地下水超采综合治理的农户评价、原因分析与改进建议

通过在河北省衡水市的实地调研,从农户评价、原因分析、改进建议三个方面对5大类22项地下水超采治理措施进行了研究。农户评价结果表明:农户比较清楚水利工程建设、种植结构调整、农艺节水技术这三类措施,比较不清楚农业水权水价改革、服务体系建设这两类措施;农户对水利工程建设、种植结构调整这两类措施的评价为较好,对农艺节水技术、服务体系建设这两类措施的评价为一般,对农业水权水价改革这类措施的评价为较差。原因分析结果表明:与农业生产的相关性越直接紧密,农户越清楚该治理措施,节水机制越直接明确、农户参与动机越强,农户对该治理措施的评价越好。因此,在制定地下水超采治理措施时,应当设计直接且明确的节水机制,充分考虑农民的参与动机和保障农民的利益,以及加大对与农业生产相关性弱的治理措施的宣传。改进地下水超采治理,需要遵循综合施策的思想,采取分类改进的策略,改进建议如下:(1)需要加强水利设施的维修和管护,避免出现重建设、轻管护的情形,需要综合考虑引水指标、蓄水能力、季节性、恢复渠灌面积等因素来评估水利工程建设未来的压采潜力。(2)应当基于水资源承载力评估耕地休耕的潜力和规模,在现阶段粮食相对充裕的背景下,建议在地下水严重超采区进一步扩大休耕规模,完善补偿机制和加大财政投入力度。(3)需要反思和调整现有的农业水权水价政策,在中国特定国情条件下,不提倡农业用水确权过细,不提倡农户之间的水权交易。农业水价发挥作用面临较多障碍,应当先期解决农业用水计量困难、农业水费征缴困难两大基础性难题。(4)应当改变农户对减少灌溉的减产预期,引导农户科学、适量灌溉,同时增加农户迫切需求的技术服务的供给。     

以化学抑制法研究污水生物处理过程中N2O的释放源

采用化学抑制法,研究了不同曝气量下污水生物处理过程中N2O的释放源.结果表明,缺氧段中, N2O的主要释放源为硝酸盐异化成氨反应,而反硝化反应消耗N2O.好氧段中N2O释放源受曝气量的影响很大,当曝气量适中时(65L/h), N2O释放源主要为硝化细菌反硝化作用;而当曝气量偏高(105L/h)或偏低(25L/h)时,同步硝化-反硝化反应是主要的N2O释放源.同时硝化细菌反硝化反应也能够产生少量N2O.     

磺胺嘧啶对鱼菜共生系统氮元素转化的影响

本文研究了典型抗生素磺胺嘧啶对实验室规模鲤鱼-小白菜共生系统生产性能和氮元素转化的影响.结果表明,磺胺嘧啶使系统鲤鱼体重增量提高17%,但小白菜生产性能大幅下降,使得系统氮素利用率由43.66%降至21.20%,N₂O转化率由1.02%上升至1.98%.磺胺嘧啶在投加初期对系统的硝化过程表现出短期抑制效应,经过32d的适应期后,实验组氨氮浓度下降至和对照组相近水平,系统运行后期实验组氨氧化细菌丰度相较对照组提高51.43%.鱼体内残余的磺胺嘧啶为35.23μg/kg,符合国家标准,但水体中磺胺类药物抗性基因sul1、sul2及intI1的拷贝数分别提升至7.23倍、2.74倍和4.12倍.从生产性能及环境友好性考虑,鱼菜共生系统在设计及运行中应减少或避免抗生素的使用,并采取合理的替代措施规避其风险.     

规模化人工湿地的温室气体释放通量

基于规模化人工湿地工程——武河湿地的野外原位监测试验,采用静态箱-气相色谱法研究了人工湿地中温室气体(N₂O、CH₄和CO₂)释放特征与规律. 结果表明,武河湿地工程的N₂O和CH₄平均释放通量分别为14.35和35.54 mg/(m2·d),表现为N₂O、CH₄的释放源,但其释放通量低于城市污水处理厂;湿地(主要包括水体和土壤生物呼吸)的CO₂平均释放通量为2 889.4 mg/(m2·d). 人工湿地沿程N₂O、CH₄和CO₂释放特征有所不同,平均释放通量呈先升后降规律,在布水渠处N₂O释放通量最大,为51.92 mg/(m2·d);而6#溢流堰处CH₄释放通量最大,为182.03 mg/(m2·d). 人工湿地中温室气体释放亦具有明显的季节变化规律,表现为春夏季高于秋冬季.      

静压快速启动亚硝酸盐依赖型甲烷厌氧氧化反应

在序批式反应器(SBR)中接种污水厂厌氧池污泥和深层水稻土的1∶1混合污泥,在阶段性提升基质NO_2~--N浓度的条件下,考察静压条件对亚硝酸盐依赖型甲烷厌氧氧化(nitrite-dependent anaerobic methane oxidation,N-DAMO)反应快速启动过程的影响,并对N-DAMO反应的主导微生物的丰度变化进行分析.结果表明运行120 d后,常压(R1)和0.3 MPa静压(R2)条件下,都观测到了明显的N-DAMO现象,并且R2的NO_2~--N去除速率达到了36.90 mg·(L·d)~(-1),较R1提高了24%;其4 h内平均脱氮速率(以NO_2~--N计)达到0.10 mmol·(L·h)~(-1),比R1提高了186%.R2中富集得到的污泥粒径约为R1的2倍,比表面积更大,优化了污泥中甲烷的传质情况,有助于N-DAMO反应的进行,且R2污泥的N-DAMO比活性(以N/VSS计)达到了0.29 mg·(g·h)~(-1),是R1的2倍.此外,静压有助于N-DAMO功能微生物Candidatus Methylomirabilish oxyfera(M.oxyfera)的生长,实验结束时R2中M.oxyfera细菌16S rRNA基因的丰度比接种初期提高了22倍,是同阶段R1中的10倍.可见,提高静压能够有效促进N-DAMO反应的启动.     

中国产业部门碳排放传导机制研究

以2005—2015年为研究期,借助投入产出模型和结构路径分析方法,分析中国产业部门间碳排放的传导机制,厘清产业部门碳排放的分布特征,解析关键传递路径及其动态变化。分析表明:(1)多数产业部门的引致碳排放强度远高于其直接碳排放强度,产业部门间碳转移是产业部门碳排放的主要组成部分。(2)电力、热力业,煤炭开采和洗选业等能源型产业碳排放的主导层级在第0层;建筑业、服务业等中间投入产品较多的产业碳排放主导层级在第1、2层。(3)固定资本形成→建筑业→(相关产业部门)是最主要的关键路径传递类型,2010、2015年城镇居民消费→(相关产业部门)逐渐上升为第二大关键路径传递类型。(4)未来应加大能源供应端的节能减排控制力度;应利用产业部门碳排放分布的差异化特征制定不同的针对性措施;以关键产业链条为抓手,针对上下游各产业部门进行综合治理。     

轻质填料在人工湿地中的研究现状与应用展望

基质作为人工湿地的重要组成部分，在净化污水过程中发挥着核心作用，而轻质填料作为一种新兴的人工湿地基质，因其具备成本低、吸附容量大等优势，受到广泛关注。该文深入分析了当前人工湿地中轻质填料的研究现状，阐释了轻质填料强化人工湿地性能的作用机制。并综合考虑填料的功能特性和性能价值，基于湿地填料优选原则构建了轻质填料在人工湿地中应用的指标体系与量化评价方法，发现相比较于其他轻质填料而言，明矾污泥、炉渣等工业废弃物具有突出的应用优势。同时，该文还对轻质填料未来的发展方向进行了探讨，以期为轻质填料在人工湿地领域的推广应用提供理论依据和实践指导。     

温度对污水脱氮系统污染物去除效果及氧化亚氮释放的影响

污水生物脱氮过程是大气中的氧化亚氮(N2O)的一个重要来源.以anoxic-oxic sequencing batch reactors(A/O SBRs)工艺为研究对象,考察了5组不同温度(10、20、25、30、35℃)条件下系统的污染物去除效果和氧化亚氮释放情况.结果表明,温度对COD的去除无显著影响,但对氮素的去除有明显影响:在一定范围内,随温度的升高氮的去除率升高,但温度超过25℃后,随着温度的上升氮的去除效果下降;温度对氧化亚氮的释放量有重要影响,随温度的升高氧化亚氮的释放量逐渐降低[释放量(以MLSS计)依次为:530.1、260.8、218.3、104.7、57.7μg.g-1].对于A/O SBRs工艺,氧化亚氮的释放主要集中的好氧段,缺氧段几乎无氧化亚氮释放.     

两种典型PPCPs在潜流人工湿地中的季节性去除效果及降解产物

药物及个人护理品（PPCPs）在地表水中的污染问题已引起了广泛关注,人工湿地（constructed wetlands,CWs）在PPCPs去除中具有突出优势,然而关于不同类型PPCPs在CWs去除中的相互作用研究得还较少.本研究选取两种常用且相对分子质量接近的典型PPCPs——广谱抗菌剂三氯生（TCS）和非甾体抗炎药物双氯芬酸（DCF）作为目标污染物,分析其在潜流人工湿地中的去除行为,并探讨不同季节和不同进水条件（TCS、DCF单独投加和二者复合投加）对两种污染物去除效果的影响.人工湿地系统的主要参数如下：上行流式潜流人工湿地,水力负荷为0.20 m·d^-1,水力停留时间为3 d,进水方式采用连续流进水.PPCPs初始进水浓度为TCS 80 μg·L^-1和DCF 25 μg·L^-1.结果表明,TCS和DCF在夏季平均去除率（分别为91.72%和85.86%）均显著高于冬季（分别为52.88%和32.47%）.独立样本t检验证实,不同进水条件（TCS、DCF两者单独投加和二者复合投加）下,TCS和DCF的去除效果无显著差异.同时,TCS和DCF的降解产物在不同进水系统中没有差异,其中TCS在不同系统中均未检测到代表性降解产物,DCF在不同系统中主要降解产物均为3,5-二氯苯甲酸和间二氯苯,两种典型PPCPs在微量（μg·L^-1）层级上无显著拮抗、竞争等相互作用.     

草原生态补偿:生态绩效、收入影响和政策满意度

草原生态保护补助奖励机制的第一轮实施期(2011-2015)即将结束,系统地评估草原生态保护补助奖励机制,对于完善下一期补助奖励机制具有重要的借鉴意义。本文利用2014年内蒙古自治区阿拉善左旗、四子王旗、陈巴尔虎旗三个旗县的470户牧户样本数据,从生态绩效、收入影响、政策满意度三个方面对草原生态补偿政策(即草原生态保护补助奖励机制)进行了评估。生态绩效评估结果表明:草原生态环境得到了一定的改善,草原利用方式更趋合理,平均牲畜超载率下降明显,但超载过牧的现状没有得到根本的转变,样本调研旗县2011-2014年减畜任务达成比例为42%,总体减畜任务达成情况一般。收入影响评估结果表明:平均每户理论收入影响为-8 607元,草原生态补偿标准偏低,需要在原有基础上提高35%;平均每户的实际收入影响为16 686元,牧民没有严格按照政策要求进行完全的减畜;草原生态补偿标准不只是单纯标准偏低的问题,同时也有标准差别化问题,需要在不同地区之间做出调整。政策满意度评估结果表明:草原生态补偿政策的满意度为57%,其中陈巴尔虎旗的政策满意度最高,为87%;四子王旗其次,为62-63%;阿拉善左旗最低,为18-32%。政策满意度与实际收入影响之间存在显著的相关关系,实际收入影响正向越大,政策满意度越高。牧民对草原生态补偿政策的政策满意度越高,并不意味着草原生态补偿的政策设计和执行就越好,政策满意度越高,实际收入影响正向越大,但生态效果可能不佳。