环境污染:一种熵污染

什么是熵?熵是描述一个系统无序性的物理量。具体来说增加正熵使系统混乱、无序;增加负熵则使系统有序程度提高,混乱度减少。在一个封闭的系统内,熵的变化规律总是朝着熵增加的方向演进,即朝着混乱、无序方向演进,这也是客观世界的普遍规律。但由于自然界和人类有从外界环境中汲取负熵的能力,因而有抵抗正熵的自然趋势,从而维持自然界和人类的发展。在人—地系统中,输入系统的负熵主要来自两     

应用动态模型确定酸沉降临界负荷的探讨

任何一个天然生态系统都是一个稳定系统.在一定酸沉降量的作用下,生态系统最终会平衡在一个新的稳定状态.动态模型可以模拟不同酸沉降量下生态系统化学状态的变化趋势.根据信号与系统理论,这种趋势可以用一阶指数衰减函数进行模拟,以得到系统达到稳定状态时的化学指标值.根据不同酸沉降量和所对应的稳态化学指标值之间的剂量-响应曲线,可以求出当系统稳态化学指标值达到临界化学值时的酸沉降量,即为系统的酸沉降临界负荷.应用这种方法,以MAGIC模型为例,计算了四川峨眉山顶水和重庆南山湖泊的硫沉降临界负荷,分别为1.54和6.5     

水岩作用的地球化学动力学

水岩作用是一种基本的地球化学作用。它的发生是以热液、地下水和岩石之间存在的化学或同位素的不平衡为前提的。因此,它是开放体系中的一种非平衡的地球化学过程。水岩作用研究的一个关键理论问题就是阐明整个过程的化学动力学效应。目前,在水岩作用的研究中所建立的地球化学动力学理论主要和水-硅酸盐体系有关,涉及化学和同位素这两个方面。前者重点解释水硅酸盐体系中由于化学不平衡所造成的溶解过程,其反应机理主要和表面作用有关;后者则处理主要由于同位素不平衡所引起的表面反应交换及扩散交换。在发生同位素交换的过程中,未必伴随有通常所讲的化学蚀变和交代。在讨论水岩作用时,水岩比是一个重要的特征参数。     

河流监测和水源保护

河流是一个开放的系统,它与大气、土壤、岩石不断地进行着物质与能量的交换平衡。河水又是一种很好的溶剂,它能溶解许多固体、液体和气体中的化学成分,还能携带颗粒物质     

甘蔗糖蜜酒精生产废水治理——论酒糟的循环使用

将酒精发酵系统看成是一个由许多相互关联的化学和生物化学反应构成的复杂反应网络系统，并应用平衡和平衡移动原理，对有糟液参与二次发酵的系统进行分析，指出：发酵系统中所有副反应都有一个反应极限，当达到或超过极限时，副反应将受到抑制，因此，副产物在发酵系统不会形成累积．不会影响正常发酵，以此为酒糟循环使用提供理论支持。     

海底热液系统微生物活动与地球化学的耦合作用评述

热液系统微生物能适应海底极端环境,通过化能合成自养过程,利用多种无机能量生长繁殖。海底热液生态系统的运转主要依靠地球化学和矿物学体系维持,热液系统地球化学和微生物活动之间存在着紧密的耦合关系。一方面,硫化物矿物、金属离子和溶解气体为热液体系微生物的生存和繁殖提供所需能源、碳源和微量元素。热液生态系统的生产力和群落结构在很大程度上受制于地球化学能量向有机体的转移过程。另一方面,微生物对热液流体化学和矿物学也产生重要的影响,生命对热液系统无机部分的改造同样不可忽视。作为一种"复杂的地质生物体系",海底热液体系中各种有机和无机单元是通过多种生化控制和反馈作用相互联系起来的。本文评述了海底热液系统中微生物活动与无机环境相互作用研究的若干进展。     

基于能量分析的生活垃圾分类收集方式探讨

从能量和熵的角度,系统阐明了在达到相同收集效果时生活垃圾源头分类收集比混合后再分选收集所需输入的能量要少,并提出将我国生活垃圾分为快熵变速度的活性生活垃圾和慢熵变速度的惰性生活垃圾两类。新鲜果蔬、厨余垃圾等化学性质活泼的活性垃圾组分采用"源头分类投放-收集-运输"的收运方式,纸张树叶纤维类、橡塑玻璃金属类、药品电子废物等惰性垃圾组分采用"源头混合收集-运输-再分选"的收运方式。将2种收运方式有机结合在一起的生活垃圾分类收集模式既具有节约能源、操作方便,又具有方便居民实际操作等优点。     

河口、港湾和近岸海域重金属的污染程度与背景值

一、引言 近年来,海洋污染及其防治问题已逐渐发展成为一门综合性很强的基础学科——海洋环境科学,并得到迅速发展。1969年由联合国下属六大组织(教科文组织、海洋学委员会、粮农组织、世界卫生组织、世界气象组织和原子能委员会)共同组成的海洋污染问题联合专家组(GESAMP)给海洋污染定义为:“人类直接或间接地把物质或能量引入海洋环境(包括河口),因而发生诸如损害海洋生物资源;危害人类健康;妨害海洋活动(包括渔业);破坏海水的使用素质或减少舒适程度等有害影响”。具体地说,海洋重金属污染就是由于人类的活动使得元素的地球化学循环平衡遭到破坏,随之而引起生物生态平衡的破坏、生命代谢平衡的破坏等一系列问题。可是我们如何判断一个具体的环境是否被重金属污染,或者说以什么标准来衡量一个环境的重金属污染程度?这就是本文要讨论的中心问题。     

元素与人体的环境地球化学初探

<正> 一、概述元素是构成万物的基本单元,人也不例外。生命在外界地球化学环境中产生、进化、发展的过程,实质上是元素的迁移、结合演化过程。一切生命活动必然要受到地球化学环境中的元素制约。环境对生命活动可能有益,也可能造成危害,关键在于环境的化学组成及其丰度,生命与环境是矛盾对立     

国际全球变化研究新计划——国际地圈-生物圈计划(IGBP)

<正> 目前一般认为,可以把日地系统看成一个活的有机体系,其各个部分是以在不同尺度上——在时间上,从几分之一秒到数十亿年;在空间上,从不足一厘米至数千公里一一发生的化学、物理和生物作用相联系的。数百万年来,生态系统的演化,生产出维持人类生命所需要的食物、纤维和掩蔽物。但是,人为的影响在增加,而且在程度上目前可能正好等于控制全球生命维持系统的天然作用。为了评价这些影响,以及从整体上来了解这一系统,就需要更好地了解日地空间、大气圈、水圈、生物圈和岩石圈中所发生的相互作用。目前,国际科学联合会(ICSU)正在考虑关于     

垃圾筛上物热解特性的实验研究

在小型外热式固定床热解炉实验台上,开展了垃圾筛上物在550℃至750℃范围内热解特性的实验研究,并进行系统能量的分析．得到了热解炉内不同部位物料的温度变化和不同热解终温下的热解产气速度、产气量及其它产物产量．结果表明．热解炉内各部位温度先升高后趋于稳定．产气速度在20min左右达到最大,且最大产气速度、热解液体量、产气量随终温升高而增加,残炭量则随终温升高而减少．其中750℃下热解得到产物：127.765g热解液,102．101L热解气和220．18g残炭．700℃下能量平衡分析表明：热解气和残炭的热值较高．垃圾热解产物经过处理后作为燃料应用在热解过程中可以减少外界能量的消耗．提高系统运行的经济性．     

对生态经济学基本理论问题的探讨——全国生态经济科学讨论会基本理论组观点综述

<正> 一、关于生态经济科学的研究对象概括起来主要有“角度论”“点面论”和“客体论”三种观点。也有人提出了一些其它看法。“角度论”主要有以下几种认识。其一认为,生态经济学是研究一定社会生产方式条件下人类社会与生态系统间相互关系的科学,是经济科学的一个分支,它必然是从经济学角度进行研究。其物质内容是人类(经济系统)和环境(生态系统)之间物质、能量交换关系;其经济内容则表现为两个系统的价值交换关系。上面的这种观点可以概括为从经济学的角度研究生态经济学。其二认为,从经济学角度来研究由经济系统和生态系统复合而成的经济生态系统的结构和功能的     

pH（ORP）自动处理电镀废水

PH(ORP)自动控制系统处理电镀废水,就是采用PH电极和ORP自控仪来自动监测控制电镀废水处理过程中的氰氧化、六价铬还原、以及酸碱中和等过程,从而达到快速、准确和较好的处理效果,是一种在化学处理基础上发展起来的较先进的处理方法.一、基本原理与方法氧化还原是一种物质夺得电子,另一种物质失去电子的化学反应.对经化学处理的某些废水,可利用氧化-还原原理来检验它是否还存在不附合要求的化学成份.ORP(Oxidation Reduction Potential氧化还原电位),就是控制这种化学处理中氧化还原反应的一个指标.     

表生地球化学实验研究

<正> 表生地球化学是地球化学的一个分支,是近二、三十年发展起来的边缘学科之一。表生地球化学实验主要是基于化学、物理化学、热力学等基本原理和水溶液平衡理论并应用实验和模拟实验方法,研究大气、海洋和大陆风化淋滤作用间的相互关系、平衡和演化,研究表生条件下元素的地球化学性状、活化、迁移、富集和沉淀的基本规律,阐明表生带地球化学环境和生态环境的平衡及元素富集成矿的条件,控制生命起源和发展的地球化学因素,以及对环境污染进行科学评价等。     

砒砂岩对Pb(Ⅱ)的吸附特性研究

以红、白和灰3种不同颜色的砒砂岩作为吸附剂,通过研究不同吸附剂用量、pH和离子强度(IS)等外界条件对砒砂岩吸附Pb(Ⅱ)的影响,以及吸附动力学和等温吸附特征,应用动力学与热力学吸附模型,结合红外光谱(FTIR)分析,探讨砒砂岩吸附Pb(Ⅱ)的机理.结果表明,砒砂岩具有较强的吸附性,能够有效吸附Pb(Ⅱ),其吸附效果受铅浓度、吸附剂用量及pH、离子强度(IS)的影响强烈,即:随pH的增大,吸附量提高,但随离子强度的增大,吸附量却降低.3种颜色的砒砂岩对Pb(Ⅱ)的吸附均在30 min内达到平衡,吸附速率大小表现为灰色白色红色,其吸附过程符合准二级动力学模型.在试验浓度范围内,Freundlich和D-R模型能够较好地模拟砒砂岩对Pb(Ⅱ)的等温吸附特性,3种砒砂岩均是以非均匀孔隙或表面为主要吸附位.结合吸附模型和FTIR表征,吸附机理以静电吸附、离子交换为主,辅以部分化学吸附和一部分化学沉淀综合起作用.     

奶牛场牛粪燃烧处理中能量平衡初析

适应环境保护的要求，牛粪的处理问题将越来越受到重视。本文就牛粪厌氧法处理和燃烧法处理进行了初步研究，分析在处理过程中能量平衡问题。厌氧法能较好地达到能量平衡，但基建投资大，发酵周期长。燃烧法被认为是大有前途的可以接受的处理方法。     

基于信息熵的乡村生产空间系统演化及其可持续发展能力

乡村生产空间系统演化是乡村生产空间系统内部及其与外部系统间进行物质、能量和信息交换的表征或结果,这一结果的优劣是实现系统可持续发展的内生物质基础与保障。以重庆市为研究区,以2001-2015年为研究时段,基于信息熵,从支持型输入熵、压力型输出熵、氧化型代谢熵、还原型代谢熵四个方面构建乡村生产空间系统演化指标体系,揭示乡村生产空间系统的演变规律和可持续发展能力,探析乡村生产空间系统熵变与可持续发展能力之间协同演化过程中的相关关系,设计乡村生产空间系统优化路径。结果表明：（1）2001-2015年重庆市乡村生产空间系统熵流为0.017~-0.049,熵产生为0.204~0.059,均呈下降趋势,乡村生产空间系统的协调性和活力得以增强;总熵变为0.221~0.010,呈相同趋势,乡村生产空间系统有序度不断提高,总体上向健康水平发展。（2）2001-2015年重庆市乡村生产空间系统可持续发展能力得分为1.285~2.803,呈上升趋势,系统可持续发展态势良好,并不断向可持续方向演进。（3）可持续发展能力得分与支持型输入熵、还原型代谢熵正相关,与压力型输出熵、氧化型代谢熵负相关,与熵流、熵产生和总熵变负相关。     

新核能时代的曙光

ENN 5月18日讯,詹姆斯·洛弗洛克(James Lovelock)教授曾经提出过一个理论,他认为整个地球是一个大的生命有机体.根据洛弗洛克的观点,该亚-希腊神话中的地球女神,从物理上和化学上是和地球上的生命紧紧相连的.     

水环境重金属分布综合化学模拟——江西永平地区水体铜、锌、镉形态分布研究

本文用综合化学模拟的方法,以江西永平地区水体为背景,对铜、锌、镉在不同形态中的分布规律进行初步研究。 模拟水系统包括5种重金属Cu、Zn、Cd、Co、Ni,5种无机配位体SO_4~-、Cl~-、NH_3、HCO_3~-、CO_3~-,一种有机配位体HA和一种吸附剂高岭石。系统中用到的重金属HA络合平衡与高岭石吸附平衡常数通过模拟实验测定;无机络合常数由数表查取。系统的平衡特征用一个含有81个方程的非线性方程组描述。该方程组用最速下降法求解,计算过种用AIGOL-60语言编成程序,在TQ-16计算机上执行。     

系统科学的发展与生态学的繁荣

当代的生态环境研究,比较引人注目的方面,莫过于将系统理论引入了生态环境的研究过程,这不仅因为一般系统理论是渊源于理论生物学家贝塔朗菲,更主要的是因为无论是生物个体或是某一群种的生存、发展及与其所处的环境,都确实是一个复杂的系统演化过程.经过普里戈金、哈肯、艾肯等人将更深刻的物理、化学、数学方法用于实际系统的研究,并取得了长足的进步.正如钱学森同志所认为的那样:艾肯把生命起源、生物进化的达尔文学说,在分子生物学的水平上,通过巨系统高阶环理论数学化了,提出了一个言之有理的自组织系统模型,并从这个模型推导出生物的一些生殖、遗传、变异、进化的性状.这就使得贝塔郎菲40年前提出的问题有了解决的明确途径.