高层建筑群对街谷内颗粒物扩散特性的影响

为了获得城市冠层内高层建筑群的高度变化对城市颗粒物污染的作用情况,采用大涡模拟方法研究了不同高层建筑群的街谷形状因子对街谷内空气流动与污染物扩散规律的影响。结果表明：在高层建筑群上方形成一个顺时针旋涡,旋涡中心位于城市峡谷内靠近高层建筑群背风处;随着街谷形状因子的增大,高层建筑群的滞留效应增强,导致高层建筑物上方的剪切层湍动能增强;当形状因子为2.5时,湍动能达到1.9 m2·s-2,此时城市街谷内可吸入颗粒物的稀释扩散条件变差;在涡旋和气流夹带作用下,可吸入颗粒物浓度在垂直方向上分布具有明显的分层现象,大量可吸入颗粒物聚集于低建筑迎风面底部。不同街谷形状因子下街谷内空气流动与污染物扩散规律的探明将为有关部门制定相应规划提供参考。     

基于物化生化耦合的污水深度脱氮除磷新工艺

为了解决常规污水处理技术无法进行完整的硝化反硝化过程,污水厂出水中氨氮、总氮、总磷偏高以及运行成本较高的问题,以某污水厂排水为研究对象,通过物化与生化耦合,构建化学催化生物耦合床(CCBF)脱氮系统,研究CCBF系统对污水厂排水中氨氮、总氮、总磷和COD的去除效能。结果表明：当DO为5.5~6.0 mg·L⁻¹、RT为8 h、C/N为1.5∶1时,CCBF可将${\rm{NH}}_4^{+} $-N从48.5 mg·L⁻¹降至4.58 mg·L⁻¹、TN从51.2 mg·L⁻¹降至6.5 mg·L⁻¹、TP从6.6 mg·L⁻¹降至0.48 mg·L⁻¹、COD从78.5 mg·L⁻¹降至33 mg·L⁻¹,去除率分别达到89.5%、85.7%、92.5%和57.9%;污水经处理后,氨氮、总氮、总磷、COD均达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)一级A排放标准。利用Eckenfelder方程对系统脱氮过程进行模拟,求得${n_{{\rm{NH}}_4^ +{\text{-}} {\rm{N}}}} $=0.314 76,n_TN=0.282 21,${K_{{\rm{NH}}_4^ +{\text{-}} {\rm{N}}}} $=0.128 02,K_TN=0.218 59,与水力负荷为0.000 8~0.007 m³·(m²·min)⁻¹的常规生物处理相比,系统内部生物量充足、活性高,物化与生物耦合强化效果明显。     

煤吸附CO2、O2和N2的能力与竞争性差异

应用Materials Studio软件,采用巨正则系综蒙特卡洛方法,依据电厂烟气注入采空区防火与封存实际,对煤吸附CO2、O2和N2的能力与竞争性差异进行分析。由计算结果可知,相比于吸附O2、N2,煤吸附单组分CO2除了范德华能起主要作用,还有很强的静电作用能。由相互作用能和等量吸附热计算结果可知,煤容易吸附CO2,而不容易吸附O2和N2。298.15 K时,CO2对N2和O2吸附选择性及O2对N2的吸附选择性分别为42.396、32.357和1.310,揭示了竞争能力大小为CO2 > O2 > N2。分压分别为CO2 16.5 kPa+N2 79 kPa+O2 4.5 kPa内系统竞争吸附时,受吸附能力、竞争性和分压影响,CO2被大量吸附,而O2吸附抑制。     

无机-有机及物理-化学复合调理对厌氧消化污泥脱水性能的影响

厌氧消化是常用的污泥稳定化处理方法,但污泥经厌氧消化处理后脱水性能恶化。分别用无机-有机复合调理剂和物理-化学复合调理剂对厌氧消化污泥进行调理,考察不同调理方法对污泥脱水性能的影响。结果表明,聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铁（PFS）和阳离子聚丙烯酰胺（PAM）对厌氧消化污泥的调理效果有限,最优条件下污泥比阻（SRF）分别下降了66.3%、89.2%和67.1%;PAC-PAM复合调理和PFS-PAM复合调理对厌氧消化污泥的调理效果较单种调理剂好,最优条件下SRF分别下降了98.2%和97.6%;稻壳、木屑和草木灰与PAM复合调理对厌氧消化污泥的调理效果较单种调理剂好,最优条件下SRF分别下降了97.3%、97.3%和97.7%。     

西部大开发十五年环境效率评价及其影响因素分析

西部大开发政策实施以来,西部地区实现了快于东部和中部的经济增长。正确认识西部地区经济增长中的环境成本,评价西部地区的环境效率具有重要意义。本文运用考虑非期望产出的超效率SBM模型测算了2000—2014年西部大开发以来的环境效率。研究发现:西部地区环境效率偏低,处于相对无效状态。西部地区环境效率明显低于传统效率,经济增长付出了较高的环境代价。西部大开发以来传统效率与环境效率之间的差距呈现先扩大后缩小的"倒U"型走势变化。西部地区省份环境效率在全国排名靠后,各省份的环境效率呈现出差异化的发展态势,其中重庆和四川排名不断提升,新疆排名逐步回落,内蒙古和广西在西部地区排名相对靠前且比较稳定,云南和陕西一直处于中间水平,贵州、甘肃、青海、宁夏排名相对靠后。西部地区环境效率2000—2003年上升,2004—2010年不断下降,2010—2014年趋于平稳。西部地区环境效率低于东部地区且差距大,也低于中部地区和全国平均水平。通过收敛性检验发现,西部地区各省份间的环境效率差距呈现先缩小后扩大的趋势;西部地区与东部地区间的环境效率差距逐渐扩大,与中部地区间的环境效率差距先扩大后缩小。本文同时采用了Tobit模型进行面板回归,实证分析了西部地区环境效率的影响因素。结果表明:经济发展水平、科学技术水平、能源消费结构、环保投资力度对西部地区环境效率具有显著影响;产业结构变化和对外开放程度对西部地区环境效率影响不显著;西部地区存在环境效率的库兹涅茨曲线。     

中国FDI环境效应的再检验

改革开放以来,外商直接投资(FDI)的涌入为中国经济发展注入了新活力,并成为中国经济高速增长的重要引擎之一。然而,随着康菲石油渤海漏油事故、江苏启东王子造纸排污和阿玛尼污染投诉等涉外污染事件报道频出,学术界对于FDI涌入可能带来的负面环境效应表现出一定担忧。现有文献多聚焦于整体层面的FDI环境效应检验,而对其区域差异及原因产生机制的系统探究并不多见。为此,本文从理论判断和命题推演出发,利用2003—2014年中国省际面板数据,以改进熵值法拟合环境污染综合指数,并构建普通面板模型,实证检验了FDI流入对中国环境污染的影响及其区域差异。结果表明,总体而言,"污染光环"假说在中国基本成立,即FDI流入在一定程度上改善了中国环境质量,但不同地区FDI的环境效应有所不同,其主要表现为沿海和内陆地区FDI具有显著的"污染光环"效应,且前者强于后者,而沿边地区FDI具有不明显的"污染天堂"效应。在此基础上,构造面板门槛模型,进一步系统考察了FDI对中国环境污染影响的4种主要吸收能力因素的门槛效应。门槛回归结果表明,FDI对中国环境污染的影响显著存在基于经济发展、环境规制、人力资本和金融发展水平的双门槛效应。经济发展、人力资本和金融发展水平越高,FDI的"污染光环"效应越明显,而适度的环境规制才更有利于FDI环境技术溢出的发挥。基于此,本文建议应进一步全方位地提高对外开放水平,一如既往地积极引进并监督FDI;同时地方政府也需认清地区发展的不平衡性,进而采取差异化的引资政策。     

东北地区农业现代化与新型城镇化协调发展研究

新型城镇化与农业现代化作为"三化"、"四化"乃至"五化"战略的重要核心内容,研究新型城镇化与农业现代化的协调发展对于开创中国未来城乡经济社会发展一体化的新格局至关重要。以东北三省34个地级城市为研究对象,构建农业现代化与新型城镇化的评价指标体系,结合熵值赋权、变异系数赋权的综合确权法测算城市农业现代化与新型城镇化的发展水平,基于耦合协调度模型探讨二者的耦合度与协调发展度,并划分其阶段类型,研究表明:(1)东北三省新型城镇化的发展水平排序:辽宁省吉林省黑龙江省,农业现代化的发展优势排序:黑龙江省辽宁省吉林省;辽宁与吉林省的新型城镇化发展速度超前于农业现代化,仅黑龙江省的新型城镇化发展滞后于农业现代化;(2)东北三省新型城镇化的高值区分布在以哈尔滨为核心的黑龙江省西南、以长春为核心的吉林省中部、以沈阳和大连为核心的辽宁省中部及南端,农业现代化的高值区分布在哈—大—齐—绥沿线的松嫩平原;沈阳、大连、哈尔滨、长春新型城镇化水平居于东北三省前列,哈尔滨、沈阳、齐齐哈尔、绥化农业现代化水平位于首位;(3)辽宁省新型城镇化与农业现代化的耦合协调发展度均强于黑龙江省,吉林省略低;耦合度高值区位于黑龙江省东北部的三江平原、辽宁省的沿海经济带,协调发展度高值区位于黑龙江省西南部的松嫩平原及以长春、沈阳、大连为核心的小范围圈层区域;仅哈尔滨与沈阳市处于勉强协调阶段,多数城市处于高强度、中高强度拮抗耦合与轻度、中度失调阶段。     

污染地块巨厚含水层典型DNAPLs运移模拟及安全利用深度评估

江苏省南部地区历史遗留化工污染地块同时存在巨厚含水层（厚度＞30 m）和DNAPL类污染物,故导致再开发利用时调查和治理深度难以确定。利用UTChem 模型构建地块二维地下水DNAPLs迁移模型,对巨厚含水层底板上典型DNAPLs（氯仿、1,2-二氯乙烷、四氯化碳、四氯乙烯）随时间推移的迁移扩散情况进行了模拟,并对影响其扩散范围的因素进行了探讨,基于模拟研究结果对此类地块安全利用深度进行了分析。模拟研究表明,不存在抽水井的情况下,经过70 a,含水层底板上4种典型DNAPLs（氯仿、1,2-二氯乙烷、四氯化碳、四氯乙烯）污染羽迁移范围有限,其自底板垂直向上最大迁移距离分别为16.70、16.90、15.20、7.90 m,向下游迁移距离分别为332.12、337.77、322.10、243.40 m。在存在抽水井的情况下,抽水井会显著影响DNAPLs污染羽的迁移范围。影响DNAPLs污染物迁移扩散范围的主要因素为污染物溶解度、密度、黏度、弥散度及渗透系数。本研究结果可为典型化工类型退役地块的风险管控和安全利用提供参考。     

磺胺嘧啶对纯膜MBBR氨氧化性能及氨氧化菌群的影响

通过向NH₄⁺-N质量浓度为30 mg·L⁻¹的合成废水中投加不同剂量磺胺嘧啶(SDZ)(0、1、3、5、7和10 mg·L^–1),比较了SDZ浓度对一台60 L单级纯膜移动床生物膜反应器(pure MBBR)的氨氧化速率、amoA基因丰度和氨氧化细菌(AOB)种群结构的影响,揭示了磺胺嘧啶对纯膜MBBR系统中氨氧化作用的影响机制。结果表明：1~3 mg·L^–1的SDZ显著提升了纯膜MBBR系统的氨氧化速率(P<0.05),出水${\rm{NH}}_4^{+} $-N质量浓度可降低至(0.19±0.10) mg·L^–1;5~10 mg·L^–1的SDZ仍能促进${\rm{NH}}_4^{+} $-N去除,但氨氧化速率变化相对平缓。相比于氨氧化古菌(AOA),AOB为纯膜MBBR氨氧化的主导者,AOB amoA基因丰度是AOA amoA基因丰度的12.2~168.5倍。1~10 mg·L^–1的磺胺嘧啶暴露显著抑制了AOB amoA基因丰度(P<0.05),但能有效刺激AOA amoA基因丰度上调(P<0.05)。高通量测序结果表明,添加磺胺嘧啶改变了AOB的种群多样性及结构,且1~3 mg·L^–1的SDZ能显著促进AOB种群多样化和亚硝化螺菌属(Nitrosospira)生长(P<0.05)。SDZ对氮源的补充、对AOB与AOA丰度占比的改变、对微生物耐药性的促进以及对AOB种群结构的干扰是其影响纯膜MBBR氨氧化过程的主要机制。     

DSF型群体感应系统的缺失导致嗜根寡养单胞菌溶藻作用的增强

水环境中的微藻与藻际微生物之间关系复杂多变,而微生物的群体感应 (QS) 作用会影响并调控菌藻的共生关系。以嗜根寡养单胞菌 (Stenotrophomonas rhizophila) 野生株 (WT) 和QS扩散信号因子 (DSF) 合成酶基因- rpfF基因敲除株 (△rpfF) 为实验菌株,阐明DSF型群体感应是否调控嗜根寡养单胞菌对铜绿微囊藻的溶藻效果。结果表明：嗜根寡养单胞菌野生株和rpfF基因敲除株的溶藻特性相似,均具有针对铜绿微囊藻的溶藻特异性,主要通过分泌溶藻物质间接作用于藻细胞;野生株和敲除株培养48 h后的无菌滤液均有显著的溶藻作用,在投加体积分数10%无菌滤液的条件下,野生株和敲除株7 d溶藻率分别为53%和78%。此外,实验菌株分泌的溶藻活性物质具有热稳定性和酸碱耐受性,且不容易被乙醇沉淀;三维荧光光谱、紫外可见光光谱、傅里叶变换红外光光谱分析表明菌株胞外滤液中主要以类腐殖酸物质为主,芳香化程度较高;通过比较荧光强度和吸光度可知DSF合成酶基因缺失的嗜根寡养单胞菌的无菌滤液中类腐殖酸物质含量显著高于野生株。结果表明,DSF-QS缺失的嗜根寡养单胞菌生物量增多,能分泌更多的溶藻物质,增强了嗜根寡养单胞菌的溶藻作用。本研究拓宽了对菌藻互作的认识,有助于更好地理解溶藻菌对有害藻华的抑制机制,同时为以微生物菌剂治理水华的技术体系提供参考。