Effects of ground-level ozone (O_3) pollution on the yields of rice and winter wheat in the Yangtze River Delta

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎＣｈｉｎａ ,ｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｅｃｏｎｏｍｉｃｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｕｎｐｒｅｃｅｄｅｎｔｅｄｃｈａｎｇｅｓｉｎｌａｎｄｕｓｅ ,ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｅｍｉｓｓｉｏｎｏｆＮＯｘａｎｄＶＯＣｓｈａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｔｏｔｈｅｄｏｕｂｌｅｄｕｒｉｎｇｔｈｅｐａｓｔ 11ｙｅａｒｓａｎｄｒｅａｃｈｅｓｔｈｅｓａｍｅｌｅｖｅｌａｓＵＳＡａｎｄＥｕｒｏｐｅ(Ｅｌｌｉｏｔｔ,1997) .Ａｓａｒｅｓｕｌｔ,ｔｈｅｇｒｏｕｎｄ ｌｅｖｅｌＯ3ｃｏｎｃｅｎｔ…     

2013~2019年臭氧污染导致的江苏稻麦产量损失评估

基于2013~2019年江苏省115个监测站点的逐时臭氧观测数据和97个县级行政区的农作物年产量,利用AOT40的暴露响应关系,结合空间分析等方法,评估了臭氧污染导致的冬小麦和水稻两种农作物的产量损失.结果表明,2013~2019年,冬小麦和水稻的AOT40分别为（2.76~17.05）×10^-6h和（0.15~31.69）×10^-6,分别在2018年和2016年达到峰值.苏南地区水稻生长期的AOT40高值分布较多,苏北地区近3年两种农作物生长期的AOT40都有明显增势.2013~2019年,冬小麦年相对产量损失为17.7%~31.0%,年绝对产量损失达（1.94~3.75）×10⁶t.年产量损失最高的地级市是盐城和徐州,损失最低的是南京和无锡.2013~2019年,水稻年相对产量损失为8.6%~15.6%,绝对产量损失为（3.03~6.04）×10⁶t.年产量损失最高的地级市是盐城和淮安,损失最低的是无锡和常州.江苏省每年由于臭氧污染导致的农作物产量损失约相当于5000多万人一年的粮食消费量,臭氧污染对粮食生产安全造成了较为严重的威胁,应当采取有效的政策和措施控制臭氧污染,保证粮食生产稳定.     

近地层O3污染对作物产量与经济损失的影响——以江苏省冬小麦和水稻为例

利用2015年冬小麦和水稻主要生长季期间江苏省各城市逐时O₃浓度观测资料,分析了O₃浓度和AOT40的变化特征,评估了O₃对冬小麦和水稻产量的影响,并估算了其造成的经济损失.结果表明：①冬小麦和水稻主要生长季期间,江苏省平均O₃浓度分别为80.1μg/m³和83.8μg/m³,呈单峰型的日变化规律.空间上,O₃呈现南低北高,东部沿海地区高于西部内陆地区的特征.②冬小麦主要生长季期间,江苏省各市AOT40指数范围为3.08~14.47μL/L·h.水稻主要生长季期间,江苏省各市AOT40指数范围为10.79~21.67μL/L·h.③在当前O₃浓度水平下,近地层O₃对江苏省冬小麦和水稻平均相对产量的损失率分别为23.9%和16.5%,产量总损失分别为368.7万t和385.8万t,经济总损失分别为87.01亿元和106.48亿元.因此,急需采取有效控制措施,降低O₃污染造成的农业损失.     

An economic assessment of the health effects and crop yield losses caused by air pollution in mainland China

Air pollution is severe in China, and pollutants such as PM_(2.5) and surface O_3 may cause major damage to human health and crops, respectively. Few studies have considered the health effects of PM_(2.5) or the loss of crop yields due to surface O_3 using model-simulated air pollution data in China. We used gridded outputs from the WRF-Chem model, high resolution population data, and crop yield data to evaluate the effects on human health and crop yield in mainland China. Our results showed that outdoor PM_(2.5) pollution was responsible for 1.70–1.99 million cases of all-cause mortality in 2006. The economic costs of these health effects were estimated to be 151.1–176.9 billion USD, of which 90% were attributed to mortality. The estimated crop yield losses for wheat, rice, maize, and soybean were approximately 9, 4.6, 0.44, and 0.34 million tons, respectively, resulting in economic losses of 3.4 billion USD. The total economic losses due to ambient air pollution were estimated to be 154.5–180.3 billion USD, accounting for approximately 5.7%–6.6% of the total GDP of China in 2006. Our results show that both population health and staple crop yields in China have been significantly affected by exposure to air pollution. Measures should be taken to reduce emissions, improve air quality, and mitigate the economic loss.     

Impacts of ozone on the biomass and yield of rice in open-top chambers

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＯｚｏｎｅ(Ｏ3)ｆｏｒｍｅｄａｓｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌｓｍｏｇｉｓｔｈｅｍｏｓｔｄａｎｇｅｒａｎｄｗｉｄｅｓｐｒｅａｄｃｏｍｐｏｎｅｎｔｉｎｔｈｅａｉｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎ.Ｎｏｗａｄａｙｓ,ｔｈｅｔｙｐｉｃａｌｄａｉｌｙｍａｘｉｍｕｍＯ3ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｉｎｕｒｂａｎｓｕｂｕｒｂａｎａｎｄａｒｅａｓｈａｖｅｒｅａｃｈｅｄ100～400ｎｌ/Ｌａｎｄ50～120ｎｌ/Ｌ,ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ.Ｕｎｄｅｒｃｅｒｔａｉｎｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｒｕｒａｌ…     

UASB+A/O+UF+NF工艺处理生活垃圾焚烧厂渗滤液

采用"UASB+A/O+UF+NF"工艺处理生活垃圾焚烧厂渗滤液,工程规模为150 m3/d,工程总投资500万元,运行成本为25元/t;污泥处理工艺过程为:(剩余污泥+厌氧污泥)浓缩→脱水→焚烧。工程设计进水水质指标为ρ(COD)=50000 mg/L,ρ(BOD5)=25 000 mg/L,ρ(NH3-N)=600 mg/L,ρ(TP)=15 mg/L,ρ(SS)=9000 mg/L,出水主要水质指标为ρ(COD)≤50 mg/L,ρ(BOD5)≤15 mg/L,ρ(NH3-N)≤10 mg/L,ρ(TP)≤0.27 mg/L,ρ(SS)≤4 mg/L,补充到电厂循环冷却水中回用,不但实现了垃圾焚烧污水零排放,还有着较好的经济和环境效益。     

Effects of acid deposition on terrestrial ecosystems and their rehabilitation strategies in China

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＣｈｉｎａｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｌａｒｇｅｓｔｃｏｕｎｔｒｉｅｓｏｆｃｏａｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ,ｗｈｉｃｈａｃｃｏｕｎｔｆｏｒ 75%ｏｆｔｏｔａｌｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ .Ｃｏａｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｉｎｃｒｅａｓｅｄｆｒｏｍ 0 .6ｂｉｌｌｉｏｎｔｏｎｓｉｎ 1 980ｔｏ 1 .2 8ｂｉｌｌｉｏｎｔｏｎｓｉｎ 1 995,ａｎｄｗｏｕｌｄｒｅａｃｈｔｏ 1 .45ｂｉｌｌｉｏｎｔｏｎｓｉｎ 2 0 0 0 .ＥｍｉｓｓｉｏｎｏｆＳＯ2 ｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｃｏａｌｃｏｎｓ…     

Life cycle assessment for municipal solid waste treatment and utilization

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＷｉｔｈｍｕｎｉｃｉｐａｌｅｘｐａｎｓｉｏｎ,ｅｃｏｎｏｍｉｃｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｐｅｏｐｌｅ’ｓｌｉｖｉｎｇｓｔａｎｄａｒｄｓ,ｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｍｕｎｉｃｉｐａｌｓｏｌｉｄｗａｓｔｅ(Ｍ?..     

稻田不同种类有机肥施用对后季麦田N2O排放的影响

以稻麦轮作系统为对象,研究水稻生长季基肥施用不同有机物料对后季麦田N₂O排放及年轮作系统CH₄和N₂O综合温室效应的影响.结果表明:与施用化肥(化肥处理)相比,施用菜饼加化肥(菜饼处理)对后季麦田N₂O排放量无影响;施用小麦秸秆加化肥(小麦秸秆处理)导致后季麦田的N₂O排放量减少15%;施用牛厩肥加化肥(牛厩肥处理)和猪厩肥加化肥(猪厩肥处理)分别增加29%和16%.就稻麦年轮作生长季总体而言,菜饼、牛厩肥和猪厩肥处理稻麦生长季N₂O排放总量较化肥处理分别增加6%、17%和7%,然而,小麦秸秆处理N₂O排放总量减少16%.20a或500a时间尺度上各处理稻田CH₄排放和该轮作周期水稻和小麦生长季N₂O排放的总GWP值由大到小的顺序分别为:菜饼处理>小麦秸秆处理>牛厩肥处理>猪厩肥处理>化肥处理或菜饼处理>牛厩肥处理>猪厩肥处理>小麦秸秆处理>化肥处理.单位产量的GWP以作物残体处理最高,农家肥其次,化肥处理最低.因此,稻田基施不同种类有机物料都相应地增加稻麦轮作系统CH₄和N₂O排放的综合温室效应.     

基于LMDI模型的中国粮食产量变化及作物构成分解研究

理清1980-2010 年间中国粮食产量变化的作物贡献及其主要贡献因子,为今后农业政策的调整提供决策依据。论文采用对数平均迪氏分解模型(LMDI)开展1980-2010 年间中国粮食产量变化及作物构成分解研究。研究结果表明:①30 a 间中国粮食产量增加了2.26×10⁸ t,粮食播种面积效应和粮食单产效应分别为-0.21×10⁸和2.47×10⁸ t;粮食单产水平提升对粮食增加量的贡献值大,但这一贡献效应的增加量在减弱。②稻谷、小麦和玉米三种作物产量在全国粮食总产量中的比例波动性上升;稻谷单产、小麦单产、玉米单产,以及玉米播种面积的增产效应最为明显,是驱动全国粮食产量增加的主要因素。③地区贡献以黑龙江和河南最为突出,累积贡献率约占1/3,省域粮食生产“北进中移”的趋势明显;各省域粮食产量的贡献因素差异显著,大豆、薯类和其他作物对粮食总产量变化的贡献较小。建议实施差别化的粮食生产政策,在继续提高粮食单产的同时稳定粮食播种面积,确保国家粮食安全。     

基于控制单元的农村生活污水处理优化模型

基于系统动力学(SD)模拟模型和Powell优化模型,建立了农村生活污水污染物削减量与治理费用的SD-Powell模拟优化耦合模型,该模型可模拟预测污染物排放量,建立污染物削减量与治理费用函数关系.在此基础上,以污水治理费用最小为目标,以污水处理量为约束条件,对区域污染物削减量进行空间优化,得到最小治理费用下的最大污染物削减量.以常州市为例进行实证分析,模拟结果显示,2020年常州市农村生活污水COD和NH3-N排放量将达到16583t和2551t,分别比2008年增长4.60%和4.59%.采用聚类方法将常州市51个乡镇划分为4类控制单元,得到4类地区COD、NH3-N治理费用函数.各单位治理资金削减量存在明显差异,COD削减率的排序依次为:I类控制单元413kg/万元、IV类控制单元 380kg/万元、II类控制单元352kg/万元、III类控制单元348kg/万元,NH3-N削减率的排序依次为:III类控制单元65kg/万元、I类控制单元64kg/万元、IV类控制单元58kg/万元、II类控制单元54kg/万元,全区域削减率达到100%需要的治理费用约为16870万元.污染物削减空间优化结果显示,基于控制单元空间优化的削减效率高于平均分配的结果,治理费用在1000 -16870万元/a范围,COD、NH3-N的削减率分别提高6.4%和7.4%,4类地区的优先排序顺序依次为I类,IV类,II类和III类.     

污水再生处理微滤-反渗透工艺药剂使用及费用分析

在微滤/超滤-反渗透(MF/UF-RO)工艺运行过程中,需要投加多种药剂,以保障反渗透系统的正常运行.系统分析了北京市某再生水厂MF-RO工艺的药剂使用情况.结果表明,该MF-RO工艺投加了杀菌剂、阻垢剂、还原剂、非氧化性杀菌剂、中和剂、清洗剂等,在产水量约为7000m3/d时,药剂总投加量为3347.3kg/周,每吨产水的平均耗药量为68.32g/m3.该厂每周药剂总费用约为19,120元,每吨产水的药剂成本为39.02分/t,其中阻垢剂费用占药剂成本的比例最大,达47.44%.     

山西省煤炭开采环境损失的经济核算

以环境经济学的经济外部性理论为依据,识别采煤过程中生态环境的外部不经济因素,应用环境价值评价法,对这些不经济因素进行量化和货币化,初步建立了省域煤炭开采环境污染和生态破坏经济损失核算体系.以2003年为基准年,核算了山西省煤炭开采环境污染和生态破坏的经济损失量.结果表明:2003年山西省煤炭开采环境污染与生态破坏造成的损失约为286.746 8×108元,折合每t煤损失63.79元.其中环境污染年损失61.979 4×108元,折合每t煤损失13.78元;生态破坏损失224.767 4×108元,折合每t煤损失50.00元.依据该核算结果,1978─2003年山西省累计采煤约65×108 t,所造成的环境损失约为4　100×108元.      

2014~2016年间郑州市控制PM10和PM2.5污染的健康效益评估

根据郑州市2014~2016年间大气中PM₁₀和PM_2.5年平均浓度数值,采用泊松回归相对危险模型,评估了控制PM₁₀和PM_2.5污染后所能带来的95%置信区间下的健康效应及健康效益.结果表明,2014~2016年间,PM₁₀浓度达到二级限值后所带来的经济效益（以亿元计,括号中为置信区间,下同）分别为181.8（150.4,211.2）、242.5（202.5,279.4）和206.2（173.3,239.2）,分别占郑州市当年生产总值的2.7%、3.3%和2.5%;PM_2.5浓度达标后所带来的经济效益分别为178.8（143.7,211.6）、216.5（174.6,255.3）和172.5（137.8,205.5）,分别占郑州市当年生产总值的2.6%、3.0%和2.1%.PM₁₀和PM_2.5浓度达标后,城镇受益人数高于农村,急性支气管炎减少人数高于其他健康终端,对于慢性支气管炎,成人受益比儿童大,哮喘则相反.慢性支气管炎人数减少带来的健康经济效益最高,其次为哮喘,门诊和住院的健康效益最低.     

不同种类有机肥施用对稻田CH4和N2O排放的综合影响

以麦茬稻田为对象,研究基肥施用不同有机肥对稻田CH₄和N₂O排放的综合影响.结果表明:有机肥施用对稻田CH₄和N₂O排放的季节变化模式无明显影响,但影响其排放量.与施用化肥(化肥处理)相比,施用菜饼+化肥(菜饼处理)促进CH₄和N₂O的排放,其季节排放总量分别增加了252%和22%;施用小麦秸秆+化肥(秸秆处理)和牛厩肥+化肥(牛厩肥处理)明显增加CH₄排放,增加量分别为250%和45%,同时却减少N₂O排放,分别减少18%和21%;施用猪厩肥+化肥(猪厩肥处理)降低CH₄和N₂O的排放,分别降低4%和18%.对CH4和N₂O排放的综合温室效应分析表明,菜饼和秸秆处理的全球增温潜势(GWP)约为化肥处理的2.5倍,牛厩肥和化肥处理基本持平,但施用猪厩肥可减少10%～15%.各处理的GWP从高到低依次为菜饼、秸秆、牛厩肥、化肥和猪厩肥.单位产量的GWP以秸秆处理最高,菜饼次之,牛厩肥比化肥处理略高,猪厩肥处理最低.从本生长季来看,猪厩肥的施用对于实现环境效益与生产效益的协调发展具有一定作用.     

某焦化厂污染场地环境损害评估案例研究

以某大型焦化厂土壤和地下水多环芳烃、苯污染损害评估为例,采用资源等值分析法分别开展场地土壤和地下水污染环境损害评估,并对评估结果的不确定性进行分析.结果表明,损害评估的数额（27.1亿元）与实际污染修复成本（20.5亿元）具有较大差异,损害评估额明显大于污染治理修复成本;社会贴现率的取值（1%~5%）选择对土壤污染损害评估结果影响最大,污染含水层厚度（3m~9m）、含水层孔隙度（0.25~0.35）、社会贴现率（1%~5%）和单位地下水修复成本（4000~5000元/m²）等因子对地下水污染环境损害评估的结果影响较大.资源等值分析的方法作为评估工业场地土壤和地下水污染理论和技术上较为可行,但需要精细化的立法和明确的技术导则来规范损害评估的内容、程序和方法.     

排放强度承诺下的CO2排放总量控制研究

单位国内生产总值(GDP)CO2排放下降承诺的本质是一种CO2排放总量控制.提出了强度承诺下的CO2排放总量控制模型,给出了不同情景方案下的2020年全国CO2排放总量控制目标,并提出86.24亿t的总量控制目标,其相对基准情景减排12.63亿t,相对减排12.8%.在实现这一目标中,能源结构调整和节能减排的贡献分别为33%和48%.在“十二五”和“十三五”期间,非化石能源消费比例分别提高至13%和15%,两期分别每年投入1500亿元和2000亿元.2020年的减排成本约在1300~2100亿元之间,占当年GDP约0.3%.     

A2/O+MBR工艺运行效果与碳排放特征研究

对北京市通州区H再生水厂采用的A²/O+MBR工艺运行效果与不同环节碳排放特征进行研究.结果表明：2018年该再生水厂对BOD₅,COD_cr,NH₄⁺-N,TN和TP的平均去除率分别为97.3%,94.1%,98.6%,77.0%,96.2%;全厂碳排放总量和吨水碳排放量呈春夏季节逐渐降低,秋冬季节缓慢升高的特征,全厂综合吨水碳排放量约为2.26kgCO₂e/t.碳排放总量中能耗碳排放量占主要地位,CH₄,N₂O和物耗碳排放量占比较小;统计分析显示CH₄,能耗和物耗吨水碳排放量与BOD₅,TN进水浓度及BOD₅去除率显著相关;N₂O吨水碳排放量与TN与BOD₅进水浓度显著相关;直接,间接吨水碳排放量与水量无显著相关性.     

Cadmium pollution enhanced ozone damage to winter wheat: biochemical and physiological evidences

Combined e ects of ozone (O3) and cadmium (Cd) on growth and physiology of winter wheat (Triticum aestivum L. cv. JM22) were determined. Wheat plants were grown without or with Cd and exposed to charcoal-filtered air (< 10 ppb O3) or elevated O3 (80 5 ppb, 7 hr/day) for 20 days. Results showed that O3 considerably depressed light saturated net photosynthetic rate (–20%), stomatal conductance (–33%), chlorophyll content (–33%), and total biomass (–29%) without Cd. The corresponding decreases were further enhanced by 45%, 56%, 60% and 59%, respectively with Cd, indicating a synergistic e ect of O3 and Cd on wheat. Ozone significantly increased the activity of superoxide dismutase (46%), catalase (48%) and peroxidase (56%). However, great increases in malondialdehyde (MDA) content (2.55 folds) and intercellular CO2 concentration (1.13 folds) were noted in O3+Cd treatment compared to control. Our findings demonstrated that the increased anti-oxidative activities in wheat plants exposed to O3+Cd might not be enough to overcome the adverse e ects of the combination of both pollutants as evidenced by further increase in MDA content, which is an important indicator of lipid peroxidation. Precise prediction model on O3 damages to crop should be conducted to ensure agricultural production security by considering environmental constraints in an agricultural system in peri-urban regions.     

我国主要粮食品种供给与消费平衡分析

论文基于城市和农村人口及其人均食物消费、粮食工业产品产量、肉蛋奶水产品产量、单位面积种子用量等估算了2013年我国主要粮食品种实际消费量和合理膳食结构下的理想消费量。研究结果显示：我国稻谷、玉米、小麦和薯类以国内生产为主,大豆主要依赖进口;我国稻谷和小麦以口粮消费为主,玉米和豆类以饲料用粮消费为主,薯类以工业用粮和饲料用粮消费为主;稻谷、小麦、玉米和薯类结余量较大,豆类结余量少;按照现有的饮食结构,只需要71%的稻谷生产量和52%的小麦生产量就能完全满足口粮需求。未来应关注稻谷和小麦口粮生产,实施全过程监管以及资金和技术支持,其他用途或品种的粮食生产应由市场主导。