我国自然资源的承载力分析

发展与资源环境有着非常密切的依赖关系，这种实际存在的关系并不像目前流行的知识经济所设想的那样，可以通过开发技术从根本上加以改变。可持续发展不是不消耗资源。不是使发展完全摆脱对资源环境的影响和依赖，而是要将发展保持在资源环境可承载能力的限度以内。又不能使发展处于停滞状态。总体分析我国资源环境的承载力。表明：①生态空间严重不足，全国大范围出现生态赤字，但把不可再生资源计算在内的生态承载力还有巨大空间；②从全国范围来看，目前人口数量规模在水资源人口承载能力范围之内。但一些地区表现出水资源人口严重超载：③我国土地的人口承载力略有剩余，保持长期稳定的温饱具有自然资源保障基础：④我国能源矿产结构性矛盾十分突出，石油矿产长期短缺已成定局。石油能源承载能力明显不足；⑤总体上我国人口和经济发展还没有超出自然资源的承载力限度，但部分地区和部分自然资源严重超载。因此。对于目前我国资源环境的总体状况，我们既不能过分乐观也不能过分悲观的估计。总体上我国人口和经济规模还没有超越自然资源所能承载的限度。     

山东省农业多功能的时空演化特征与驱动机制分析

农业供给侧改革与乡村振兴背景下,深入挖掘各地区农业多种功能,统筹不同农业功能特征地域的协调发展,成为促进农业增收、实现农业可持续发展、保障食物安全的关键。农业多功能的演变受到区域农业资源禀赋与社会经济发展水平和阶段的复杂影响。以山东省为例,选取2004年、2011年、2017年三个时间截面,构建农业多功能评价指标体系,运用空间错位指数、回归分析等方法对县域农业多功能的时空演变规律与驱动机制进行分析。研究发现：（1）2004—2017年,山东省农业的农产品供给功能和经济发展功能分别呈先升后降和先降后升的增长态势,社会保障功能和生态服务功能分别呈持续下降和先降后升的下降趋势。（2）研究期内,农产品供给功能与生态服务功能对农业资源禀赋依赖较强,分别呈现出沿平原—丘陵—山地递减与递增的空间格局;经济发展功能与社会保障功能受社会经济发展水平和阶段影响较大,时空差异明显。（3）各驱动因子对于同一功能中不同要素的作用方向与强度存在差异,引发农业各功能结构的变化。基于功能视角提出山东省农业转型发展的路径选择与分区优化策略。     

城市化进程中的武汉市空气环境响应特征研究

以武汉市2000~2013年数据为基础,构建了城市化综合水平和空气环境综合指数的评价指标体系,利用结构熵权法和响应度模型对城市化进程中的空气环境响应时序特征和整体响应强度进行了比较分析。结果表明:(1)2000年后武汉市城市化呈现快速增长态势,进入了一个快速增长时期;空气环境综合指数及其分量呈现不同的变化特征,综合指数呈波动中递增趋势;(2)空气环境综合指数及其分量对城市化有着不同的响应特征,其中,空气质量指数与综合指数由正响应转向负响应,2010年为拐点,表明近年来,武汉市空气环境压力变大,空气质量有恶化的趋势;(3)相同城市化进程中,空气环境质量的正向响应相对于空气负荷压力的减小具有不一致性和滞后性,2013年后的武汉市空气质量需要持久努力改善。城市空气环境质量改善是一个漫长的过程,需要在减小空气污染排放的压力同时,调整产业结构、节能减排,并要积极预防城市化扩张过程中的建设施工、道路、裸露地面等扬尘污染。     

基于重庆本地碳成分谱的PM2.5碳组分来源分析

为了解重庆主城PM2.5中碳组分特征和来源,2012-05-02~2012-05-10日在商业区、工业区和居民区进行了PM2.5采样.利用TOR方法分析了8种碳组分,对3个不同功能区大气环境PM2.5以及燃煤尘、尾气尘(机动车尾气、船舶尾气、施工机械尾气)、生物质燃烧尘、餐饮油烟尘这6类源PM2.5中的8种碳组分进行了特征分析.在源的碳成分谱基础上,利用化学质量平衡(CMB)模型得到重庆本地PM2.5的碳来源指示组分,利用因子分析法解析出各类源对不同功能区内PM2.5碳组分的贡献率.结果表明,重庆地区燃煤尘、机动车尾气尘、船舶尾气尘、施工机械尾气尘、生物质燃烧尘、餐饮油烟尘的OC/EC值分别为6.3、3.0、1.9、1.4、12.7和31.3.EC2、EC3的高载荷指示柴油车尾气排放,OC2、OC3、OC4、OPC的高载荷指示燃煤排放,OC1、OC2、OC3、OC4、EC1指示汽油车尾气排放,OC3指示餐饮业排放,OPC指示生物质燃烧排放.商业区OC/PM2.5为17.4%,EC/PM2.5为6.9%,估算得到,二次有机碳(SOC)/OC为40.0%;工业区OC/PM2.5为15.5%,EC/PM2.5为6.6%,SOC/OC为37.4%;居民区OC/PM2.5为14.6%,EC/PM2.5为5.6%,SOC/OC为42.8%.工业区PM2.5中碳组分的主要来源为燃煤和汽油车尾气、柴油车尾气;商业区PM2.5中碳组分的主要来源为汽油车尾气、柴油车尾气和餐饮业油烟;居住区PM2.5中碳组分的主要来源为汽油车尾气、餐饮业油烟、柴油车尾气.     

光质对蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）生长特征及生化组成的影响研究

采用发光二极管(light emitting diode,LED)调制光谱,研究了不同光质(红光、蓝光、白光、红蓝混光8∶1,红蓝混光8∶2,红蓝混光8∶3)对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长特性及生化组成的影响.结果表明,蓝光下蛋白核小球藻生长效果最佳,其接种后培养30 d,光密度为2.4,比生长速率为0.10 d-1,生物量为0.64 g·L-1,而其它光质下光密度、比生长速率和生物量分别在1.0~1.7、0.07~0.10 d-1和0.27~0.38 g·L-1之间,蓝光条件下其光密度、比生长速率和生物量分别约为红光下的2.05倍、1.33倍和2.06倍;红蓝混光有利于蛋白核小球藻叶绿素a和β-胡萝卜素的合成,蓝光可促进叶绿素b的合成,红蓝混光8∶1其叶绿素a和β-胡萝卜素的含量分别为13.5 mg·g-1和5.8 mg·g-1,而蓝光下分别为8.4 mg·g-1和3.6mg·g-1;红蓝混光更有利于蛋白核小球藻单位细胞干重蛋白质和总脂的积累,红蓝8∶3蛋白质含量为489.3 mg·g-1,红蓝8∶1总脂含量为311.2 mg·g-1,而蓝光下蛋白质和总脂含量均较低,分别为400.9 mg·g-1和231.9 mg·g-1.     

地下水中ClO_4~-浓度测定的分光光度法优化

采用单因素批试验方法优化亚甲蓝络合-分光光度法测定地下水中Cl O4-浓度的实验条件,确定0.2 mol/L硫酸溶液、0.5 mmol/L亚甲蓝溶液、1,2-二氯乙烷、无水硫酸钠的最佳用量分别为1 m L、1.5 m L、5 m L和0.1 g。该方法的相对标准偏差优于4%,加标回收率在95%~108%;检出限为9μg/L,测定下限为31μg/L。实验结果表明NO3-是影响Cl O4-浓度分光光度测定最为显著的干扰离子,其对Cl O4-浓度测定的干扰程度随着溶液中NO3-浓度增加而增强。揭示出NO3-对Cl O4-浓度测定干扰的规律性,吸光度差值与NO3-浓度间显著的相关性(R2=0.988)为解决NO3-的干扰问题提供了有效的途径,拓展了亚甲蓝络合-分光光度法的应用范围。     

高效复合脱氮剂物化法处理高浓度氨氮废水的中试研究

以平均氨氮浓度550 mg/L以上的猪场废水为研究对象,通过对比直接吹脱法和高效复合脱氮剂物化法对氨氮的去除效率,来寻找适合于高浓度氨氮废水的去除方法。结果表明,在吹脱法的基础上,投加高效复合脱氮剂,确实能提高氨氮去除率,缩短反应时间;在p H=11,T=45℃,曝气速率为115.2 m3/h的条件下,投加脱氮剂,吹脱相同的时间,氨氮去除率与直接吹脱法相比,最大可提高7.6%。     

气相色谱-脉冲氦离子化检测法(GC-PDHID)分析大气中分子氢(H2)浓度

在商用Agilent7890A型气相色谱的基础上,通过自组装、集成及调试,建成了基于气相色谱-脉冲氦离子化检测器(GCPDHID,gas chromatography-pulsed discharge helium ionization detector)观测大气中H2浓度的高精度分析系统.系统采用保留时间定性,峰高定量,最低检测限约为1×10-9(摩尔分数,下同).对浓度约为600×10-9的标气重复进样140次用峰高定量的标准偏差优于0.3×10-9.系统对409.30×10-9~867.74×10-9浓度范围的大气H2具有较好的线性响应.系统使用2瓶标气定量,满足世界气象组织/全球大气观测计划(WMO/GAW)对本底大气H2观测的比对目标.2013年1~11月在广州城区开展大气H2采样观测,采集的样品运回北京实验室利用所建系统进行浓度分析,结果表明该城区大气H2浓度在450×10-9~700×10-9之间波动,观测到最低值出现在每日14:00(北京时,下同),最高值在20:00,其大气H2季节变化趋势与北半球同纬度站点情况类似.     

基于16S rRNA基因测序法分析北京霾污染过程中PM2.5和PM10细菌群落特征

2013年1月8~14日,北京出现了严重的霾污染.霾污染时高浓度的大气颗粒物增加了暴露人群的健康风险,而大气中的微生物也可能带来一些风险,但目前对霾污染时大气中微生物组成了解较少.本研究选取了2013年1月8~14日北京7d的PM2.5和PM10采样样本,通过对细菌16S rRNA基因V3区扩增和Mi Seq测序,得到PM2.5和PM10中的细菌群落结构特征,并将结果与相同采样样本的宏基因组测序结果及三项国外基于16S rRNA基因测序方法的大气中细菌研究结果进行了比较.研究发现7 d连续采样条件下,PM2.5中细菌群落结构在门和属的水平上均差别不大.在属级别上,节杆菌属(Arthrobacter)和弗兰克氏菌属(Frankia)是北京冬季大气中细菌群落的主要类群.16S rRNA基因测序与宏基因组测序结果对比分析发现,在属级别上,两种分析方法中有39个相同的属类群(两种分析方法丰度前50的细菌类群合并所得),弗兰克氏菌属(Frankia)和副球菌属(Paracoccus)在16S rRNA基因测序分析结果中相对含量较多,而考克氏菌属(Kocuria)和地嗜皮菌属(Geodermatophilus)在宏基因组测序结果中相对含量较高.在门和属的水平上,PM2.5和PM10中细菌群落结构特征呈现出相似的规律.在门水平上,放线菌门(Actinobacteria)在PM2.5中的相对百分比较大,而厚壁菌门(Firmicutes)在PM10中的相对百分比较大.在属水平上,梭菌属(Clostridium)在PM10中的相对百分比较大.与三项国外基于16S rRNA基因测序研究结果对比发现,尽管在采样地点和采样时间上有较大差异,大气中普遍存在一些相同的细菌类群,且近地面大气细菌群落结构特征相似度较高,区别于高空对流层中细菌群落结构特征.