Research on the Knowledge System Framework of Eco-industrial Engineering

With intensified contradiction between the rapid development of modern industry and the carrying capacity of natural environment,coordinating the relationship between economic benefits and ecological benefits is a significant issue to be solved for modern industrial engineering.This paper firstly conducts the comparative analysis between traditional and ecological industry as well as traditional and modern industrial engineering,and indicates that eco-industrial engineering is an inevitable choice for sustainable development of modern industrial engineering;Then,based on industrial ecology,environmental economics and sustainable development theory,the connotation and definition of ecoindustrial engineering are proposed,and the theoretical and practical development of the concepts of eco-industrial engineering are further investigated.Furthermore,the research subject,research content,academic system architecture and evaluation methods of eco-industrial engineering are discussed.Finally,combining the current scientific and technological development,we put forward the important scientific value and practical significance of constructing eco-industrial engineering for the utilization of these concepts.     

凹凸棒石处理石油污染地下水的影响因素研究

选取某石油类污染地区为对象,研究地下水阴阳离子浓度不同时凹凸棒石净化石油烃污染地下水的效率,为下一步的PRB修复工作做准备。结论表明:凹凸棒石经过热处理改性后,可提高去除污染地下水中石油烃的能力,凹凸棒石的最佳热处理温度为130℃。除Na+对凹凸棒石净化石油烃去除率在低浓度有抑制作用外,其他离子均在低浓度时对去除率有促进作用,在高浓度时对去除率有抑制作用。     

中长链脂肪酸为碳源的Pseudomonas veronii和Pseudomonas alcaliphila反硝化途径亚硝酸盐累积特性

厌氧-厌氧氨氧化组合工艺作为低能耗脱氮工艺,如何提供适宜比例的亚硝酸盐成为研究的关键问题之一.部分反硝化为稳定提供厌氧氨氧化所需的亚硝酸盐提供了可行途径.本文重点针对厌氧工艺中可能产生的中长链脂肪酸对反硝化过程的影响进行研究,筛选出两株具有反硝化能力的细菌Pseudomonas veronii(W-22)和Pseudomonas alcaliphila(W-39),通过批次试验,考察了中长链脂肪酸和常用碳源对菌株反硝化性能的影响.结果表明,在硝酸盐浓度为100 mg·L~(-1),C/N=15,30℃条件下,W-22利用葡萄糖、W-39利用乙醇和葡萄糖,可在36 h内达到稳定的亚硝酸盐累积,亚硝酸盐最大累积速率(R_m)分别为2.50、5.56和8.35 mg·L~(-1)·h~(-1),亚硝酸盐浓度分别维持在57.11、82.14和80.16 mg·L~(-1);W-39利用己酸钠为碳源的R_m为0.99 mg·L~(-1)·h~(-1),亚硝酸盐浓度逐渐升高至72.34 mg·L~(-1);W-22和W-39利用辛酸钠的反应迟滞期在57 h以上,后期伴随硝酸盐浓度降低和亚硝酸盐浓度升高,R_m分别为0.97和7.17 mg·L~(-1)·h~(-1).在本研究条件下,碳源类型对菌株反硝化进程的影响存在差异.     

青岛沿海地区一次臭氧重污染过程的特征及成因分析

近年来,青岛市夏季臭氧(O_3)污染逐渐严重,深入分析青岛的O_3变化特征和重污染形成机理对该地区大气污染防治具有重要意义.本文基于青岛大气监测站2017年6月1—20日的O_3小时浓度数据,分析了发生在青岛沿海地区的一次持续O_3重污染过程的特征,并利用数值模式进行成因分析.结果表明,本次污染过程10个监测站日最大8 h平均臭氧浓度超标率达到30%～45%,超标倍数为0.20～0.51,单站小时浓度峰值可达390μg·m~(-3).同时,利用WRF-CMAQ模型对O_3重污染过程进行了数值模拟、过程分析和敏感性试验.结果表明,WRF-CMAQ具有模拟臭氧重污染的能力,6月8—9日、15—16日O_3重污染主要是外部输送导致,可能的机制是上游高空的高浓度O_3沿气团轨迹传输,随下沉气流聚集在青岛西南部海面,随后由近地层西南向海风水平输送至青岛沿岸,而6月17日O_3重污染产生的首要因素是局地光化学生成.本次臭氧污染期间,青岛大部分时间都处于前体物非敏感区,且覆盖范围广.2017年6月1—20日青岛沿海地区的臭氧污染事件大部分归因于区域传输,因此,应该加强区域联防联控,减少区域传输对城市臭氧浓度的影响.     

遥感和GIS支持下浙江省自然资源资产负债表编制研究

自然资源资产负债表的编制是生态文明建设制度创新的一项重大举措。本文依据"先实物后价值、先存量后流量、先有形后无形"的原则构建自然资源资产负债表框架结构，在遥感和GIS技术支持下探索自然资源资产负债表编制核算路径，确定土地资源、矿产资源、水资源、林木资源、土壤资源、大气资源等六类有形资产核算指标，以及生物多样性维持功能、碳固定功能、水源涵养功能、土壤保持功能等四类无形资产核算指标，并以浙江省为例，完成了浙江省自然资源资产负债表的编制与其核算过程。研究结果表明：①浙江省2014年自然资源资产存量价值约为126 800亿元，相当于当年浙江省GDP的3倍，是浙江省可持续发展的重要基础；② 2000-2014年浙江省自然资源资产存量价值总体呈上升趋势，固定资产存量价值增加900亿元，无形资产存量价值增加200亿元；③ 2000-2014年浙江省自然资源资产负债累计2100亿元，大气资源负债占比最高，达39.07%，其次是水资源负债，达27.07%。本文提出的自然资源资产负债表编制与核算经验，可为全国自然资源资产负债表编制提供有益探索。     

数字图像技术结合小岛法在煤分形特征中的应用*

为探究煤的孔裂隙结构分形特征,以贵州富煤区4个煤层的煤样为研究对象,基于扫描电镜和低温液氮实验综合表征煤样的孔裂隙发育程度及连通性,应用Photoshop,Image-Pro-Plus图像处理技术对煤的SEM图像进行二值化处理及主要参数提取;结合小岛法计算煤样的孔裂隙分形维数值,并与扫描电镜、低温液氮实验分析结果进行对比。结果表明:经扫描电镜和低温液氮实验发现,4个煤层的孔裂隙连通性优先顺序依次为六盘水煤田3#煤层＞黔北煤田9#煤层＞黔北煤田8#煤层＞织纳煤田8#煤层;借助图像处理技术并结合小岛法对实验煤样的孔裂隙分形维数进行计算,各实验煤层分形维数由小到大依次为六盘水煤田3#煤层<黔北煤田9#煤层<黔北煤田8#煤层<织纳煤田8#煤层,该分形维数排序所反馈的煤样孔裂隙发育程度及连通性信息与前述2个实验结果相互印证,表明数字图像技术与小岛法分形相结合能真实、准确地反映煤的分形特征。     

微量金属元素投加量优化组合对污泥发酵产乙酸的影响

污泥厌氧发酵生产乙酸是实现污泥减量化和资源化的有效途径. 为了提高污泥中的ρ(乙酸),分别考察了Fe2+、Co2+、Cu2+、Zn2+和Mn2+5种微量金属元素的投加影响. 结果表明,5种微量元素都可以促进污泥中乙酸的产生,作用大小依次为Co2+>Mn2+>Fe2+> Zn2+>Cu2+. 但当Fe2+、Co2+、Cu2+、Zn2+和Mn2+投加量(以w计)分别超过0.100 0%、0.006 0%、0.002 0%、0.004 0%和0.100 0%时,ρ(乙酸)却明显下降. 分别选取Fe2+(0.040 0%~0.150 0%)、Co2+(0.002 0%~0.008 0%)、Cu2+(0.000 5%~0.006 0%)、Zn2+(0.000 5%~0.010 0%)和Mn2+(0.040 0%~0.150 0%)进行响应面条件优化试验. 在Fe2+、Mn2+投加量均为0.090 0%,Co2+、Zn2+投加量均为0.005 0%,Cu2+投加量为0.003 5%的组合优化条件下,ρ(乙酸)高达3 452 mg/L,比优化前提高了61.80%. 最优的微量元素投量组合条件下获得的试验结果与二次响应面回归模型预测值(3 475 mg/L)拟合率高达99.34%,表明所建立的回归模型可行.      

物元分析法在土壤重金属污染评价中的应用

针对实际中的土壤重金属污染状况是渐变的、模糊的,采用物元分析模型法通过建立物元矩阵,引用毒性响应系数对模型中权重的计算方法进行改进,并将改进的物元分析模型对广西环江某受铅锌矿影响的土壤重金属污染状况进行评价分析。结果表明,该区域土壤受重金属污染严重,尤其受Pb、Cd的影响更为严重,此评价结果符合当地的实际情况,同时与潜在生态危害指数评价结果一致,说明物元分析法在土壤重金属污染评价中的应用是合理的,其评价结果具有可靠性。     

微波催化氧化修复技术处理有机氯污染土壤

采用微波催化氧化修复技术处理常州某农药厂有机氯农药污染场地和南通某化工厂有机氯污染场地土壤,考察不同参数条件下实验装置对污染土壤的处理效能。结果表明,在微波功率18kW、微波辐射时间20min、土壤处理量400kg/h、土壤含水率15%、活性炭添加量0.03kg/kg的最佳条件下,实验装置运行稳定,有机氯农药污染土壤中氯丹去除率可达70%左右;有机氯污染土壤中邻二氯苯、石油烃总量、1,2-二氯乙烷、苯酚去除率分别可达到99.98%、91.29%、98.52%、74.74%。研发的污染土壤微波催化氧化修复技术及实验装置对有机氯污染土壤的修复具有一定的普适性。