改革开放30年来中国主要城市扩展时空动态变化研究

改革开放30年来,城市化速度明显加快,城市扩展是城市化空间上表现最明显的特征之一。论文选取我国大陆地区直辖市、省和自治区政府所在地及其他50万人口以上共135个城市作为研究对象,利用2007年北京一号小卫星多光谱数据,结合20世纪70年代、80年代和21世纪初的美国陆地卫星数据,采用面向对象分割和人机交互的信息提取方法对城市的主建成区进行动态监测,采用扩展面积、扩展强度、分维数、聚集度等指标分析城市扩展的规模、程度及形态等空间格局的变化,同时根据我国区域发展特点选取7个典型区进行扩展动态分析比较,并且结合社会经济统计数据等,概括分析了中国城市扩展的主要驱动因子。     

电子垃圾拆解区土壤上空心菜的毒理响应

电子垃圾拆解区对当地环境造成严重污染,电子垃圾拆解区重金属在土壤农作物体系中有一定迁移性,并可通过食物链进入人体,对人体健康造成威胁。深入探究作物的积累重金属的机理,可为调控食物链的重金属传递,减少重金属对人体健康的威胁提供一定的理论和实践依据。以广东省梅州市贵屿岛某电子垃圾拆解区为中心,沿半径方向2、20、40、50 m采集土壤,同时以未受电子垃圾拆解区的土壤作为参照,在室内采用盆栽实验方法研究空心菜（Ipomoea aquatica）对电子垃圾污染的土壤中重金属Cd、Cu、Pb、Zn、Cr的毒理响应。结果表明：受电子垃圾污染土壤中栽种的空心菜,五种重金属的含量在空心菜体内的分布为根＞茎＞叶,根部的富集系数最高,同时空心菜根部对Cu,Zn的生物积累作用最强烈,在水稻土上空心菜对重金属的富集最为明显;空心菜的生长高度受重金属的污染不明显,重金属对空心菜的主要影响表现在叶面形态上;受到污染胁迫后,空心菜中叶绿素的含量明显降低,距电子垃圾2、20、40、50 m的土壤和水稻土壤上种植的空心菜的叶绿素量平均是对照汕头土壤的44.0%、74.2%、75.4%、88.7%、74.1%;空心菜对于土壤中重金属的污染有较好的自身调节能力,其体内的过氧化氢酶和过氧化物酶表现的相似,土壤受重金属的污染越严重,空心菜的CAT和POD的含量相应也较高。     

基于高时空辨识度实时数据的重庆二环内外区域车流特征差异分析

高时空辨识度的车流时空分布特征是研究区域机动车排放的重要基础,通过射频识别技术和车辆注册登记数据获得重庆市二环区域每10 min的车流量以及车辆技术特征信息,对比分析内环以内及以外区域的分车型、分道路类型、分排放标准和燃料类型的车流量时空变化特征.结果表明:①重庆市内环以内区域日均流量为1.8×104辆,约为内环以外区域的1.8倍.②内环以内区域小型客车、公交车、出租车的日均流量分别为内环以外区域的1.7、2.1和2.5倍,而重型货车的日均流量为内环以外区域的54.8%.③ 2个区域车辆的主要燃料类型为汽油、天然气、柴油、新能源,占比分别为71.7%~73.7%、15.1%~21.4%、5.5%~9.6%、1.3%~1.5%.④ 2个区域车辆的排放标准分布基本一致,主要排放标准为国Ⅳ（约占76.5%）,国Ⅴ约占11.4%,国Ⅲ约占9.0%,国Ⅱ、国Ⅰ和国Ⅰ前的占比之和约为3.1%.⑤ 2个区域的小时总流量变化特征呈“M”型分布,早高峰时段为08:00—10:00,晚高峰时段为16:00—18:00.⑥ 2个区域小型客车、公交车的小时流量变化特征均与总流量变化特征基本一致,但出租车、轻型货车和重型货车在08:00仍保持明显的上升趋势,直到14:00才缓慢下降.⑦内环以内区域高速路、快速路、县道的高峰时段流量明显较高,分别为内环以外区域的5.5、2.5、6.2倍;而内环以外区域国道的高峰时段流量相对较高,约为内环以内区域的1.8倍.研究显示,重庆市二环内外区域的车流量和车辆技术特征信息的时空分布存在较大差异,建议完善城市实际道路车流的时空监测网络,为机动车排放清单的编制提供更好的数据支撑.      

农业生物质炭固碳潜力及经济效益分析——以山西省为例

随着温室气体减排和低碳发展的要求,生物质炭作为农业固碳的新型技术引起人们的关注。固碳潜力评价和经济效益分析是生物质炭规模化开发利用的基础。论文利用“生物质资源—固碳潜力—经济效益”集成评估方法,以山西省为研究区域,估算了农业生物质的固碳潜力和经济效益。结果显示：山西省3种生物质资源（农作物秸秆、禽畜粪便和作物加工副产品）的固碳总潜力为1 228.10×10⁴ t CO₂当量,约占2014年山西省全年碳排放总量的2.5%。在2014年碳均价和碳高价情形下,农作物秸秆和作物加工副产品实现了正效益,每t原料综合效益分别为8.09和21.79元。全年3种生物质炭固碳综合效益为0.44×10⁸~2.80×10⁸元,证实了山西省生物质固碳技术的经济可行性。     

塑料牛奶包装及处置方式生命周期环境影响研究

采用生命周期评价(LCA)法研究了塑料牛奶包装的全生命周期环境影响,并在处置阶段对不同处置方式的环境影响进行比较.通过现场和资料调研的方式,获得所有生命周期阶段能量物质的输入/输出和环境外排数据.结果表明:塑料牛奶包装生命周期阶段中环境影响比重最大的是原料获取阶段,占90%以上.其全生命周期环境影响主要集中在化石燃料、无机物对人体损害和气候变化3个方面,在致癌、酸化富营养化和生态毒性方面影响稍小.3种处置方式对环境影响由大到小依次为填埋>焚烧>再生,其中填埋和焚烧处置分别比塑料包装处置阶段前的环境影响增加16.1%和5.3%,再生可降低75.9%.     

水泥窑协同处置过程低温段铅和镉的吸附/冷凝动力学研究

对铅、镉两种重金属的氯化物(Pb Cl2、Cd Cl2)开展了吸附/冷凝实验研究。利用管式回转炉和控温立式炉联用装置研究了铅、镉在水泥生料上的吸附冷凝特性。结果表明:在水泥窑共处置的低温段水泥生料对重金属铅、镉的吸附冷凝作用主要以冷凝为主。进入吸附冷凝炉的重金属可以分为三部分,第一部分冷凝在管壁上,该部分Pb含量占进炉总铅的60%左右,Cd占进炉总镉的60%;第二部分吸附/冷凝在生料上,该部分Pb含量占总铅比例低于30%,Cd为20%~30%;第三部分随烟气释放到空气中,该部分Pb比例低于20%,Cd占10%左右。水泥生料对Pb、Cd的吸附冷凝量随时间的增加而增加,随温度的升高而降低。水泥生料对Pb、Cd的吸附冷凝特性可用双常数速率方程拟合,拟合效果较好,得到Pb的活化能为5.013 k J/mol,Cd的活化能为5.07 k J/mol。     

有机危险废物在惰性气氛中热降解动力学特征

为研究有机危险废物在惰性或还原性高温工业窑炉(如炼铁高炉、炼焦炉、煤气化炉、煤液化炉等)中的协同处置效果,分别选择热稳定性在第1~2等级中的典型有机物——苯和氯乙烯,在氮气气氛高温管式炉进行热降解试验. 将定量的气态苯或氯乙烯分别与氮气混合后通入高温管式炉中,采用GC-MS检测煅烧后尾气中苯和氯乙烯的浓度,以分析其热降解特性. 结果表明:苯在500~1 100 ℃时热降解率(a)随温度(T)升高而快速增加,增幅达70%;在1 100 ℃以上时,苯热降解率缓慢增加,最终达到完全降解.氯乙烯在300~900 ℃时热降解率快速增加,增幅在55%左右,900 ℃以上热降解率增加缓慢直至完全降解.苯和氯乙烯的热降解率均随煅烧时间(t)增加而升高.苯和氯乙烯的热降解动力学模型分别为a=1-exp[-743.3exp(-12 930/T)t]和a=1-exp[-3.90exp(-4 307.8/T)t].通过苯的热降解动力学模型,可预测热稳定性高于氯乙烯的有机物的热降解率;而通过氯乙烯的热降解动力学模型,可预测比其热稳定性低的有机物的热降解率.      

食用油聚酯包装的生命周期评价

采用生命周期评价法研究了食用油聚酯(PET)包装的生命周期环境影响,并对不同处置方式的环境影响进行比较评价. 通过现场和资料调研的方式获得所有生命周期阶段的能量物质的输入、输出和环境外排数据. 结果表明:PET包装原料获取阶段的环境影响潜值在全生命周期环境影响潜值中所占比例极高,占处置前环境影响潜值的81.8%. PET包装的全生命周期环境影响类别主要集中在化石燃料、无机物对人体损害和气候变化3个方面;在致癌、生态毒性和酸化/富营养化等方面的影响较小. 3种主要处置方式的环境影响潜值为焚烧＞填埋＞再生,其中焚烧和填埋分别增加PET包装处置阶段前环境影响潜值的5.1%和3.6%,而再生可降低63.9%.      

水体中不同相对分子质量有机质对饮用水消毒的影响

采用珠江广州河段一水源水作为研究对象,经预处理后,用Amicon YC-05,YM-1,YM-3,YM-10,YM-30,YM-100和ZM-500系列不同相对分子质量的超滤膜对其进行分离,分析各相对分子质量级别的可溶性有机物的DOC,同时,对所分离出的各种相对分子质量级别的DOM与消毒剂Cl2和ClO2作用.结果表明,在各个级别的DOM中,相对分子质量小于500的DOM占总DOM的一半以上,这表明该水源水已经严重地受到人为的污染;而且该相对分子质量级别的DOM也是消毒过程形成三卤甲烷的主要前驱物质.另外,这一类型的DOM在消毒过程中形成THMs与未分级的水源水也有较大的差别.     

烧结机共处置过程中重金属Cd、As的挥发特性研究

选取优级纯化学试剂Cd Cl2和As2S3来模拟危险废物中的重金属,按一定比例将其与烧结矿原料均匀混合后进行共处置煅烧。主要研究了在煅烧过程中Cd和As的挥发规律,同时对煅烧所得烧结矿进行消解实验求得固化的重金属量。实验结果表明,Cd的挥发率随着温度的升高和时间的增加而不断增大,直到达到一个平衡而不再继续增大,对Cd的挥发进行动力学模拟得到挥发率α与煅烧温度T和煅烧时间t的关系式为α=1-exp(-0.669exp(-3567.6/T)t)。而As则呈现出温度越高挥发率越低的规律,当温度为1 200℃时,煅烧75 min后As的挥发率仅为9.8%,即共处置过程中As与烧结矿原料发生化学反应而固化下来,挥发较少,可认为对人体健康和环境造成的危害较小。