基于元素代谢的磷肥生态工业园区规划

生态工业园区是循环经济和生态工业重要的实践方式,是实现可持续发展的重要途径.以循环经济和工业生态学原理为指导,在对磷肥产业中S,Ca等元素进行代谢分析的基础上,从实现S元素循环和Ca元素高利用率,延伸P元素利用途径出发,强调物质集成,通过工业生态系统结构规划和生态管理规划等措施构建了磷肥生态工业园区.      

邯郸市物质流分析

利用邯郸市统计年鉴数据和实地调研资料,采用城市物质流分析框架研究邯郸市2005年物质流全景和1993─2005年物质输入和输出结构的时间序列变化.结果表明:13年间邯郸市地区生产总值增长3.4倍,物质输入增长1.1倍,物质生产力增长1.1倍,由1993年的151.8元/t上升至2005年的320.9元/t,反映了邯郸市前期经济发展与资源投入具有明显的“脱钩"现象;另一方面,邯郸市仍然遵循着“高投入、高排放"的发展模式,2005年物质净存量仅占全年物质通量的12.2%,大部分物质在开采当年并不进入经济系统而直接排放到生态系统中;同时,邯郸市经济发展的对外依存度逐年升高,从该市外调入的物质量所占比例由1993年的10.2%上升至2005年的39.2%,表明邯郸市经济发展将面临更大的资源      

物质代谢研究进展综述

传统的线性经济生活模式导致人类社会面临着巨大的环境压力,因此为提高资源的利用效率,实现社会经济的可持续发展,物质代谢研究逐渐成为近年来国际研究领域的热点问题。文章从三方面对国际上关于物质代谢研究进展做了阐述:①物质代谢的研究背景;②物质代谢的基础性研究,包括不同层次的物质代谢吞吐量的研究和物质代谢定量分析方法的探讨;③物质代谢相关的研究进展,包括土地利用/覆盖变化、自然环境效应和可持续发展与物质代谢作用关系的讨论。最后,对其未来的发展方向提出了一些建议,认为除了要进一步完善物质代谢研究方法和模型外,还应从土地利用/覆盖变化、研究尺度、政策和行为、生态环境效应等角度对物质代谢进行拓展分析。     

区域土地利用变化的物质代谢响应初步研究

文章在描述相关研究进展的基础上,认为在物质资源不断减少的情形下,物质代谢效率提高对于人类社会发展具有更为重要的意义。并在此基础上,分析了土地利用方式、土地利用强度、土地利用布局等土地利用变化过程对于物质代谢变化的影响机理。以江苏省为例进行实证分析,构建区域土地利用变化的物质代谢驱动力模型。结果表明,随着1989年以来江苏省土地利用强度的不断提高,物质代谢通量快速增长。土地利用强度越高,物质代谢通量值越大,土地利用强度提高10%,则物质代谢通量将提高5.62%,因此,资源利用量与污染物排放量越多,带来的环境冲击也就越大;但土地利用强度越高,物质代谢效率值就越小,土地利用强度每提高10%,物质代谢效率就提高5.03%,因而单位GD P的资源利用量与污染物排放量也就越少。虽然物质代谢效率在提高,但是物质资源日益稀缺,物质代谢效率需进一步提升。最后提出了区域土地利用变化物质代谢效应响应的研究方向。     

城市物质代谢及其调控

对比研究了城市系统与自然生态系统物质代谢的主要差别。从现代控制论原理出发,对城市物质代谢涉及的主要因素及其相互关系进行了结构性分类研究,建立了城市物质代谢的控制论理论模型。      

硫酸盐还原过程中乙酸型代谢方式的形成及其稳定性

通过产酸脱硫反应器处理高浓度硫酸盐废水的连续流试验,考察了不同试验阶段硫酸盐去除率和产气量稳定期,液相末端产物中挥发酸组成的变化、乙酸的分布特征、微生物种群组成和种群间关系.试验结果表明,各试验阶段液相末端产物中乙酸的分布比例高达50%～82%,微生物群体呈现特定的乙酸型代谢方式.乙酸型代谢方式本质上是产酸相反应器处理硫酸盐废水过程中,硫酸盐还原菌(SRB)与产酸菌(AB)建立起生物链式协同代谢关系,并通过非完全氧化型方式分解有机物,从而在末端产物中积累大量乙酸.乙酸型代谢方式的形成取决于利用乙酸的硫酸盐还原菌(ASRB)的竞争能力和它对乙酸的利用能力.乙酸型代谢方式可以为后续产甲烷相反应器提供适宜的底物,对提高硫酸盐废水处理系统的效率和运行稳定性具有重要意义.     

资源型城市的“无废城市”建设模式探讨

资源型城市在我国经济发展大局中地位重要而特殊、历史贡献突出,城市发展的生命周期特征和物质代谢的"大进大出"特征明显,固体废物(以下简称固废)治理问题积弊已久、复杂多变。如何建设"无废城市"模式的资源型城市,是当前城市可持续发展和"无废城市"实践亟待破解的难题。本文研究分析了2017年我国资源型城市固废产生、贮存、综合利用、处置环节及管理制度体系建设的主要问题,并从制度设计、产业转型、分类利用、标准建立四个方面提出了"无废"资源型城市建设的政策建议。根据资源型城市所处生命周期发展阶段的不同,提出了基于固废"产、存、用、置、销"的存量、流量挂钩约束的发展模式。同时提出以下建议:快速成长期城市应从产业体系构建、空间布局及准入条件着手控制固废增量;平稳成熟期城市应发展完善高值化资源综合利用产业体系和制度体系;枯竭衰退期城市应注重挖掘和开发存量固废的资源价值;再生发展期城市应加强多源废物协同处置利用产业体系建设。本研究可为资源型城市的"无废城市"建设提供模式参考和政策建议。     

镉对罗非鱼鳃线粒体结构和能量代谢的影响

为探明水环境镉对罗非鱼(Oreochromis niloticus)鳃线粒体结构和能量代谢的影响及其作用机理,本研究采用室内模拟方法,将罗非鱼在Cd²⁺浓度为0　μg/L、50　μg/L和500　μg/L的水中暴露7　d后,观察鳃线粒体超微结构并测定线粒体超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量和鳃组织中磷酸果糖激酶(PFK)、ATP酶(ATPase)活性、乳酸(LD)、ATP、ADP、AMP含量及血浆中Na⁺、K⁺、Ca²⁺浓度和渗透压,并计算能荷值(EC).结果表明,50　μg/L组鱼鳃线粒体结构未受损, 除SOD酶活性被显著诱导外,其余测定指标与对照组相比无显著差异(p>0.05); 而500　μg/L组鱼鳃线粒体严重受损, LD、MDA、ADP、AMP和血浆K⁺含量显著高于对照组, SOD和ATPase活性显著低于对照组(p<0.05), PFK和渗透压无显著变化(p>0.05),但有降低趋势.结果表明,高浓度镉短期暴露将降低鱼鳃线粒体SOD活性而导致线粒体氧化损伤,同时抑制ATPase和PFK活性,影响鳃的能量供应和利用,最终降低鳃血浆渗透压和离子浓度调节能力可能是其毒性机理之一.     

废水同步生物处理与生物燃料电池发电研究

利用厌氧活性污泥作为接种体成功地启动了空气阴极生物燃料电池(ACMFC),110h的接种产生了0.24V的电压;以乙酸钠和葡萄糖作底物分别产生了0.38V和0.41V电压(外电阻1 000Ω),最大功率密度分别达到146.56 mW/m²和192.04mW/m²,表明有机废水可以用来发电;同时,乙酸钠和葡萄糖的去除率分别为99%和87%,表明燃料电池可以处理废水.二者的电子回收率均在10%左右,主要是由于阴极对氧气分子的透过作用引起的微生物好氧呼吸导致电子损失.     

外加营养源作用下微生物黏结剂对土壤团聚体的影响

通过室内培养实验研究了外加营养源条件下微生物黏结剂(真菌菌丝和微生物胞外多糖)对土壤稳定性的影响以及微生物在不同粒径团聚体中的分布.所加营养源分别为葡萄糖(以C计)和硝酸铵(以N计),实验周期为30 d.实验设计包括对照(0.5 mg.g-1)、CN5(0.5 mg.g-1,0.1 mg.g-1,C/N=5)、CN10(0.5 mg.g-1,0.05 mg.g-1,C/N=10)3个水平.结果表明,3个处理的土壤呼吸速率十分接近,最大值都在3.10 mg.(h.kg)-1左右,说明无机氮肥的施加短期内对葡萄糖的矿化作用不明显.除培养第5 d CK的大团聚体形成量(15.67%)显著低于CN5(25.32%)和CN10(24.63%)外,其余培养期间3个处理的团聚体含量总体无显著性差异,表明本实验中葡萄糖对微生物的影响较大,覆盖了施加无机氮的影响,从而导致团聚体含量之间差异不显著.