华北高产粮区夏玉米生命周期环境影响评价

以山东省桓台县夏玉米生产体系为例,应用生命周期评价方法,以单位产量为评价功能单元,把夏玉米生命周期分为原料开采与运输、农资生产与运输、作物种植3个生产阶段,对不同施氮水平下夏玉米生命周期的资源消耗与污染物排放进行了清单分析和影响评价.结果表明,随着施氮量的增加,夏玉米生命周期环境影响呈指数上升趋势,其中,主要影响类型为水资源耗竭,这与农作物需水量较大、水分生产率较低有关.在低氮量条件下,主要污染影响类型是全球变暖,随着施氮量的增加,富营养化上升为主要污染影响类型.提高作物种植阶段水肥利用效率是控制夏玉米生命周期环境影响的关键,它可减少夏玉米对水资源和氮肥的需求,从而直接减少农田氮素损失污染影响,也间接降低了上游生产环节的资源消耗与污染物排放影响,进而有助于降低夏玉米生命周期环境影响总潜力.     

土地管理措施对营养物质排放的影响

采用分布式的非点源污染模型SWAT(soil and water assessment tool),结合GIS技术,模拟了张家冲小流域化肥施用量变化、等高种植和退耕还林对营养物质氮磷排放的影响.结果表明,当农业用地的氮肥施用量由630 kg/hm2增加到955 kg/hm2,磷肥施用量由200 kg/hm2增加到300 kg/hm2时,氮、磷营养物质排放量也呈现增大的趋势.其中,硝态氮负荷达到了3 776.59 kg,增加了19.7%,变化率最大,变化率最小的为无机磷,仅增加了2.7%.采取等高种植的方式对氮、磷排放负荷的影响较小.当小流域内坡度25%的坡耕地全部退耕还林后,各种形态氮、磷排放负荷下降,其中有机态磷下降16.3%;有机氮、氨氮和无机磷与退耕还林前相比,分别降低了22.7%,25.4%和27.9%,在张家冲小流域,对坡度25%的坡耕地实行退耕还林、减少化肥施用量对减少氮磷负荷排放作用明显.     

地下土壤渗滤系统脱氮效果的研究

在地下土壤渗滤系统运行的过程中,污水中的总氮主要是通过硝化作用及反硝化作用去除的。但是由于反应条件的限制,该系统出水中总氮的浓度总是不能使人满意。分析目前常用的三种提高总氮去除效率的地下土壤渗滤系统得出:间歇进水,并且在一定土壤层深度为微生物的活动提供有机物可以显著降低出水中总氮的浓度。     

工业生态系统与自然生态系统比较研究

对工业生态系统和自然生态系统的相似性和区别进行了研究,分别从物质循环和能量流动、内在动力、进化和演化、关键种、共生等方面进行了相似性研究。提出两者的区别在于工业生态系统是一个以人为主体的社会经济系统,稳定性、复杂性差、环境变化的周期短、工业生态系统受双重规律制约、工业生态系统的物质流和价值流互为反向、工业生态系统地域性不明显等。     

基于最优组合预测模型的中国工业固体废物产生量预测

随着经济的发展,工业固体废物的产生量迅速膨胀,已成为制约社会和经济持续健康发展的瓶颈。为了客观地反映中国工业固体废物的发展趋势,在神经网络和逐步回归2种单项预测方法的基础上,建立了最优组合预测模型。并以1991—2007年中国工业固体废物产生量为基础数据,通过实例对模型精度进行分析,预测值与实测值具有良好的一致性。由于非线性最优组合预测模型综合考虑了神经网络对历史数据拟合效果良好和逐步回归对预测对象影响因素考虑全面的优点,得到的结果误差较小,最符合实际情况。采用非线性最优组合预测模型预测未来几年中国工业固体废物的产生量,结果显示,2010年中国工业固体废物产生量将达到183133万t,2020年将达到228511万t,预测结果可以为中国工业固体废物管理提供科学依据。     

pg-C3N4/BiOBr/Ag复合材料的制备及其光催化降解磺胺甲唑

通过简易的高温煅烧和共沉淀方法成功制备出pg-C₃N₄/BiOBr/Ag复合材料,通过XRD、SEM、TEM、XPS、UV-Vis、BET和光电流等检测手段对其进行表征,并探究了该复合材料在模拟可见光照射下对10 mg·L^-1磺胺甲唑的降解效果.结果表明,当银单质的负载比例为5%时,pg-C₃N₄/BiOBr/Ag复合材料对磺胺甲唑的降解效果最佳.与pg-C₃N₄、BiOBr单体和二元复合材料pg-C₃N₄/BiOBr相比,pg-C₃N₄/BiOBr/Ag（5%）光催化降解磺胺甲唑的效果显著提升,在30 min内降解率几乎接近100%,反应速率常数（0.2101 min^-1）是pg-C₃N₄/BiOBr的13.15倍.通过自由基猝灭实验,证明在光催化降解过程中,起主要作用的活性物质是空穴（h⁺）、超氧自由基（·O₂^-）和单线态氧（¹O₂）,其中,超氧自由基（·O₂^-）贡献最大.对pg-C₃N₄/BiOBr/Ag进行多次循环实验,证明合成的材料具有良好的循环稳定性能,应用前景良好.     

经济-环境系统的物质流分析方法比较研究

对基于物质流的工业代谢分析方法物质（材料）流分析法（Material Flow Accounting and Analysis,MFA）和实物投入产出法（Physical Input-Output Tables，PIOT）的特点进行了阐述。比较分析了2种方法的研究对象、范围、内容、应用等，给出了具体的分析表。     

耐热复合菌系强化全程高温堆肥快速处理餐厨垃圾

为进一步提升全程高温堆肥效率,经筛选和高温驯化,获得高有机质降解效率的耐热复合菌系（TMC）,设置全程高温接种TMC堆肥组（T1）、全程高温堆肥组（T2）和常温堆肥组（T3）,通过理化指标、粗脂肪和粗蛋白含量、GI等指标的检测和优势细菌演替规律分析,以揭示TMC对全程高温堆肥工艺的影响。结果显示:堆肥结束后有机质含量、C/N、粗脂肪和蛋白含量降幅顺序均为T1>T2>T3（P<0.05）,且两两处理之间均具有显著性差异,证明TMC可缩短全程高温堆肥进程。堆肥第14天,T1、T2处理的GI值分别为110%和99%,T3处理仅为80%,表明全程高温堆肥可加速植物毒性物质降解,显著提高堆肥品质,而TMC接种可进一步促进堆肥无害化。PCR-DGGE结果表明:T1、T2处理均显著提高了耐热细菌和耐热木质纤维素降解菌多样性,且并未降低嗜中温木质纤维素降解菌多样性;2类降解菌协同配合实现木质纤维素的更快降解,有利于缩短堆肥进程。综上所述,TMC接种可显著提高全程高温堆肥效率、提升堆肥品质。     

多孔MoS2/g-C3N4材料对水环境中四环素的降解

通过浸渍-高温煅烧法制备多孔MoS_2/g-C_3N_4光催化剂,采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、N2吸附-解吸、紫外-可见光(UV-vis)漫反射吸收光谱对材料进行表征;并在可见光照射下,对四环素(TC)进行光催化降解。结果表明,催化剂量为2.0 g·L-1、pH为5.0时,对TC的去除效果最好,可见光照射180 min,MoS_2/g-C_3N_4(1.0%-MC)复合材料对TC的降解率可达80.6%。反应完成后,复合材料循环利用5次,其降解效率仍保持在70.0%以上。浸渍-高温煅烧法所制备的MoS_2/g-C_3N_4光催化剂具有良好的应用前景。     

小尺度城市边缘区景观格局指数与小气候环境因子的相关性研究

选择位于北京中关村生命科技园区的休闲广场为研究区来探讨小尺度城市边缘区景观格局与小气候环境因子相关性,基于SPOT卫星数据和实地小气候观测数据进行计算和分析,结果表明:各种绿地类型要比相同观测期内的非绿地覆盖的土地利用类型温度低,湿度大;景观多样性指数与各小气候因子相关系数R2基本接近于1,表明二者有极显著的相关性;而边界密度指数、斑块密度指数和形状指数与各小气候环境因子的相关程度的显著性差异比较大:14:00地温与形状指数相关系数R2大于0.8的占77.78%;气温与边界密度指数和斑块密度指数的相关系数R2大于0.8都占66.67%;相对湿度与形状指数的相关程度8:00要比14:00显著(8:00相关系数R2大于0.8的占55.56%),该研究结果证实了景观格局与环境因子确实存在着复杂的非线型关系。