水热炭的制备、结构特征和应用

随着能源与资源的日益短缺,实现生物质的高效转化和利用尤为关键.水热炭化技术为实现生物质的高效资源化提供了契机,不同于传统的热化学处理方法 (例如慢热解法),水热炭化法可以在不需要干燥预处理的情况下直接处理湿润的生物质原料且反应温度较低,近年来引起了学术界的极大关注.本文重点概述了水热炭的制备、材料结构功能特性以及在改变土壤性质、碳固定、污染修复等方面的应用进展,并总结了水热炭在当前研究过程中面临的挑战和需要重点关注的问题,力图为水热炭在农业上的应用和推广提供一定的思路.     

生物碳和土壤性质对乙草胺吸附行为的影响

生物碳施加到土壤中可能会影响污染物的环境归趋,而吸附作用是其关键控制因素,为此,本研究考察了400、500和600℃下制备的玉米秸秆生物碳(分别记作CS400、CS500和CS600)和土壤性质对乙草胺吸附行为的影响.结果表明,生物碳和土壤对乙草胺的吸附等温线符合Freundlich模型(R2≥0.99).随着生物碳热解温度的升高(从CS400到CS600),生物碳吸附乙草胺的非线性指数n值减小且logKOC值增大,说明吸附非线性程度和吸附能力增强,这是因为生物碳炭化程度增强(H/C原子比减小),疏水性增强(O/C原子比减小)和比表面积增大而有利于对乙草胺的吸附,吸附机制以表面吸附为主(比如疏水作用、π-ρ EDA作用和孔填充作用).然而,土壤吸附乙草胺的n值(0.95)接近1.0,说明该吸附作用几乎是线性吸附,以分配作用机制为主.3种生物碳对乙草胺的吸附能力都高于土壤,特别是CS600对乙草胺的吸附能力(logKoc)比土壤及文献报道的土壤和沉积物高一个数量及以上,说明生物碳可能会有效保留土壤中的乙草胺而降低其迁移性.     

基于习性和食物网的白洋淀大型底栖动物群落恢复研究

白洋淀由于长期受人类活动影响,部分区域内源污染严重.针对该类区域,"十三五"水专项开展了生态清淤试点工程以实现内源治理.在清淤过程中底栖生物容易遭到严重破坏,与之密切联系的食物网受到影响.在沉水植物补种成功后,如何科学地恢复底栖动物群落并维持长效稳定,急需寻求解决方案.本研究于2018年对白洋淀大型底栖动物群落进行调查,根据调研结果、习性特征和食物网模型,提出了受损后大型底栖动物群落恢复方案.研究发现,春季优势种为螺类软体动物和虾类甲壳类动物,夏季和秋季为螺类软体动物和昆虫类摇蚊幼虫.全年主要优势种为中华圆田螺、中国圆田螺、羽摇蚊和大红德永摇蚊.通过食物网模型计算,确定了软体动物是2010年和2018年的关键功能组.因此,综合优势种和关键种,底栖动物群落恢复物种主要选择虾类、螺类和摇蚊幼虫.根据底栖动物的习性,确定甲壳动物和摇蚊幼虫以自然恢复为主,螺类以人工恢复为主的恢复方式.针对螺类关键物种,根据2018年调研生物量、工程经验值和生态容量综合确定其恢复投加量合理范围.通过以上研究,建立了基于食物网成熟度和稳定性的底栖动物群落恢复优化调控方案,为受损底栖动物群落的恢复提供借鉴.     

深入打好“十四五”土壤污染综合防治攻坚战的思考

《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》的"三新"核心要义(即立足新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局)对"十四五"土壤污染综合防治具有深刻影响。本文分析了"三新"核心要义为"十四五"土壤污染防治带来的历史发展机遇和挑战,分析了"十四五"土壤污染防治新阶段四个方面的特点。在此基础上提出了"十四五"土壤污染防治主要思路,重点分析了深入实施保护、预防、管控、修复四大行动的主要任务要求,以期为国家和各级政府开展"十四五"土壤污染防治谋划与设计提供决策参考。     

生态缺水条件下流域生态经济系统安全性分析

生态用水和社会经济用水的竞争状况使得研究水资源短缺地区的流域生态经济系统安全状况、有效进行生态缺水条件下流域生态经济系统的调控十分必要.从宏观角度出发,首先分析了流域生态经济系统演化的机制和影响因素,在此基础上,通过建立指标体系,提出了构建流域主要指标为状态变量的生态经济系统演化模型,并利用模型进行系统安全性分析.以潮白河流域为例,构建了人口数量、人均GDP、生态系统指数以及生态用水比例为状态变量的生态经济系统演化模型.模型模拟结果表明,如果不加以调控,该流域将无法提供生态经济系统的安全保障.提出了提高生态用水比例、控制经济增长速度和积极进行生态建设、控制水土流失的对策,为实现潮白河流域的生态经济系统安全保障服务.     

家用洗涤剂中特征污染物的检测及潜在风险研究

家用洗涤剂的特征污染物磷与表面活性剂随废水排入环境水体造成水体溶解氧下降、富营养化,破坏水生生态环境。从北京市三个具有代表性的市场购买洗衣液、洗衣粉、洗衣皂和洗洁精四种形态的家用洗涤剂共40个样本,并对其中磷与阴离子表面活性剂(LAS)含量进行检测。结果显示,所有衣用洗涤剂总P2O5含量均小于1.1%,符合无磷洗涤剂国家标准(GB/T 13171.2-2009);而LAS含量差异较大,范围为6.9%~31.4%,基本趋势是洗洁精洗衣液洗衣粉;经估算,洗涤等量衣物,洗衣液的LAS排放量比洗衣粉高49.1%,北京市每年家用洗涤剂LAS产生量至少为1.23万吨;经检测蓟运河北京段水样,61.5%的样点水样中LAS含量达到III类水质标准,但局部地区污染仍较为严重,污染风险不可忽视。     

沉水植物黑藻腐解过程中营养盐释放过程

为探究沉水植物衰亡过程中营养盐的释放规律,采用黑藻(Hydrilla verticillata Royle)作为研究用沉水植物,在实验室内模拟了黑藻在初春温度下腐解过程中的主要营养盐碳、氮、磷的释放过程.结果表明:黑藻在试验初期迅速腐解,该过程中向水体释放大量碳(81.31%)、氮(81.62%)、磷(85.94%).但随着时间的推移,黑藻向水体释放的磷大部分沉积进入底泥,而氮有部分沉积进入底泥,同时有部分以气体形式移出水体.黑藻腐烂分解产生的厌氧条件以及高TOC供给促进水体反硝化作用加快氮素移出水体.但是较大生物残留量会引起水体缺氧,植物残体分解加剧,导致水质严重恶化,因此需要适时收割水生植物来控制水体残留生物量.     

系统动力学模型在城市发展规划环评中的应用——以山西省临汾市为例

鉴于作为评价对象的城市社会经济环境复合系统具有多目标、多要素、动态关联等突出的系统动力学特征,选择和应用系统动力学方法开展城市发展规划环评在理论上具有可行性和技术优势.作为典型资源型城市的山西省临汾市正面临转变发展方式和加快环境治理的紧迫要求,本文依托该市转型发展规划环评工作,在全面识别和剖析城市发展要素、现状问题及其成因基础上,以经济发展、产业结构、节能减排和环境改善为重点研究了规划要素间的动态反馈关系,以此构建城市转型发展规划环评SD模型,并对4个规划替代方案进行模拟和评价.结果显示,在环境目标刚性约束下所有替代方案均不能实现人均GDP翻番的较高经济增长目标,其中以较强环境约束为特征的"方案III"具有最好的环境与经济综合效果.据此评价建议临汾市应在确保实现环境改善目标的前提下主动放缓工业增长速度,同时加快以"煤焦铁电"为代表的主导产业结构调整并继续加大节能减排力度,全面提高城市可持续发展能力.     

“生态文明贵阳国际论坛”归来之感

<正>十余年前曾作为国家环保总局外经办的项目官员匆匆访问过2个县,并因为修路,车子在山间路上滞留到深夜,却让我突然与成千上万的萤火虫偶遇并终身难忘,贵州成为我向学生述说的一个美丽传说……几年前通过媒体了解到一个以生态文明为主题的论坛,曾以为是昙花一现的时尚论坛,心里一直拒绝和排斥,邮箱里收到会议通知也会顺手放入垃圾箱,因为在心底最深处希望贵州成千上万的萤火虫不受外界喧嚣的打扰,永远无忧无虑自由自