污水处理过程水温变化模型构建与验证

污水处理是一个复杂的生物、物理及化学反应过程.污水水温直接影响到污染物生物处理效果,并对污水处理运行能耗产生重要影响.另一方面,污水中也蕴含着相当热能,是潜在可以回收的低品位能源,加以利用则有望实现污水处理碳中和运行.然而,现有研究很少涉及 污水处理厂污水进、出水水温变化及其影响因素;工程中也只强调冬季保温,并无法从微观角度认识处理过程水温变化规律.为此,研究尝试构建污水处理过程水温变化热量衡算模型,涵盖污水生化反应、机械传热、环境热传递和水蒸发热损失等4个主要涉热过程.与此同时,收集北京某污水处理厂实际水温、气温数据,借助热量平衡图来模拟污水处理过程中水温变化,并对理论模型参数进行校验和修正.通过参数敏感性分析,可以评价不同参数对水温热量的影响程度.基于这些工作,一个污水温度变化模型被构建成功,可用于指导实际污水处理厂水温控制或余温热能回收过程,可助力污水处理厂节能降耗、甚至实现碳中和目标.     

碳中和目标下中国省域碳平衡能力与城镇化的关系

厘清碳平衡能力与城镇化的关系对实现碳中和目标和推动新型城镇化发展具有重要的理论价值及实践意义。采用温室气体清单法、碳吸收清查法、碳平衡指标法和多元城镇化测量法分别测算1999—2018年中国省域碳平衡能力与各类城镇化指标,利用空间自然断点分级法和Granger因果检验法分别分析中国省域碳平衡能力与城镇化的时空演变特征及互动关系。主要结论如下：（1）中国碳排放不断增多,碳吸收不断减少,碳平衡能力呈上升、下降、先减后增和先增后减四种趋势,碳排放呈“东多西少”分布,碳吸收与碳平衡能力分别呈“西多东少”和“西强东弱”分布。（2）中国人口、经济、空间、生态城镇化和城镇化综合指标不断提升,其中空间城镇化大致呈“西高东低”分布,其余则呈“东高西低”分布。（3）除空间城镇化外,中国整体碳平衡能力与各类城镇化的关系均为反馈型,而各省域增长保护型数量最多,中立型数量最少。     

热电池失效分析及等效加速贮存试验技术

目的建立基于实测环境载荷的热电池等效加速贮存试验技术,掌握其在环境载荷作用下的性能退化规律。方法在分析热电池组成和所受环境载荷情况的基础上,分析热电池的主要失效模式,设计基于实测环境数据的等效加速贮存试验,开展热电池等效加速贮存试验,分析热电池性能和热图像的变化情况,利用粒子滤波算法对电池剩余电容量进行预测。结果随加速循环次数(时间)的增加,热电池的电容量下降。热图像表明,热电池经过等效加速贮存试验后,其放电过程表面温度要高于初始放电表面温度。粒子滤波算法能够有效模拟电容量的退化过程,电池剩余电容量预测结果与试验结果误差在10%以内。结论等效加速贮存试验得到了热电池的性能退化规律,从而为热电池的贮存试验提供一种解决方案。     

滇中高原水库外源污染负荷贡献解析与环境容量核算

为探究高原型水库上游流域的污染负荷来源及其贡献率,并计算水库的水环境容量,以云南高原柴石滩水库为研究对象,应用排污系数法估算了水库上游流域污染来源,运用水文和水质同步监测资料计算入库污染负荷,采用富营养化模型核算了不同水质目标情景下水库TN和TP的最大容量.结果表明：(1)柴石滩水库及其以上流域主要特征污染物为TN和TP;(2)水库上游流域的COD和TP主要来源于农村面源污染,贡献率分别为49.40%和50.11%; NH⁺₄-N和TN主要来源于城镇生活污染,贡献率分别为45.76%和33.77%;农村面源污染贡献中,陆良县COD和TP贡献率最大,分别为34.82%和36.82%;城镇生活污染贡献中,麒麟区COD、 NH⁺₄-N、 TN和TP贡献率最大,均高达65%.(3)COD、 NH⁺₄-N、 TN和TP污染负荷入河量分别为28 050.90、2 465.16、4 680.54和870.93 t·a^-1,TN和TP污染负荷入库量分...     

A conceptual framework: Redefining forest soil's critical acid loads under a changing climate

Federal agencies of several nations have or are currently developing guidelines for critical forest soil acid loads. These guidelines are used to establish regulations designed to maintain atmospheric acid inputs below levels shown to damage forests and streams. Traditionally, when the critical soil acid load exceeds the amount of acid that the ecosystem can absorb, it is believed to potentially impair forest health. The excess over the critical soil acid load is termed the exceedance, and the larger the exceedance, the greater the risk of ecosystem damage. This definition of critical soil acid load applies to exposure of the soil to a single, long-term pollutant (i.e., acidic deposition). However, ecosystems can be simultaneously under multiple ecosystem stresses and a single critical soil acid load level may not accurately reflect ecosystem health risk when subjected to multiple, episodic environmental stress. For example, the Appalachian Mountains of western North Carolina receive some of the highest rates of acidic deposition in the eastern United States, but these levels are considered to be below the critical acid load (CAL) that would cause forest damage. However, the area experienced a moderate three-year drought from 1999 to 2002, and in 2001 red spruce (Picea rubens Sarg.) trees in the area began to die in large numbers. The initial survey indicated that the affected trees were killed by the southern pine beetle (Dendroctonus frontalis Zimm.). This insect is not normally successful at colonizing these tree species because the trees produce large amounts of oleoresin that exclude the boring beetles. Subsequent investigations revealed that long-term acid deposition may have altered red spruce forest structure and function. There is some evidence that elevated acid deposition (particularly nitrogen) reduced tree water uptake potential, oleoresin production, and caused the trees to become more susceptible to insect colonization during the drought period. While the ecosystem was not in exceedance of the CAL, long-term nitrogen deposition pre-disposed the forest to other ecological stress. In combination, insects, drought, and nitrogen ultimately combined to cause the observed forest mortality. If any one of these factors were not present, the trees would likely not have died. This paper presents a conceptual framework of the ecosystem consequences of these interactions as well as limited plot level data to support this concept. Future assessments of the use of CAL studies need to account for multiple stress impacts to better understand ecosystem response.     

清河流域水质目标管理技术应用示范

针对清河流域三级水生态功能分区功能定位和水质保护目标,按照"分类、分区、分级、分期"理念,应用流域水质目标管理技术方法,研究清河流域控制单元污染负荷核定、水环境容量计算与分配、污染负荷削减、污染物总量控制等关键技术应用示范,完善流域水质目标管理技术,为清河流域水环境管理提供科技支撑。     

我国生态环境资产负债表编制框架研究*

本文根据生态环境资产负债表的基本概念和理论,提出了生态环境资产负债表编制的总体框架,同时,针对环境容量资产、环境质量产品、生态产品资产的特点,分别建立了相应框架体系,提出了环境资产负债表的应用决策方向。本文研究成果对于确立统一的生态环境资产核算标准和方法、使我国生态环境资产负债核算工作逐步规范化、制度化的轨道具有重要的现实意义。     

典型水源地地下水污染风险评价

地下水污染是由含水层本身的脆弱性与人类活动产生的污染负荷造成的。污染物的荷载可以控制或改变,但是含水层的敏感性是本质的、天然的特性。污染风险不仅取决于相对稳定、不宜改变的含水层天然特征,还取决于主观的污染活动。因此,从地下水天然防污性能、地下水污染源荷载以及地下水社会效益3个方面评价了典型水源地地下水受污染的风险。     

大吨位预应力锚具组装件锚固性能足尺试验

广州西塔节点层系采用大直径体外预应力拉索直接对钢管柱施加楼层平面内方向的体外预应力.选取3根φ7×199的预应力锚具组装件进行了50次周期荷载试验及静载锚同性能足尺试验.采用两台YC-1350型液压千斤顶同步顶推箱梁对预应力试验索进行张拉,测定拉索的周期载荷性能、静载锚同性能、拉伸弹性模量以及极限拉力时的总应变和锚杯与锚板间相对位移,考核锚具拉伸时锚固情况、拉伸过程及卸载后锚具的变形情况.结果表明,经过50次循环加载后试验索均无断丝,破断荷载超过12151kN,其他各项指标也均符合要求,因而能保证广州西塔体外预应力设计的安全性.     

“十一五”期间重点流域化学需氧量排放及减排潜力分析

根据"十一五"期间七大流域化学需氧量(COD)排放总量、工业COD排放量及生活COD排放量的变化情况对各流域的减排幅度进行了综合评价,根据单位水资源COD负荷、单位工业产值COD排放强度及人均生活COD排放强度对各流域的污染压力进行了综合评价,以七大流域的减排幅度和污染压力为基础分析了各流域COD的减排潜力,并对各流域的重点防控领域和配套减排措施等方面提出了政策建议。