基于目标责任区际优化的耕地保护补偿

耕地保护目标责任与区域补偿标准的合理确定是保证耕地保护区域补偿实施效果的关键。针对以往耕地保护目标责任忽视耕地资源禀赋与社会经济发展差异的不足,本文构建分区异步元胞自动机模型开展了耕地区际布局优化,并据此优化区域耕地保护目标责任。在此基础上,针对当前研究中耕地保护区域补偿标准与耕地非农化收益及耕地赤字/盈余水平脱节、难以真正起到耕地保护杠杆作用的不足,本文提出了以耕地资源价值为基础,引入耕地非农化收益确定耕地保护区域补偿标准,并根据耕地保护目标责任优化结果测算区域耕地赤字/盈余水平对耕地保护区域补偿价值标准进行修正,以实现"以布局引导补偿,以补偿实现保护"。以全国首批"两型社会"建设试验区武汉城市圈为案例区开展了实证研究,结果表明:1根据资源禀赋与经济发展区域差异确定区域耕地保护目标责任可以在实现全区域粮食安全的基础上使区域耕地非农化压力得到最大限度的释放,有利于耕地保护目标的实现;2以耕地非农化收益和耕地资源价值为基础,采用区域耕地赤字/盈余进行修正得到耕地保护区域补偿标准,可以起到激励耕地保护的杠杆作用;3基于目标责任区际优化的耕地保护区域补偿是协调我国快速城镇化进程中城镇用地扩张与耕地保护矛盾的重要途径,能起到激励耕地保护、抑制耕地非农化的作用。     

初始pH对厌氧环境下污泥中抗生素抗性基因行为特征的影响

污水处理厂产生大量的剩余污泥中含有丰富的抗性基因,给环境带来了潜在风险。以城市污水处理厂的剩余污泥为研究对象,在不同初始p H(对照组、初始p H=3、5、7、9、11)下观察厌氧条件下,8种抗生素浓度以及四环素类抗性基因(tet A、tet G、tet L、tet M、tet O、tet Q、tet W、tet X)、磺胺类抗性基因(sul I、sul II)和Ⅰ类整合子(int I 1)的行为特征。研究结果显示,初始p H对抗生素的降解影响较小,污泥中总抗生素的平均去除率为42%。对照组及初始p H为3、5、7、9、11下的总四环素类抗性基因分别削减0.65 log、0.96 log、0.75 log、0.62 log、0.86 log和0.98 log。不同四环素类抗性基因表现相似,在初始p H=3和初始p H=11下部分抗性基因削减较多,特别是tet A、tet G、tet L、tet O和tet X。2种磺胺类抗性基因均无削减,浓度平均上升0.18log。相关性分析显示,总抗性基因与TN、NH3-N、TP、SCOD(溶解性COD)均存在显著相关性(P0.05)。上述研究结果为污泥厌氧消化中抗生素抗性基因减量条件提供参考依据。     

炼金区土壤中汞形态分布及其生物有效性

采用修正的Tessier方法和回归、偏相关等分析技术,研究了某金矿附近土壤中汞的赋存状态及其相互转化关系和生物可利用性.结果显示该区土壤中各形态汞的含量趋势为:有机结合态残渣态可交换态铁锰氧化态碳酸盐结合态,其中有机结合态汞所占比重最大在60%以上,是最重要的赋存形态;土壤中各形态汞不是独立存在的,内部存在一定的转化关系,如碳酸盐结合态汞可以转化成铁锰氧化态、残渣态的汞,而铁锰氧化态的汞与残渣态的汞之间却存在着一定的竞争关系,这种转化关系在外界条件的影响下处于一种动态平衡状态;土壤中的可交换态和有机结合态是较容易被植物吸收利用有效态的汞,其他形态汞被植物吸收较少.     

流动搅动法研究针铁矿对亚砷酸盐的吸附特征

采用流动搅动法,在溶液p H、浓度和温度影响条件下,研究针铁矿对亚砷酸盐吸附的特征.结果表明,在不同条件下,亚砷酸盐的吸附过程分为快反应和慢反应这2个阶段.随溶液p H的升高,砷的吸附量逐渐降低,表观吸附速率常数(k')逐渐增大,半反应时间(t1/2)也就越小,砷的吸附反应达到平衡时间就越短,且砷的扩散速率常数b值也逐渐降低.溶液p H 3.0和p H7.0时,砷最大吸附量分别为246.9 mg·kg~(-1)和99.8 mg·kg~(-1).随着砷浓度的升高,针铁矿对砷的吸附量增加,表观吸附速率常数(k')逐渐增大;砷浓度为0.10 mg·L~(-1)和1.00 mg·L~(-1)时,砷的最大吸附量分别为96.5 mg·kg~(-1)和249.1 mg·kg~(-1).Freundlich方程中吸附常数Kf值随着时间的延长逐渐降低,其吸附能力是逐渐减弱的.Langmuir方程分配因子RL在0~1之间,表现为针铁矿上砷的吸附为优惠吸附.随着温度的升高,针铁矿对砷的吸附量增加,表观吸附速率常数k'值也逐渐升高.温度为298K和313 K时,砷最大吸附量分别为241.1 mg·kg~(-1)和315.6 mg·kg~(-1).用抛物线扩散方程b值来计算扩散过程的伪热力学常数,砷吸附反应的活化能(E*a)为14.60 k J·mol~(-1).砷扩散活化焓变(ΔHθ)随着温度的升高有所降低,ΔHθ均为正值,扩散过程为吸热反应,升高温度有利于砷的吸附;活化自由能变(ΔGθ)随着温度的上升而升高,升高温度有利于加快扩散过程;ΔSθ值均为负,说明吸附反应使体系有序度增加.     

潮土中磷锌交互作用机制探讨及磷对锌吸附-解吸的影响

采用室内培养和吸附解吸两种方法,探讨了潮土中磷、锌交互作用机制。结果表明：土壤中DTPA提取态锌质量分数随添加锌量的增加而增加,低磷质量分数处理可提高土壤锌有效性,但高磷质量分数处理却降低了土壤锌的有效性;土壤速效磷质量分数均随锌添加量的增加而有所降低。在施锌25 mg.kg-1背景下,土壤中DTPA提取态锌质量分数随施磷质量分数的增加呈先增加后降低趋势,在添加磷量小于180 mg.kg-1时,土壤DTPA提取态锌质量分数显著地高于其他处理,但随添加磷量的增加,土壤DTPA提取态锌质量分数显著降低,当磷添加量大于540 mg.kg-1时,土壤DTPA提取态锌质量分数明显低于其他磷处理,说明当添加磷量小于180 mg.kg-1时,磷提高土壤中锌有效性的主要机制是二者竞争吸附土壤胶体表面吸附点位的竞争机制;当添加磷量大小540 mg.kg-1时,磷影响锌有效性的主要机制为沉淀作用。在土壤施磷量为180 mg.kg-1时,随添加锌质量分数的提高,土壤中速效磷质量分数呈先升高后降低趋势。吸附-解吸研究表明,随土壤中速效磷质量分数的提高（27.60~2773.86 mg.kg-1）,土壤对锌的吸附量先降低再增加,而KCl解吸的锌量却是先增加再降低。因此潮土中磷锌交互作用机制为,土壤中磷和锌质量分数均较低时,磷与锌有效性呈协同作用;当磷或锌质量分数过高时,协同作用减弱;磷和锌质量分数再增加二者的有效性将出现拮抗作用。     

城市饮用水源地生态系统健康评价与保护对策研究

开展城市饮用水源地生态系统健康状况评价,为建立流域尺度的长效保护机制提供依据.以郑州尖岗水库为研究对象,构建水域生境结构、水生生物、陆域生态格局和生态功能等共6类16项评价指标,采用综合指数法开展评估.尖岗水库水域、陆域和流域综合生态健康标准化评估值分别为54.17、59.21和57.19,评价等级均为"一般",河道连通性、森林覆盖率是流域生态健康的主要限制因子.人类活动对尖岗水库生态系统健康状况产生了强烈影响,生态环境正处于负向演替和生态退化阶段.     

中国耕地非农化压力时空格局的演变分析

社会经济和资源禀赋的区域差异导致耕地非农化压力表现出明显的空间异质性。开展耕地非农化压力测算并揭示其时空格局演变,是实现土地资源优化配置的基础。从经济因素、社会因素、产业结构和资源禀赋4个方面构建耕地非农化压力指数评价指标体系,采用熵值法计算各指标权重,继而计算1990~2014年中国31省的耕地非农化压力指数,并在此基础上开展了耕地非农化压力的时空格局分析。结果表明:(1)从空间格局分布来看,中国耕地非农化压力空间分布呈现明显的地理梯度,总体上呈现从东到西依次递减的态势。(2)从时间变化趋势来看,不同地区各省份之间的耕地非农化压力指数变化呈现多元化趋势。东部沿海地区,山东、浙江、江苏的耕地非农化压力指数处于上升阶段,上海、福建的压力指数变化趋势逐渐趋稳,广东的压力指数呈现下降趋势。中部地区,河南、河北、山西、江西的耕地非农化压力指数趋稳,陕西、湖北以及四川、重庆等西南地区省份的压力指数呈上升趋势。西部沿边3省(云南、西藏、新疆)的耕地非农化压力呈现了一致的下降趋势。(3)从时空格局结合来看,耕地非农化压力不同的省份其变化趋势呈现出截然不同的走向。在耕地非农化压力较大的地区,耕地非农化经历了从制度驱动向发展推动的阶段,经济增长的倒"U"型轨迹明显,经济增长与耕地非农化之间的关系逐渐脱钩。在耕地非农化压力居中或较小的地区,产业发展滞后,土地比较收益较低,耕地的社会保障作用、生态作用对耕地非农化的影响较大,从而增加了部分省份的耕地非农化压力。     

养殖固体废物在硝酸和磷酸溶液中的水解特性

养殖固体废物掺杂磷肥工艺中养殖固体废物与酸的反应直接影响其有机组成。以鸡粪为研究对象,采用L16(45)正交试验研究了鸡粪粒径、酸浓度、鸡粪与酸溶液质量比、反应温度和反应时间对鸡粪在硝酸和磷酸溶液中水解过程的影响。结果表明,硝酸溶液中影响因素显著性依次为鸡粪与硝酸质量比、反应时间、硝酸浓度、鸡粪粒径、反应温度,最优工艺条件为鸡粪粒径0.20mm、硝酸质量分数15%、鸡粪与硝酸质量比0.2∶1.0、反应温度95℃、反应时间4h;在磷酸溶液中影响因素显著性依次为鸡粪与磷酸质量比、反应温度、鸡粪粒径、磷酸浓度、反应时间,鸡粪水解率与反应温度间呈正相关关系,最优工艺条件为鸡粪粒径0.40mm、磷酸质量分数60%、鸡粪与磷酸质量比0.1∶1.0、反应温度95℃、反应时间8h。鸡粪比表面积及其单位质量耗酸量、美拉德反应是制约鸡粪在硝酸和磷酸中水解反应的内因。研究结果为养殖固体废物掺杂有机磷肥的研发和推广提供了理论基础。     

污泥焚烧灰免烧轻质骨料性能及重金属固化效果研究

焚烧技术能有效减少城市污泥(以下简称污泥)的有机污染物、细菌含量和污泥体积等，污泥焚烧后产生的污泥焚烧灰(SSA)大多采用填埋的方式处理，给生态环境和土地资源利用带来严峻挑战。以碱性激发剂制备SSA免烧轻质骨料(以下简称骨料),并探究了矿渣掺量对骨料物理力学性能的影响规律。结果表明：骨料的粒径主要集中在4.75～9.50 mm;骨料的密度等级和筒压强度分别介于700～900与1.86～4.20 MPa,符合《结构性轻骨料混凝土指南》(ACI-213R-03)和《轻集料及其试验方法 第1部分：轻集料》(GB/T 17431.1—2010)要求；扫描电子显微镜(SEM)、能量弥散X射线分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、全自动压汞仪(MIP)和电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测试结果表明，矿渣发生地质聚合反应生成的地质聚合物凝胶能包裹SSA颗粒，并相互黏结形成球状颗粒骨料，增加矿渣掺量能有效减少骨料中的有害孔隙，达到增强骨料结构致密性的效果；SSA中的离子态Mn浸出值超出了非危险固体废弃物排放限值(3 mg/L),而骨料中的重金属离子浸出值均满足要求。上述研究成果能为SS...     

珠江口近海海洋大气化学要素分布特征

2006年夏季与冬季和2007年春季与秋季,对珠江口近海海洋大气化学要素进行了现场调查,调查要素包括总悬浮颗粒物(TSP),甲基磺酸盐(MSA-),气体(CO2、CH4、NOx、N2O),营养盐(C、N、P、Fe、Na、Ca、Mg),重金属(Cu、Pb、Zn、Ca、Al、F)等19项.结果表明:在珠江口近海大气中,TS...