Comparison of properties of traditional and accelerated carbonated solidified/stabilized contaminated soils

The investigation of the long-term performance of solidified/stabilized (S/S) contaminated soils was carried out in a trial site in southeast UK. The soils were exposed to the maximum natural weathering for four years and sampled at various depths in a controlled manner. The chemical properties (e. g. , degree of carbonation (DOC), pH, electrical conductivity (EC)) and physical properties (e. g. , moisture content (MC), liquid limit (LL), plastic limit (PL), plasticity index (PI)) of the samples untreated and treated with the traditional and accelerated carbonated S/S processes were analyzed. Their variations on the depths of the soils were also studied. The result showed that the broad geotechnical properties of the soils, manifested in their PIs, were related to the concentration of the water soluble ions and in particular the free calcium ions. The samples treated with the accelerated carbonation technology (ACT), and the untreated samples contained limited number of free calcium ions in solutions and consequently interacted with waters in a similar way. Compared with the traditional cement-based S/S technology, e. g. , treatment with ordinary portland cement (OPC) or EnvirOceM, ACT caused the increase of the PI of the treated soil and made it more stable during long-term weathering. The PI values for the four soils ascended according to the order: the EnvirOceM soil, the OPC soil, the ACT soil, and the untreated soil while their pH and EC values descended according to the same order.     

三峡水库干流氮和磷含量的季节变化

三峡水库成库后对6个水平断面、4个垂直断面采样分析,对水体水质参数、不同化学形态N以及不同物理形态P的水平分布和垂直分布进行了研究。研究结果表明,成库后TP、NH3-N、NO2--N、NO3--N、IN含量范围分别在0.06～0.34、0.01～0.72、0.002～0.100、0.76～2.09、0.855～2.52 mg/L。TP分布为丰水期>平水期>枯水期,受悬浮物沉降的影响,TP在水库区域含量低于上游区。枯水期、平水期水体中TP以可溶解态为主,丰水期以颗粒态为主。NO2--N、NO3--N、IN含量均为平水期>枯水期>丰水期。水体中IN以NO3--N为主,占IN70%～90%。NO2--N比例最低,占IN3.5%以下。表明水体虽受成库影响流速减缓,但水体依然有较强的自净能力。垂直分布上,TP、IN在3个层次变化不显著,未出现分层现象。各采样站点TP、NO3--N、IN通量和流量有显著相关。     

衡阳城区冬季PM2.5中水溶性离子污染特征

为探究衡阳冬季PM_(2.5)和水溶性离子污染特征及其来源,于2019年1月在衡阳市城区采集大气PM_(2.5)样品,使用重量法和离子色谱法测得PM_(2.5)和水溶性离子组分质量浓度,并分析其浓度特征、酸碱度和来源等问题。结果表明:采样期间衡阳大气PM_(2.5)平均质量浓度为94.25μg/m~3,总水溶性离子质量浓度为52.94μg/m~3,占PM_(2.5)总质量浓度的56.43%;阴阳离子当量之比为1.12,PM_(2.5)呈酸性,其中SNA(SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+)占总水溶性离子质量浓度的95.06%。污染期间二次转化明显,SNA主要以(NH_4)_2SO_4和NH_4NO_3形式存在。源解析发现大气PM_(2.5)受化石燃料和生物质燃烧、垃圾焚烧、建筑扬尘、气态前体物二次转化、外来输送等多重因素影响,其中机动车尾气排放的NO_x在大气中二次转化形成的硝酸盐是衡阳重污染的最主要原因。     

砂土层中隧道漏砂情况下的安全性研究

盾构隧道的漏水漏砂会引起隧道周围土体应力的变化,导致隧道周围局部或者大范围的土体松动,以致改变隧道横向受力与变形模式,影响隧道结构的安全。采用可考虑大变形的颗粒流方法 PFC,研究隧道不同部位发生漏砂时隧道周围土体的应力变化规律及隧道内力、横向变形的发展规律。结果表明:隧道腰部漏砂引起漏砂位置外围土体松动并进而在松动区外围形成土拱区,隧道扁圆化趋势加剧,隧道内力急剧增加;隧道顶部和底部漏砂极易导致顶部和底部弯矩符号发生变化,改变隧道横向受力模式;隧道肩部发生漏砂时,隧道最大弯矩点向漏砂位置转移,危及隧道肩部管片结构的安全。     

利用中和渣复垦尾矿的可行性及其重金属污染特征研究

有色金属矿在开采和冶炼的过程中会产生大量的尾矿渣和酸性矿山废水,后者被中和沉淀后成为中和渣.大量堆存的尾矿和中和渣会产生严重的安全和环境问题,亟需有效方法将其安全地处置或回收再利用.研究认为中和渣可以替代土壤作为植物的种植基质,进而缓解尾矿复垦中表土缺乏的困境,但该策略的可行性和安全性尚未经过系统的论证.本研究以紫金山铜矿堆浸废石边坡为对象,评估以中和渣替代自然土壤进行植被复垦的可行性,识别复垦过程中可能存在的限制植物生长的关键环境因子,分析中和渣中毒性重（类）金属元素的状况,比较不同种植方式和坡位对复垦效果的影响.结果表明,有机肥改良后的中和渣土壤氮、磷和钾的总量相对较好,孔隙度、容重和含水率和盐度持续改善.但其有机质总量的偏低,以及有机养分矿化速率较慢所导致的无机氮和有效磷的缺乏,很可能是限制植物生长的关键因素.中和渣所含重金属总量普遍保持稳定,产生二次的污染风险较小.相比机喷处理,人工穴播处理下的中和渣具有更好的养分条件和微生物多样性,但有pH下降和铜、铁和锰等重金属的有效性上升的趋势.本研究的结果表明,以中和渣作为土壤基质进行尾矿复垦是相对安全可行的,但仍需长期关注其pH的变化,并适当增加有机质的添加量和利用微生物菌剂促进其中养分的矿化.     

国家自然科学基金“土地科学和自然资源管理”申请代码领域研究格局、热点透视与发展展望

支持基础研究是国家自然科学基金的职责使命。自然资源管理是地理科学交叉融合创新的重要领域。划分国家自然科学基金土地科学和自然资源管理申请代码领域的研究方向,分析该领域申报与资助格局,透视研究热点,提出发展展望。研究发现：2021年以来土地科学和自然资源管理领域的申报格局以交叉且偏向人文要素研究为主,交叉类研究占55%以上,人文要素为主类研究占30%,自然要素为主类研究占15%;以土地资源为对象研究占73%,以生态资源为对象占14%,以其他自然资源为对象的研究占13%。资助格局中土地资源类项目占主导,在75%以上,其他自然资源资助比例不高且资助率不稳定,在土地资源中,农用地、建设用地与土地系统是主要资助领域。为推动自然资源管理领域的健康持续发展,要创新该领域研究范式,增强基础研究属性,树立交叉融合研究典范,坚持申请代码初衷内涵。     

粤港澳大湾区典型固废综合处置园区能量代谢特征研究

我国城市固体废物种类多、来源广、产量大,不同固废处置方式不尽相同,但均面临能耗高、二次污染大等问题.本研究从物质流及投入产出分析视角出发,构建了城市多源固废处置能量代谢分析框架及其评价指标体系,并以位于中国粤港澳大湾区唯一的国家级资源循环利用园区为例,通过设置固废单独处置、固废物质协同处置和固废物质能量耦合协同处置3种模式情景,分别从投入、产出和效率3个方面对其能量代谢特征进行综合分析和评估.结果表明,从能源消耗角度来看,物质协同处置能源消耗高出单独处置27.54%,而物质能量耦合协同处置由于实现了余热余能内部回用,其能源消耗较单独处置减少了3.73%.从能量损失情况来看,通过物质协同和物质能量耦合协同,能量损失率从单独处置模式下的73.17%分别降到了65.82%和63.41%,其中废气赋存作为主要能量损失途径占比接近50.00%.从能效角度来看,物质能量耦合协同模式下,能源消耗强度比单独处置和物质协同处置模式下分别降低了11.54%和17.03%,但其能量循环利用率也仅仅只达到了12.22%.综上所述,加强城市多源固废集中化协同处置,可以增强其资源能源替代效应,降低区域生态环境风险,但各种低温烟气及废水的余热利用仍是未来我国固废协同处置下能碳双控的重要方向.同时本研究为城市多源固废处置能量代谢优化过程提供了一套可量化评估的方法和指标体系,将有助于促进我国城市固废综合利用行业绿色低碳循环发展目标的进一步实现.     

城市污水再生处理反渗透产水的水质特征与超高标准处理技术

系统总结了城市污水再生处理反渗透产水的有机物浓度水平、组成特征和污染来源,分析了其利用途径和风险,探讨了反渗透产水超高标准处理技术的现状和发展趋势.与常规水源相比,再生水反渗透产水中有机物的浓度升高(可高达500~1000μg-C/L)、种类增加(超过百种).产水中药物和个人护理品、工业化合物、内分泌干扰物和氧化副产物等多有检出(10^-3~2.5μg/L),应关注其长期暴露的健康风险.反渗透产水中占有机碳比例70%的有机物组分及其特征尚未完全掌握,亟需开展系统研究.新兴自由基氧化技术、新型光源利用技术等是反渗透产水超高标准处理技术的重要发展方向.     

中国光伏发电的时空分布、竞争格局及减排效益

随着中国碳达峰、碳中和目标的提出,光伏发电逐渐成为推动低碳转型的重要途径。通过开展中国光伏发电的时空分布、竞争格局及减排效益研究,本文力求为中国“双碳”目标的落实、光伏产业的可持续发展提供量化支撑及政策建议,得出主要结论如下：（1）2012—2020年,光伏装机总量从624.8万kW增长到25317.0万kW,以集中式电站为主导;（2）山东、江苏、安徽、河南、山西等地区呈现高—高自相关特征,贵州等地区呈现高—低自相关特征;（3）电力消费量、碳排放量、科研投入为装机量增加的正向驱动因素,科技投入对相邻省份的装机量增加同样具有正向驱动效应;（4）中国现有光伏装机的年均减排效益约为2.0亿t,到2030年累计可以达到19.2亿t,对碳达峰、碳中和目标的落实具有重要推动作用。     

中国绿色食堂评价指标体系构建

绿色食堂是实现绿色餐饮的重要构成,构建科学的绿色食堂评价指标体系对餐饮业健康良性发展十分关键。目前,国内缺乏关于绿色食堂的有效评价指标体系。本文遵循目的性、科学性、系统性、可行性、动态性五大原则,探索构建了中国绿色食堂评价指标体系。该体系从反食品浪费与绿色消费、食品安全与营养、节能减损、污染物控制、绿色服务与运营管理5个方面17个指标给出相应的评价标准并赋权。最后,本文以高校食堂为例,通过全国层面的数据调查和个别高校的案例研究,从反食物浪费的现实需求和消费者认同视角,证实了评价绿色食堂需要对反食品浪费和绿色消费指标予以高度重视。本文为绿色食堂评价指标体系的完善提供了初步依据,有助于《反食品浪费法》在食堂场所的实施实践。