中国环境效率及污染物减排潜力研究

在中国提出主要污染物排放总量约束目标的当前,测算与日益趋紧的"总量控制"政策目标相契合的环境绩效和减排潜力,具有重要的应用与学术价值。基于此,本文充分考虑不同地区发展的不平衡状况和技术差异性特点,应用与数据生成过程(DGP)相一致的SFA共同前沿两步回归方法,科学估计2004—2014年间中国省际环境成本模型,有效克服传统估计方法存在的偏误,进而根据实际污染(SO_2)排放与最小排放量的距离计算环境效率与减排潜力。结果显示:(1)经济发展水平、产业结构、能源消费结构、能源价格、家庭数量以及交通出行对中国SO_2排放量增加均有一定的促进作用,而技术水平提高与家庭规模扩大显著抑制了污染排放。(2)在大多数情况下,经济开放的三个维度与研发投入对环境效率具有积极影响,环境治理投资与国有资产占比对环境效率具有负向效应;各种外部环境变量对技术差距比的影响不同,东中部地区环境技术显著高于西部地区。(3)当前中国总体环境效率不高,共同前沿下的环境效率年均只有0.537,尚具有很大的提升空间。中国各省份、三大地区的环境效率和排放技术差异显著,不管是总体环境效率还是减排技术,东部地区都比中西部地区高得多。(4)中国的总量减排任务可以通过改善环境效率来完成。如果环境效率提高到100%,污染物排放总量将会降低大约1 192万t,相当于中国在2014年污染物排放总量的60.36%。短期内可根据各区域现有技术水准设定有区别的减排目标,长期而言,应将参照基准扩大到全国,释放最大的潜在减排空间。     

城市建筑物对周围土壤中多环芳烃含量与分布的影响

为探讨城市建筑物对其周围土壤中多环芳烃(PAHs)含量与分布的影响,对建筑物勒脚或散水边缘(B)和距建筑物5m(B-5)处20个表层土壤样品中16种优控PAHs进行了检测分析.结果表明,B处土壤中∑16PAHs含量为824~8960ng/g,平均为2649ng/g;B-5处土壤中∑16PAHs含量为637~1706ng/g,平均为1297ng/g,B处PAHs含量远高于B-5.各样点主要以4环和5环PAHs为主,B处3环PAHs含量高于B-5处.其中∑4PAHs(Fl、Pyr、InP和BghiP)含量分别占B和B-5土壤中∑16PAHs的48%和45%.参照Maliszewska-Kordybach建立的土壤PAHs污染标准,HJ-5、AJ、AJ-5、EB-5和TC-5属于中等污染程度(600~1000ng/g),其余各样点均属于重度污染(1000ng/g).B处土壤中TOC相对B-5处有富集趋势,B和B-5处土壤中PAHs与TOC无明显的相关性.BaA、Chry、B(b/k)F、BaP、InP和DahA是B和B-5处土壤中TEQBaP浓度的主要贡献者.溯源结果表明B和B-5处土壤中PAHs主要来源于煤炭、汽油和柴油的燃烧;B-5土壤中PAHs部分可能来源于石油类的泄漏.     

四环素类抗生素和铜复合污染对猪粪厌氧消化的影响

兽用抗生素和矿物元素添加剂可起到预防动物疾病、促进动物生长、提高饲料转化率等作用,因此被广泛应用于畜禽养殖业。本研究以猪粪中温厌氧消化为研究目标,采用全自动甲烷潜势测试系统,考察了一定浓度的四环素(TC:30 mg·kg~(-1)dry weight,DW)、土霉素(OTC:50 mg·kg~(-1)DW)和金霉素(CTC:15 mg·kg~(-1)DW)对厌氧累积产甲烷量和日产甲烷速率的影响。结果表明,TC、OTC和CTC对猪粪中温厌氧消化累积产甲烷量和日产甲烷速率均有促进作用(累积产甲烷总量提高比例分别为7.9%、0.4%和5.4%)。另外,采用超高效液相色谱-四极杆串联质谱对猪粪厌氧消化前后样品中四环素类抗生素及其代谢产物进行了分析。结果表明,液相中的四环素类抗生素在猪粪厌氧消化过程中得到了明显的去除,去除率达到90%~100%;而固相中只有金霉素和差向异构金霉素有明显的去除效果,去除率分别为41.69%和41.58%。采用Tessier连续提取法对猪粪厌氧消化前后样品中5种形态的铜包括可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化结合态、有机物结合态、残渣态进行了分析,结果表明,猪粪厌氧消化后,可交换态、碳酸盐结合态和铁锰结合态的铜浓度比厌氧消化前分别降低了1%~9%、0.1%~3%、12%~19%,而有机态和残渣态的铜浓度却在厌氧消化后分别增加了15%~35%、1%~2%。厌氧消化后,70%~80%的铜都是以有机铜的形态存在。铜逐渐从不稳定态转化为相对稳定的有机态和残渣态铜,因此,厌氧消化过程使铜从可生物利用态转变为不可生物利用态,趋于稳定化。     

灾害救援中基于民众心理感知的应急物资多阶段分配问题研究

为有效解决在保证高效完成救援任务的同时考虑受灾民众行为，进而提高灾民对救援处置效果的满意度问题，结合行为运筹学相关理论和不公平厌恶理论，提出民众对于应急物资到达时间的风险感知度量模型，以及民众对于所得到的应急物资数量的公平满意度度量模型，构建基于灾民心理感知的应急物资多阶段调度模型，解决应急物资到达时间风险感知、物资分发数量公平满意度等多目标下的调配决策问题；设计基于蚁群优化思想的求解算法。研究结果表明:通过实例分析对比验证了模型在提升灾区民众对于应急物资分发策略满意度方面的有效性。     

基于机器视觉的鱼类行为特征提取与分析

近年来,水污染问题备受关注。生物式水质监测成为目前国家环境保护工作的重要任务之一。为准确监测水质污染情况,本文以青鳉鱼(Oryzias latipes)为研究对象,采用非接触式的机器视觉监测技术,提取青鳉鱼的生理特征(呼吸频率)和运动特征(胸鳍和尾鳍的摆动频率),并分析这些特征与水质之间的关系。本文采用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)准确提取鱼鳃,并根据鱼鳃呼吸面积大小变化计算出鱼的呼吸频率。基于形态学细化算法提取青鳉鱼骨架,求出胸鳍和尾鳍的摆动频率。结果显示:不同浓度铜离子暴露实验测得的青鳉鱼生理特征和运动特征与实际情况一致;通过对不同铜离子浓度下的毒性实验数据对比,发现了青鳉鱼的生理特征和运动特征会随不同的铜离子浓度发生相应变化,可以作为水质监测的评价标准。     

石墨炉原子吸收法测定水中铊的方法改进

采用石墨炉原子吸收法测定水中铊，对样品前处理的多个细节进行改进，使前处理过程耗时缩短，回收率提高。试验表明，方法在0μg/L ～50．0μg/L范围内线性良好，相关系数r为0．9995；检出限为2．0μg/L，取样量为500 mL，富集50倍时，方法检出限为0．04μg/L；实际水样测定结果的 RSD 为4．9％～8．4％；实际样品的加标回收率为94．0％～102％。     

TiO2/g-C3N4在泡沫陶瓷表面的负载及光催化空气净化性能增强

以市售P25(TiO_2)和g-C_3N_4为原料,以多孔氧化铝泡沫陶瓷为载体,进行了负载型光催化组件的设计与环境应用.运用浸渍提拉-热处理法制备负载P25/g-C_3N_4的泡沫陶瓷组件,对其微结构进行了表征测试,并将其应用于空气中NO的去除.结果表明,P25/g-C_3N_4在氧化铝泡沫陶瓷表面负载牢固,P25/g-C_3N_4禁带结构匹配有利于光生电荷的分离.研究了P25/g-C_3N_4比例对光催化性能的影响,当g-C_3N_4占P25的量为30%时,负载组件的光催化性能最佳,对NO的去除率达到79.6%.在5次循环反应后,负载型光催化剂表现出良好的稳定性.本研究为P25/g-C_3N_4复合光催化剂的空气净化应用提供了思路和技术基础.     

模拟干旱胁迫对诸葛菜无机碳利用的影响

为研究喀斯特适生植物的碳酸酐酶应对岩溶干旱机制,本实验以诸葛菜为研究对象,以聚乙二醇(polyethyleneglycol,PEG)浓度为控制因子,已知δ13 C值的NaHCO3为无机碳源模拟喀斯特干旱逆境,测定分析不同浓度PEG下诸葛菜叶片的碳酸酐酶活力、稳定碳同位素组成、净光合速率和叶绿素荧光等指标。结果表明,诸葛菜的碳酸酐酶活力在PEG胁迫浓度低于40g·L-1时显著性增高;碳酸氢根离子利用份额随PEG浓度变化不同,10g·L-1时利用份额最多,20g·L-1时诸葛菜的碳酸氢根离子利用份额与对照相比无显著性差异;净光合速率随着PEG浓度的增加而下降,且下降趋势成非线性关系;PEG浓度低于40g·L-1时,荧光参数显示光合系统未受到损坏。适当的渗透逆境胁迫下,诸葛菜表现出高碳酸酐酶活力应对逆境。诸葛菜可凭借碳酸酐酶作用交替利用碳酸氢根离子和大气中的二氧化碳,补充诸葛菜因渗透胁迫造成的水分和二氧化碳的不足,保护光合系统,减缓净光合速率的下降。     

电渗析在乙烯循环水外排污水回用中的应用研究

阐述了污水回用工艺方案的选择,介绍了电渗析的优缺点及存在的问题.通过采用电渗析方法深度处理后,可以作为循环水的补充水,节约了水资源,取得了一定的经济效益.     

渗透胁迫下两种生物质能源植物的抗渗透胁迫能力及稳定碳同位素组成

本研究以麻疯树(Jatropha curcas L.)和油桐(Vernicia fordii H.)幼苗为材料,考察了麻疯树和油桐幼苗的生理指标和稳定碳同位素组成对渗透胁迫的响应情况。结果表明,麻疯树比油桐更具有抗渗透胁迫能力,主要体现在:随着渗透胁迫程度的加剧,麻疯树叶片相对含水量与叶绿素含量的下降幅度均小于油桐,脯氨酸含量和可溶性糖含量的增加幅度高于油桐,相对电导率的上升幅度小于油桐;随着渗透胁迫程度的加剧,两种植物幼苗叶片的δ13 C值也都显著升高,但是在同一渗透胁迫水平下,麻疯树幼苗叶片的δ13 C值较油桐高,表明其拥有较高的水分利用效率,能够在干旱胁迫下更好地生长,暗示着植物叶片的δ13 C值在一定情况下可以表征植物的抗旱性。