生态足迹模型的修正及在天津地区的应用探讨

文章介绍了生态足迹模型,指出了存在的缺陷并从四个方面进行了相应的修正:分别计算生产足迹、输入输出足迹以进行生态足迹来源的分析;将淡水资源足迹纳入模型;计算生态承载力时结合资源产出法以克服生态足迹模型的空间互斥性;计算CO2吸收用地的生态承载力。将改进后的模型应用于天津市2003年的生态足迹分析。结果显示:天津市消费足迹大于生产足迹,依赖外部输入资源抵消部分生态赤字,这一点在淡水足迹的输入上尤其明显;另外,生态承载力的计算结果要大于传统算法的结果,一方面因为传统算法中承载力由于空间互斥性被低估,另一方面修正后的模型考虑了CO2吸收用地的承载力。最后,提出了缓解天津市生态压力实现可持续发展的若干建议。     

胺丙基硅的微结构和表面特性在其对两种微囊藻毒素吸附中的作用

考察了粒状胺丙基硅(CUNAX00X)对水溶液中微囊藻毒素-LR(mLR)和微囊藻毒素-LA(mLA)的等温吸附行为,并通过对胺丙基硅结构中的微孔尺寸分布特征、表面官能团--胺丙基团(-CH2CH2CH2NH 3)和羟基自由基(·OH)的红外分析,对吸附机制进行了初步探讨.结果表明,胺丙基硅通过物理吸附和化学吸附对水溶液中的mLR和mLA进行吸附,即胺丙基硅结构中的有效吸附微孔对mLR/mLA的物理吸附,固体表面离子化的胺丙基团和·OH与mLR/mLA分子结构中离子化的羧基(-COO-)以及pH=4.33条件下mLR分子结构中离子化的胍基(-NHCNH·NH 2)之间的弱离子吸附.     

长期开垦与放牧对内蒙古典型草原地下碳截存的影响

以围封26 a草地(E26)为对照,研究了内蒙古典型草原区长期开垦与放牧对土壤-植物根系系统碳截存的影响.结果表明,0～40 cm土壤和根系中的C贮量, E26(7 307.59和950.32 g·m-2)≈连续放牧草地(LG)(7834.01和843.43 g·m-2)>开垦35 a耕地(LC)(4537.04和277.35 g·m-2). E26、LG和LC中,0～40 cm土壤贮存的C分别占各自土壤-根系系统C总贮量的88.49%、90.28%和94.24%.长期开垦完全破坏了草地原生的植被-土壤系统,造成严重的土壤风蚀:相对于E26,比中O～10 cm和10～20 cm砂粒含量分别增加了81%和39%,0～40 cm土层中根系生物量减少了71%;长期开垦导致草地土壤及根系碳截存分别降低了37.9%和70.8%.因此,在草原地区,若将长期开垦的耕地恢复为天然草地,土壤和植物根系将会有较大的固碳潜力.放牧对该区土壤有机碳含量及根系生长的影响较小;但长期放牧样地土壤表层容重显著增加,预示目前放牧压力已达到或接近草地的承载阈值,应及时减小放牧压力以避免草地的进一步退化.     

酚类雌激素酶催化降解性的QSAR分析

以分子电性距离矢量(MEDV-13)和原子类型电拓扑状态指数(ETSI)2种分子结构描述符,分别有效表征了15个酚类雌性激素的分子结构,应用基于预测的变量选择与模型化(VSMP)方法分别建立了该类化合物经辣根过氧化物酶(HRP)催化氧化的速率常数(InkCAT)与分子结构的定量相关模型.以MEDV-13为分子描述符建立的模型显示:影响去除效果的主要结构因素是由5个MEDV描述子表达的5个子结构碎片,即-CH3、-CH2、-O-、-OH和-cCc,以ETSI为分子描述符所建模型表明:影响该反应速率的主要结构因素是由5个ETSI描述子对应的5个子结构碎片,即-CH3、-CH2、-O-、-OH和>C<.所建模型的估计相关系数分别为0.92和0.93,LOO检验相关系数分别为0.84和0.85,表明2种模型均具有良好的估计能力与稳健性,以上结果说明.虽然酚类雌激素的种类、结构多样,但决定其HRP酶催化去除效果的关键结构因素是酚环上所有取代基整体给电子能力的强弱.     

反硝化聚磷SBR与微动力曝气组合技术处理猪场废水的研究

在实验室模拟条件下,以猪场废水(粪尿及冲洗水等混合废水)为例,研究传统SBR(A/O模式)与反硝化聚磷(DNPAO)SBR在脱氮除磷及有机质降解方面的可行性及其功效.结果发现,采用传统SBR工艺直接处理猪场废水,其处理系统效率较低,处理效果不稳定,出水水质不佳,废水处理后出水TN、TP和BOD5的去除率分别为89.08%、86.04%和93.88%.而改用反硝化聚磷SBR,同时配以微动力曝气法,采用废水输入两步法与双循环"厌氧-缺氧/微氧"运行模式,可实现猪场废水TN、TP和BOD5去除率分别高达93.95%、99.26%和99.93%.由于其独特的工艺设计可使处理水NO-3浓度和输出负荷"双低".同时ORP、pH与DO 3项关键参数的动态变化可以间接地揭示微动力曝气SBR技术运行状态及出水水质,但在实际条件下的中试运行成效有待于进一步研究.     

LAS在滇池典型入湖河口缺氧水体中的生物降解

利用"河水衰减法"研究了不同培养条件下阴离子表面活性剂LAS在滇池典型入湖河口(海河口)缺氧水体中的生物降解及其动力学,探讨了温度、pH值、LAS的初始浓度、添加营养盐(NH4Cl或NaH2PO4)以及曝气等因素对LAS生物降解的影响.结果表明,在河口水体中的不同条件下,试验26 d后LAS的生物降解率都达95%以上,且降解服从二级动力学模型.温度、LAS的初始浓度、添加营养盐以及曝气均对LAS的降解有一定的影响.当水温从10℃增至25℃时,其降解速率P从0.21 d-1增至0.90 d-1;在连续曝气时,LAS的降解速率也由缺氧状态的0.72 d-1提高至1.97 d-1;LAS的初始浓度增大,其降解速率减小;添加NaH2,PO4能明显地促进LAS的降解,但是NH4Cl对其降解产生抑制;不同pH值(7.05-9.44)对其降解影响不明显.     

沟渠式生物接触氧化法对有机物和氨氮的去除研究

生物接触氧化工艺是目前较为成熟的水质净化技术,国内外在河流水质净化、水体修复中都有较多的研究和应用.在实验室采用沟渠式生物接触氧化组合系统处理模拟村庄面源污水,较好地去除了有机物并实现氨氮转化.结果表明,当进水COD为130～290mg/L、氨氮为30～40mg/L、水力负荷为0.19～0.24m3/(m2·d)的条件下,该系统稳定运行11周,COD和氨氮的平均去除率分别达85%和79%.     

生物接触氧化处理渗滤液有机物的动力学模型研究

以重庆黑石子垃圾填埋场渗滤液生物接触氧化工艺为依托,针对其处理效果的局限性,设计了强化预处理-生物接触氧化反应器,并进行生物接触氧化反应器试验及其有机物降解动力学模型研究,旨在优化运行参数,提高渗滤液处理效果.结果表明,改进后系统比原工艺处理效果好,COD、NH4 -N、TN平均去除率分别达到95.83%、97.60%、85.60%;出水水质得到大幅度提高,出水COD、NH4 -N、TN平均质量浓度分别为235、35、199 mg/L.对生物接触氧化反应器内垃圾渗滤液有机物降解生化反应过程进行量化研究,得到微生物生长动力学模型为1/θc=0.918 7q-0.002 5;根据生物接触氧化反应器内基质消耗过程的物料平衡,得到生物接触氧化反应器处理垃圾渗滤液有机物生物降解的动力学模型为q=1.09S/(10 230 S).试验结果为生物接触氧化反应器的优化控制、设计与放大提供了参考依据.     

聚硅硫酸铝的形貌结构和絮凝机理

以工业水玻璃、工业硫酸铝为原料制得聚硅硫酸铝(PASS)复合絮凝剂,采用电子显微镜观察了不同,nAl/n(Si)的PASS的形貌,借助倒置式生物显微镜分析了PASS所形成絮体的形貌并用激光粒度分析仪对絮体粒度分布进行了测定,通过红外光谱和X-射线衍射研究了PASS中铝与聚硅酸的相互作用情况,考察了模拟江水中胶体颗粒物和PASS水解物的Zeta电位随pH值的变化,在此基础上探讨分析了PASS的絮凝机理和絮凝过程.结果发现:nAl/n(Si)对PASS的形貌有较大影响,絮体粒度分布的数据印证了该结果;红外光谱图表明PASS中有Si-O-Al振动峰出现,峰强度随nAl/n(Si)减小而增大;X-射线衍射图证实了聚硅硫酸铝不是晶体,而是铝水解产物与聚硅酸共同作用形成的无定型聚合物;吸附架桥及粘结卷裹作用是PASS絮凝时的主导作用.     

船舶废气排放扩散模拟计算方法研究

基于船舶AIS数据的船舶废气排放评估计算模型,以高斯烟团扩散模型为核心,结合船舶航行和排放特征,构建移动船舶源排放烟团扩散模型。利用控制变量法,在其他变量参数相同条件下,分别设定不同风向、不同大气稳定度、不同高程平面,仿真模拟航行状态下的船舶排放烟团扩散至空间环境中的质量浓度分布情况,分析船舶在不同环境参数下的扩散特征。结果表明,仿真模拟结果与实际气体空间质量浓度分布情况相符。通过在深圳市盐田港区布设船舶废气排放岸基固定嗅探监测设备,对港区进、离港和过往船舶进行大气污染物排放组分(SO2、CO2、NO、NO2)全天在线实时监测,以SO2作为试验样本气体,船舶排放的SO2排放至监测站的模拟质量浓度与实际监测质量浓度标准误差为19.81%,在合理的误差范围内,验证了船舶废气排放扩散模拟计算方法的科学有效性。