Synthesis and application of lignin-based copolymer LSAA on controlling non-point source pollution resulted from surface runoff

In this article,alkali lignin separated from paper pulp waste was grafted into a novel copolymer LSAA (a copolymer of lignin,starch, acrylamide,and acrylic acid).Its practical application effect and environmental safety were studied.The results of field simulation experiment indicated that the application of LSAA significantly affected the output of the runoff and pollutants.The runoff quantity was decreased by 16.67%-47.00%and the loads of total suspended solids (TSS),chemical oxygen demand (COD),total ...     

华南某市生活垃圾组成特征分析

依据城市生活垃圾采样分析方法对华南某市20个街镇生活垃圾的物理性质和物理组成进行历时一年的研究.结果表明,研究区域垃圾平均容重为0.22×103kg·m-3,垃圾三组分(水分、灰分和可燃物)所占比例分别为55.0%~66.9%、18.6%~30.3%、69.7%~81.4%,有机质含量比例为50.1%~58.0%,各研究区镇垃圾热值范围为6 570~9 652 k J·kg-1,平均热值为8 272 k J·kg-1,高于世界银行推荐的垃圾焚烧所需最低热值(7 000 k J·kg-1).其它物理组分所占比例分别如下:厨余类为39.8%~53.3%,橡塑类为16.5%~33.4%,纸类为5.61%~7.95%,纺织类为1.14%~5.16%,竹类为2.49%~5.12%,玻璃类为1.10%~1.47%,混合类5.86%~7.57%,灰土类2.46%~6.73%,金属0.1%~0.32%,陶瓷0.4%~0.69%.相关分析和主成分分析结果表明纺织类、橡塑类、纸类、可燃物比重对焚烧有促进作用,厨余类、玻璃类、容重、灰分、含水率、灰土等则对焚烧有一定的负影响.     

含水率对生活垃圾甲烷化过程的影响

采用批式实验,通过分析产气量和气、液相组成的变化,比较了含水率分别在35%、65%～70%（田间持水率）、 80%和>95%（饱和含水率）的条件下,不同食物类废物和纤维素类废物含量的典型法国生活垃圾和中国生活垃圾以及纤维素类废物厌氧产甲烷过程的差异.结果表明,对于含易腐有机物的生活垃圾,提高含水率能够削弱VFA等中间产物对水解酸化和甲烷化的抑制作用：典型法国生活垃圾大量产甲烷所需的含水率不应低于80%,而有机物含量更高的典型中国生活垃圾直至含水率达到96%时,反应体系内快速产甲烷过程才能得以进行;同时,提高生活垃圾的含水率也有利于加速其厌氧产甲烷过程和提高甲烷的最终产量,含水率>95%的法国生活垃圾反应体系的最终甲烷产量是含水率为80%时产量的1.6倍.而对于纤维素类废物,提高含水率则能改善水分在水解和酸化过程中的可获得性,从而增大甲烷化的底物可获得量,含水率>95%的纤维素类废物反应体系的甲烷最终产量是含水率为65%时产量的3.8倍.     

太湖流域稻田不同氮肥管理模式下的氮素平衡特征及环境效应评价

研究了不同氮肥管理模式下的稻田氮素平衡特征和环境效应.在太湖主要入湖河流直湖港下游开展了农户常规施肥处理、缓控释肥处理、有机无机肥配施处理、按需施肥处理以及化肥减量优化处理5种氮肥管理模式的田间小区试验,实测了稻季的径流和淋洗氮损失,估算了氨挥发和N₂O等气体损失,分析了不同氮肥处理下的环境排放量和氮素平衡特征.与农户常规施肥处理相比,其他处理在减少氮肥总投入量20%～40%的情况下产量与农户对照基本持平,氮肥利用率提高了14.5%～44%.不同氮肥管理模式下,缓控释肥处理和按需施肥处理的氮环境排放量最低,比农户施肥处理分别降低了52.8%和45.4%.在等氮量投入下,有机无机配施处理比纯化肥处理减少了环境氮排放量.农户施肥处理存在着明显的氮盈余,增加了麦季氮流失的风险,按需施肥处理略微出现氮亏缺,在一定程度上减少了麦季氮流失风险.新型缓控释肥处理和按需施肥处理能在不降低产量和效益的情况下,提高氮肥利用率,减少环境排放量,是值得在太湖流域推广的经济环保氮肥管理模式.     

秸秆还田对双季稻产量及氮磷径流损失的影响

为探索减少稻田氮磷流失的有效耕作措施,以南方典型黄壤双季稻田为研究对象,采用田间长期定位观测试验,研究了连续7 a(2008—2014年)秸秆还田(RFS)替代38.7%的N、40.8%的P₂O₅和42.7%的K₂O晚稻化肥投入与常规化肥(RF)处理对双季稻产量、地表径流中ρ(TN)、ρ(NH₄+-N)、ρ(NO₃--N)、ρ(TP)、ρ(DP)(DP为溶解态总磷)的影响.结果表明:与常规化肥处理相比,秸秆还田处理不仅可从源头上减少晚稻化肥投入,还可降低稻田径流液中氮、磷养分含量,分别使TN和TP流失量减少12.6%、9.7%;氮流失主要以DIN(可溶性无机氮)为主,DIN/TN(DIN输出量在TN输出量中所占比例)为66.2%～70.8%;磷流失主要以DP(可溶性磷酸盐)为主,DP/TP(DP输出量在TP输出量中所占比例)为60.1%～65.9%;秸秆还田处理下早稻较常规化肥处理有增产趋势,增幅为4.5%～10.1%,晚稻有减产风险,但减产差异不显著,平均减幅为6.3%.因此,秸秆长期还田是一种秸秆资源有效利用和节肥增效减失的耕作方式.      

溶解性有机质强化棉花修复镉污染土壤

为探究溶解性有机质(DOM)对棉花修复镉(Cd)污染土壤的影响,通过盆栽试验研究棉花秸秆溶解性有机质(CM)和农家肥溶解性有机质(FM)在3种外源Cd(mg·kg-1)添加含量为0(C0)、5(C5)和10(C10)下对土壤有效态Cd含量、棉花生物量、光合作用参数和Cd积累的影响.结果表明,CM和FM施入能提高土壤有效...     

First flush of storm runoff pollution from an urban catchment in China

Storm runoff pollution process was investigated in an urban catchment with an area of 1.3 km^2 in Wuhan City of China. The results indicate that the pollutant concentration peaks preceded the flow peaks in all of 8 monitored storm events. The intervals between pollution peak and flow peak were shorter in the rain events with higher intensity in the initial period than those with lower intensity. The fractions of pollution load transported by the first 30% of runoff volume （FF30） were 52.2%-72.1% for total suspended solids （TSS）, 53.0%-65.3% for chemical oxygen demand （COD）, 40.4%-50.6% for total nitrogen （TN）, and 45.8%-63.2% for total phosphorus （TP）, respectively. Runoff pollution was positively related to non-raining days before the rainfall. Intercepting the first 30% of runoff volume can remove 62.4% of TSS load, 59.4% of COD load, 46.8% of TN load, and 54.1% of TP load, respectively, according to all the storm events. It is suggested that controlling the first flush is a critical measure in reduction of urban stormwater pollution.     

Syntrophic co-culture of Bacillus subtilis and Klebsiella pneumonia for degradation of kraft lignin discharged from rayon grade pulp industry

In order to search the degradability of kraft lignin, the potential bacterial strains Bacillus subtilis (GU193980) and Klebsiella pneumoniae (GU193981) were isolated, screened and applied in axenic and co-culture conditions. Results revealed that mixed culture showed better decolorization efficiency (80%) and reduction of pollution parameters (COD 73% and BOD 62%) than axenic culture. This indicated syntrophic growth of these two bacteria rather than any antagonistic effect. The HPLC analysis of degraded samples of kraft lignin has shown the reduction in peak area compared to control, suggesting that decrease in color intensity might be largely attributed to the degradation of lignin by isolated bacteria. Further, the GC–MS analysis showed that most of the compounds detected in control were diminished after bacterial treatment. Further, the seed germination test using Phaseolus aureus has supported the detoxification of bacterial decolorized kraft lignin for environmental safety. All these observations have revealed that the developed bacterial co-culture was capable for the effective degradation and decolorization of lignin containing rayon grade pulp mill wastewater for environmental safety.     

不同有机物料施用对菜地磷累积和转化的影响

当前以土壤有机质提升为核心的耕地质量提升是保证粮食安全的基础,但在有机质提升过程中土壤磷素的累积和转化特征仍不清楚.在等碳施用条件下,研究对比不同有机物料投入对菜地不同土层土壤磷的累积、转化和迁移规律,以期同步实现有机质提高和磷肥高效管理.试验设置对照（不施肥）、农户传统施肥、生物炭、鸡粪、餐厨废弃物和玉米秸秆施用这6个处理,于辣椒收获期测定各处理下不同土层有效磷（Olsen-P）和水溶性磷（CaCl₂-P）含量、土壤磷组分、有机质（SOM）和pH等指标.在0~5 cm和5~10 cm土层中,农户传统施肥处理有效磷含量最高,4种有机物料处理下有效磷顺序依次为：秸秆>生物炭>鸡粪>餐厨废弃物,秸秆和生物炭处理较餐厨废弃物分别增加59.6%~67.3%和29.1%~36.9%.秸秆处理最易于提升土壤活性磷库,0~5 cm土层土壤活性磷较鸡粪和餐厨废弃物处理分别增加47.3%和35.1%.随着土层深度增加鸡粪处理的有效磷降低比例最少,20~30 cm土层有效磷占表土层的55.9%,而在其他3种物料处理下仅占16.0%~34.0%.和农户传统施肥相比,有机物料施用后pH显著升高0.18~0.36个单位,鸡粪和餐厨废弃物处理的pH显著高于生物炭和秸秆（P<0.05）.生物炭处理下SOM含量相比其他3种有机物料显著增加7.7%~17.6%.4种有机物料中,秸秆提高土壤活性磷库的效果最佳,有利于快速提升植物可利用磷;鸡粪处理下磷素最易向下迁移;在基于土壤地力提升的农田管理下,施用生物炭既有利于改善土壤酸碱度和提高SOM,也可避免磷素在耕层过量积累,降低环境风险.     

资源型城市绿色GDP核算研究——以陕西省榆林市为例

根据联合国制定的SEEA2003核算体系的方法,对我国城市社会经济核算体系进行纠正,提出了榆林市的绿色GDP(GGDP)核算模式。对2001-2006年榆林市传统GDP及GGDP核算结果进行对比分析,结果表明：①2001年以来,榆林市GDP分别在129.31×10⁸～439.48×10⁸元之间,GGDP则分别在55.02×10⁸～329.90×10⁸元之间,各年度GGDP/GDP(%)分别在42.55%～75.07%之间;②自2001年以来,榆林市的土壤资源、林木资源、水资源以及矿产资源的变化,致使GGDP/GDP产生了较大的变化,其中资源消耗账户中土壤资源的耗减成本是GGDP核算的最大贡献因子;同时,资源消耗账户占GDP比重处于24.74%～57.20%之间。③环境质量退化账户主要是由水体污染、大气污染、工业固体废弃物污染以及环保人员支出等构成,自2001年以来除工业固体废物污染持续保持较高比例外,其它污染成本基本保持均衡,其占GDP的百分比处于0.20%～0.29%之间。     

南四湖流域种植业面源污染氮磷源解析研究

利用田间径流池采集南四湖流域种植业农田地表径流样品,分析其不同形态的氮磷数据,汇总数据得到南四湖流域种植业的氮磷源成分谱;并在南四湖区11条主要入湖河流入湖口处采集水样,测定氮磷含量,利用主成分分析法对南四湖流域种植业面源污染氮磷来源进行了源解析.结果表明,南四湖流域氮磷种植业面源污染来源有3种,3个主成分累积方差贡献率为95.275%.第一类污染途径为降雨淋溶小麦-玉米轮作农田产生的地表径流对河流产生的污染,这种污染的范围广且贡献率较大为50.220%;第二类污染途径为降雨淋溶大蒜-玉米轮作农田产生的地表径流流入南四湖入湖河流引起的,影响面也较广,贡献率为25.119%;第三类污染途径为自然降雨时,小麦-水稻轮作农田产生的地表径流对河流的污染,贡献率为19.937%.     

微塑料的形成机制及其环境分布特征研究进展

塑料制品的广泛应用使塑料废弃物对生态环境的危害日益显著,也是全球环境问题关注的热点,由于缺乏完善的塑料废弃物管理体系,大部分塑料废弃物仍按传统模式处理或滞留在环境中,回收利用效率低,尚未形成塑料生命周期循环.环境中的塑料在长期受到物理、化学和生物等多种因素作用后会发生老化降解,形成微(纳)米塑料;由于它们粒径小、比表面积大且带有电荷等特性,除本身具有毒性外,还能作为重金属、持久性有机污染物等其他污染物的载体或被载体,经径流、污水排放和水文气象等多种途径在环境中迁移,造成生态环境污染.微塑料(MPs)分布范围广,全球的水体(淡水、海洋)、土壤和大气环境中均存在不同程度的MPs污染,近些年甚至在人体胎盘、母乳、活人肺部和血液中也发现了MPs的踪迹.因此对国内外MPs在物理、化学和微生物作用下的形成机制及其在水体、土壤和大气环境中的丰度水平、迁移特征进行全面地综述,为监测环境中MPs的污染水平、探究其在环境中的运移规律、提出MPs污染环境治理策略和揭示MPs在不同作用下的降解机制提供资料参考.     

沼液养殖钝顶螺旋藻的中试研究

在室外中试规模的跑道池中,使用混凝沉淀处理后的沼液养殖高耐污钝顶螺旋藻,研究了螺旋藻的生长情况以及沼液中氮磷的去除情况,计算了沼液中氮磷向螺旋藻体的转化效率.在此基础上,结合小试研究,分析总结了使用沼液室外规模化养殖螺旋藻过程中存在的问题和对策.以12 d为一个培养周期,总共进行了6批次培养试验,其中3批次培养的螺旋藻浓度能够达到采收要求(D560>0.8);而另外3批次未能收获螺旋藻.成功的3个养殖批次中,螺旋藻采收后沼液中COD、氨氮、总氮、总磷分别减少了28.6%~48.5%、30.4%~48.5%、41.8%~48.6%、14.3%~94.5%;其中去除的总氮和总磷向螺旋藻细胞的转化率分别为12.1%~98.5%和21.2%~83.7%.沼液中的高浓度氨氮以及残存虫卵孵化产生的虫害是导致另外3批次培养螺旋藻生长缓慢的主要因素,使用生物处理技术降低沼液中氨氮含量、使用膜过滤技术去除沼液中虫卵对于稳定获得高产率的螺旋藻非常必要.     

近5年我国部分城市群生活垃圾特性

城市生活垃圾处理处置日益成为世界范围内一个普遍关注的问题,生活垃圾特性是终端处理方式选择的重要依据.从全国超30个城市共采集400余个生活垃圾样品,分析了垃圾的物理组成、污染物含量和热值等基础物化特性.并以深圳为例分析了采样时间和垃圾分类措施等对生活垃圾物化特性的影响.通过偏最小二乘法建立了垃圾组成与热值间的关联模型,并对模型进行了校验.结果表明,湿基中厨余类仍是垃圾中占比最高的组分,大多数样品的占比在40%～60%之间;可燃组成中橡塑类和纸类占比较高,分别在20%～30%和10%～20%之间;无机物占比通常不超过5%;垃圾含水率在50%～60%之间. 2019年实施垃圾分类后生活垃圾中厨余类占比明显降低,橡塑类占比增加,其他组分变化不大,垃圾热值得到一定的提升.生活垃圾中S、 Cl和N这3种污染元素的含量均在1%以下,其平均值规律为：N>Cl>S;垃圾样品中的Hg、 As、 Cr、 Cd和Pb含量随组分及采样时间没有明显的变化规律,垃圾中Pb、 Cr含量受到环境背景值的影响.模型分析发现橡塑类和垃圾水分是生活垃圾热值的主要影响变量,85.96%的样品实测值与预测值之间的偏...     

紫色土旱坡地氮流失通量对减肥配施秸秆的响应

紫色土旱坡地被认为是三峡库区泥沙和面源污染的主要来源地,加强对紫色土旱坡地壤中流和地表径流中氮流失特征的研究,对防控三峡库区的面源污染有重要的现实意义.依托中科院成都山地所忠县石宝寨试验站的紫色土旱坡地定位径流小区,设置不施肥（CK）、常规施肥（T₁）、优化施肥（T₂）和减肥配施秸秆（T₃）这4种不同的处理,通过监测在油菜-玉米轮作制度下紫色土旱坡地壤中流和地表径流的流失通量、各次径流不同氮形态的流失浓度和流失通量,研究紫色土旱坡地氮流失通量对减肥配施秸秆的响应.结果表明,壤中流径流量占总径流量的比例达到60.14%~88.56%,壤中流氮流失通量占全氮流失通量的72.88%~92.35%.铵态氮主要通过地表径流的方式流失,硝态氮主要通过壤中流的方式流失且是氮流失的主要形态.不同处理的铵态氮和硝态氮流失通量均呈现出T₁ > T₂ > T₃ > CK,T₃处理的氮流失通量为20.07 kg·（hm²·a）^-1,较T₁和T₂分别下降了43.59%和39.55%.减肥配施秸秆显著降低了紫色土旱坡地铵态氮、硝态氮和全氮的流失通量,对紫色土旱坡地雨季径流中氮流失有显著的消减效应.     

基于复配改性木质素磺酸铵的环保型木质材料的生命周期评价

利用改性木质素制备的木质材料其生产过程对生态环境有重要的影响.为探讨该环保型木质材料的可行性,利用Ga Bi 6.0软件,对基于复配改性木质素磺酸铵的环保型木质材料(HMIL/WF)进行生命周期评价,比较分析生命周期各生产环节的非生物资源耗竭、酸化效应、富营养化、全球变暖潜值、臭氧层破坏潜能以及光化学臭氧生成潜力等主要环境影响类型.结果表明:在HMIL/WF材料生命周期的3个子系统中,纤维制造子系统对各环境影响贡献值最大,此次是产品成型子系统,后期加工子系统对环境影响最小.全球变暖潜值是HMIL/WF材料环境影响的主要类型,占总环境影响值的73.09%,环境影响大小依次为全球变暖潜值、酸化效应、光化学臭氧生成潜力、富营养化、非生物资源耗竭和臭氧层破坏潜能.热能消耗的环境影响最为严重,占HMIL/WF材料生命周期总环境影响的44.77%.各生产环节的环境影响大小顺序依次为热能消耗、电能消耗、H_2O_2生产、木质素磺酸铵(AL)制备和运输阶段.热能消耗环节的全球变暖潜值、酸化效应、光化学臭氧生成潜力、富营养化和非生物资源耗竭的影响值为HMIL/WF材料生产各环节的最高值;运输阶段产生了最高的臭氧层破坏潜能.与传统中密度纤维板的生命周期环境影响潜值总值(4.71×10~(-9))相比,HMIL/WF材料的环境影响总值(4.22×10~(-9))减少了10.4%.     

烟气脱硫石膏对滨海盐渍土的改良效果

为研究烟气脱硫石膏对滨海盐渍土的改良效果,选取上海南汇东滩的滩涂盐渍土为研究对象,开展了两年的烟气脱硫石膏修复试验,研究不同施用量（0、15、30、45和60 t/hm2）烟气脱硫石膏对滨海盐渍土化学性质的改良效果和对绿化乔木生长特性的影响,以及烟气脱硫石膏作为滨海盐渍土改良剂的重金属安全性.结果表明:施加适量烟气脱硫石膏显著降低了滨海盐渍土的pH和ESP（碱化度）,增加了对植物生长有利的Ca2+和SO₄2-含量,减少盐渍土中对植物生长有害的Na+和Cl-含量,降低了土壤速效磷和速效钾含量,增加了植物的株高和胸径.与对照处理相比,烟气脱硫石膏处理的土壤pH和ESP分别降低了5.7%~14.4%和16.7%~59.4%;土壤水溶性Na+和Cl-的含量降低了25.8%~64.4%和16.7%~59.5%,而土壤水溶性Ca2+和SO₄2-含量分别增加了4.08~31.30倍和9.83~23.33倍.施用烟气脱硫石膏2 a后,土壤速效氮与对照处理相比无显著差异,但土壤速效磷和速效钾含量分别较对照处理下降了35.6%~41.1%和21.9%~48.5%.烟气脱硫石膏施用量为60 t/hm2时,银杏和紫薇的株高分别增长了25.1%和34.7%,胸径分别增加了64.5%和35.2%.施用烟气脱硫石膏不会造成土壤重金属污染,不同处理下的土壤重金属含量均小于GB 15618—1995《土壤环境质量标准》二级标准.研究显示,烟气脱硫石膏应用于滨海盐渍土的改良,可以有效改善土壤质量和生态环境,为滨海城市贡献绿色耕地或绿化用地.      

Environmental assessment of green hardboard production coupled with a laccase activated system

European consumption of wood-based panels reached record levels in recent years driven mostly by demand from end-use sectors: residential construction, furniture, cabinets, flooring and mouldings. The main panel types are composite boards such as particleboard, high density fiberboard (HDF), medium-density fiberboard (MDF) and other adhesively bonded composites such as plywood and wet-process fiberboard (hardboard). The synthetic resins used in their manufacture come from non-renewable resources, such as oil and gas. Several consequences are associated to this type of adhesives: variation in the availability and cost of these wood adhesives depends on raw materials, the formaldehyde emissions as well as the limited recyclability of the final product. Hence, in the search for alternatives to petroleum-based wood adhesives, efforts are being devoted to develop adhesives by using phenolic substitutes based on lignin, tannin or starch. In this context, the forest industry is increasingly approaching to enzyme technology in the search of solutions. The main goal of this study was to assess the environmental impacts during the life cycle of a new process for the manufacture of hardboards manufacture, considering the use of a two-component bio-adhesive formulated with a wood-based phenolic material and a phenol-oxidizing enzyme. This new product was compared to the one manufactured with the conventional phenol-formaldehyde resin. The study covers the life cycle of green hardboards production from a cradle-to-gate perspective, analysing in detail the hardboard plant and dividing the process chain in three subsystems: Fibers Preparation, Board Forming and Board Finishing.Auxiliary activities such as chemicals, bio-adhesive, wood chips, thermal energy and electricity production and transport were included within the system boundaries.Global warming (GW), photochemical oxidant formation (PO), acidification (AC) and eutrophication (EP) were the impact categories analysed in this study. Additionally, the cumulative energy demand was evaluated as another impact category. According to the results, four stages significantly influenced the environmental burdens of the production system: laccase production, on-site thermal energy and electricity production as well as wood chipping stage. Due to the environmental impact associated to the production of green bonding agents, a sensitivity analysis with special focus on the eutrophying emissions was carried out by evaluating the amount of laccase and lignin based phenolic material used. The combined reduction in both bonding agents may slightly reduce the contributions to this impact category. In addition, a hypothetical scenario with no laccase and with a higher concentration of the lignin based material (25% more) could improve the environmental profile in all impact categories with a reduction of 1.5% in EP.Further research should focus mainly on laccase production, in order to reduce its energy demand as well as on the amount of green adhesive required to obtain mechanical and swelling properties similar to those of conventional hardboard.     

聚氯乙烯生产过程生命周期评价

文章运用生命周期评价方法,对我国东南某大型石化集团聚氯乙烯生产过程的资源消耗及环境影响进行量化与估算。结果表明:生产1t聚氯乙烯的总能量消耗为6102.24MJ,环境影响负荷为0.49标准人当量。聚氯乙烯生产的主要环境影响为大气颗粒物污染、光化学臭氧合成、酸化和全球变暖。     

松嫩平原西部农田径流中有机氯农药的分布特征

松嫩平原西部水田回归水、旱田地表径流中BHC、DDT主要异构体或代谢物的可溶态、颗粒吸附态的分析表明,回归水中BHC、DDT的含量均较低,BHC以β-BHC为主,占73.5%～99.5%,呈β＞α＞γ＞δ规律;DDT中仅检出p,p'-DDT.BHC(β-BHC除外)、DDT以溶解态为主,悬浮颗粒物的粒径大小是影响回归水中农药含量的重要因素;悬浮物中DDT的生态风险很低,而BHC有潜在的生态风险.