水坝与自然:为生命调剂充足的水

世界水坝委员会已经提议未来的决策要立足于5个核心价值取向:公平、效率、参与决策、可持续与负责任.它还提议了7项战略优先措施.本文针对焦点在"持续的河流与生计"的战略优先措施进行审查.该战略的一个关键元素是"环境流"的建立,所谓环境流就是为下游的社会、经济利益和生态系统留下充分的水.只有当科学信息与透明的协商过程结合在一起的时候,环境流才能够建立起来、适用的立法与激励机制也需要到位.     

双酚AF暴露对胚胎期和幼鱼期斑马鱼的毒性效应

为明确不同发育阶段的斑马鱼对BPAF(双酚AF)暴露的易感性,采用暴露试验法初步研究了BPAF对胚胎期和幼鱼期斑马鱼的发育毒性. 结果表明:①BPAF暴露可延缓胚胎期斑马鱼的发育和孵化,使其出现心包水肿、卵黄囊异常、心率下降、心脏搏动停止等症状. ②暴露96 h后,ρ(BPAF)为2.0、2.5、3.0 mg/L暴露组胚胎期斑马鱼的畸形率高达100%,暴露24 h致畸的EC₅₀(半数效应浓度)为2.00 mg/L,暴露96 h的LC₅₀(半数致死浓度)为1.84 mg/L. ③暴露72 h后,对照组幼鱼期斑马鱼鱼鳔发育缺陷率为0;除ρ(BPAF)为1.0 mg/L暴露组外,其余BPAF暴露组幼鱼期斑马鱼鱼鳔发育缺陷率为100%. ④随着暴露时间的延长以及中毒程度的加深,幼鱼期斑马鱼出现的中毒症状依次表现为心包水肿、卵黄囊水肿、背脊弯曲、心跳停止,暴露48和72 h时其心包水肿的EC₅₀分别为1.76、1.56 mg/L,暴露96 h的LC₅₀为1.77 mg/L. 胚胎期和幼鱼期斑马鱼对BPAF暴露响应的差异分析显示,幼鱼期斑马鱼对BPAF暴露的反应更为敏感,幼鱼期斑马鱼的心包水肿症状可作为BPAF毒性响应的最佳指标之一.      

基于土地利用变化的江苏省碳排放时空差异与碳平衡分区

以江苏省13个设区市为例,基于碳排放(CE)和碳吸收估算方法,分析2005—2020年江苏省市域碳收支和碳补偿率的时空演变特征,随后引入环境基尼系数(EGC)从经济和生态两个角度分析空间碳平衡特征。结果表明：2005—2020年,江苏省土地利用碳排放从14 210.005×10⁴ t增至23 015.325×10⁴ t,碳吸收3 039.383×10⁴ t波动上升至3 628.703×10⁴ t,总体表现为碳源;13个设区市的碳补偿率整体呈现下降趋势,碳排放量与经济发展水平处于比较协调状态,与其人口聚集协调性较高;根据碳平衡分析,将13个设区市划分为碳汇功能区、低碳保持区、经济发展区、碳强度控制区、高碳优化区5类,并建议前两个分区充分发挥生态优势,着重推进生态产品价值变现;其余分区优先推动产业低碳转型,能源绿色化发展。     

亚硝化工艺稳定运行动力学判据方程的建立

在Monod方程的基础上,综合分析温度、pH值、DO、游离氨氮浓度和亚硝酸氮浓度等因素对氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)生长速率的影响,分别建立了AOB和NOB的生长动力学方程,并确定了亚硝化工艺稳定运行的动力学判据为μ_AOB>μ_NOB.计算和讨论了亚硝化工艺稳定运行时的温度、DO和pH值等工艺条件的范围,结果表明,当其他工艺条件适合时,即使在温度<20℃或者DO>3mg/L等"不利"条件下,亚硝化工艺也可以稳定运行.     

UASB反应器中厌氧氨氧化污泥的种群分析

利用变性梯度凝胶电泳、克隆和实时PCR等分子生物学技术对2个厌氧氨氧化反应器中的微生物进行了初步研究.变性梯度凝胶电泳结果表明,尽管2个反应器的接种污泥不同,但经过1年多的连续运行,二者的微生物种群结构基本相同;Planctomycete克隆结果表明,相似的15个序列(>99%)与已报道的3个属的厌氧氨氧化菌的序列均有较大距离(<92%),而与具有厌氧氨氧化功能的KSU-1序列有97%的相似,amoA基因克隆结果表明,反应器中的部分好氧氨氧化菌属于β-Proteobacteria中具有厌氧氨氧化活性的Nitrosomonas;实时PCR结果表明,厌氧氨氧化细菌占细菌总量的27%~29%,好氧氨氧化菌约为5%.     

环境风作用下室内火灾自然排烟研究

以双区模型思想为基础,对环境风作用下建筑室内火灾自然排烟过程进行理论分析和数值模拟研究。引入风压系数计算环境风对建筑各外表面形成的附加风压,在此基础上对排烟口和补气口处内外压差进行分析,同时对烟气流动分别进行质量和能量守恒分析,建立了有风条件下水平自然排烟口烟气质量流率的数学表达式,并给出了烟气层高度和温度的理论计算方法。实际采用水平自然排烟系统时,应对补气口位置进行合理选择,尽量选择处于迎风面的补气口进行自然补气,使总风压系数为正,以提高排烟效率。     

蒸汽吞吐生产过程中CO产出超标原因分析 ——以红山油田为例

针对红山油田蒸汽吞吐生产过程中一氧化碳产出浓度超标的问题,开展了实验研 究,分析了反应温度、水油质量比、反应时间、储层矿物等因素对于一氧化碳产出浓度 的影响。结果表明:反应温度的升高、水油比的减少、反应时间的减少均会使一氧化碳 产出浓度上升,但造成红山油田生产过程中一氧化碳产出浓度超标的主要原因是红山油 田地层岩石矿物对水气转换反应的催化能力不足,加入对水气转换反应具有催化能力的 药剂可以降低一氧化碳产出浓度。     

水位波动对双岩性土层中苯系物运移规律的影响

以苯和甲苯为研究对象,构造双岩性土柱I(砂土-粉土-砂土)和单岩性土柱II(砂土),模拟水位波动、土层介质对苯系物运移的影响。结果表明:水位波动前苯多集聚在粉土夹层上界面,水位波动后下界面苯浓度升高了27.04倍,水位波动有助于苯的垂向运移。波动周期内,苯和甲苯在夹层界面处浓度变化趋势一致,但两者浓度峰值出现阶段不同,且甲苯穿透夹层的浓度小于苯,仅为苯的17.55%。在柱I粉土夹层下界面与柱II相同位置,水位下降时,苯的浓度变化趋势相反;波动周期内,柱I中苯浓度变化速率的改变幅度小于柱II,其受水位波动影响较小。由此,苯系物在不同条件下的运移特征,可为土壤和地下水污染的精准修复和防治提供技术支持。     

低温条件下基于TMVOC的土壤气相抽提技术数值模拟

为研究低温条件下土壤气相抽提技术对包气带中苯系物的去除效果、解决修复技术有效性评估等难题,基于TMVOC模型模拟砂箱试验,从浓度梯度、相间转化、饱和度变化等方面分析土壤气相抽提技术对污染物空间分布规律的影响机理.结果表明,TMVOC模拟苯系物浓度的计算值与试验测量值的拟合效果较好;低温条件下,砂箱土体中苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯的去除率分别为89.8%、71.3%、29.7%、14.4%.两次抽提过程中,苯在"气-液-NAPL（non-aqueous phase liquid）"三相中的质量均减少,减少比例近似为2:7:1,苯在液相中的质量减幅最大;在间歇期,苯由"NAPL相"以近似3:7的比例向"气、液"两相运移.在砂箱土体上部和中部NAPL相饱和度保持为0,"气-液"两相共存,间接表明苯系物在"气-液"两相间发生运移;在砂箱土体底部污染源附近"气-液-NAPL"相共存,间接表明苯系物在"气-液-NAPL"相间发生运移,抽提作用使得气相与液相饱和度升高、NAPL相饱和度降低.      

基于弱HSDI与强HSDI的区域可持续性评价——以中国环渤海地区为例

可持续性评价是可持续性科学研究的重要内容。在HDI和HSDI的基础上,构建对环境重视程度不同的弱HSDI与强HSDI评价指数,以中国环渤海地区为例,揭示区域2000-2015年可持续性基本状态与变化过程。结果表明：从基本状态来看,环渤海地区各市可持续性水平等级结构失衡,弱HSDI与强HSDI水平均呈两头小、中间大的纺锤形等级结构,但弱HSDI的等级结构失衡比强HSDI更严重,且弱、强HSDI空间格局差异较大;从变化过程来看,环渤海地区各市可持续发展步调不一致,弱HSDI与强HSDI均以显著增长趋势为主,但弱HSDI主要呈中高速增长,强HSDI主要呈中低速增长。结合评价结果,划分可持续性状态与过程矩阵,提出具有针对性的多元化策略,可为促进区域可持续发展提供决策参考。