基于物质流的四川省生态经济特征分析

利用物质流(MFA)理论结合生态效率模型方法分析了2001—2010年四川省经济系统的物质流动情况、资源效率变化及环境效率变化。分析表明:(1)2001—2010年,四川省直接物质输入量(DMI)与区域内废物排放量(DPO)随GDP的增加均呈增长趋势,总物质资源效率一直在3 500元/t左右波动,总体变化不大,工业物质资源效率的变化趋势波动性较明显。(2)四川省主要依靠增加资源的投入,特别是自身资源的投入来维持经济的发展。(3)四川省DPO总体呈上升趋势。主要环境污染来自气体污染,其中以化石燃料燃烧排放的二氧化碳所占比例最大,其次为二氧化硫。(4)四川省农业用水在供水量中所占比例最大,为60%左右。(5)四川省地表水环境退化的主要原因来自生活污水排放量的增加。同时,四川省2010年总用水效率为2001年的2.7倍,2010年工业用水效率为2001年的3.5倍,工业用水效率与总用水效率增长速度较高。(6)2001—2005年,总废物排放效率与工业废气排放效率均呈下降趋势,2005年起逐渐升高;总废水排放效率、工业废水排放效率均逐年上升;工业废物综合利用效率呈波动上升趋势。上述分析结果体现了四川省在经济转型过程中还存在较多问题,需要继续提高资源利用效率,改变资源利用结构。     

紫外活化过硫酸钠降解水中三唑酮的效能

针对常规水处理工艺难以去除原水中低浓度有机氯农药的问题,采用新型高级氧化技术——紫外(UV)活化过硫酸钠(PS)去除水中有机氯农药三唑酮(triadimefon,TDF),分别研究了TDF初始浓度、PS浓度、初始pH、氯离子浓度以及腐殖酸(HA)浓度对TDF降解效果的影响。结果表明:随着TDF浓度的增加,其去除率逐渐降低;PS浓度从100μmol·L~(-1)增到250μmol·L~(-1),TDF去除率可以提高6.83%;初始pH为5时,TDF的去除率最大;氯离子的存在会抑制TDF降解;存在HA时会降低TDF去除效果。当TDF浓度为200μg·L-1、PS投加量为250μmol·L~(-1)、pH为5、温度为(25±2)℃和反应时间为600 s的反应条件下,TDF的去除率达到99.83%。相比于单独采用UV辐照和PS氧化技术,UV/PS技术对TDF的去除率分别提高了64.2%和86.22%。TDF的降解机制是紫外直接光解和以硫酸根自由基(SO4·-)为主的自由基氧化的共同作用。     

太湖草型湖区沉积物中生物易降解物质组成与分布规律

为研究富营养化条件下草型湖区水生植物碎屑快速沉积对沉积物中有机质组成及营养状态的影响,选取太湖胥口湾为研究区,采集沉积物柱状样,探究沉积物中色素、碳、氮、磷及生物易降解物质的组成和分布规律.结果表明,胥口湾沉积物中色素、碳、氮、磷及生物易降解物质整体表现为表层富集特征,主要集中在沉积物表层15 cm;沉积物中氮负荷高于磷负荷,且存在显著的空间差异性;沉积物TN含量在127. 2～2 092. 8 mg·kg~(-1),沉积物TP含量在222. 1～528. 4 mg·kg~(-1),水生植物分布区(1 033. 6 mg·kg~(-1))氮负荷显著高于无植被区(325. 2 mg·kg~(-1)).沉积物中生物易降解物质以糖类(3. 7 mg·g-1)为主,其次是脂类(2. 8 mg·g-1)和蛋白质(2. 3 mg·g-1);水生植物碎屑残体是沉积物中营养盐和易降解有机质的主要来源,水生植物分布区沉积物中色素、碳、氮、磷及生物易降解有机质含量均显著高于无植被区(P 0. 01);胥口湾沉积物逐渐由中营养状态向富营养状态过渡,整体已经趋向于富营养化状态,在今后的湖泊管理和调控过程中需予以关注.     

不同pH和腐殖酸对饮用水中吲哚类嗅味物质的氧化效果影响研究

近年来饮用水嗅味事件频发,化学类嗅味问题已不容忽视.本研究以吲哚(Indole)和3-甲基吲哚(3-MI)两种化学类嗅味物质为研究对象,探究不同pH与腐殖酸(HA)浓度对NaClO和KMnO₄氧化效果的影响,并在实际水体中加以验证.结果表明,不同pH下(pH=5、7、9)NaClO均可高效氧化Indole和3-MI,去除率达95%以上,但pH=9时氧化速率明显降低;HA对NaClO氧化Indole和3-MI的效果有一定的抑制作用(<10%).KMnO₄对Indole的氧化去除效果不明显(<10%),而KMnO₄对3-MI的去除率却可达88.90%以上.不同pH对KMnO₄氧化Indole和3-MI影响不大,但HA可以明显提高KMnO₄对Indole和3-MI的去除率(>86%,>96%).实际水体的实验结果表明,虽然NaClO对Indole和3-MI的氧化效果较纯水体系中略有降低,但依然明显高于KMnO₄.当水体中Indole、3-...     

基于气-液传质氨法脱硫喷淋吸收CFD仿真模拟

结合氨法脱硫SO₂吸收传质的研究,通过耦合氨法脱硫液滴中多组分化学反应、液滴与气相间传质(双膜理论)、液滴蒸发相变等多个过程,采用CFD二次开发技术研究开发了可预测脱硫效果的CFD计算方法,利用基于该方法建立的三维氨法脱硫仿真模型模拟脱硫塔内的流场及烟气流速、pH值、液气比、雾化粒径、初始SO₂浓度对脱硫效果的影响,研究结果表明,模拟结果与实验数据有着相同的变化趋势且二者之间的相对误差小于±20%.同时,通过计算pH值和浆液粒径等关键参数对脱硫塔内竖直中心线上NH₃和SO₂浓度分布规律的影响,明确通过合理控制浆液pH值与浆液粒径来提高脱硫效率以及减少NH₃逃逸.实验和数值模拟结果表明,氨法脱硫系统控制烟气流速为2～3m/s、浆液pH值为5～6,液气比2.5～3.5L/m³,雾化液滴粒径为0.8～1mm较为合适.     

不同气氛热解生物炭可溶性有机碳的光谱特征

为探明不同气氛热解生物炭可溶性有机碳(BDOC)的性质特征,在不同热解气氛(CO₂、N₂和空气限制)和热解温度(300～750℃)下制备了一系列小麦秸秆生物炭,通过提取其BDOC并结合紫外-可见光谱和荧光光谱-平行因子分析方法对BDOC性质进行分析.热解温度为300℃时,CO₂和N₂热解生物炭释放的DOC含量高(CO₂:10.55mg/g,N₂:10.17mg/g);而热解温度为450～750℃时,空气限制热解生物炭释放的DOC含量高(0.31～2.88mg/g).生物炭释放DOC含量与生物炭的挥发性物质含量、H/C和(O+N)/C呈正相关关系.空气限制热解BDOC具有更低的分子量,更高的芳香性(SUVA₂₅₄范围:7.66～16.86),腐殖化程度(HIX范围:10.77～52.21)和类腐殖酸物质含量,而CO₂和N₂热解BDOC含有更多的类蛋白物质.此外,CO₂和N...     

新鲜和老化生物炭对土壤氮淋失及油菜氮吸收的影响

粮食需求日益增加,为了实现增产,大量氮肥被施入土壤,而氮肥利用率较低导致土壤氮淋失严重,造成水体污染. 生物炭施入土壤被认为是减少土壤氮淋失的有效措施. 本文通过室内土柱模拟淋溶试验,共设置5个处理——对照(仅施氮肥,B₀)、氮肥+1%新鲜生物炭(B₁)、氮肥+4%新鲜生物炭(B₄)、氮肥+1%老化生物炭(Ba₁)、氮肥+4%老化生物炭(Ba₄). 在植物-土壤-淋溶液系统内探究不同施加量的新鲜和老化生物炭对土壤氮淋失和油菜氮吸收的影响,并通过物质守恒定律来探究其对气态氮损失的影响. 结果表明:与对照相比,添加1%和4%新鲜生物炭时土壤氮素含量分别提高4.63%和9.68%,淋溶液氮素含量分别降低33.91%和61.18%,油菜氮素含量分别增加40.70%和129.65%;添加1%和4%老化生物炭时土壤氮素含量分别提高7.46%和13.30%,淋溶液氮素含量分别降低53.68%和72.05%,油菜氮素含量分别增加78.20%和185.76%;气态损失的氮量随生物炭老化和施加量的增加而减少. 研究显示,土壤中施加生物炭对于提高土壤氮素固持能力、减少氮素淋失、促进油菜氮吸收和减少气态氮损失均具有显著效果,且施加老化生物炭的促进效果优于新鲜生物炭,证明生物炭减少土壤氮淋失的效应具有长期性.      

巢湖水体SPM和CDOM吸收特性季节差异研究

水体吸收系数作为重要的光学参量,研究它可进一步发展生物光学模型,为评估湖泊水体富营养化提供重要的理论基础。该文依据2020年8月和2021年10月在巢湖区采集的水样数据,经实验对水体组分光谱吸收和参数浓度的测定,展开对水体各组分吸收特性的研究以及季节差异分析。结果表明：巢湖夏季水体色素浓度高于秋季,而颗粒物则反之,两期水体各组分吸收特性时空差异显著;夏季总悬浮颗粒物在440和675 nm波段处的吸收系数a_p(440)、a_p(675)均值要比秋季大,且两期水体吸收类型大有差别;浮游植物夏季生长旺盛,光合色素增多,秋季因气候使其大量死亡,降解为非藻类颗粒物,导致夏季浮游植物色素颗粒物在440和675 nm波段处的吸收系数a_ph(440)、a_ph(675)、比吸收系数a^*_ph(440)和a^*_ph(675)均值大于秋季,而秋季非藻类颗粒物在440、675 nm波段处的吸收系数a_d(440)、a     

基于物质代谢分析的高铝煤炭循环利用全产业链评估研究

高铝煤炭广泛分布于我国内蒙古自治区中西部煤田,富含丰富的铝、硅、锂、镓等有价元素,对其进行资源协同开发,有望大幅提升我国铝资源供给体系韧性并提高固废利用率,以及改善燃煤电厂的飞灰堆存等环境污染问题. 本研究以大唐国际托电园区的高铝粉煤灰示范生产线为案例,解析了高铝煤炭中各类无机资源的分布规律,并在全面梳理“原料—工艺—技术—产品/副产品”匹配机制的基础上,构建了集成“高铝煤炭清洁燃烧工艺-多级预脱硅工艺-氧化铝低能耗提取工艺”于一体的高铝煤炭循环利用全产业链;采用物质代谢分析方法,研究高铝煤炭循环利用全过程中有价元素的迁移转化规律,建立了高铝煤炭伴生有价元素的走向与分配模型,识别了该产业链中物质代谢优化调控的关键环节;此外,以传统铝土矿炼铝产业和木浆造纸产业为参考基准,核算了该产业链推广应用的经济、环境效益. 结果表明,高铝煤炭循环利用全产业链中有价元素总体循环回收利用率超过80.0%,在内蒙古自治区推广应用该产业链,每年可生产1 303.0×104 t氧化铝,联产964.0×104 t活性硅酸钙和3 192.0×104 t硅钙渣,创造年收入401.2×108元,节约3 505.0×104 t铝土矿,保护11.5 km2植被. 研究显示,高铝煤炭循环利用全产业链的有价元素回收率高,具有良好的环境和经济效益.      

不同污水处理工艺中全氟和多氟烷基物质的来源、去除效率及生态风险

使用固相萃取-超高效液相色谱串联质谱法,测定广西3个污水处理厂（P1、P2、P3）中17种全氟和多氟烷基物质（PFASs）。结果显示,共检测出10种PFASs,检出率为33.3%～100%。进、出水中PFASs质量浓度分别为32.0～86.4和23.0～39.6 ng/L。全氟丁烷磺酸（PFBA）、全氟戊酸（PFPeA）和全氟辛酸（PFOA）是进、出水中的主要污染物。厌氧-缺氧-好氧（AAO）工艺对PFASs的去除率为49.0%;改良型序批反应器（MSBR）工艺对PFASs的去除率为72.2%,氧化沟工艺对PFASs的去除率为25.0%。P1和P3进水中的PFASs主要来源于生活污水,P2进水中的PFASs来源包括生活污水和工业废水。P1出水中的全氟十二烷酸（PFDoDA）对纳污河流的鱼类和水蚤构成高生态风险,对藻类构成中等生态风险,P2和P3出水对纳污河流构成的生态风险较低。