中国自然资源研究的发展历程及展望

自20世纪50年代以来,在以服务国家战略需求为导向的大规模、长时期、持续的自然资源综合考察活动推动下,中国自然资源研究形成了跨部门、跨学科、跨地区的综合集成的发展特色,并且在“任务带学科”的发展过程中也逐步创建了较为系统的资源科学理论基础和实证方法论体系。面对自然资源部成立以来国家对自然资源综合管理体制深化改革的重大需求,推动建立并完善独立的资源科学学科体系,已成为当前我国自然资源研究领域的重要任务。本文系统梳理了20世纪50年代至21世纪初中国自然资源综合考察和研究的发展过程,着重论述了不同时期的重点发展方向及特点,完成了对不同时期历史机遇的总结与展望。可以发现：中国自然资源研究已经形成了国家需求导向并引领学科建设的发展趋势,未来应继续坚持以多学科整合为特色的综合研究范式,开拓中国特色的资源科学系统研究新视角;加快形成完整的学科体系,完善资源科学人才培养体系;加强资源科学的学科史研究,厘定资源科学与地理学、地质学、生态学、环境科学等相关学科的相互关系,积极引入大数据理论框架及技术优势,创新“自然资源大数据”或“资源利用大数据”等相关理论及技术,建立自然资源开发利用过程动态评价方法,为生态文明建设和可持续发展战略提供自然资源本底及其与生态环境综合影响评价方面的决策支持,探索解析自然资源利用过程中自然规律和社会经济规律以及两者之间的系统关联机制。     

我国部分地区自来水和不同水体中的PFOS污染

采用高效液相色谱/质谱仪联机选择离子监测(LC/MS-SIM, m/z = 499)方法,测定了我国部分城市自来水、地面水、地下水和海水中的全氟辛磺酸(PFOS)含量.从全部样品中均检测到PFOS,表明我国境内水环境中普遍存在着PFOS污染.被调查部分城市自来水、海水和远离人类活动地区的水中PFOS浓度大多数低于1ng/L,容易受到生活污水和工业废水污染的水中PFOS浓度范围为1.50～44.6ng/L.     

扬尘源粒度组成筛分方法比较

为建立扬尘源筛分规范依据,选取F150标准砂和道路尘作为待测样品,对比国产3种振动方式(电动式、震击式和拍击式)振筛机和3个厂家试验筛的筛分性能. 结果表明:①经过拍击式振筛机和F150标准砂检验,A、B、C三厂试验筛的筛分性能差异较大,得到200目(75μm)试验筛的筛上累计含量(以质量分数计)分别为78.9%、65.9%和57.9%,B厂和C厂结果小于F150标准砂76.1%的基准值;②3种振筛机的筛分性能也存在差异,震击式振筛机筛出率略小于拍击式振筛机,但电动式振筛机筛分不彻底,其对道路尘样品中粒径≤75μm和粒径≤38μm粒子的筛出率分别只有另外2种振筛机的1/2和1/4;③3种振筛机筛分结果一致性顺序为拍击式>震击式>电动式. 建议使用拍击式振筛机或震击式振筛机与性能好的A厂试验筛组合筛分得到粒径≤75μm的样品,使用拍击式振筛机和性能好的A厂试验筛组合筛分得到粒径≤38μm的样品.      

CaO机械化学法去除土壤中DDTs的工艺参数优化

为了探究应用机械化学技术处理高浓度DDTs污染土壤的最优工艺,以CaO为球磨药剂,采用行星式球磨机对高浓度DDTs污染土壤进行球磨无害化处理研究,分析不同尺寸磨球配比、球磨机转速、球料比(磨球与物料的质量比)和物料比(CaO与土壤的质量比)对DDTs的去除效果,并通过响应面法优化工艺参数.结果表明:单独使用大球(直径20 mm)球磨4 h后,土壤中DDTs残余量为4 mg/kg;而单独使用其他更小尺寸(10和8 mm)的磨球或不同尺寸磨球组合处理下的DDTs残余量均超过80 mg/kg,与单独使用大球处理的效果有显著差异.单因素试验结果显示,去除土壤DDTs的最佳参数为转速500 r/min、球料比35∶1、物料比5∶10,在该工艺条件下球磨3 h后土壤中DDTs残余量为44 mg/kg,去除率可达99.6%.依据三因素三水平的Box-Behnken试验建立的响应面模型可较好地反映土壤中DDTs残余量与转速、球料比和物料比之间的关系,各因素对土壤中DDTs残余量的影响大小表现为球料比＞转速＞物料比;通过优化计算得到使DDTs残余量达到最低时的工艺参数为转速500 r/min、球料比24∶1、物料比5∶10,在该工艺条件下球磨3 h后土壤中DDTs残余量为369 mg/kg,可见响应面法优化并未能够筛选出最优的球料比.因此,CaO机械化学法无害化处理高浓度DDTs污染土壤的最优工艺参数为各单因素试验确定的工艺条件组合,即球磨转速500 r/min、球料比35∶1、物料比5∶10.      

中国工业二氧化硫排放变化指标分解研究

基于生产理论框架,应用基于Shephard输出距离函数的方法,将我国SO2排放变化指标分解为技术效率影响、技术变化影响、输入增加影响、输出结构影响等5项指标,并对中国28个地区2000~2006年SO2排放变化面板数据进行了实证分析.结果表明:引起我国2000~2006年SO2排放增加的主要因素是工业能源消耗、资本投入及产出结构变化,技术变化则在一定程度上减少了工业SO2排放.“十五”期间国家工业SO2排放控制政策,对工业SO2排放控制技术进步及技术效率的提高有明显的促进作用.在区域层面上,东、中、西3个地区的技术变化都促进了工业SO2的减排,其中东部地区由于技术变化所导致的SO2减排较为明显.     

垃圾渗沥液的湿式催化氧化技术处理试验研究

采用200I／d CWO小型工业试验装置对垃圾渗沥液进行处理试验研究,结果表明CWO技术装置对垃圾渗沥液(CODCr13377-1955lmg／L、NH3-N1730-1911mg／L)具有良好的净化处理作用。在270℃、9MPa的条件下,该渗沥液经处理后(催化反应时间40-60min),其中CODCr、NH3-N的去除率可达99％以上,处理水中的CODCr浓度可低于150mg／L、NH3-N浓度可低于0．5mg／L,两项综合达到二级排放标准值,而且脱色除臭效果良好。     

北京城区PM2.5各组分污染特征及来源分析

为探索北京城区大气细颗粒物( PM_{2. 5}) 及其各组分的浓度特征,于 2019 年全年在车公庄地区开展了 PM_{2. 5}及水溶性离子、碳质组分及金属元素的连续在线监测． 结果表明,2019 年北京城区 ρ( PM_{2. 5}) 平均值为 46. 7 μg·m^{- 3},化学组分中 ρ[有机物（ OM） ]、ρ（ NO₃^-） 、ρ( SO₄^2-) 、ρ（ NH₄⁺） 、ρ（ EC） 、ρ（ Cl^-） 、ρ（ 微量元素） 和 ρ（ 地壳物质） 分别为 9. 1、11. 1、5. 7、5. 4、1. 4、0. 9、1. 6 和 7. 3 μg·m^{- 3},SNA ( SO₄^2-、NO₃^-和 NH₄⁺) 合计占到了...     

施工扬尘空间扩散规律研究

通过检测建筑工地边界附近同一平面坐标1.5～4.1 m范围内不同高度处的降尘浓度变化,研究了建筑工地边界施工扬尘垂直扩散规律;通过监测建筑工地外同方向0～210 m范围内不同距离、相同高度(3 m)处的降尘浓度变化,研究了建筑工地施工扬尘水平扩散规律,通过数据回归分别得出了施工扬尘垂直、水平的扩散模型.结果表明,建筑工地边界同一平面坐标上方的施工降尘浓度与高度的2次方成反比关系,边界外部同一高度、同一方向的施工降尘浓度与监测点距工地中心距离的2次方成反比关系,施工活动和自然条件等因素主要影响垂直和水平扩散常数的大小.     

家庭尘土中多溴联苯醚的含量及人体暴露水平初步研究

在广州和海口随机采集了52个家庭尘土样品,用GC/MS定量分析了样品中∑10PBDEs(BDE28,47,66,85,99,100,153,154,183,209之和)的含量、单体组成模式和可能的影响因素,并估算了成年人和婴幼儿通过尘土摄入对PBDEs的暴露水平.结果表明,所有样品中都检出PBDEs,∑10PBDEs的含量范围为544.2～9 654 ng/g,中位值和平均值分别为2 547 ng/g和3 096 ng/g,广州样品中∑10PBDEs含量明显高于海口样品.尘土中PBDEs含量与家用电器和含聚氨酯泡沫家具数量、电器使用时间没有显著相关性.家庭尘土中PBDEs的主要成分是BDE209,其平均含量高达3 021 ng/g,占∑10PBDEs含量的73.70%～99.74%,平均值为96.85%.BDE47、99和183是∑9PBDEs(BDE209除外)中含量最丰富的单体,其含量均值分别为24.48%、23.99%和21.66%,广州和海口样品的单体组成没有显著区别.成年人和婴幼儿通过尘土摄入对PBDEs的暴露水平分别为10.59～254.7 ng/d和140.1～509.3 ng/d,由于婴幼儿的尘土摄入量远大于成年人,其对PBDEs的暴露水平也明显偏高.尘土摄入是人体暴露于PBDEs的重要途径,对婴幼儿更是如此.     

焦粉活性炭的制备及其应用

用废弃焦粉制备焦粉活性炭，通过正交实验考察了各种因素对焦粉活性炭性能的影响。实验结果表明：在活化时间80min、活化温度900℃、碱炭比（氢氧化钾与废弃焦粉的质量比）4、废弃焦粉粒径小于0．05mm的最佳条件下，制备的焦粉活性炭的亚甲基蓝吸附值为304．8mg／g，产率为35．6％；废弃焦粉的活化是活化剂刻蚀其颗粒形成丰富孔结构的氧化还原反应过程；用最佳条件下制备的焦粉活性炭处理质量浓度为60mg／t．的模拟含Cr^6＋废水，在废水pH为3—4、焦粉活性炭加入量为4g/L、吸附时间为50min的条件下，Cr^6＋去除率达93．2％。