性吸附劑提供了新的思路。

項目成果/簡介:近年來，大氣污染問題日益嚴重，尤其是霧霾、光化學煙霧、臭氧等問題已經(jīng)引起國內(nèi)外廣泛關注。揮發(fā)性有機氣體（VOCs）是造成霧霾及臭氧（O3）的重要污染物。吸附法是去除VOCs高效簡便的方法之一，但在實際應用中，水蒸氣的存在與VOCs產(chǎn)生競爭吸附，因此設計具有高VOCs吸附性能的疏水性吸附劑具有重要意義。近日，天津大學環(huán)境學院“大氣環(huán)境與生物能源團隊”（http://catalysis.tju.edu.cn/）針對分子篩表面親水性及其在含濕條件下VOCs吸附應用存在的問題，利用多孔有機聚合物疏水性等特征，設計合成了一系列分子篩與多孔有機聚合物核殼結(jié)構(gòu)的新型吸附材料，所開發(fā)的吸附劑有效提高了分子篩表面疏水性，并且大大提升了其在干燥和潮濕條件下的甲苯吸附性能。相關研究成果《Core-shell structured Y zeolite/hydrophobic organic polymer with improved toluene adsorption capacity under dry and wet conditions》已發(fā)表在環(huán)境類國際高水平期刊Chemical Engineering Journal（IF: 10.652）上。該系列吸附劑的研發(fā)為制備一系列疏水性吸附劑提供了新的思路。

流域模型 GWLF 平臺介紹：通用流域污染負荷模型（簡稱 GWLF 模型）是 1987 年由美國康奈爾大學提出的一種半分布式、半經(jīng)驗式 流域模型算法，主要用于在中尺度流域(幾百～萬 km2 左右)模擬水文 及污染物負荷通量，可以提供逐月的模擬結(jié)果并對關鍵斷面（如國家、 省級考核斷面，跨區(qū)域（跨行政區(qū)）分界斷面，生態(tài)補償斷面）污染 源構(gòu)成進行來源解析。其所需數(shù)據(jù)類型及數(shù)據(jù)量與我國的水環(huán)境、水 資源管理部門所能提供的數(shù)據(jù)類型相匹配，保證了該模型在我國流域 管理中的適用性和可達性，為流域尺度或區(qū)域尺度（一般市級行政區(qū) 域大小為幾百～萬 km2）水環(huán)境及水資源規(guī)劃、決策與管理提供可靠 支持。該模型為美國 TMDL 計劃實施推薦流域模型之一。利用該模 型所得結(jié)論可以進一步加工分析并結(jié)合 GIS 等空間分析軟件，得出時 圖 1：南開大學國家環(huán)境保護 城市空氣顆粒物污染防治重點實驗 室“顆粒物來源解析及污染防治技 術(shù)研究與應用”城市分布圖空差異分析結(jié)果，為區(qū)域或城市水環(huán)境管理急需的決策提供支持與建 議。