欧洲乳制品的高氮成本:集约化导致的恶化

集约化农业被推举为单位产品排放最小化的方法之一,并明显地促使正在进行的农业结构转变显得合理.我们选择了几个涵盖很大的环境和生产集约水平范围的奶牛场,通过计算氮总体排放因子(E表示产品中每单位氮的总氮过剩量)来研究农业集约与氮耗散(dissipation)之间的关系.基本步骤如下1)不同营养级(矿物质、动物、植物中)氮的差异;2)与所购买饲料有关的氮损失.研究结果表明,E值随奶牛场生产强度的增加而显著增大.将牲畜和作物部分分离开来各自实现最优化的惯例是可能原因.我们认为更粗放的农业,即作物与牲畜生产再耦合,以及在减少生产的同时保持耕作,可减轻氮污染.     

氮和食物生产:人类饮食中的蛋白质

在工业化前的各类农业中,氮是最普通的作物产量限制性营养元素,但氨的Haber-Bosch合成法最终突破了这种限制.人类对氮肥不断增强的依赖性是对生物圈氮循环最大程度的干扰,其作用表现在两个方面:在富裕的国家,通常它有助于生产出过剩的食物,特别是动物性食物,并且增加农产品出口量;但是,在人口最稠密的国家,氮肥的使用使至少1/3的人的饮食介于营养失调和营养丰富之间.我们对人类氮(蛋白质)需求的理解经历了许多次修正,尽管仍有一些不确定之处,但是有一点是清楚的,在富有的国家,蛋白质的平均摄入量过多,而对于数亿的亚洲、非洲和拉丁美洲人来说,摄入量又不足.将需要更多的饮食蛋白质以消除这些差别.通过合理的耕作方式,以及通过更高效率的饲料转化和主要饮食结构的逐渐改变,未来全球性氮肥使用量可以减少.最终,在不输入大量氯的情况下,使日益增长的世界人口获得丰富的营养物质将成为可能.     

水生生态系统中的氮

从淡水到河口、沿海和海水系统的连续统一体中,水生生态系统对营养富集和营养比变化的反应各不相同.尽管在淡水系统里,人们认为磷是浮游植物生产的限制性营养元素,但大气中氮的影响和它对淡水酸化所起的作用却可以是有害的.从河口到海岸带的连续统一体中,随着盐的梯度和季节不同,在氮、磷、硅之间出现多元的营养限制,但是,一般认为氮是浮游植物生物量积累的主要限制性营养元素.在氮和磷通量、浮游植物初级生产及渔业产量之间有确切的、非线性的正相关关系.流向河口.海岸和海洋系统的营养负载超过了营养富集后生产活动的同化能力,以及水质发生恶化时,存在着各种阈值.其影响包括有害和有毒藻类的滋生、混浊度增加,随后是沉水植物消失、缺氧、生态系统功能瓦解、栖息地丧失、生物多样性丧失、食物网变换,以及捕捞渔业的损失.     

氮与自然

在某种程度上,人类对全球氮循环的改变是很重要的,因为增加的氮极大地改变了许多天然生态系统的组成、生产率和其它性质.增加的氮为什么有这么大的影响力?为什么如此多的天然生态系统都处于缺氮状态?减缓氯相对于其它元素的循环过程,和控制生态系统水平的氮输入输出过程,都使氮供应成为生态系统动态的限制因子.我们讨论了可以减慢氮循环的因子:陆地植物和其它有机体之间的化学计量学差异,蛋白质沉淀防御植物的多度,土壤有机质中C-N键状态.对输入来讲,氮固定的能量消耗及其后果,氮以外的养分供应,对固氮者的优先取食,所有这些都能限制生物固氮者的多度和/或活动.这些过程加在一起,推动和维持着许多天然陆地生态系统的氮限制.     

能源、工业和氮:降低活性氮排放战略

在矿物燃料和生物材料的大气燃烧过程中,以及某些化学制品和产品的生产过程中,会释放出氯氧化物.氮氧化物能与天然的或人造的挥发性有机化合物反应,生成烟雾,或氮氧化物被进一步氧化,生成粉尘雾霾,也可生成使水土富营养的酸雨.活性氮形成于能源部门,然后通过大气、水圈和土壤进行循环,最后进行不完全的脱氮反应,形成促使地球变暖、消耗平流层的臭氧的气体--一氧化二氮或分子氮.对氮循环进行经济分析时,怎样确定进行干预的最经济有效的切入点,本文将为此提供建议.机动车辆、电厂和加热锅炉的矿物燃料燃烧过程中释放的氯氧化物,可以通过附加的排放控制技术进行控制,也可通过导致二氧化碳还原的同样技术方案来将其消除.这些综合战略也持续成为影响经济发展和国家安全的问题.同样在工业生产中,应将精力更有效地集中于重新设计工业工艺,而不是将精力放在消除当前系统中的氮氧化物污染上.本文将建议使用何种战略来解决多重利益,而不是只集中在单一的污染物上.     

提高农业种植体系有机物质中氮利用的可能性研究

土壤有机养分源中的氮释放受许多因子的影响,如土壤温度和水分、有机物质的化学组成.在某种程度上,控制有机物质的化学组成可以增加氮释放和植物需求的同步性,而气候因子是不能控制的,因此在计划管理措施时要考虑这些因素.本文通过调节新鲜或预处理过的植物材料和牲畜粪肥的化学组成、施用时间以及有意分配,来探讨影响氮释放的不同途径.最后阐述提高氮利用率需要实施的农场外的(off-farm)的选择,尤其是对氮过剩的农业体系.     

增加粮食需求,减少对无机氮的依赖性

较高的作物产量通常需要较高的养分使用率,因此就使无机氮的使用增加.到2030年,估计粮食的年需求量约为28亿t,相应的无机氮消耗量为9600万t(在1995～1997年间,无机氮的年消耗量为7800万t).从全球范围来讲,由于使用无机肥料而流失到周围环境中去的无机氮目前为每年3600万t,价值117亿美元,它们对环境保护起反作用.但是,新型的提高肥料使用效率(FUE)技术可以增加产量但不使无机氯的使用成比例增加.并且,含氮养分的供应可以通过改进农业生产系统和开发如生物固氮(BNF)等可替代资源而扩大.到2030年,随着出台适当的政策、实施技术转让、对研究和投资提供支持以及在农田采用化肥使用效率(FUE)和生物固氮(BNF)技术等,可以使无机氯每年节省1000万t,价值33亿美元.     

活性氮和世界:200年的变化

本文通过将19世纪后期和20世纪后期的氮流动情况进行对比,分析了食物和能源生产对全球氮循环的影响.我们虽然对人类产生的活性氮的数量及其释放到环境所产生的主要影响有了充分的认识,但是,我们对于环境库中氮的累积速度缺乏了解,由于积累在环境中的氮具有阶式效应,因此,对其在环境中的积累尚有不明之处.未来活性氮的产生、分布状况及其形成速度增加的可能性(尤其是在亚洲)存在巨大的区域性差异,因而需要制定"总活性氮措施",以优化食物和能源生产,保护环境系统.     

欧洲的氮状况

欧洲(不包括前苏联)的氮收支表明,欧洲氮循环加速的三个主要驱动力是肥料生产(14MtN/a)、矿物燃料燃烧及其它工业(3.3MtN/a)和各种产品中的氮输入(7.6MtN/a).本文估计了欧洲粮食、能源和工业产品系统中活性氮元素的各种泄漏,评估了它们对人类健康及水陆生态系统的影响.考虑到氮流转中的可能后果,未来欧洲有关封闭氮循环和减少活性氮泄漏的环境政策措施最好集中于三个主要驱动力.在确定氮排放上限和制定氯流控制的综合政策方面,如肥料使用、输入和氮水平,临界负载可能是非常有用的工具.     

不同氮水平下间作对玉米土壤硝化势和氨氧化微生物数量的影响

利用荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,Q-PCR)技术,结合氨氧化细菌(ammonia oxidizing bacteria,AOB)和氨氧化古菌(ammonia oxidizing archaea,AOA)丰度和土壤理化性质的测定,探索了不同氮水平下间作对玉米土壤硝化势(PNF)的影响.试验设置玉米单作和与马铃薯间作两个种植模式,4个施氮水平(不施氮N0、1/2常规施氮N1、常规施氮N2和3/2常规施氮N3)的随机区组试验.结果表明,从不施氮到常规施氮,土壤硝化势和AOA、AOB数量均随施氮量增加而逐渐增加,而高氮(N3)时与N2没有显著差异;间作对土壤硝化势、AOA与AOB数量的影响与施氮量和作物生育期有关,低氮投入(N1)间作有利于增加土壤氨氧化微生物数量和硝化作用.施肥是硝化势增加的主要驱动因子,相关性分析结果表明,土壤含水量是影响PNF的主要环境因子;PNF与土壤中AOA、AOB amoA基因丰度成显著的正相关.尽管玉米马铃薯间作降低了土壤中AOA、AOB amoA基因丰度,却使得间作土壤中AOB占据氨氧化微生物数量上的优势.以上结果表明,施氮和间作均影响了土壤硝化作用和氨氧化微生物AOA和AOB数量的变化,这些变化会影响土壤环境质量.     

青春 责任 梦想 行动 2015年千名青年环境友好使者夏令营侧记

<正>"我们处在世界正在发生重大变革的时代,中国也正在实现着民族伟大复兴的关键时刻。青年人要承担什么责任?""我们应该团结更多的青年人,向全社会积极宣传环保理念,保护我们共同生存的家园。"一名青年使者刚刚回答完贾峰主任的问题,全场响起的是掌声——雷鸣般的掌声!8月17日,2015年"千名青年环境友好使者夏令营"在成都市温江区正式开营。环境保护部宣传教育中心主任贾峰亲临现场,并为青年学子们讲授了热情     

Asbeste Arten,Entstehung, Bedeutung,Problematik

Types of asbestos are distinguished not only by structure, chemical compositon, shape of aggregates, and length and quality of fibers, but also by its formation. Though consisting of quite common elements, deposits are formed only under very special conditions. Its unique combination of properties has created over 3000 fields of application (about 70% in asbestos cement). Great efforts have been made to substitute all types of asbestos by harmless, similarly cheap and versatile synthetic fibers, owing to the unquestioned carcinogenic properties of all asbestos dusts. However, development of such fibers has not made any remarkable progress until recently. Consequently risk to workers in mining and manufactoring, consumers, outsiders, and the environment should be kept as low as possible by intensifying precautions and diminishing emissions.     

Effect of CaO on retention of S, Cl, Br, As, Mn, V, Cr, Ni, Cu, Zn, W and Pb in bottom ashes from fluidized-bed coal combustion power station

This work was conducted to evaluate whether Ca-bearing additives used during coal combustion can also help with the retention of some other elements. This work was focused on the evaluation of bottom ashes collected during four full-scale combustion tests at an operating thermal fluidized-bed power station. Bottom ashes were preferred to fly ashes for the study to avoid interference from condensation processes usually occurring in the post-combustion zone. This work focused on the behaviors of S, Cl, Br, As, Mn, V, Cr, Ni, Cu,Zn, W, and Pb. Strong positive correlations with CaO content in bottom ashes were observed（for all four combustion tests） for S, As, Cl and Br（R = 0.917-0.999）. Strong inverse proportionality was calculated between the contents of Pb, Zn, Ni, Cr and Mn and CaO, so these elements showed association to materials other than Ca-bearing compounds（e.g., to aluminosilicates, organic matter, etc.）. Somewhat unclear behaviors were observed for W, Cu, and V. Their correlation coefficients were evaluated as statistically ＂not significant＂, i.e., these elements were not thought to be significantly associated with CaO. It was also discovered that major enrichment of CaO in the finest bottom ash fractions could be advantageously used for simple separation of elements strongly associated with these fractions, mainly S and As, but also Cl or Br. Removal of5% of the finest ash particles brings about a decrease in As concentration down to 77%-80% of its original bulk ash content, which can be conveniently used e.g., when high As content complicates further ash utilization.     

珊瑚钨锡矿硅质尾矿中Cd、As、Zn、F富集迁移及环境污染

硅质尾矿在释放中性矿山废水(NMD)时所伴生的多元素复合污染问题值得重视。本文以桂东北珊瑚矿尾矿作为研究对象,通过分析该尾矿的组构、元素富集及迁移特性,筛选出主要污染元素,并探讨尾矿胶结层对元素富集迁移的影响。结果表明:(1)该尾矿中Cd、As、Zn及F富集程度较高、可交换态含量(易迁移释放量)较大,是主要的污染元素,而Cu、Pb、Tl产生污染的可能性较小;(2)胶结层对重金属具有再富集作用,但其对可交换态Cd、As(Tl)再富集明显,而对可交换态Cu、Pb、Zn再富集则不明显。胶结层中次生伊利石、石膏等胶结物趋向于吸附富集活性可交换态Cd、As。这表明该尾矿可能迁移释放出含Cd、As浓度较高的NMD。研究表明,硅质尾矿风化释出NMD的同时,可能伴生Cd、As、Zn等重金属以及F的复合污染。     

意大利的金枪鱼、箭鱼、鸬鹚以及家燕等体内的多氯萘、多氯联苯、多氯二苯-p-二恶英、多氯二苯并呋喃以及p,p''''-DDE

我们曾对从意大利收集的金枪鱼、箭鱼、普通鸬鹚以及家燕体内的p,p'-DDE、多氯联苯同类物(PCBs)、多氯二苯-p-二恶英(PCDDs)、多氯二苯并呋喃(PCDFs)以及多氯萘(PCNs)浓度进行过测量.     

The monitoring,Evaluation, reporting,verification, and certification of energy-efficiency projects

In this paper, we present an overview of guidelinesdeveloped for the monitoring, evaluation, reporting,verification, and certification (MERVC) ofenergy-efficiency projects for climate changemitigation. The monitoring and evaluation ofenergy-efficiency projects is needed to determine moreaccurately their impact on greenhouse gas (GHG)emissions and other attributes, and to ensure that theglobal climate is protected and that countryobligations are met. Reporting, verification andcertification will be needed for addressing therequirements of the Kyoto Protocol. While the cost ofmonitoring and evaluation of energy-efficiencyprojects is expected to be about 5–10% of a project'sbudget, the actual cost of monitoring and evaluationwill vary depending on many factors, including thelevel of precision required for measuring energy andGHG reductions, type of project, and amount of fundingavailable.     

Algorithmen,gehirne, computer

In order to say something substantial about the fundamental limits of machines (especially of computers) and of human calculations, we must explicate the concept of algorithm. Such an explication is provided by the Turing machine. Thus, problems have been discovered which cannot be solved algorithmically. For other problems there are problem-solving procedures, but no elegant algorithms. That men are fundamentally superior to machines has not been shown as yet.