羟基磷灰石表面特性差异对重金属污染土壤固化修复的影响

利用两种不同尺寸和形貌的羟基磷灰石(MHA和NHA),通过XRD、TEM、DLS、Zeta电位、FTIR和丁达尔效应等表征分析,结合土壤pH值测定、TCLP提取和形态分析,探究两种羟基磷灰石对铜、镉和铅污染土壤钝化效果差异的原因.研究表明,MHA颗粒呈无定形结构,由大量晶粒聚集组成,NHA颗粒呈棒状,结晶度高,单个晶体粒径尺寸在20—90 nm,MHA和NHA两种材料的平均水合粒径分别为334 nm和3.1μm.MHA颗粒表面OH-分布较多,且水合粒子比表面积更大,更有效地提升了土壤的pH值,增多了铜、镉和铅的难溶盐沉淀,增强了材料颗粒与土壤中铜、镉和铅离子的络合作用; NHA颗粒的Zeta电位绝对值低,其颗粒在土壤溶液中易团聚,造成水合粒子比表面积减小,但NHA颗粒表面Ca2+分布较多,其与土壤中重金属的离子交换作用更强.总之,MHA和NHA颗粒表面主要离子分布的差异以及材料在土壤溶液中水合粒子大小的不同是造成两者钝化修复效果差异的主要原因,MHA对土壤中植物可利用态重金属的钝化效果更好,而NHA更有效地将土壤中植物可利用态重金属转化为植物不可利用态,钝化稳定性更好.     

反硝化生物滤池中生物膜量与脱氮效果和脱氢酶活性的关系

采用自主研发的中试反硝化生物滤池处理传统活性污泥法的二沉池出水,研究了稳定运行下生物膜量与脱氮效果和脱氢酶活性之间的关系。结果表明:根据VSS/SS=0.78、VSS/SS0.78、VSS/SS0.78,将SS分为3个区域,分别为区域1(232.5～1 246.6 mg·L~(-1))、区域2(1 246.6～2 542.7 mg·L~(-1))、区域3(2 542.7～3 523.9 mg·L~(-1))。在区域2内能获得最大的NO_3~--N和TN去除能力,去除率分别为95.0%和85.7%及最大的总脱氢酶活性(TDHA),为112.5 g;单位质量生物膜脱氢酶活性(DHA)与SS和VSS之间显著负相关,R~2分别为0.822和0.876;TDHA随SS的增加而增加,直至VSS/SS开始减小时随之减小。DHA能较好地从微观层面反应微生物的活性,TDHA可从宏观层面反映整个反应器的生物活性,为反硝化生物滤池运行提供参考。     

地球系统工程与区域环境问题调控的原则

论述了地球系统科学和工程研究的发展历史、研究对象和方法,及其在解决全球性环境危机中的作用;阐述了提高共识、言行一致、保护全球公共资源、实现可持续性目标等地球系统工程的基本原则.论述了区域性与地球系统环境问题间的关系,提出区域环境问题调控的4条基本原则:系统性调控、区际公平、多方合作、综合手段和共同约束.指出应注重应用地球系统科学与工程的理论与方法解决区域环境与生态问题;应深入探讨地球系统及区域环境与生态压力在中国现阶段的特征,统筹全局与长远调控区域环境问题;应开展长期连续观测和信息共享,创新调控全球与区域环境与生态的技术、方法.     

青藏高原20世纪后40年潜在蒸散趋势及其空间分布

气候变化研究主要集中在温度和降水的长期变化趋势及其影响方面,对于控制陆地生态系统和大气之间的质能交换的重要气候因子--蒸散,研究相对较少。蒸散在气候系统中扮演着重要角色,它是多个气候因子的综合作用的结果,如日照、温度、风速、湿度等。蒸散也是陆地和大气间能量、水汽传送和气候变化监测的敏感因子。蒸散的变化趋势更能反映气候变化的状况,并对农业生产、流域开发和人民生活产生重要影响。论文分析了青藏高原及其周边的101个气象台站在20世纪后40年Penman-Monteith潜在蒸散（PET）的变化趋势及其空间分布。研究显示青藏高原PET在所有季节呈现减少的趋势,年平均PET倾向率为-13.1mm/10年或年总量的2.0％。在PET整体负的趋势下,1970和1980年代在平均值上的波动幅度大约是在600到700mm范围。青藏高原空间性的趋势分布随季节性波动全年仍保持稳定。PET减小趋势的台站冬春（80％）多于夏秋（58％）。尽管总体趋势是负的,但有些台站PET表现还是正的趋势,最大年的正负PET趋势台站在柴达木盆地的南部,分别是84.8mm/10年和-79.5mm/10年。论文还进一步探索了青藏高原不同气候因子对PET趋势的影响。在青藏高原,风速是影响PET趋势最重要的因子,相对湿度次之,而日照时数的变化作用不明显。由于青藏高原上稳定的日间温度限制了温度趋势对PET的影响。因此,负蒸散趋势被认为与地区性季风环流强度的降低有关,而非日照时间的减少。也就是说,降低的PET趋势显示出与全球变暖情景中预测的水文循环增强相反。由于不均匀的青藏高原气象台站分布,进一步的探索最好增加遥感方法获取没有台站地区的PET数据,以便对整个青藏高原的PET的时空分布进行深入研究。图4表5参63     

东洞庭湖湿地生态系统健康状态与水位关系研究

基于CBERS卫星遥感影像数据，以东洞庭湖国家级自然保护区为研究区，通过光谱特征分析建立决策树分类模型，提取东洞庭湖湿地的地物类型。以生态系统健康理论为基础，依据东洞庭湖湿地的特点，综合湿地生产力、组织结构、弹性和功能4个方面，建立湿地生态系统健康状态评价指标体系和评价模型，利用GIS技术，分析东洞庭湖湿地在2000～2006年10个时相的生态系统健康状态。结合城陵矶水文站的水位数据，探讨了东洞庭湖湿地健康状态与城陵矶水位之间的相关性，并利用2007年两个时相的数据进行检验。研究结果表明：东洞庭湖湿地健康状态与城陵矶水位之间存在着较大的相关性，当城陵矶水位达到30 m左右时，东洞庭湖湿地健康状态达到最佳值     

德国灵活性沼气生产技术及其对中国生物质能利用的启示

灵活性沼气生产技术是德国近年来提出的用以实现有机废弃物综合利用和按需供能的新方法。综述了灵活性沼气生产提出的背景,以及具体的实现技术,并对灵活产沼气涉及的核心环节——厌氧发酵反应的过程控制技术进行了总结。基于此,提出了灵活性沼气生产技术未来的主要研究方向,以及对中国生物质能利用方面的启示,以期为我国能源利用效率的提升和生物质能的普及提供借鉴。     

锡林河流域地表水痕量元素的时空分布

为更好地理解锡林河流域水文循环过程,在2006～2008年锡林河主要径流期内13个河水断面(10个位于锡林河干流,3个位于3条支流)取得的248个水样,应用高分辨电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)进行了Al、As等20种痕量元素的分析测定,利用分析结果对流域内痕量元素时空分布特征进行了分析.结果表明,锡林河河水中痕量元素平均质量浓度大部分在0.1～10μg.L-1之间;大多数痕量元素浓度值介于大气降水和地下水之间,并且十分接近地下水浓度,说明地表水同时受大气降水和地下水补给并主要依靠地下水补给.时间上,地表水痕量元素年内、年际变化均不大,就年内而言,大部分元素浓度变化在4、5月较大,7、8月较小;大部分元素在2007年间浓度略小.在空间上,从上游到下游,大多数痕量元素浓度呈上升趋势,地下水的补给、河水的蒸发等造成了元素富集的变化.     

中德战略环境评价技术导则的对比分析

本文分别介绍了中国和德国战略环评技术导则概况,从导则制定的目的与法律效力、导则文本的主要特点、技术导则核心内容三方面对中德战略环评技术导则进行对比分析,从而得出对完善我国战略环境评价技术导则的启示:将筛选程序纳入技术导则;增添部门咨询的内容构建;明确决策权衡内容和程序;补充具体案例,倡导实用性导则;技术导则体系建设中应兼顾原则性和灵活性,并强化部门合作。     

厌氧条件下砂壤水稻土N2、N2O、NO、CO2和CH4排放特征

了解厌氧条件土壤反硝化气体(N2、N2O和NO)、CO2和CH4排放特征,是认识反硝化过程机制的基础,并有助于制定合理的温室气体减排措施.定量反硝化产物组成,可为氮转化过程模型研发制定正确的关键过程参数选取方法或参数化方案.本研究选取质地相同(砂壤土)的两个水稻土为研究对象,通过添加KNO3和葡萄糖的混合溶液,将培养土壤的初始NO-3和DOC含量分别调节到50 mg·kg-1和300 mg·kg-1,采用氦环境培养-气体及碳氮底物直接同步测定方法,研究完全厌氧条件下土壤N2、N2O、NO、CO2和CH4的排放特征,并获得反硝化气态产物中各组分的比率.结果表明,在整个培养过程中,两个供试土壤的N2、N2O和NO累积排放量分别为6~8、20和15~18 mg·kg-1,这些气体排放量测定结果可回收土壤NO-3变化量的95%~98%,反硝化气态产物以N2O和NO为主,其中3种组分的比率分别为15%~19%(N2)、47%~49%(N2O)和34%~36%(NO);但反硝化气体产物组成的逐日动态均显现为从以NO为主逐渐过渡到以N2O为主,最后才发展到以N2为主.以上结果说明,反硝化气体产物组成是随反硝化进程而变化的,在以气体产物组成比率作为关键参数计算各种反硝化气体产生率或排放率的模型中,很有必要重视这一点.     

中国能源安全分析:基于最优消费路径视角

进入新世纪以来,中国能源生产不能满足能源需求的强劲增长,导致能源对外依赖性较大,能源进口和海外开发又面临较多挑战。国内能源开发粗放,能源利用效率低下,新能源和可再生能源发展较晚,能源战略储备不完善等问题也很突出。本文在中国具体实际的基础上,通过建立一个简单的两时期消费最优化模型,并综合考虑本国能源与能源进口和海外开发之间、传统能源与新能源和可再生能源的开发与利用之间这两个关键的替代关系及提高能源利用效率的可能影响,得出了中国能源消费的最优跨期消费路径。当前能源消费中的很多问题,包括日益增大的"能源缺口",都源于实际能源消费量严重偏离了这一"最优路径"所规定的消费水平。因此,为了有效缓解乃至从根本上消除中国的"能源缺口",中国能源消费应严格按照此最优跨期消费路径进行,同时尽可能地增加能源进口、加快发展可再生能源和新能源并提高能源使用效率。