Economic development and environmental protection: an ecological economics perspective

This paper argues on both theoretical and empirical grounds that, beyond a certain point, there is an unavoidable conflictbetween economic development (generally taken to mean 'materialeconomic growth') and environmental protection. Think for a moment of natural forests, grasslands, marine estuaries, salt marshes, and coral reefs; and of arable soils, aquifers, mineraldeposits, petroleum, and coal. These are all forms of 'natural capital' that represent highly-ordered self-producing ecosystemsor rich accumulations of energy/matter with high use potential (low entropy). Now contemplate despoiled landscapes, eroding farmlands, depleted fisheries, anthropogenic greenhouse gases,acid rain, poisonous mine tailings and toxic synthetic compounds.These all represent disordered systems or degraded forms of energy and matter with little use potential (high entropy). The main thing connecting these two states is human economic activity. Ecological economics interprets the environment-economyrelationship in terms of the second law of thermodynamics. The second law sees economic activity as a dissipative process. Fromthis perspective, the production of economic goods andservices invariably requires the consumption of available energy and matter. To grow and develop, the economynecessarily 'feeds' on sources of high-quality energy/matter first produced by nature. This tends to disorder and homogenizethe ecosphere, The ascendance of humankind has consistently been accompanied by an accelerating rate of ecological degradation, particularly biodiversity loss, the simplificationof natural systems and pollution. In short, contemporary political rhetoric to the contrary, the prevailing growth-oriented global development paradigm is fundamentally incompatible with long-term ecological and social sustainability. Unsustainability is not a technical nor economic problem as usually conceived, but rather a state of systemic incompatibilitybetween a economy that is a fully-contained, growing, dependent sub-system of a non-growing ecosphere. Potential solutions fly inthe face of contemporary development trends and cultural values.     

复合污染中Triton X-100在膨润土/水界面上的吸附行为

研究了水溶液中膨润土对非离子表面活性剂Triton X-100(X-100)的吸附,重点探讨了阳离子表面活性剂CPC、阴离子表面活性剂SDBS、中性无机盐NaCl及温度对膨润土吸附TX-100的影响.结果表明,Na基膨润土吸附TX-100的效果好于Ca基膨润土;低浓度CPC对膨润土吸附TX-100具有增强作用,当CPC初始浓度大于l0000 mg·L-1(平衡浓度Ce约为1CMC)时具有抑制作用,当CPC浓度低于3000 mg·L-1(Ce约为0.03CMC)时,TX-100吸附量与CPC浓度成线性正相关.SDBS能显著降低膨润土对TX-100的吸附,原因是溶液中SDBS与TX-100混合胶束的形成能阻止TX-100与膨润土硅氧表面间的氢键作用及在其表面形成胶束.NaCl的存在可以大大提高膨润土对TX-100的吸附,去除率由56%提高到99%以上.膨润土对TX-100的吸附随温度升高吸附量增大,其吸附热为12.68 kJ·mol-1,标准自由能的减小和熵值的增大是TX-100在膨润土上吸附的推动力.实验结果对用膨润土处理含表面活性剂废水具有一定的理论价值.     

NDA-100大孔树脂对水溶液中水杨酸的吸附行为研究

通过静态吸附试验，研究了NDA－100大孔树脂对水溶液中水杨酸的吸附动力学及热力学特性，结果表明吸附符合一级动力吸附方程，颗粒内扩散过程是影响吸附速率的主要控制步骤，吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程，吸附为放热的物理吸附过程。     

苯的衍生物在活性炭/水界面上的吸附标准自由能及与其分子结构的关系

测定了25℃时活性炭自水中吸附苯、苯酚、苯胺、对－氯苯酚、苯甲酸、对－羟基苯甲酸、对－氯苯胺、硝基苯、对－氨基苯甲酸、对－硝式苯酚、对－硝基苯胺、对硝基苯甲酸的等温线，它们的等温线均为Langmuir型的，利用Langmuir参数计算了吸吸标准自由能变化△G^0，计算结果表明，△G^0具有加和性，即化合物的△G^0是组成该化合物各基团贡献之总和，化合物的分子量及分子连接性指数与△G^0有近似的线性关系。     

改性催化裂化废催化剂吸附水中氨氮的研究

考察了振荡时期温度、ＰＨ吸附效果的影响，通过吸附热力学实验，探讨了吸附机理，结果表明，温度是影响吸附效果的主要因素；等温吸附规律可用Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ模式和Ｌａｎｇｍｕｉｒ模式较好地描述；可能的吸附机理为：一是ＮＨ分子通过偶极力和氢键方面吸附，二是ＮＨ４通过离子交换面吸附。     

磷酸微波活化多孔生物质炭对亚甲基蓝的吸附特性

以甘蔗渣为原料，采用微波辅助H3PO4活化法制备富含含氧酸官能团的中孔生物质炭。通过扫描电子显微镜SEM、傅立叶变换红外光谱FT-IR等技术对生物质炭物理化学性质进行表征，并通过静态实验法，探讨炭样对亚甲基蓝的吸附行为及热力学性质。结果表明，H3PO4活化制备蔗渣生物质炭的适宜条件为浸渍比1：1，烘干时间10h，活化功率900W，活化时间22min，在此条件下制得的生物质炭得率为39．2％，碘值为817mg／g，亚甲基蓝值为229mg／g，为国家一级品标准的1．7倍。红外光谱分析表明，炭样表面以羟基、羰基、羧基等酸性官能团为主。静态吸附实验表明，Freundlich方程与Redlich—Peterson方程能较好地描述等温吸附行为，表现为优惠吸附。热力学研究表明，吸附吉布斯自由能（△G0）〈0，说明吸附反应是自发过程，而吸附标准焓变（△H0）〉70KJ／mol，表明亚甲基蓝在制备炭样上的吸附是吸热反应，升温有利于吸附，且化学反应在吸附过程中发挥了重要作用。     

一株抗Cd~（2＋）菌株的筛选及其吸附性能

Cd2＋为一种毒性金属元素,为了实际解决污水中低浓度重金属污染,实现污水达标排放,通过12C6＋重离子束辐照诱变技术筛选到一株耐受Cd2＋的菌株C2,研究其对Cd2＋的抗性和低浓度Cd2＋的吸附性能表明,Cd2＋浓度≤100 mg/L时,C2菌株可以生长繁殖,但随Cd2＋浓度升高受到抑制;SEM分析表明,受到Cd2＋胁迫时,C2产生大量胞外产物与Cd2＋形成络合物;吸附过程中菌粉表面空隙得到填充,形成凸起;红外光谱分析表明,吸附过程中的主要作用基团为醇羟基O—H键、氨基和酰胺基团;C2菌粉和固定化菌球都对Cd2＋有较好的吸附能力,菌粉吸附效果比固定化菌球稍好;菌粉和固定化吸附剂的最佳吸附初始pH值为5~6.0,最佳投加量分别为1.0 g/L和10 g/L（实际含菌量为1.0 g/L）;Cd2＋浓度在2~20mg/L时,在最佳吸附条件下,菌粉和固定化吸附剂对Cd2＋的吸附率均在90%左右;2种吸附剂吸附过程与Langmuir等温模型和拟二级动力学模型拟合最佳;热力学研究表明吸附反应均能自发进行。以上研究结果表明,C2菌粉和固定化吸附剂均可用于污水中低浓度Cd2＋的去除。     

多孔性Mn3O4的制备及其对水中镉的吸附

采用硫酸锰水解-氧化两步法制备了多孔性四氧化三锰,以X射线衍射、扫描电镜和氮吸附比表面仪对其进行了表征,研究了该多孔性Mn3O4在不同的溶液pH值、吸附时间、投加量和温度下对水中Cd(Ⅱ)的吸附行为,并测定了吸附过程的动力学和热力学参数。实验结果表明,该法合成的四氧化三锰属四方体心结构,一次晶粒尺寸为45.8 nm,颗粒间存在大量的孔洞,BET法比表面积为40.27 m2/g。在293 K,pH 5.5,吸附12 h时达到平衡,饱和吸附量为12.8 mg/g。该吸附过程符合准二级反应动力学模型,其反应的吸附活化能为2.743 kJ/mol,吸附等温线较好地符合Langmuir等温方程,吸附焓变和熵变均为正值,自由能变为负值,说明该吸附过程为自发的吸热过程。     

氨化松香基交联聚合树脂对水中诺氟沙星的吸附性能

将松香基功能高分子进行胺基化得到氨化松香基交联聚合树脂(aminated rosin-based resin,ARBR),采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)和比表面分析(BET)对ARBR进行了表征.利用ARBR树脂对水中诺氟沙星(NOR)吸附去除,系统研究了树脂投加量、pH值、接触时间、离子强度和温度等因素对NOR吸附性能的影响.结果表明,pH在2.0~6.0范围内,ABRA对NOR的去除效果随着溶液pH值的增加而升高,在8~10之间则呈现下降趋势;共存离子溶液的存在对ARBR去除NOR的行为总体上表现为促进作用.ARBR对水中诺氟沙星的吸附动力学过程符合准二级动力学模型.Langmuir等温吸附模型可较好地描述ARBR对水中NOR的吸附过程,理论最大吸附量为30.29 mg·g~(-1)(pH 6.0、20℃).吸附热力学分析表明,ARBR对水中诺氟沙星的吸附是自发吸热的过程,属于物理吸附,其吸附机制主要为氢键与静电作用.脱附再生实验发现,0.1 mol·L~(-1)HCl溶液效果明显优于其它脱附液,进一步确证了氢键在吸附中的主导作用;经过5次吸附-脱附循环后,对NOR仍具有稳定的吸附性能,可再生循环使用.对比了不同类型商品化树脂,ARBR具有较好的吸附效果.该研究结果拓展了松香高值化的应用研究领域,对开发松香在环境微污染控制中的应用具有理论指导意义.     

地下水循环井技术处理土壤和地下水中甲基叔丁基醚研究

研究了MTBE在砂土中的静态吸附以及采用地下水循环井技术(GCW)去除砂土和地下水中MTBE的衰减规律。结果表明:MTBE在砂土中的吸附动力学符合准二级动力学方程,相关系数R2为0.99618,在砂土中的吸附平衡时间为24 h;吸附热力学符合Linear平衡吸附,吸附系数为0.00306 m3/kg。GCW运行30 h后,地下水饱和含水层中MTBE浓度由500 mg/L降至72.5 mg/L,去除率为85.5%;砂土中MTBE的吸附量由0.93 mg/g降至0.03 mg/g,去除率达96.4%。水平方向距GCW越近,MTBE的去除效率越快,垂直方向位于GCW上部的MTBE优先会被去除,最佳修复时间为运行15 h。GCW对砂土和地下水中高浓度MTBE具有良好的修复效果。