退耕还林还草工程对生态系统碳储存服务的影响——以黄土高原丘陵沟壑区子长县为例

陆地生态系统碳储量是表征生态系统碳储存服务的重要指标,与土地利用变化之间存在着密切的关系。退耕还林还草工程使区域土地利用格局发生巨大变化,并对生态系统碳储存服务造成了较大的影响。为了能简单快速的评估退耕还林还草工程对陆地生态系统碳储存服务所带来的影响,以位于黄土高原丘陵沟壑区的子长县为例,运用InVEST模型评估了退耕还林还草工程对陆地生态系统碳储量的影响,进一步耦合InVEST模型和FLUS模型,并设置四种不同的退耕还林还草实施情景,预测子长县2037年陆地生态系统碳储量变化和碳汇产生的经济价值。研究发现：（1）子长县退耕还林还草工程实施效果显著,17年间共有31627.98 hm²耕地退耕为林地和草地,境内的林草覆盖率由2000年的53.26%增长至2017年的64.20%;（2）退耕还林还草工程的实施显著提升了子长县陆地生态系统碳储存服务,碳储量由2000年的39.19×10⁶ t增长至2017年42.34×10⁶ t,增加量集中在工程实施主要阶段（2000—2008年）;（3）未来子长县若继续实施退耕还林还草工程,其生态系统碳储存服务会得到进一步提升,且会获得一定的碳汇经济价值。预计到2037年子长县在退耕还林还草工程实施A、B、C、D四种情景下的陆地生态系统碳储量将分别达到：43.78×10⁶ t、44.10×10⁶ t、44.32×10⁶ t和44.54×10⁶ t,并将由此获得碳汇经济价值净收益分别为1627.88万美元、1979.89万美元、2231.39万美元和2471.67万美元。耦合InVEST-FLUS模型,不但能利用InVEST模型简单快速的对陆地生态系统碳储量进行评估,而且还能基于FLUS模型对未来土地利用变化情景下的陆地生态系统碳储量和碳汇经济价值做出测算。     

生活垃圾焚烧厂超低排放的改造路线

通过分析国内外垃圾焚烧发电厂烟气净化系统的现状,基于燃煤电站和垃圾焚烧发电厂烟气物性之间的相似性及燃煤电站超低排放系统的先进性,提出了分别以循环流化床法脱硫和高效协同型湿法脱硫技术为核心的垃圾焚烧烟气超低排放改造可行技术路线,并分析了2种技术路线的初投资和运行成本.结果表明：2种技术路线的初投资相当,约为1.37万元/t,但以湿法脱硫为核心的技术运行费用较高,日运行成本约为16.46元/t;采用环保电价补贴政策时,2种烟气超低排放技术路线超过政策发电量部分的发电收入分别可以在3a和7a内弥补超低排放改造及运行带来的资金支出.     

洛美沙星对水中反硝化过程的影响模拟试验

水环境中硝酸盐的去除依赖于微生物在厌氧条件下进行的反硝化作用,已有研究发现,抗生素的存在会对反硝化细菌和反硝化酶活性产生一定影响,进而影响反硝化作用,但目前在水体中对于这三者之间关系的研究较少,作用的机理尚未完全明确.据此,本文以洛美沙星（Lomefloxacin,LOM）为典型抗生素,乙酸钠为碳源开展模拟实验,对反硝化过程、反硝化细菌和反硝化酶活性的影响进行探讨.实验结果表明,含有0,1,10,100 μg/L LOM的反应体系反硝化速率分别为10.42,8.83,8.50,6.62mg/（L·d）,脱氮率分别为79.5%,71.1%,70.0%,66.8%,LOM初始浓度为100μg/L时对反硝化细菌生长的抑制率高达30.5%.推测含有一定浓度LOM会对反硝化细菌的生长发育以及反硝化酶活性产生影响,导致反硝化过程中NO₃^--N的转化受到抑制,进而引起反硝化速率和总氮去除率降低,且LOM初始浓度越大,抑制作用越显著（P<0.05）.进一步分析结果表明,LOM影响反硝化作用主要表现在NO₃^--N还原至NO₂^--N这一过程,LOM初始浓度越高会使细菌生长速率和最大增长量减少,微生物的细胞膜完整性遭破坏程度增大.NO₃^--N和NO₂^--N的转化与反硝化酶活性有关,其中LOM浓度对硝酸盐还原酶活性的影响明显,浓度越大受到抑制程度也越大,但对亚硝酸盐还原酶活性几乎不产生影响.以上模拟试验条件虽距实际条件有所差异,但在一定程度上表明环境水体中低浓度抗生素影响反硝化作用的机理表现为抑制微生物生长和活性以及反硝化酶活性,降低脱氮率,导致硝酸盐污染的积累.     

响应曲面法优化Fe(Ⅲ)改性卡氏变形杆菌吸附去除Sb(Ⅴ)及其机理

水环境中过量Sb（Ⅴ）所引起的环境危害受到越来越多的关注.为了考察工艺参数对铁盐改性生物吸附剂吸附Sb（Ⅴ）效果影响、交互作用及其机理,以Fe（Ⅲ）改性卡氏变形杆菌吸附剂（简称“FMPAs”）为研究对象,采用Box-Behnken响应曲面法对FMPAs吸附处理合成含Sb（Ⅴ）废水的吸附时间、FMPAs投加量、pH、温度及Sb（Ⅴ）初始浓度等因素进行优化,确定了最优吸附条件,并对吸附过程的等温模型、动力学模型及吸附机理进行了研究.结果表明:①FMPAs吸附Sb（Ⅴ）的最优条件为吸附时间3.0 h、FMPAs投加量1 910.04 mg/L、pH 2.31、温度45.0℃、Sb（Ⅴ）初始浓度24.80 mg/L,且最优条件下Sb（Ⅴ）的去除率高达97.03%.②FMPAs对Sb（Ⅴ）的吸附符合Langmuir等温吸附模型,其最大吸附容量（q_max）为60.506 mg/g,其吸附动力学过程可采用准一级动力学模型拟合,属于单层吸附和化学吸附.③FMPAs吸附Sb的机理主要为Fe（Ⅲ）改性卡氏变形杆菌生成了Fe—O—OH、Polyose—Fe、Polyose—O—Fe（OH）₂等化合物,这些物质中羟基被Sb（Ⅴ）取代生成新的配合物Fe—O—Sb,使Sb（Ⅴ）得到吸附去除.研究显示,FMPAs对Sb（Ⅴ）具有较高的吸附容量,是一种极具潜在应用价值的绿色生物质吸附剂,可用于处理含Sb（Ⅴ）废水.      

中国表层土壤中239+240Pu的空间分布与变异性研究

为了解中国表层土壤中^239+240Pu比活度和²⁴⁰Pu/²³⁹Pu的范围、空间分布以及变异性,利用统计分析和数学模型的方法,定量分析了1991~2019年中国表层土壤^239+240Pu比活度和²⁴⁰Pu/²³⁹Pu的范围,空间分布以及产生空间变异性的原因.结果表明：中国表层土壤中²⁴⁰Pu/²³⁹Pu比值集中在0.18的概率为99%,全球大气核试验沉降是中国表层土壤中^239+240Pu的主要来源;表层土壤中^239+240Pu比活度处于低放射水平（£1Bq/kg的概率为94%）,西北和东北地区的表层土壤中^239+240Pu比活度有较高的空间变异性.^239+240Pu分布的空间变异性受到大气混合、冠层效应、土壤粒度、有机质和迁移（横向迁移和纵向迁移）的影响.同时,本文系统梳理了计算表层土壤中^239+240Pu空间变异的数学模型,为定量评估^239+240Pu的环境水平提供有效的方法.     

基于氨氮,硝氮及乙酸条件下Anammox菌的培养

为探讨Anammox菌在氨氮、硝氮及乙酸条件下的富集特性,采用某城市污水处理厂A²/O系统中的生物填料作为MBBR的载体直接启动并运行.结果表明,在NH₄⁺-N、NO₃^--N及乙酸为基质的培养条件下,Anammox菌可在部分反硝化和厌氧氨氧化协同作用下快速富集.经过130d的富集培养,MBBR处理负荷（以N计）达到920.79mg/（m²·d）,Anammox活性（以NH₄⁺-N计）达到3 018.19mg/（m²·d）.高通量结果显示,经富集培养后,Ca.Brocadia占比从0.89%增至27.80%,为Anammox菌的主导菌属;Thauera占比从0.01%增至6.75%,Flavobacterium占比从0.29%增至11.72%,为部分反硝化菌的主导菌属.     

垃圾焚烧烟气中二（口恶）英控制技术的评估与筛选

采用模糊综合评价法与层次分析法（AHP）相结合,建立以环境、经济和技术为一级指标的3层综合评价指标体系,对初步筛选出的双布袋活性炭吸附技术、硫及硫化合物抑制技术和硫及硫化合物抑制技术+活性炭固定床反应器技术等10项垃圾焚烧烟气中二（口恶）英控制技术或技术组合进行了综合评估.结果表明,硫及硫化合物抑制技术+活性炭固定床反应器技术组合综合得分最高（0.4831）,为目前垃圾焚烧烟气中二（口恶）英最佳控制技术.鉴于目前我国部分农村生活垃圾焚烧炉烟气中二（口恶）英排放不达标的情况,建议分布于农村的小型垃圾焚烧炉优先考虑采用此技术组合.我国各地区的垃圾焚烧企业可根据本地的经济发展水平、企业规模、炉型和工艺等实际情况,采用本文建立的指标评价体系和评估方法进行控制技术评估,筛选出适合本企业的最佳二（口恶）英控制技术,以有效控制我国垃圾焚烧二（口恶）英排放.     

北京市建筑类涂料VOCs排放清单编制技术方法及应用

掌握建筑类涂料挥发性有机物(VOCs)的排放特征是环境管理部门制定控制策略的前提.本研究基于实测获得建筑内外墙及防水涂料本地化排放因子,基于行业调研确定该类涂料活动水平获取途径,结合北京市建筑竣工面积,提出建筑类涂料VOCs排放清单编制方法,据此估算2015年北京市建筑内外墙及防水涂料的VOCs排放量,并分析其空间分布特征.结果表明:(1)北京市2015年建筑内外墙及防水涂料共排放VOCs约6 914.2 t·a~(-1),其中墙面涂料和防水涂料排放量分别为2 394.9 t·a~(-1)和4 519.3 t·a~(-1),分别占34.6%和65.4%;(2)在空间分布上,VOCs排放主要集中在城市发展新区及朝阳区,其中通州区最大,约占13.2%,昌平区、朝阳区次之,分别占11.8%和10.5%;(3)实施《室内装饰装修材料-内墙涂料中有害物质限量》(GB 18582-2008)及《建筑用外墙涂料中有害物质限量》(GB 24408-2009)等国家标准的管控情景下,2015年北京市建筑内外墙及防水涂料VOCs排放量相比于未管控情景下减少了8 954.2 t·a~(-1);(4)建筑类涂料VOCs含量限值进行管控能够有效控制VOCs的排放量,建议各地环境管理部门综合考虑行业技术发展水平和空气质量改善需求,适时制修订标准.