基于系统动力学模型的低碳城市发展研究

首先,对城市进行能流分析并基于可量化的目的确定低碳城市发展规划的重点;其次,构建出低碳城市发展规划指标体系;最后,采用系统动力学软件构建了低碳城市发展规划系统动力学模型。以北京市为例,设定3种情景模拟预测了2010-2020年北京低碳城市发展状况,结果表明:(1)趋势发展情景下,绝大部分指标未达到设定的规划目标;规划发展情景下,经济发展速度放慢,二氧化碳排放量、碳排放强度、能源强度等关键指标达到规划目标;政策调控情景下,经济保持快速平稳发展,主要指标基本达到规划目标(能流密度除外),达到城市低碳发展理想状态。(2)3种情景下,2020年碳排放强度分别较2010年下降36.1%、47.0%和55.4%;趋势发展和规划发展情况下的人均二氧化碳排放量分别较2010年上升22.7%、3.2%,政策调控情景则下降2.7%。同时,根据模型预测结果提出了北京低碳发展规划的建议。     

低动力复合净水系统净化生态农庄景观池水质

采用生物填料、阿科蔓生态基和生态浮盆等材料构建低动力复合净水系统(LCWPS)进行生态农庄人工景观池水质净化技术示范研究。系统稳定运行后的周年监测结果表明,整体系统使人工景观池的CODMn、TN、NH4+-N、TP和浊度分别下降61.1%～62.8%、36.0%～39.9%、14.3%～35.7%、66.7%～79.5%和76.8%～79.8%,水质溶解氧浓度(DO)上升72.7%～126.0%,景观池水质达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中景观水域需要的V类水质标准,并能长期保持稳定。从管理维护成本角度考虑,利用LCWPS净化生态农庄人工景观池水质能达到节能节水的目的。     

焦化废水缓冲体系的存在证明与集水调节池中水质结构调控

采用FeSO4对焦化废水原水进行pH调节,发现焦化废水原水中存在酸碱缓冲体系,具有很强的酸碱缓冲能力.焦化废水原水pH值约为9.6时,HCO3-、CN-、HS-、S2-、NH3、C6H5O-和胺类等以共轭碱的形式存在,对应的缓冲容量较高;随着pH的降低,共轭碱所占比例逐渐减少,对应的弱酸分布分数逐渐增多,缓冲容量逐渐减小;当pH调节至中性时,pH与pKa值接近,共轭碱与弱酸的分布分数近似相等,废水的缓冲容量有升高的趋势.在调节pH的过程中,由于FeSO4的水解、沉淀与络合作用,在投加量为2.0 g.L-1,反应时间15 min时,焦化废水中的氰化物、硫化物、油分及COD的去除量分别为1.5 mg CN-.g-1、27.3 mg S2-.g-1、15 mg总油.g-1及504 mg COD.g-1,pH影响各种污染物的形态分布而实现水质结构的调控.     

酚类化合物在焦化废水处理过程中的降解与转移

研究了4种烷基酚、7种氯酚和2种硝基酚物质在广东韶关钢铁集团焦化废水处理站的浓度演变与转移.针对设计处理量为2000 m.3d-1,生物处理采用A/O1/O2工艺,已经稳定运行5年的实际废水处理工程,同一时间分别采集水样、气样与综合排泥样若干批次,采用GC/MS方法分析酚类物质的浓度.研究结果表明,焦化废水中酚类物质在原水与各个处理工段中均存在成分与浓度的特征分布,烷基酚类物质浓度高但容易通过生物降解去除,氯酚和硝基酚的去除率略低,经生物处理的出水酚类物质浓度均低于5μg.L-1,达到了有关排放标准的要求;所有酚类物质在废水处理过程中存在气相转移的现象,转移污染物浓度分布差异显著,取决于废水本底浓度与该物质的化学性质;污泥样品能够高倍数富集氯酚类物质,在处理与处置工艺的选择方面需要防止扩散.酚类化合物在焦化废水处理过程中的浓度削减主要是生物阶段,气相转移与固相转移可能构成环境风险,未来的水处理工程需要考虑二次污染的消除问题.     

气候变化下中国粮食和水资源的风险分析

介绍了全球气候变化对环境经济影响的复杂性研究的基本框架及模型,给出了用这些模型对中国经济安全模拟的结果。结果表明,全球气候变化条件下,若不考虑不确定性,中国的粮食安全是可以保证的;若考虑不确定性,则在最严重的情况下,中国未来的粮食生产存在7％－8％的缺口。采用最大强度开源的方法,在全球气候变化和保持原有产业结构的条件下,要实现我国2030年的经济目标是不行的。但是,通过调整产业结构,降低单位产出水耗,在保证水资源安全的条件下则是可行的。     

应用伺服钢支撑的邻近盾构隧道车站深基坑开挖实测分析

钢支撑轴力伺服系统作为新兴的支护体系,正逐步应用于邻近地铁隧道、周围环境复杂以及需要保护的深基坑。根据杭州某地铁超深基坑的现场监测数据,开展钢支撑轴力伺服系统对基坑开挖变形性状及邻近地铁隧道变形的控制研究。结果表明：钢支撑轴力伺服系统的应用可以使开挖阶段基坑围护结构最终位移减小率达到63%,并且在地下结构施工阶段时可以起到顶回围护结构的作用;邻近新建高楼产生的附加荷载对围护结构作用效果显著,在该条件下对钢支撑轴力伺服系统轴力调控的要求较高;普通基坑围护结构的最大水平位移对应的深度在开挖面附近,伺服钢支撑的应用会使这一深度有3～5 m左右的增加,导致其无法进行直接有效的控制;温度是伺服钢支撑轴力的最主要影响因素,每上升1℃支撑轴力会增大约20 kN;本基坑工程的开挖面位于隧道以下位置,隧道在基坑开挖阶段转向地下结构施工阶段的水平和竖向位移均有突变,总体呈现“水平拉伸,竖向收缩”的变形模式;根据文中实测数据及前人研究拟合得到伺服支撑控制下的隧道水平位移预测公式。     

盐度对SBBR反应器生物群落结构的影响研究

该文通过逐步提高盐度的方法驯化出耐高盐的活性污泥,采用序批式生物膜法(SBBR)进行模拟高盐废水的处理试验,对盐度为0、8、16、24、32 g/L的5个盐度梯度高盐废水进行研究。结果表明,随着盐度梯度的不断增加,系统稳定时氨氮(NH₄⁺-N)、化学需氧量(COD)、总磷(TP)的去除效率由未加盐度时的98%、98%和97%下降至32 g/L盐度时的84%、73%、47%;由生物膜比耗氧速率(SOUR)和脱氢酶活性(DHA)表征的微生物活性在低于8 g/L盐度时增加,大于8 g/L盐度后下降;盐度使得生物膜中胞外聚合物(EPS)含量从26.15 mg/g SS增加到216.27 mg/g SS,其中TB-EPS的多糖(PS)含量增加最为显著,EPS的增加可以提高微生物对盐度的抗性和对细胞的保护作用;不同盐度生物膜中,放线菌门、变形菌门和髌骨细菌门是最大的3种优势门,平均相对丰度累计维持在72%～83%之间,其中放线菌门相对丰度随盐度的增加而显著增加,变型菌门相对丰度随盐度增加而下降;动球菌属、微白霜菌属和TM7a随着盐度的上升相对丰度迅速增加...     

人工合成铁、铝矿物和镁铝双金属氧化物对土壤砷的钝化效应

应用室内模拟培养的方法,研究了人工合成铁、铝矿物和镁铝双金属氧化物对砷超标土壤中砷的钝化效果.每种钝化剂均设置0.1％、0.5％、1.0％、2.5％和5.0％五个添加量处理.结果表明,添加水铝矿明显降低了土壤pH值,其中,添加5％水铝矿的处理降幅最大,达到1.20;而添加镁铝双金属氧化物则显著提高了土壤pH值,5％镁铝双金属氧化物的处理土壤pH值由5.04最高可提高至8.09.添加铁铝矿物均降低了土壤有效砷的含量,下降幅度为1.89％～64.15％;而添加镁铝双金属氧化物则使土壤有效砷含量增加;添加水铁矿和针铁矿处理对提高土壤中残留态砷含量的作用较为明显.总体看来,两种人工合成铁矿较镁铝双金属氧化物和水铝矿对土壤中砷有更好的钝化效果,可以作为钝化剂应用于土壤中砷的钝化.     

基于产污观点的人体排泄试验

采用巢式设计进行了人体排泄试验,着重考察了影响污染物排泄系数的若干相关因素. 结果表明:TN和TP的排泄系数比COD_Cr和BOD₅要高得多,反映了人体对氮、磷元素的吸收率较低,说明摄入相同数量的“污染物”,人体粪尿排泄物中氮、磷排泄量较多;除COD_Cr外,其他污染物的排泄系数均是女性明显高于男性(P<0.05),这可能与男女之间的体质量、消化能力以及体力消耗等差异有关;膳食结构与食物搭配也是影响污染物排泄系数的重要因素,这可能与不同种类的食物中表征的COD_Cr,BOD₅,TP和TN指标及其存在形式有关,因此应关注膳食结构的变迁所引发的潜在的环境问题.      

基于Matlab软件自动化求取参数的HEC-RAS模型构建

水质模型是水环境模拟的重要工具,近年来越来越多的应用于水环境预测与管理中,但平原河网水质模拟一直是个难点.本研究采用HEC-RAS模型开展湖州市长兴城区平原河网水动力和水质模拟.模型的水质模块率定采用Matlab软件自动化求取参数,代替常规试错法求参率定,减少了人工干预,提高了模型率定效率.HEC-RAS模型在平原河网地区水动力模拟结果较好,水质模拟结果基本符合要求,证明了HEC-RAS模型在平原河网应用的可行性,但模型的精度通常受水系概化、水文状况、污染源信息等因素影响,对于信息比较充分的短时段水质模拟其精度相对较好.