无上部抽吸装置储罐区人工龙卷风风场模拟

为了减少因储罐泄漏位置不确定造成的人员伤亡,指导应急疏散,提出利用人工龙卷风定向控制气体流动方向的模型。首先基于Fluent软件建立了储罐区域人工龙卷风数值模型,分析切向速度和压强沿径向变化规律,发现与经典Rankine涡模型切向速度沿径向分布规律一致,证实可在储罐区以射流相切的方式形成人工龙卷风风场。其次研究了涡流比和进风量对风场控制气流特性的影响,即分析形成的龙卷风风场最大切向速度、压强差变化规律,结果表明,涡流比越大,形成的龙卷风风场中切向速度和压强差越小,即气流向中心汇聚能力越弱;进风量越大,形成的龙卷风风场中切向速度和压强差越大,即气流向中心汇聚能力越强。研究表明,用人工龙卷风控制储罐泄漏气流方向是可行的。     

安全工程专业基础课翻转课堂探索应用与研究--以《燃烧学》的翻转课堂教学为例

为了培养本科生的实践能力、创新能力、团队合作等多项工程核心能力,探索性地将翻转课堂教学模式应用于安全工程专业基础课《燃烧学》教学中。结合问卷调查分析学生自主学习、沟通合作能力,教师信息技术素养、课堂管理能力,结果显示:自主学习能力强及参与度高的学生教学效果良好,期末考评中优秀率上升明显。微视频自主学习在翻转课堂课前学习中占重要地位,但并不是学生最习惯采用的自学方式;教师在课堂氛围、讨论质量及节奏把控方面还需针对性强化。     

Regime shifts and resilience in China’s coastal ecosystems

Regime shift often results in large, abrupt, and persistent changes in the provision of ecosystem services and can therefore have significant impacts on human wellbeing. Understanding regime shifts has profound implications for ecosystem recovery and management. China’s coastal ecosystems have experienced substantial deterioration within the past decades, at a scale and speed the world has never seen before. Yet, information about this coastal ecosystem change from a dynamics perspective is quite limited. In this review, I synthesize existing information on coastal ecosystem regime shifts in China and discuss their interactions and cascading effects. The accumulation of regime shifts in China’s coastal ecosystems suggests that the desired system resilience has been profoundly eroded, increasing the potential of abrupt shifts to undesirable states at a larger scale, especially given multiple escalating pressures. Policy and management strategies need to incorporate resilience approaches in order to cope with future challenges and avoid major losses in China’s coastal ecosystem services.

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.1007/s13280-015-0692-2) contains supplementary material, which is available to authorized users.     

天津市地表水体与沉积物中7种高关注酚类化合物的污染特征与生态风险分析

为探究地表水体与沉积物中酚类化合物的污染分布特征和生态风险,选择天津市3个水源地与6条主要河流,采集了26个地表水样与6个沉积物样品,利用固相萃取与超声萃取、高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)测定了水样及沉积物中1-萘酚(1-naphthol)、壬基酚(nonylphenol, NP)、双酚A(bisphenol A, BPA)、2-苯基苯酚(biphenyl-2-ol)、3,4-二氯酚(3,4-dichlorophenol)、四溴双酚A(tetrabromobisphenol A, TBBPA)和对叔丁基苯酚(p-tert-butylphenol, PTBP)等7种高关注酚类化合物的浓度水平,并应用物种敏感性分布(species sensitivity distribution, SSD)法和熵值法(ecological risk quotient, RQ)评估7种酚类化合物水环境和沉积物的生态风险。结果表明,地表水样中7种酚类化合物均全部检出;其中壬基酚的检出浓度最高,其次为四溴双酚A、对叔丁基苯酚、1-萘酚、2-苯基苯酚、3,4-二氯酚和双酚A。沉积物中酚类化合物的污染分布规律与水样相似,除双酚A外的目标物全部检出。其中,壬基酚浓度比其他物质浓度高2个数量级。风险评估结果显示,壬基酚对水环境与沉积物存在不可接受的风险;而四溴双酚A、对叔丁基苯酚、1-萘酚、2-苯基苯酚、3,4-二氯酚和双酚A则对环境具有较低风险或者存在一定的风险。     

Efficient and resilient governance of social–ecological systems

New institutions are critically needed to improve the resilience of social–ecological systems globally. Watershed management offers an important model due to its ability to govern mixed-ownership landscapes through common property regimes, translating national goals into local action. Here, I assess the efficacy of state watershed management institutions in the Pacific Northwest, based on their ability to support local watershed groups. I use document analysis to describe and compare state institutions in Washington, Oregon, Idaho, and California. Results indicate that state institutional efficiency and resilience are the key factors determining watershed group activity and stability. The primary drivers of institutional efficiency and resilience were institutional unification, robust funding portfolios, low agency conflict, and strong support for economic multiplier effects, creative partnerships, and scholarly research. My findings elucidate the critical role of institutional efficiency and resilience in governing dynamic and complex social–ecological systems, enabling the flexibility to address emergent transformations.     

基于生态位理论的京津冀城市生态文明评价

生态文明评价体系是明确生态文明建设现状、定位生态文明建设存在问题的关键。从城市群视角出发引入生态位理论,界定生态文明位内涵,构建涵盖社会子系统生态位—经济子系统生态位—资源环境子系统生态位共29项指标的城市生态文明评价指标体系,并提出相对生态文明位和生态经济指数的二维模型,测算京津冀城市群6个案例城市在2007—2011年的生态文明建设水平、趋势以及地位。结果显示,2011年北京生态文明水平(相对生态文明位)最高,邢台生态文明水平最低,石家庄、秦皇岛、承德、天津生态文明水平分别排名第2、第3、第4、第5。2007—2011年,北京、承德、邢台生态文明水平呈现波动下降趋势,而秦皇岛、石家庄、天津呈现小幅上升趋势;但生态经济指数测算显示,北京的经济社会发展对于生态资源环境的占用消耗大,承德有较好的经济发展潜力。并基于该二维模型,将京津冀城市生态文明建设分为4种类型:发展失衡型、相对和谐型、高质量发展型、资源环境优势型,分别确定城市生态文明建设重点,为京津冀协同发展提供了指导依据。     

铅锌冶炼厂周边重金属的空间分布及生态风险评价

以关中西部某铅锌厂周边农田为对象,研究了厂区周边土壤中7种重金属含量的水平及垂直分布特征,用Lars Hakanson潜在生态危害指数对重金属的危害程度进行了评价.研究表明,厂区周围土壤中重金属在水平分布上具有局部高度富集的特征.以厂区为中心,重金属水平分布主要在西北-东南方向上,地势低的土壤中重金属含量明显较高;重金属在垂直分布上主要富集在0～ 25 cm的表层土壤中,且随着深度的进一步增加,土壤中重金属浓度变化幅度减弱,基本趋于稳定.厂区周边Cd和Hg污染水平为重度污染,Pb污染水平为中度污染,潜在生态危害程度为重度.     

生态环境损害赔偿诉讼：定义与定位矫正

面对生态环境损害赔偿诉讼这一新型诉讼形式,准确把握其定义和定位至关重要。现有生态环境损害赔偿诉讼按国家自然资源所有权私权化路径进行制度构建,其现行定义为特殊私益诉讼,现行定位为环境行政替代工具。这种定义与定位导致其与环境公益诉讼割裂,运行序位上优先于环境民事公益诉讼,引起国家机关角色错位。生态环境损害赔偿诉讼与环境民事公益诉讼的诉讼标的相同,救济和保护的利益均为环境公益,其定义应回归公益诉讼本位;政府在环境公益保护上有着广泛的职权和手段,是环境公共治理的优先主体,仅在少数行政不能的情形下才有借助司法的必要性和合理性,其在定位上应作为环境行政执法的补充机制在有限范围内发挥作用。据此,生态环境损害赔偿诉讼在制度体系上应与既有环境民事公益诉讼置于同一诉讼系属统筹立法,在诉讼序位上应让位于社会组织提起的环境民事公益诉讼。     

生态补偿助力脱贫攻坚：协同、拮抗与对接

中央政府提出的“生态补偿脱贫一批”标志着生态补偿扶贫正逐步成为我国打赢脱贫攻坚战的重要途径之一。2020年是脱贫攻坚战的决胜之年，生态补偿如何有效助力脱贫攻坚成为研究的热点。本文以实践与政策为导向，运用文献研究法和逻辑分析法，在厘清生态补偿扶贫理念形成与发展的基础上，解析生态补偿与脱贫攻坚之间存在的协同效应和拮抗效应。研究发现生态补偿与脱贫攻坚在地理空间位置、实施主客体、标准、方式和途径等方面相耦合容易产生协同效应，在价值诉求、农户资源禀赋、政府部门工作等方面矛盾产生拮抗效应。生态补偿有效助力脱贫攻坚的关键在于构建对接机制以强化协同效应、弱化或去除拮抗效应。为此，通过建立精准的瞄准制度、稳定脱贫的长效机制、政府部门内部生态补偿扶贫协调机制等举措，构建生态补偿与脱贫攻坚的对接机制，以促进二者高效协同发展。     

升流式生物催化电解反应器(UBER)处理硝基苯废水试验研究

升流式生物催化电解反应器(UBER)是一种将生物方法与电化学相结合的新型废水处理技术,使用UBER降解硝基芳香烃类化合物,不但处理周期短、效率高,而且成本低,占地面积小。通过UBER处理含硝基苯模拟废水,对生物催化电解技术的原理进行讨论,并探索最佳反应条件,为该项技术处理实际废水提供理论依据。考察了进水浓度对硝基苯去除率的影响,同时对阴极催化硝基苯定向还原为苯胺进行探讨,最后分别从外加电压、进水乙酸盐质量浓度及进水p H值3个方面,对UBER还原硝基苯的关键影响因素进行最优试验条件分析。结果表明,UBER可以高效处理硝基苯废水,当硝基苯进水质量浓度为200 mg/L时,去除率可以达到97. 2%,但随进水质量浓度进一步提高至220 mg/L,硝基苯的去除效果不佳,去除率仅为79. 13%。当进水硝基苯质量浓度较低时,苯胺生成率较高,平均值达到91%,随硝基苯进水质量浓度提高,引起阴极电势波动,使得还原反应按照多种途径发生,硝基苯不仅被定向还原为苯胺,还被还原成其他副产物,同时,微生物也可以将部分生成的苯胺进一步氧化利用,造成出水苯胺含量偏低。最优条件试验表明,外加电压在0. 3～0. 5 V,硝基苯的去除率均达到93%以上,此时阳极微生物具有良好的电化学活性,当电压降到0. 2 V时,硝基苯去除率仅为36%,表明外加电压过低会严重影响反应器的稳定运行;将乙酸钠质量浓度从1 000 mg/L逐渐减小,质量浓度降低至700 mg/L时,阳极电位依然保持在-440 m V vs. SCE左右,UBER系统运行稳定,当乙酸钠质量浓度进一步降低,阳极微生物电化学活性逐渐受到抑制;UBER中微生物最佳生长p H值为6～7,当p H值超出这一范围,会影响微生物生长代谢,进而影响硝基苯的去除效果。