基于MIEP模型的城市生态安全评价——以宁波市为例

基于城市生态安全内涵,运用PSR(压力-状态-响应)模型建立了宁波市生态安全评价指标体系,并以最大信息熵原理(MIEP)为基础,自组织特征映射神经网络(SOFM)为算法,借助MATLAB数学软件为计算平台,从复杂系统结构演化的角度提出了城市生态安全评价模型.最后,用MIEP模型对宁波市2002—2011年的城市生态安全进行评价.结果表明,2002—2011年宁波市生态安全水平逐年提高,2002—2009年处于临界安全状态,2010、2011年处于较安全状态.由于MIEP模型能较好地体现城市生态安全的时空演变动力学特性,连接权值的获取避免了人为设定的主观性,故在城市生态安全评价中有较明显的优势,且在预测上有一定的潜力.     

基于生态足迹模型的新晃县可持续发展能力评价

为定量评价湖南省西部地区可持续发展能力,采用2008-2013年新晃县统计年鉴和世界自然基金会(WWF)的相关数据,对新晃县6a(2007-2012年)来人均生态足迹和人均生态承载力进行实证计算和分析。结果表明:新晃县2007-2012年在较低的发展水平下一直处于生态赤字状态,且生态赤字逐年上升,处于不可持续的发展状态。同时在测算生态经济系统多样性指标和发展能力指标时发现生态经济多样性指数提升,系统的发展能力有所提高。最后讨论本研究中发现的生态足迹法存在的一些问题。     

基于生态足迹的铜山县可持续发展现状研究

本文以可持续发展理论为指导,运用生态足迹模型对铜山县2000—2008年的生态足迹和生态承载力进行计算,综合考虑生态需求与生态承载力,铜山县目前社会经济处于不可持续的发展状态。从社会经济的可持续发展能力看,生态可持续发展指数总体呈现不断下降趋势,铜山县生态可持续性水平在不断下降。     

基于生态系统健康的辽宁省海洋生态承载力评价

针对自然生态系统和传统承载力研究中评价标准相对单一的问题,提出基于生态系统健康的海洋生态承载力概念,探讨其内涵和基本特征,建立计量模型,提出生态承载力评价指标体系和标准的确定方法。以辽宁省为研究区域,构建了适合该区域的基于系统健康的生态承载力评价指标体系、权重和评价标准,对2000-2010 年的海洋生态承载力水平进行深入分析。结果表明,辽宁省海洋生态承载力指数呈波浪式上升,其健康等级从不健康升到亚健康。其中资源承载力长期处于亚健康;生态弹性力从不健康到亚健康,2010 年达到健康;人类活动潜力则一直处于不健康状态,最近两年有所好转。今后应加强海洋生态承载力各指标的优化,提高生态承载力水平和健康等级,实现海洋经济的可持续发展。     

资源型重工业城市生态承载力评价

从城市生态承载力的三类变量之间的关系出发,构建城市生态承载力评价模型;并以资源型重工业城市抚顺市2000～2009年数据为基础,分析了该市的生态压力参数和生态弹性力参数的变化情况,评价了抚顺市的生态承载力水平。结果表明:抚顺市生态承载力变化分为3个阶段,平稳期(2000～2002年)、起伏期(2002～2007年)和递增期(2007～2009年);生态承载力水平由2000年的-0.311增长到2009年的-0.017,抚顺市一直处于重载状态,属于高耗损型,强不可持续发展模式,但有趋于可持续发展的趋势。     

基于熵权TOPSIS模型的青岛市海洋资源环境承载力评价研究

为深度了解和把握海洋资源环境承载力水平与演变趋势,从海洋经济发展、海洋资源承载和海洋环境承载3个系统选取28个指标构建海洋资源环境承载力评价体系,运用熵权TOPSIS模型对青岛市2004年~2015年海洋资源环境承载力及内部承载力水平进行评价。实证结果表明:2004年~2007年青岛市海洋资源环境承载力水平呈现下降趋势,2008年~2011年上升趋势明显,2012年又呈现下滑趋势,海洋资源环境承载力仍面临较大的威胁,承载力水平总体评价指数不高。其中,海洋经济发展水平呈稳步上升趋势;海洋资源承载波动起伏,2004年达到最大值0.3251;海洋环境承载水平整体呈波动上升趋势,且与青岛市海洋资源环境承载力变化趋势基本吻合。     

辽中地区矿业城市生态承载力研究

生态足迹模型是度量可持续发展的一种方法,加入经济因子以提高模型评价的准确性,为辽中地区矿业城市可持续发展提供决策依据。运用生态足迹模型计算了辽中地区矿业城市1985~2005年人均生态足迹、人均生态承载力和生态赤字,利用压力-状态-响应模型耦合生态足迹、生态承载力和经济因子得到综合生态承载力指数,评价了辽中地区矿业城市1985~2005年综合生态承载力水平。结果表明:1985~2005年,辽中地区矿业城市人均生态足迹从1.79 hm²增至3.53 hm²,增长率为97.43%;人均生态承载力从0.78 hm²增至0.81 hm²,生态赤字从-1.01 hm²增至-2.73 hm²,增加了190.17%;综合生态承载力指数先降低,2000年以后略有增加,其中综合生态承载力水平1985年很高,1990年较低,1995、2000年一般,2003、2005年较高。对比生态足迹模型得到的生态承载力和通过压力-状态-响应模型得到的综合生态承载力指数,两者的变化趋势一致,具有很强的相关性。综合生态承载力指数评价指标的丰富在一定程度上增加了评价的公正性和准确性,可以更好地反映区域可持续发展程度,为其它生态足迹研究提供了一定的借鉴。     

基于生态足迹模型的流域生态承载力时空演变研究

基于生态足迹模型评价流域生态承载力及生态系统压力具有重要的现实意义。文章运用生态足迹模型,测度了九龙江流域2000年、2005年、2010年和2015年生态足迹、生态承载力、生态赤字以及生态压力指数,并对比分析了不同区域、不同地类之间的差异。结果表明:(1)2000-2015年,九龙江流域生态足迹快速上升,由540万hm~2增加至1 257万hm~2;生态承载力缓慢下降,由260万hm~2下降至254万hm~2,这导致生态赤字不断扩大和生态系统压力不断增加;(2)不同区域差异方面,生态足迹由高到低依次为市辖区、县级市和一般县,而生态承载力分布规律与之相反,导致3类区域生态赤字差异不断扩大;(3)不同地类方面,6类土地类型中,耕地和化石能源用地是流域生态足迹的主要贡献因子。其中,化石能源用地是影响流域生态足迹快速上升的关键驱动因子;同时,各地类生态承载力贡献率也在不断变化,主要表现为耕地的下降和建设用地的上升。     

基于系统动力学的海洋生态承载力研究——以惠州市为例

本文以惠州市为例,构建了海洋生态承载力评价指标体系,分为压力类、支持力类和区域交流类3个目标层,包含人口、经济发展、环境污染与资源利用、资源供给能力、环境纳污能力、人类社会支持能力、产品交换等7个准则层。运用状态空间模型对惠州市2004~2013年10 a间的海洋生态承载力状况进行定量评价。结果显示:惠州市海洋生态承载力呈现波动变化,部分年份出现超载情况。2004~2008年,环境污染与资源利用是海洋生态系统主要的压力,2009年开始,经济发展成为主要压力。支持力水平总体平稳,且不断改善。利用系统动力学模型预测在现有发展模式下,由于经济增长过快,废水排放量和固废产生量增加,海洋生态承载力指数将逐年上升,2018~2020年将出现超载现象,为确保海洋生态承载力在可载范围内,惠州市需加快城市化进程,采用集约化增长方式,降低经济增长速度,提高污染物处理率。     

枣庄市生态足迹动态研究

应用生态足迹模型对山东省枣庄市1995-2008年生态足迹进行了计算,分析该市14年来各类土地生态足迹消费和供给的动态变化趋势,研究了该市土地资源利用的可持续性发展状况。结果表明,枣庄市生态足迹消费从1995年的2.926 4 hm2/人增加到2008年的6.880 1 hm2/人,增加了2.25倍;生态足迹消费大于土地生态系统的承载力表现为生态赤字,赤字水平由1995年的2.630 4hm2/人上升到2008年的6.529 0 hm2/人,增加了2.48倍,区域内的土地利用处于不可持续发展状态。计算表明该市的资源利用方式仍处于消耗型、粗放型阶段,发展模式是不可持续的,其生态环境具有不安全性,社会经济发展与生态环境的协调性很差。     

4种金属离子对高岭土胶体上蒽分布的影响

在水/土比10、180r/min振荡和室温28℃条件下,研究Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ca2+对高岭土上蒽分布的影响.结果表明,高岭土对Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ca2+的吸附平衡时间和平衡浓度分别为24h和(20 ± 3)mg/g.当金属离子负荷330mg/g时,上清液中高岭土胶体最低浓度为(40 ± 3)mg/L.添加Fe3+时,总胶体浓度从52mg/L增加到133mg/L;添加Cu2+或Zn2+时,总胶体浓度从52mg/L增加到110mg/L;添加Ca2+时,总胶体浓度从52mg/L增加到73mg/L.上清液中蒽浓度增加趋势与上清液中总胶体浓度的变化趋势一致,添加Fe3+时,蒽浓度从30ng/L增加到73ng/L;添加Cu2+或Zn2+时,蒽浓度从28,35ng/L增加到65,66ng/L;添加Ca2+时,蒽浓度从40ng/L增加到50ng/L.上清液中蒽浓度的增加趋势与所添加的金属电荷密度高低顺序一致(Fe3+ > Cu2+、Zn2+).在pH值为6.5时,Ca2+对增加上清液中蒽浓度能力最弱.     

辽河干流消落区沉积物重金属污染特征研究

通过测定辽河干流消落区10个断面中0~5cm、5~15cm、15~30cm深沉积物中重金属Pb、Cu、Zn、Cd含量,揭示消落区干－湿交替下沉积物重金属的污染特征.采用原子吸收分光光度计测定重金属含量,并采用地质累积指数与潜在生态危害指数评估重金属污染状况.结果表明,除Cd外,Cu、Zn与Pb的含量均值分别为31.4mg/kg、28.14mg/kg、43.75mg/kg,均低于中国土壤环境质量标准I级土壤标准;Cd含量均值1.438mg/kg,是中国土壤环境质量标准I级土壤标准的7.19倍,是辽河水系沉积物平均值的1.29倍,辽宁省土壤背景值的13.31倍,表明研究区Cd污染严重.地质累积指数评价表明,Pb、Cu、Zn的污染程度低于1级,Cd达2级中度污染以上,在通江口达3.92,为5级强污染;据潜在生态危害评价,达牛渡口上游干流潜在生态危害指数为强以上,通江口生态危害指数最高,且生态危害主要来源于Cd.相关性分析表明,Pb、Cu与Zn间相关性极显著,可能有相同的污染源,Cd有单独的污染源.     

四溴双酚-A和五溴酚对红鲫甲状腺激素和脱碘酶的影响

将红鲫(Carassius auratus)分别暴露于0.5mg·L-1四滇双酚-A(TBBPA)和0.1 mg·L-1五澳酚(PBP)中28 d,采用放射性免疫分析法和化学发光酶联免疫分析法检测红鲫的血清甲状腺激素水平和肝脏脱碘酶活性.结果显示,TBBPA能使红鲫血清TT4和TT3水平降低,rT3水平、肝脏脱碘酶ID2和ID3活性升高.PBP对红鲫甲状腺系统的干扰要小于TBBPA,它对红鲫血清TT3水平和ID2活性几乎没有影响.上述结果表明,TBBPA和PBP能够干扰红鲫体内甲状腺激素的稳态,加速甲状腺激素在肝脏内的转化和代谢;这可能是通过抑制甲状腺激素与运载蛋白的结合来实现的.     

味精废水处理研究

味精废水具有浓度高、粘性大、pH值低、SS含量高等特点 ,其中SO42 及NH3 N含量高 ,使味精废水处理难度大。用Ca(OH) 2 中和味精废水 ,从而找出味精废水进入生化段的最佳条件     

Cu~(2+)和Zn~(2+)对日本新糠虾生长、蛋白含量和体内磷酸酶活性的影响

观察了不同浓度(10、20、40和80 μg/L)重金属离子Cu~(2+)和Zn~(2+)对日本新糠虾存活、蜕皮、蛋白含量和体内磷酸酶(碱性磷酸酶和酸性磷酸酶)活性的慢性(30 d)影响.结果显示:(1)Cu~(2+)和Zn~(2+)能明显降低糠虾存活率,金属离子浓度增高,存活率降低,其中Cu~(2+)引起的存活率降低更为明显,在最高浓度(80 μg/ L)Cu~(2+)组中糠虾的存活率仅为同浓度Zn~(2+)组的1/3,两组均明显低于对照组(P<0.05);Cu~(2+)和Zn~(2+)能明显降低糠虾蜕皮次数,最高浓度(80 μg/ L)Cu~(2+)和Zn~(2+)中糠虾的蜕皮数分别为11.00±1.73(次)和11.33±0.58(次),分别约为对照组的55.92%和57.6%.(2)Cu~(2+)和Zn~(2+)均能明显影响糠虾蛋白含量,其中Cu~(2+)的影响力更强,最高浓度(80 μg/ L)Cu~(2+)组糠虾体内蛋白白含量占湿重比为9.78%,仅约为对照组的1/2.(3)Cu~(2+)和Zn~(2+)能明显抑制糠虾体内两种磷酸酶的活力,碱性磷酸酶和酸性磷酸酶活力能作为糠虾监测环境重金属污染(Cu~(2+)和Zn~(2+))的检测指标.     

Pollution of NPEOs in four municipal sewage treatment plants in the north of China

The concentration and distribution of nonylphenol polyethoxylates (NPEOs represents the mixture, and NPnEO represents the monomer) and its metabolites in the influent and effluent of four municipal sewage treatment plants (STPs) in the north of China were measured. Moreover, the concentration and distribution of the above chemicals in the sludge of two STPs were also determined, and the transfer and fate of NPEOs in the sewage treatment process were discussed primarily by analyzing the distribution of the products in the effluent and the sludge. The results showed that NPEOs and its metabolites existed in all the samples of the influent, effluent, and sludge. NPEOs were degraded in the sewage treatment process with the removal efficiency in the range of 23.38%–77.11%, or an average of 52.86%. However, the large analogs of NPnEO were only degraded to small ones, whose degradation rate was rather slow, and consequently the degradation was not complete. Hence, the concentrations of some small metabolites, such as nonylphenol (NP), nonylphenol monoethoxylate (NP1EO), and nonylphenol diethoxylate (NP2EO) were elevated in the effluent. These small metabolites are more toxic than the large NPnEO analogs, and some of them were reported to exhibit environmental endocrine disrupting activity. From this point of view, the process of sewage treatment does not reduce but elevate the risk of NPEOs, which becomes the main source of these small NPnEO in the environment. The sludge exhibited good adsorption ability for NPEOs, especially for the small analogs, which led to the high level of NPEOs in the sludge. Hence, reasonable disposal of the surplus sludge to avoid re-pollution is very important. Translated from Research of Environmental Sciences, 2006, 19(3): 61–66 [译自: 环境科学研究]     

NPnEO在中国北方四城市污水处理厂的污染研究

测定了中国北方4个城市污水处理厂进、出水中壬基酚聚氧乙烯醚(NPnEO,n为聚合度)及其代谢产物的浓度及分布,同时测定了其中2个污水处理厂污泥中上述物质的浓度和分布,初步探讨了NPnEO在城市污水处理过程中的迁移转化行为.结果表明:在4个城市污水处理厂的进、出水及其中2个厂的污泥中均检测到了浓度不等的NPnEO及其代谢产物;NPnEO在各城市污水处理厂都得到了一定程度的降解去除,去除率为23.38%～77.11%,平均为52.86%;NPnEO大分子组分降解成了小分子组分,但并未完全矿化;出水中以壬基酚(NP)、壬基酚一乙氧基醚(NP1EO)和壬基酚二乙氧基醚(NP2EO)小分子组分的浓度高.这些小分子产物都具有比母体化合物更高的毒性,并具有环境内分泌干扰性质,因此污水处理过程不但没有降低反而增加了生态风险,是环境中小分子NPnEO的主要来源;污泥对NPnEO,特别是小分子代谢产物有良好的吸附性能,其在污泥中的浓度水平较高,合理处置污泥避免二次污染值得进一步研究探讨.      

铁改性掺氮碳纤维活化过一硫酸盐降解双酚A

通过静电纺丝制备了Fe和N掺杂改性的碳纳米纤维（Fe-N-CNF）,研究了该催化剂活化过一硫酸盐（PMS）降解双酚A（BPA）的性能.以聚丙烯腈为前驱体通过添加FeCl₃、尿素、NH₄Cl、均苯四甲酸二酐等配制溶胶进行静电纺丝,预氧化并高温碳化后获得Fe-N-CNF,研究了Fe-N-CNF投加量、PMS投加量、溶液初始pH对BPA降解效果的影响.结果表明,当Fe-N-CNF投加量为1 g·L^-1,PMS投加量为2 mmol·L^-1,初始pH为5时,30 min内对初始浓度为20 mg·L^-1 BPA的降解率可达100%.自由基淬灭实验和电子自旋共振波谱（ESR）分析证明,该体系中起主要作用的活性氧物种是O₂^·-和¹O₂.同时研究了Fe-N-CNF/PMS体系对多种有机污染物的降解效果.     

P对小麦Cd和As吸收与转运的影响

为了探究磷（P）对小麦幼苗镉（Cd）和砷（As）吸收转运生理机制的影响,通过水培试验,以百农207为供试材料,研究了Cd和As胁迫条件下,外源供P和缺P处理对小麦幼苗生长、根系形态、光合参数、抗氧化系统、离子含量和根茎转移系数的影响.结果表明,与缺P处理相比,外源P供应显著增加As胁迫下小麦幼苗叶绿素的含量,促进根系的生长发育,提高了生物量,而对Cd胁迫下小麦幼苗的生长影响不显著.外源P供应时显著增加了Cd胁迫条件下根系的P和Cd含量,降低了地上部的P和Cd含量;同时显著提高了As胁迫条件下地上部的P和As含量以及As向地上部的转移系数.因此,供P与否对小麦幼苗Cd和As毒害的影响表现出明显的差异性;As胁迫时,外源供P提高了As向地上部的转运能力以及根系的CAT活性,降低了As对小麦的毒害,从而促进了小麦幼苗生物量的累积;而在Cd胁迫条件下,P与Cd之间表现出一定的协同效应,外源供P在一定程度上加重了Cd对小麦的毒害效应.