资源型城市复杂因素耦合的系统动力学分析

针对煤炭型资源城市转型及其如何可持续发展问题,建立了资源型城市系统动力学模型,该模型主要由人口、经济、资源以及环境4部分耦合组成,通过调整煤炭回采率等9个控制变量,进而预测了城市的4种发展情景;最后,以抚顺市为例,验证了模型的真实性。研究表明,资源型城市是人口、经济、资源和环境等因素耦合的复杂系统;该资源型城市系统动力学模型的平均相对误差在8%以内;综合分析各种发展情景,情景Ⅳ在人口、经济、资源和环境方面均具有较好的综合表现;预计到2015年该情景下,抚顺市人口总量、工业和服务业增加值、耕地面积、原煤资源总量、废气污染量分别将达到219.536万人、1103.310亿元、788.813亿元、89 579 hm²、1926亿t以及8.321×102、1926亿t以及8.321×10⁷万Nm7万Nm³。     

湿法脱硫工艺对烟气中二价汞吸收特性的模拟研究

利用湿法脱硫模拟实验装置,研究脱硫剂(CaO)、有机硫化物(TMT-15)以及不同实验因素(包括SO32-的浓度、反应温度、初始pH值、曝气条件中的O2浓度、初始Hg2+浓度以及Cl-的浓度)对溶液中Hg2+还原过程的影响。研究表明:CaO会抑制Hg2+向Hg0的还原转化,当CaO的加入量从0.3%增至0.7%时,Hg0的释放率会由51.6%降至19.9%;TMT-15对于Hg2+的还原具有明显的影响,TMT-15加入量从0增至0.06 mg/L时,Hg0的释放率可降低10倍左右;溶液中SO32-的浓度是Hg2+还原反应的主要影响因素之一,SO32-浓度的增加会明显促进Hg2+的还原;此外,温度和初始Hg2+的增加对Hg2+的还原亦具有促进作用,而初始pH值、O2百分含量以及Cl-浓度则对Hg2+的还原具有抑制作用。     

热带海洋大气环境下制动盘防护工艺耐腐蚀性能分析

目的研究汽车制动盘的三种防护工艺在热带海洋大气环境下的耐腐蚀性能。方法针对三种防护工艺的制动盘,在万宁试验站采用户外暴露试验方法开展对比试验。结果某无铬锌铝涂层1防护工艺的制动盘严重生锈,腐蚀程度最严重。某无铬锌铝涂层2和石墨烯防护工艺的制动盘在热带海洋大气环境中发生轻微生锈。结论在热带海洋大气环境下,某无铬锌铝涂层1防护工艺的耐蚀性能最差,某无铬锌铝涂层2和石墨烯防护工艺耐蚀性能良好,具有更好的环境适应性。     

5083铝合金在淡海水交替自然环境中的腐蚀行为研究

目的研究5083铝合金在淡海水交替自然环境下的耐蚀性能。方法参照GB/T 5776,分别在淡海水交替、海水及淡水自然环境中开展5083铝合金2年的耐浸泡试验。采集每周期试验样品的腐蚀数据,并进行5083铝在三种自然水环境下的耐蚀性能比对。采用腐蚀电位、交流阻抗等电化学方法,对其耐蚀性能进行评价。结果 5083铝在淡海水交替自然环境下腐蚀严重,腐蚀速率是海水环境下的5.3倍,是淡水环境下的15.8倍。点蚀密度最大,平均点蚀深度是海水环境下的2.6倍,是淡水环境下的1.7倍。结论 5083铝在淡海水交替自然环境下的耐蚀性差,并从电化学试验结果上得到很好的验证。     

城市垃圾场空间扩张遥感监测——以贵阳市高雁垃圾场为例

为研究垃圾场对城市发展的影响,利用2002、2006、2010、2013、2015和2016年6个时相的高分辨率遥感影像,通过目视解译监测贵阳市高雁垃圾场的时空扩张动态。以1︰10 000地形图为参考的多项式方法进行几何校正基础上,采用目视解译方法提取各时相的垃圾场占地区域,并分析高雁垃圾场扩张特征。在此基础上,通过GIS的空间分析功能,结合实地调查进行垃圾场的人口影响分析。结果表明,贵阳高雁垃圾场空间扩展迅速,垃圾场堆积区面积从2002年的5.4 hm~2扩展到2016年的46.5 hm~2,新增面积超过40 hm~2,年均新增面积超过2.9 hm~2约54%。垃圾场影响的人口数量超过10万,显著影响了区域的大气、水和植被。最后,遥感对中国的城市垃圾场监测具有重要作用,在遥感监测基础上,掌握垃圾场演变动态,能够为城市乃至区域可持续发展提供参考。     

典型油田多环芳烃污染对土壤反硝化微生物群落结构的影响

油田区土壤具有潜在的PAHs(polycyclic aromatic hydrocarbons)污染风险,而以硝酸根为电子受体的反硝化作用可能在PAHs的厌氧代谢中起到重要作用.以具有50多年历史的江汉油田区域为对象,从该油田的油井口附近采集了9个土壤样品,编号为JH-1~JH-9,以反硝化相关的nir K(Cu-亚硝酸还原酶基因)和nirS(细胞色素cd1-亚硝酸还原酶基因)为分子标识,通过定量PCR及克隆文库结合T-RFLP(terminal-restriction fragment length polymorphism)的方法,研究典型油田区土壤反硝化微生物的群落结构,并探讨其与土壤环境因子之间的关系.结果表明,该油田区土壤中nirK基因的丰度高于nirS基因,PAHs含量最高的土壤样品(JH-4)中反硝化功能基因nir K和nir S的丰度均最低,相关性分析表明,土壤nir K及nirS基因的丰度均与土壤PAHs含量呈显著负相关(nirK:R2=0.54,P0.05;nirS:R~2=0.58,P0.05).克隆文库及T-RFLP的结果则表明,该油田土壤中nirK基因的群落组成在不同样品间的变异较大,且PAHs含量最高的JH-4中该基因的群落组成与其它各样品有明显的不同,RDA(redundancy analysis)的分析结果进一步表明除有效氮、有效磷外,土壤PAHs含量也是影响nirK型反硝化微生物群落组成的重要因子.相较于nirK,该油田区土壤中nirS基因的群落组成在不同样品间的差异较小,但发现nirS型假单胞菌的丰度与土壤PAHs含量呈正相关,表明具备较强有机污染物降解能力的假单胞菌属可能在该区域土壤PAHs的反硝化代谢中起到重要作用.     

山美水库沉积物氮磷和有机质污染特征及评价

为揭示山美水库沉积物中污染物的空间分布状况,测定了山美水库47个采样点(包含8个柱状样)的TN、TP及OM含量,分析了各污染因子之间的相关性以及C/N,并对山美水库沉积物的污染层进行了污染状况评价.结果表明,污染层TN平均含量为1 180 mg·kg~(-1),TP平均含量为642 mg·kg~(-1),OM的平均质量分数为3.30%.其中TN与TP含量随着深度加深到正常层呈现稳定或较低的状态.污染层C/N整体远高于普通湖泊,有机质大多由自然陆源贡献,少部分由浮游动植物及藻类转化而来.相关性分析表明TN、TP和OM三者之间都呈极显著相关,说明沉积物中氮磷多以有机形式存在,且具有一定同源性.评价结果中有机氮及有机指数都为尚清洁的状态,总磷为中度污染,接近重度污染.     

苏锡常地区PM2.5污染特征及其潜在源区分析

利用2014年12月—2015年11月苏锡常地区国控大气环境质量监测站发布的逐时数据,分析了研究区PM_(2.5)浓度的季节变化和空间分布特征,并利用HYSPLIT模型分析了大气污染物的输送路径及苏锡常地区PM_(2.5)的潜在源区.结果表明,苏锡常地区PM_(2.5)浓度日均值变化趋势基本一致,均呈现冬季高、夏季低的规律.PM_(2.5)浓度四季空间差异显著,不同监测站之间的差异较小.四季PM_(2.5)浓度与其它污染物之间相关性显著.单位面积污染物排放量与空气质量分布的空间错位,表明该地区PM_(2.5)污染与区域性污染物迁移有较大关系.苏锡常地区气流后向轨迹季节变化特征明显,冬、春、秋季的气流主要来自西北内陆地区,夏季气流以东南和西南方向输入居多.聚类分析表明,来自内陆的污染气流和来自海洋的清洁气流是苏锡常地区两种主要输送类型,外源污染气流不仅直接输送颗粒物,还贡献了大量的气态污染物.山东南部、江苏西部、安徽东部、浙江北部及江西西北地区对苏锡常冬季PM_(2.5)浓度贡献较大,春、夏、秋季的潜在源区主要分布在苏锡常本地和周边城市.     

中国居民家庭消费碳足迹近20年增长情况及未来趋势研究

近年来,伴随着社会经济的快速发展,我国已成为全球温室气体排放量最大的经济体,而居民消费活动造成的碳排放始终是可持续消费领域的研究热点.本研究综合采用基于投入产出的生命周期评价、结构分解分析、截面分析等方法,并借助EORA数据库,系统研究了近20年中国居民消费碳足迹的总量与组成、驱动因素贡献及未来增长趋势.结果表明,居民消费碳足迹的快速上升通道已经形成,且内在结构演化也呈现规律性,即间接排放和城镇居民排放已占主导地位并且该趋势仍在加强.驱动因素方面,人口增长、城市化进程、消费水平提高是推动碳足迹增长的主要正向力量,同时另外三因素(排放强度、消费结构及经济结构)则构成了延缓碳足迹过快增长的减排力量.截面分析结果显示,未来中国居民消费跨越世界平均水平时其碳排放总量将达到2010年基数的1.45倍,当接近于美国人均消费水平时将达到5.45倍.可以预期,未来我国居民消费碳足迹将会加速增长.     

典型煤矿城市居民区室内灰尘中汞污染季节差异及其健康风险

为了解典型煤矿城市居民区室内灰尘中汞(Hg)含量的季节差异及其健康风险,采集淮南市居民区室内灰尘样品116个(每个季节29个),利用AFS-820测定灰尘中Hg含量.结果显示,淮南市居民区不同季节室内灰尘中Hg平均含量均超出了土壤背景值,春、夏、秋、冬4个季节室内灰尘中Hg平均含量分别是背景值的21、5、6、27倍,冬季和春季室内灰尘中Hg含量显著高于夏季和秋季.淮南市居民区室内灰尘中Hg主要受燃煤影响,尤其冬季和春季.Hg富集水平和污染程度的季节差异规律均表现为:冬季春季秋季夏季,且4个季节室内灰尘中Hg的污染程度均超过了中度污染.Hg的4种暴露途径的暴露量和健康风险均呈现出:Hg蒸汽吸入手-口摄入皮肤接触呼吸吸入,Hg蒸汽吸入和手口摄入暴露途径的暴露量和非致癌风险要高于其他途径3~4个数量级,且儿童和成人4个季节的总非致癌风险总和达到了0.248和0.135,存在着一定潜在风险.