基于生态足迹的武汉城市圈生态承载力评价和生态补偿研究

在推进新型城镇化和生态建设的背景下,客观定量评价区域生态环境状态,是当前我国生态建设重要而紧迫的任务之一。高密度的人类活动会对自然生态系统产生超负荷的压力,通过生态承载力的分析能够定量测度这种状况,为区域可持续发展提供借鉴意义。基于生态足迹模型,计算了2008年和2013年武汉城市圈各县域单元的生态足迹/承载力,并进行了时空变化分析。研究发现武汉城市圈各县域单元的生态足迹和生态承载力在空间上存在显著的差异性,生态足迹逐年增加,生态承载力的变化相对较小,出现两级分化的现象。根据生态足迹/承载力进行跨区县生态补偿测算,得到2008年和2013年武汉城市圈48个县域的转移支付情况,表明如果运用财政转移支付的手段,整个区域能够达到生态系统供给和需求动态平衡的目标,缓解武汉城市圈的生态压力,实现武汉城市圈的可持续发展。     

Experimental thermal storage research of organic binary phase change materials in building environment

This paper aims to reveal the heat transfer mechanism of low-temperature phase change material (PCM) and design PCM heat storage device in building heating environment. Firstly, low-temperature binary PCMs of lauric acid and stearic acid are prepared, and their thermal properties are investigated by DSC. Then, shell and tube latent heat thermal energy storage units are conducted, and heat transfer experiments are carried out to analyze the heat transfer mechanism of PCM. The results demonstrate that natural convection plays an important role in heat transfer process, and the heat storage efficiency of PCMs can be significantly enhanced by increasing the fin width and improving the inlet heat transfer fluid (HTF) temperature. Furthermore, some proposals are put forward to guide the design of PCM storage device in building heating environment.     

政府干预农地流转:农户收入及资源配置效率

本文基于江苏省苏北地区灌云县和金湖县的农户调研,采用内生性处理回归模型考察政府干预下土地流转对不同类型农户收入的影响,并从农户土地和劳动力资源配置效率的角度解释农户收入变化的根源。研究结果表明,政府干预下土地流转对不同类型农户收入的影响效应有很大差异,农户土地转入后收入增加了161.2%,转出户收入并未显著增加;从农户资源配置角度考察,发现农户转入土地后农业生产效率显著提高,转出土地后农业生产率降低;农户土地转出后非农工作时间和工作报酬并未显著增加,表明转出户并未提高非农劳动力资源配置效率。同时,本文比较政府主导和农户自发两种类型农地流转对农户收入和资源配置效率的影响差异。结果发现,相对于自发土地流转的农户,政府主导下农户转入更大面积土地,并显著提高了单位面积土地生产效率和家庭收入水平;而政府干预土地转出不利于农户土地和劳动力资源配置效率及收入水平的提高。基于以上分析,本文认为政府干预降低了土地流转交易费用,有利于转入户扩大土地面积,实现规模经济效益,进而增加转入户收入;然而,政府干预下转出户资源配置面临较大约束,配置效率和收入都未能实现最大化。因此,政府在完善农地流转服务政策的同时,应当尊重农户土地流转意愿,使得农户土地流转符合家庭资源配置收入最大化目标。同时,要通过非农就业培训、发展非农经济,吸纳更多劳动力转移到非农业领域,进一步促进农村土地流转和规模经营,优化农村土地和劳动力资源配置效率,持续增加农民收入。     

Experimental investigation of a solar water distillation-cum-drying unit

In this communication, a new design of solar-energy-based water distillation cum drying unit with parabolic reflector has been designed, fabricated, and tested. Bitter gourd and potato slices are chosen as a drying commodity. Thermal performance of the developed system has been evaluated based on the experimental results and using linear regression analysis. Heat transfer coefficients (convective, evaporative, and radiative) for solar distillation system have been observed to be 2.48–4.09, 13.25–52.38, and 8.75–9.66 W/m²°C, respectively. Overall thermal efficiency and exergy efficiency for the distillation system has been found to be 18.77% and 1.2%, respectively. The convective heat transfer coefficient for potato slices are observed higher for initial hours and decreases as the day progresses. The average convective heat transfer coefficients for bitter gourd and potato slices have been observed as 2.18 and 5.04 W/m²°C, respectively. Experimental error in terms of percent uncertainty for bitter gourd and potato slices are found to be 42.93% and 37.06%, respectively. The present design of solar distillation and drying in a single unit could be beneficial for the development of remote, arid, and rural areas.     

A real-time simulating non-isothermal mathematical model for the passive feed direct methanol fuel cell

In order to understand the complex transport phenomena in a passive direct methanol fuel cell (DMFC), a theoretical model is essential. The analytical model provides a computationally efficient framework with a clear physical meaning. For this, a non-isothermal, analytical model for the passive DMFC has been developed in this study. The model considers the coupled heat and mass transport along with electrochemical reactions. The model is successfully validated with the experimental data. The model accurately describes the various species transport phenomena including methanol crossover and water crossover, heat transport phenomena, and efficiencies related to the passive DMFC. It suggests that the maximum real efficiency can be achieved by running the cell at low methanol feed concentration and moderate current density. The model also accurately predicts the effect of various operating and geometrical parameters on the cell performance such as methanol feed concentration, surrounding temperature, and polymer electrolyte membrane thickness. The model predictions are in accordance with the findings of the other researchers. The model is rapidly implementable and can be used in real-time simulation and control of the passive DMFC. This comprehensive model can be used for diagnostic purpose as well.     

农户兼业阶段性分化探析

当前农户兼业的阶段性分化其本质是农户之间兼业进程的不统一,进而导致了严重的农村社会分化问题。本文利用江苏省苏北地区农户调研数据分析了当前农户兼业阶段性分化的现状及其带来的社会后果,利用似不相关双变量Probit模型分析了农户兼业阶段性分化的原因,得出了阻碍农户兼业发展的主要制约因素。结果显示,家庭人力资本稀缺是农户实现兼业生产的主要制约因素,农户无法进行非农工作主要是受到家庭人口规模小、老龄化严重的限制,这一部分农户家庭生活水平低,面临严重的"贫困陷阱"。政府直接干预土地流转使部分农户被动退出了农业生产,形式上实现了农户兼业进程的统一,但损害了农户的土地权益,造成农村土地产权不稳定,降低了农户自发性退农倾向,妨碍了土地市场的进一步发展,因此实质上对农户兼业进程起到了阻碍作用。此外,由于土地承包经营证书对承包经营权权能、地块四至等信息界定不清晰,对农户兼业进程的发展没有刺激作用。综合以上结论可知,土地产权以及农户家庭人力资本是导致当前农户阶段性分化的主要原因。政府不应对农村土地市场进行直接干预,而应通过完善农村社保体系、扶持农户非农就业、加快新一轮土地确权发证工作以促进土地市场与农户兼业进程的发展,在市场机制为主、政府调控为辅的环境下合理实现土地的集中与农业规模经营。     

企业环境寻求、污染密集型生产区际转移与环境监管

在当前强调产业结构调整的政策背景下,产业有序转移必须以有利于或者加强环境保护为基本目标。环境规制差异造成了不同经济地域之间污染密集型生产的比较优势调整,强化了高污染产业进行生产区位选择的动机,以规避来自政府的环境监管。环境治理成本的不同是高污染企业区际转移的重要驱动因素,企业环境寻求策略推动了污染密集型生产由环境规制强度高的地区向环境规制松弛地区的转移。企业污染密集型生产的区际转移受到环境要素产品生产比较优势的明显影响,这些环境要素产品与区际环境规制差异、企业市场内部化战略以及污染密集型产品的生命周期密切关联。借鉴一般均衡分析框架,可以明晰企业环境寻求策略下污染密集型生产转移的内在机制。一方面,环境成本差异决定了非环境友好产品生产转移的意愿,高强度的环境规制使得企业生产的边际环境治理成本和平均环境治理成本提高,污染密集型生产外迁的动力加强,生产效率高的企业对环境规制强度更加敏感。污染密集型生产承接地提高环境规制强度能形成对环境负面影响的有力对冲,遏制环境恶化趋势。另一方面,合理的区际环境政策差异能在产业有序转移中发挥重要作用。合理设定区际环境规制级差与碳信征信系统建设,加强分类监管与行业节能减排,建立拟承接生产项目的效率筛选机制,提高区域市场开放程度、降低产业优惠政策所形成隐性市场保护等环境监管手段是保证欠发达地区通过产业承接实现跨越式发展的关键所在。     

基于转运站满负荷的北京市新东西城区生活垃圾物流优化方案研究

北京市新东城和新西城成立后迫切需要对现有生活垃圾物流方案进行优化,实现生活垃圾资源化处理.以北京市东西城区生活垃圾为研究对象,利用统计预测模型和GIS空间分析技术与方法,在分析了4个老城区生活垃圾产生量及所属密闭清洁站垃圾流向和流量基础上,提出了基于满负荷运行的三大转运站(马家楼、小武基和大屯)生活垃圾等距离收集运输优化物流模式,分析了现状及新物流模式下生活垃圾物料平衡.结果表明,与现状收集模式相比,等距离优化物流模式可使清运距离减少约9.3×105km.a-1,与现状相比减少10%;同时,基于三大转运站满负荷运转的,部分考虑海淀、丰台和朝阳区跨区运行的生活垃圾优化物流模式下,且充分利用现有的处理处置设施,可减少原生垃圾填埋量约28.3%.在优化模式的基础上若北京市正筹建的3座垃圾焚烧厂建成后,可使新东西城区生活垃圾焚烧、生化、填埋比例由现状1∶4.8∶4.2,达到3.8∶4.5∶1.7,可基本接近北京市2015年生活垃圾焚烧、堆肥和填埋比例达到4∶3∶3规划目标.     

微生物燃料电池恒电流预培养阳极生物膜分析表征

阳极性能是影响微生物燃料电池(Microbial Fuel Cells,MFCs)性能的关键因素之一,同时阳极的接种挂膜过程是影响微生物燃料电池启动效率的关键因素.因此,本课题组提出了预培养阳极作为微生物燃料电池的一种新型阳极的概念,在三电极体系下,通过外加恒定电流预培养阳极,在不同条件下对阳极表面进行电化学选择和生物膜驯化以丰富生物膜结构和厚度.结果表明,阳极的性能与预培养电流大小密切相关,预培养阳极CF-4i(外加4 A·m-2电流密度)通过循环伏安法、塔菲尔曲线、电化学阻抗谱测试,性能好于其他测试组及对照组,装配阳极CF-4i的微生物燃料电池能实现最大功率密度968.20 m W·m-2,是对照组的2.53倍.同时,通过共聚焦显微镜观察发现,生物膜大体分两层,外层的活细胞及内层的死细胞,外层活细胞长在内层死细胞之上.这种结构分布表明,阳极生物膜中的活细胞部分绝大多数都分布于生物膜的外侧,而不是均布于整个阳极生物膜中;同时这也表明不是整个阳极生物膜都具有新陈代谢活性,但死亡的细胞可以继续积累在电极表面附近,活的外层膜负责电流的产生,而内层的死细胞作为一种导电基质.     

MDEA水溶液膜法天然气脱硫的试验研究

以新配和含有一定H_2S的MDEA溶液为吸收液,以聚偏氟乙烯(PVDF)膜组件为接触器,通过对操作参数的调节和改变膜孔大小等方法对脱硫率和总传质系数进行研究。结果表明:气液压力差以及膜孔孔径的增加均有利于脱硫率和总传质系数的提升,即均有利于脱硫。降低进气流量和低气液比均对H_2S传质有积极作用。