污染物总量控制制度创新与未来发展的思考

为解决污染物总量控制制度创新及与排污许可制的关系,探索我国未来水环境总量控制制度的发展方向,对美国、欧盟等发达国家和地区以及我国水污染控制的发展历程进行了回顾和对比研究.结果表明:①控制污染物排放总量是改善水环境质量的根本措施,排污许可制是水环境管理的核心手段.②我国水污染总量控制研究起始于20世纪70年代末的容量总量控制研究,先后经历了理论探索、应用探索和理论深化3个阶段,在管理上则经历了排污许可制试行阶段、制度探索阶段、总量控制目标责任制阶段.③我国目前实施的总量控制仍然是目标总量控制,难以与地表水质直接挂钩.对我国水环境保护形势和相关法律政策的研究表明,我国从污染源达标排放控制1.0时代、目标总量控制2.0时代,逐步进入容量总量控制3.0时代的条件已基本成熟.建议以排污许可制作为推进总量控制3.0的重要抓手,完善相关制度建设,严格问责机制,确保容量总量控制的真正落实.      

生态产品概念再定义及其内涵辨析

准确界定生态产品概念定义及其内涵是深入开展其理论研究和实践创新的前提和基础.该研究深入剖析了生态产品现有概念定义存在的问题,从我国提出生态产品价值实现理念的战略意图入手,在指明生产者的基础上,将生态产品定义为生态系统生物生产和人类社会生产共同作用提供给人类社会使用和消费的终端产品或服务,包括保障人居环境、维系生态安全、提供物质原料和精神文化服务等人类福祉或惠益,是与农产品和工业产品并列的、满足人类美好生活需求的生活必需品,分为公共性生态产品、准公共生态产品和经营性生态产品三类.阐明了生态产品与生态系统服务、经济产品、非生态自然资源之间的边界关系,明确了生态产品不仅反映了自然生态与人类之间的供给消费关系,还反映了人与人之间的供给消费关系.建议组织自然科学和社会科学领域的科研人员开展中长期联合攻关,解决生态产品价值实现过程中面临的科学技术难题,通过理论突破和技术创新抢占国际生态经济学研究的学术制高点.      

CeO2形貌结构对催化湿式空气氧化苯酚性能的影响

采用水热法、沉淀法和溶胶凝胶法制备了3种不同形貌的CeO₂催化材料,并将其用于湿式空气氧化苯酚水溶液过程中,探讨了CeO₂形貌结构对催化湿式氧化苯酚水溶液性能的影响.采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、程序升温还原（TPR）等手段对CeO₂催化材料进行了表征.结果表明,水热法制备的CeO₂催化材料表现出较好催化性能,主要原因是水热法合成的CeO₂呈现交错的纳米棒状结构,主要暴露（220）晶面,且沿着（220）晶向生长.在反应温度为200℃、空气压力为2MPa、苯酚初始浓度500mg/L的条件下,最终（240min）COD的去除率为95.5%.     

地膜覆盖和施氮对菜地CO2通量的影响

为了探讨地膜覆盖和不同施氮处理对菜地生态系统CO₂净交换通量（Net CO₂ Ecosystem Exchange,简称NEE）、生态系统呼吸通量（Ecosystem Respiration,简称ER）及总初级生产力（Gross Primary Productivity,简称GPP）的影响,以辣椒-萝卜轮作菜地为研究对象,采用静态明/暗箱-气相色谱法,进行了为期1 a（2014年5月-2015年4月）的田间原位观测.试验设置8个处理,分别为常规无氮（CN0）、覆膜无氮（MN0）、常规低氮（CN1）、覆膜低氮（MN1）、常规中氮（CN2）、覆膜中氮（MN2）、常规高氮（CN3）、覆膜高氮（MN3）.结果表明,辣椒季累积NEE最大值分别为CN3和MN3处理下的-30.96和-29.83 t·hm^-2,累积ER排放量最大值分别为CN1和MN1处理下的40.18和39.16 t·hm^-2,累积GPP最大值分别为CN3和MN3处理下的70.60和68.61 t·hm^-2;萝卜季累积NEE最大值分别为CN3和MN3处理下的-22.25和-24.88 t·hm^-2,累积ER排放量最大值分别为CN2和MN2处理下的17.00和19.43 t·hm^-2,累积GPP最大值分别为CN3和MN3处理下的37.92和43.80 t·hm^-2.在两个生长季中,覆膜及覆膜和施氮的交互作用只对辣椒季中ER有显著影响,对于NEE和GPP均无显著影响（p>0.05）;施氮显著提高了菜地生态系统NEE和GPP而降低了辣椒季ER（p<0.05）,并且这种增加或降低效应随着施氮量的提高而逐渐增强.本研究中菜地呈现碳汇并随着施氮水平的提高碳汇逐渐增强,而覆膜对CO₂固定无显著影响,表明常规高氮的农田管理措施能够提高西南地区代表性的辣椒-萝卜轮作菜地的固碳潜力,对该地区农田生态系统碳的源/汇功能具有一定的参考意义.     

厌氧发酵污泥燃料电池处理含铬废水的效能及机理

以厌氧发酵污泥为阳极底物、Cr(VI)为阴极电子受体构建双室微生物燃料电池(MFC),考察厌氧发酵污泥MFC系统处理含铬废水的性能及机理,并与原污泥MFC系统进行比较.发酵污泥MFC系统的开路电压为1.05V,最大功率密度为5722mW/m3,比原污泥MFC系统提高了57.8%.发酵污泥MFC系统的表观内阻为119.1Ω,比原污泥MFC系统降低了8.5%.发酵污泥MFC系统对Cr(VI)的去除符合一级动力学模型,速率常数为0.0514h-1,比原污泥MFC系统提高了36.7%.污泥经厌氧发酵后可溶性有机物浓度增加,产生了大量短链脂肪酸,它们是产电微生物易于摄取的阳极底物,因而提高了MFC系统的产电性能及Cr(VI)去除效果.     

塌陷自修复区农田土壤重金属元素演变规律

该研究以邯郸市峰峰矿区典型的塌陷自修复区为例,采集不同塌陷年限的农田表层土壤样品,分别测定农田土壤重金属元素(Cu、Zn、Ni、Cr、Cd、Pb、Hg和As)的含量,探讨重金属元素含量随塌陷年限的时空演变规律,并采用Hakanson潜在生态危害指数法评估了其潜在生态风险。结果表明:相比未塌陷区,各塌陷年限农田土壤的重金属含量Cu、Zn、Cd、Pb含量均偏高,元素Zn含量随塌陷年限的延长逐年递增,除塌陷6 a外元素As含量逐年降低,其余元素含量变化规律性不明显;对比《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618-2018),不同年限的农田土壤重金属元素Cd含量均超标,最大超标倍数为16.60;元素Pb和As仅在个别塌陷年限超标,其余元素均未超标。Hakanson生态风险评估结果表明,Cd是最主要潜在生态危害因子,其次是Hg、As;所有样点处土壤重金属的综合潜在生态危害指数均表现为较强生态风险水平。     

改性生物炭对水中Cr(Ⅵ)的去除研究进展

生物炭因其具有比表面积大、孔隙发达、表面官能团丰富等特点而广泛应用于水中Cr(Ⅵ)的去除。但是,生物炭对水中Cr(Ⅵ)的去除效果并不理想,而且回收困难,所以限制了生物炭在含Cr(Ⅵ)废水中应用。近年来,研究发现通过酸碱、金属、金属氧化物、有机化合物和纳米材料等对生物炭进行改性,增大了生物炭的比表面积,提高了含氧官能团的比例,引入了新的金属颗粒,从而提高了生物炭对Cr(Ⅵ)的去除能力。文章根据目前的研究现状,综述了改性生物炭对水中Cr(Ⅵ)的去除作用,并比较了不同改性方法对Cr(Ⅵ)的作用效果差异,同时归纳了改性生物炭与Cr(Ⅵ)的相互作用机制及其影响因素。最后,展望了改性生物炭未来的的研究方向,以期望改性生物炭得到更好的应用。     

东中国海表层海水137Cs分布的影响因素

采集山东半岛附近海域表层海水样品,分析137Cs分布特征,并结合东中国海137Cs比活度数据,探讨影响表层海水137Cs分布的因素。结果表明:（1）山东半岛附近海域表层海水137Cs比活度在0.60±0.18~1.21±0.19 Bq/m3之间,平均值为0.90±0.17 Bq/m3。沿岸137Cs比活度较离岸小,主要受沿岸流影响。（2）东中国海各海域137Cs空间分布受大气不均匀沉降,沿岸流,河流冲淡水等因素影响;随时间变化,整个东中国海表层137Cs活度降低,切尔诺贝利核事故对东中国海影响不大。（3）渤海表层137Cs海水析出速率为0.046/a,高于黄海（0.032/a）和东海（0.027/a）,与较高的颗粒物质吸附能力和水体横纵向混合过程有关。     

污泥膨胀原因及控制措施研究

以排水集团运行的几座污水处理厂为研究对象,对工艺设计参数及运行条件等进行对比分析,找出影响污泥膨胀的关键因素。采用微生物形态学和分子生物学方法对丝状菌种类进行辨别,确定研究的污水厂污泥膨胀的丝状菌主要为微丝(Microthrix parvicella)菌。通过分析微丝菌的特性,结合倒置A~2/O工艺的运行特点,在不进行任何改造的情况下,提出冬季运行将倒置A~2/O工艺调整为A/O工艺的运行措施。并将这一措施用于实际水厂,连续3年未发生污泥膨胀,污泥沉降性能较好,出水水质稳定。通过小试研究和实际水厂分析,证明厌氧选择器在控制污泥膨胀中可发挥一定作用,为活性污泥工艺设计提供参考。