长江经济带经济与环境协调发展的时空格局及问题区域识别

长江经济带是当前中国经济发展与环境保护矛盾最为尖锐的地区之一,实现区域经济与环境系统间的动态协调,是该区域未来可持续发展过程中亟需解决的关键问题。分别构建经济“规模-结构-效率”以及环境“压力-状态-响应”的分析框架,采用熵值法、GIS、耦合协调度评价模型等方法系统考察2007~2016年长江经济带经济与环境动态协调发展的时空格局,并对协调发展的问题区域进行分类和识别。结果表明：(1)2007~2016年长江经济带经济水平几乎实现了翻倍增长,验证了将其作为中国经济发展主支撑带的合理性。同时,经济水平“东高西低”的格局稳固且路径依赖特性明显。(2)2007~2016年长江经济带环境水平及其提升速率仍相对较低,验证了长江环境保护的重要性。同时,环境水平在空间分布上未呈现明显的规律而是具有“随机”性特征。(3)2007~2016年长江经济带经济与环境间的协调发展程度呈稳步上升态势,协调发展指数由0.446 8上升至0.602 3,由濒临失调阶段进入初级协调阶段,并在空间上呈现出东部地区>中部地区>西部地区的整体格局。(4）基于经济、环境、耦合协调度3类数据间的组合情况,将协调发展问题区域划分为6种基本类型并进行识别,发现各研究年份均有超过30个问题区域,并且与经济滞后相关的问题区域数量占据绝对比重。     

缺失烟囱参数估算及其应用对空气质量模拟结果的改进

针对源清单中部分点源烟囱参数缺失而采用源排放模型SMOKE(Sparse Matrix Operator Kernel Emissions)默认的烟囱参数对空气质量模型模拟结果造成的不利影响,综合考虑气象观测数据、空气质量监测数据、源排放强度以及相关标准和规范对烟囱设计的要求,分别基于最大落地浓度法和基于统计方法对2009年珠三角地区源清单中缺失烟囱参数点源的烟囱参数进行了估算,并将估算烟囱参数用在WRF/SMOKE-PRD/CMAQ空气质量模型系统分析其对模型模拟的改善情况.相比于采用SMOKE默认烟囱参数,基于最大落地浓度估算烟囱参数对NO2、NOx、SO2、PM10及O3的模拟结果均具有一定改善作用,而基于统计方法估算烟囱参数仅对SO2、O3的模拟结果有所提高.结果表明,使用基于最大落地浓度法估算得到的烟囱参数更为合理,使污染物的垂直排放分配更加合理,可以应用于空气质量模型输入源清单中缺失烟囱参数点源的估算,从而一定程度上改善空气质量模型的模拟效果.     

生态高负荷土地快速渗滤系统处理猪场废水的效能及微生态

以经过厌氧反应器处理后的猪场废水为研究对象,探讨了新型生态高负荷土地快速渗滤系统对废水中COD、氨氮及总氮的去除情况;同时分析了该系统中的微生物群落结构以及过氧化氢酶、脲酶、硝酸盐还原酶的含量.结果表明,在水力负荷为11 cm·d~(-1)、进水COD为700 mg·L~(-1)左右的条件下,一级土地渗滤柱与二级土地渗滤柱对COD的去除率分别为78.8%与63.0%,总去除率达到了92.6%;而当水力负荷增大到22 cm·d~(-1)时,总的COD去除率仍在90.0%以上;该系统对于氨氮的去除更为显著,去除率可达99%左右.一级土地快速渗滤系统中上、中、下部的过氧化氢酶含量分别为1.899、0.990、0.323 m L·g~(-1),表明猪场废水中的有机物主要在该系统的上部与中部得以去除;二级土地快速渗滤系统上、中、下部的硝酸盐还原酶含量分别是3.453、3.831、1.971 m L·g~(-1),表明脱氮作用主要发生二级土地快速渗滤系统的上部与中部.该土地快速渗滤系统中微生物以Gram Negative与Gram Positive为主,特别是在二级土地快速渗滤系统中,AM Fungi与Actinomycetes占有一定比例,为猪场废水中难降解有机物的去除提供了保障.     

废水中甲苯的臭氧氧化动力学的研究

采用臭氧氧化降解含甲苯的废水,实验研究了在温度为298K时,不同pH值、反应物的初始浓度对甲苯降解反应过程及其动力学的影响,初步探讨了甲苯液相臭氧氧化降解过程机理。      

土地督察对土地违法的遏制效应评价

选择当年发生土地违法案件数和当年发生土地违法涉案面积作为主要表征指标,收集了2002-2009年的省级面板数据,分析土地督察对土地违法是否有影响以及影响的程度。论文分别采用了固定效应模型、随机效应和混合OLS模型加以估计,通过相关检验,最后选用了固定效应模型的估计结果。在模型估计结果的基础上,对土地督察的违法遏制效果进行了评价。分析表明:①土地督察的确对减少土地违法有显著影响,土地例行督察覆盖度每提高1%,可能减少土地违法案件92件,可能使土地违法涉案面积减少约2.18%;②若对某省份实施了专项督察,则可能减少土地违法案件7件,可能使土地违法涉案面积减少31.11%;③由于实行了土地例行督察和专项督察,可能使2007-2009年的土地违法案件分别少发生84件、3 473件和12 500件,土地违法涉案面积分别少发生2 314.13 hm2、1 919.75 hm2和3 046.57 hm2。     

红壤中结合态磷在酸化条件下的变化及其相互关系

以浙江沿海地区的红壤为研究对象，通过浸滤过程，研究了在酸化条件下，红壤中可溶笥结合态磷的变化和它们之间的相关关系，结果显示，红壤中可溶性Fe-P比Ca－P、Al－P对酸度的变化更为敏感；当红壤中可溶性磷的原始含量较高时，随酸度的增强从固相中释出的趋势更明显；在酸化过程中、红壤中不同可溶性结合态磷之间呈现出不同的相关关系，这归因子它们对酸化敏感性的差异。     

太湖流域典型河网水体氮磷负荷及迁移特征

对西太湖流域典型河道水体及沉积物氮磷含量进行分析,利用原柱样培养实验测定了沉积物-水界面氮磷交换通量及需氧量(SOD),并探讨他们之间的关系,结果表明:研究区域河道水体和沉积物氮磷总体含量水平较高,水体TN和TP平均含量分别为4.12mg/L和0.16mg/L,沉积物TN和TP平均含量分别为1658.76mg/kg和712.25mg/kg, NO₃^--N为水体无机氮的主要存在形态,NH₄⁺-N为沉积物无机氮的主要存在形态.沉积物需氧量(SOD)区域间差异较大,大体呈现西、南部区域较高,北部区域较低的特征;沉积物-水界面各无机氮磷交换通量分别为:NH₄⁺-N为-188.08~329.45mg/(m²·h),均值为13.05mg/(m²·h);NO₃^--N为-118.68~42.86mg/(m²·h),均值-28.09mg/(m²·h);NO₂^--N为-18.37~-4.81mg/(m²·h);均值-8.22mg/(m²·h);溶解性活性磷(SRP)为-10.94~10.58mg/(m²·h),均值1.34mg/(m²·h). NH₄⁺-N整体表现为由沉积物向上覆水释放,且与沉积物有机质(LOI)呈极显著正相关,SRP交换通量与沉积物中TP和TDP均显著正相关,表明NH₄⁺-N的释放与沉积物有机质的分解有关,SRP释放主要受沉积物TP和TDP影响.总体看,西部区域点位沉积物及水体氮磷污染最为严重,氮磷交换通量也较大,在区域内又表现为下游入湖口 > 上游的特征,表明人类活动对太湖流域典型河网氮磷水平及迁移转化特征影响较大.     

鹤山灰霾期间大气单颗粒气溶胶特征的初步研究

2012年6月9-17日,使用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)分析了鹤山大气中单颗粒的特征,共采集到同时含有正负离子谱图的颗粒763350个,其粒径主要集中在0.2～2.0 μm之间,期间发生灰霾的天数为3d.研究结果表明,该地区的大气颗粒物类型主要可分为7种:元素碳(EC)、有机碳(OC)、元素-有机碳混合(ECOC)、大分子有机碳(HMOC)、海盐(Na-K)、富钾颗粒(K-rich)和富铅颗粒(Pb-rich).灰霾天气下,颗粒中的二次成分含量更高,粒径显著增大.各颗粒类型数量浓度均有一定程度的提高,其中,以EC、ECOC和K-rich的增加最为明显.分析结果表明,水稻秸秆的集中焚烧及EC、ECOC和K-rich的老化是形成本次灰霾的重要原因.     

基于MBBR技术的白酒窖底废水与低C/N生活污水协同处理系统的构建及功能微生物分析

为解决低C/N污水和高浓度白酒废水(HCBW)处理所面临的问题,采用移动床生物膜反应器(MBBR),构建了白酒窖底废水与模拟低C/N生活污水协同处理系统,以改性海绵填料和流化床填料分别探究HCBW作为反硝化外加碳源对低C/N生活污水处理的影响。结果表明：海绵填料协同处理系统(A1)对COD、${\rm{NH}}_4^+ $-N、TN和色度的平均去除率分别为91.29%、99.08%、89.81%和80.66%,流化床填料系统(A2)的平均去除率分别为90.51%、98.58%、75.73%和76.07%,改性海绵填料的去除效果优于流化床填料;混合废水经过MBBR系统处理后,${\rm{NH}}_4^+ $和TN得到了有效去除,出水中的醇类、硫酸盐和磷酸盐物质的相对比例有一定程度增加;协同处理系统A1和A2的硝化优势菌属均为Nakamurella、Nitrospira,反硝化优势菌属均为Amaricoccus、Dokdonella和Thermomonas,可能参与有机物去除的优势功能菌属均为Micropruina。通过功能预测得出：协同处理系统A1、A2中的主要代谢通路均为氨基酸代谢、碳水化合物代谢和能量代谢,主要的环境信息处理通路均为复制与修复和转译,主要的遗传信息处理通路均为膜运输。以上研究结果可为HCBW的资源化利用、低C/N生活污水处理提供参考。     

珠江三角洲耕地土壤质量演化及其机制

通过对代表性区域的调查研究,探讨了珠江三角洲耕地土壤质量演化的趋势及其形成机制.结果表明,与第二次土壤普查时期(1980)比较,珠江三角洲耕地土壤有机质全氮稳中有降,土壤速效氮(NO_3~--N)、速效磷含量显著增加,已达丰富水平,土壤速效钾含量有所增加、但仍偏低,土壤有效镁、硼、钼仍严重缺乏,部分土壤有效硅、锰缺乏;伴随大量水田改种蔬菜、水果等经济作物而产生的耕作制度变化、利用强度增加以及相应的化学氮、磷肥料过量投入、蔬菜地施用石灰等管理措施等,是导致珠江三角洲耕地土壤有机质下降和产生新的养分非均衡化的主要影响因素.