基于“公地悲剧”和“反公地悲剧”解析气候变暖和低碳技术壁垒

化石燃料的大量使用所排放的温室气体使得全球气候日益变暖,低碳经济的提出成为了目前全球应对气候变暖的主要策略,而发展中国家在进行低碳技术引进时常常面临来自发达国家的知识产权贸易壁垒。本文从"公地悲剧"角度解析气候变暖的经济学根源,从"反公地悲剧"角度揭示低碳技术转让过程中发达国家以知识产权为借口制造技术壁垒的经济学缘由。     

Efectiveness of national air pollution control policies on the air quality in metropolitan areas of China

Understanding the efectiveness of national air pollution controls is important for control policy design to improve the future air quality in China. This study evaluated the efectiveness of major national control policies implemented recently in China through a modeling analysis. The sulfur dioxide(SO2) control policy during the 11th Five Year Plan period(2006–2010) had succeeded in reducing the national SO2emission in 2010 by 14% from its 2005 level, which correspondingly reduced ambient SO2and sulfate(SO4 2) concentrations by 13%–15% and 8%–10% respectively over east China. The nitrogen oxides(NOx) control policy during the 12th Five Year Plan period(2011–2015) targets the reduction of the national NOx emission in 2015 by 10% on the basis of 2010. The simulation results suggest that such a reduction in NOx emission will reduce the ambient nitrogen dioxide(NO2), nitrate(NO3), 1-hr maxima ozone(O3) concentrations and total nitrogen deposition by 8%, 3%–14%, 2% and 2%–4%, respectively over east China. The application of new emission standards for power plants will further reduce the NO2, NO3, 1-hr maxima O3concentrations and total nitrogen deposition by 2%–4%, 1%–6%, 0–2% and 1%–2%, respectively. Sensitivity analysis was conducted to evaluate the inter-provincial impacts of emission reduction in Beijing-Tianjin-Hebei and the Yangtze River Delta, which indicated the need to implement joint regional air pollution control.     

Ionic composition of submicron particles (PM1.0) during the long-lasting haze period in January 2013 in Wuhan, central China

In January 2013, a long-lasting severe haze episode occurred in Northern and Central China; at its maximum, it covered a land area of approximately 1.4 million km². In Wuhan, the largest city in Central China, this event was the most severe haze episode in the 21st century. Aerosol samples of submicron particles (PM_1.0) were collected during the long-lasting haze episode at an urban site and a suburban site in Wuhan to investigate the ion characteristics of PM_1.0 in this area. The mass concentrations of PM_1.0 and its water-soluble inorganic ions (WSIIs) were almost at the same levels at two sites, which indicates that PM_1.0 pollution occurs on a regional scale in Wuhan. WSIIs (Na⁺, NH₄⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Cl^-, NO₃^- and SO₄^2-) were the dominant chemical species and constituted up to 48.4% and 47.4% of PM_1.0 at WD and TH, respectively. The concentrations of PM_1.0 and WSIIs on haze days were approximately two times higher than on normal days. The ion balance calculations indicate that the particles were more acidic on haze days than on normal days. The results of the back trajectory analysis imply that the high concentrations of PM_1.0 and its water-soluble inorganic ions may be caused by stagnant weather conditions in Wuhan.     

德州市大气细粒子中碳组分的污染特征研究

2012年2-9月间在德州市城区及郊区布置6个采样点位,分别采集了采暖季(2012年2月28日-3月4日)、风沙季(2012年5月3日-8日)、非采暖季(2012年9月20日-9月25日)共216个PM2.5样品膜,采用美国Sunset Laboratory Inc热光反射法碳谱分析仪测定了PM2.5样品中OC、EC的浓度值,应用OC/EC比值法对SOC进行了估算。结果表明,德州市PM2.5污染较严重,年平均浓度为159.68μg/m3,各点位浓度的空间分布无明显差异,季节变化趋势为:采暖季>风沙季>非采暖季。PM2.5中OC和EC的平均浓度分别为16.80μg/m3、3.65μg/m3;OC和EC的日均浓度分别占PM2.5的9.61%和2.10%,OC是PM2.5的重要组成部分;OC、EC浓度的季节变化趋势与PM2.5浓度特征相同。年平均浓度为3.91μg/m3;SOC在OC和PM2.5中所占的比例分别为22.30%和2.54%,SOC对OC具有较大的贡献;SOC在OC中所占的比值季节变化趋势为风沙季>非采暖季>采暖季。     

南京市黑臭河流水体中细菌多样性的研究

以南京市城南河为研究对象,分别提取上中下游的水体样本,分析水质中的氮、磷、COD等水质指标,并利用变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)分析了城南河不同位置的细菌多样性。结果表明:城南河水体中的平均总氮为30.06 mg/L,总磷为6.14 mg/L,COD为42.03 mg/L,均超过国家V类水质标准。结合外观,城南河属于严重污染的典型黑臭河流。DGGE分析的结果表明:城南河具有较高的细菌多样性,优势菌群主要是变形菌门和拟杆菌门2大类群,且不同取样点细菌种类差别不大。     

日本、韩国环保产业发展经验对中国的借鉴

节能环保产业作为战略性新兴产业的七大重点领域之一,新形势下发展具备有利条件,特别是十二五以来我国环保产业得到了飞速发展,但是由于体制机制、技术、市场等多方面原因环保产业发展也面临诸多挑战和障碍。日本与韩国,环保产业已进入技术成熟期。逐渐成为本国国民经济的支柱产业和世界环保市场的主力,借鉴日韩环保产业的发展经验,提出中国推动环保产业发展的对策建议。     

活性炭催化过氧化氢去除荧光增白剂

研究了活性炭(activated carbon,AC)吸附、改性活性炭(activated carbon modified,ACM)吸附、过氧化氢(H2O2)氧化、AC催化H2O2等方法对水体中荧光增白剂VBL的处理效果,并通过自由基俘获剂叔丁醇、催化过程气体分析等探讨了AC催化H2O2分解VBL的机制.结果表明,经硝酸铁[Fe(NO3)3]改性过的ACM对VBL的吸附去除率高于未改性的AC.活性炭催化H2O2对VBL的去除效果明显,但未改性AC催化去除率高于ACM.60 min时,AC催化氧化去除率即可达到95%以上,而ACM仅为58%.叔丁醇的加入降低了AC和ACM催化氧化对VBL的去除率,表明AC催化H2O2氧化能促进H2O2形成羟基自由基(·OH)和原子氧参与反应.AC催化H2O2分解及释放气体分析表明,AC能催化H2O2形成氧气并放热,且ACM明显快于AC.结合催化H2O2去除VBL效率的结果分析,ACM催化反应时活性中间物(自由基和原子氧等)产生速率快于AC,活性中间物自身消耗形成氧气,而不是用于分解VBL.催化反应中活性中间产物的形成速率与反应物供给速率的不匹配可能是导致ACM催化效果弱于AC的重要原因.     

石墨烯基磁性复合材料吸附水中亚甲基蓝的研究

建立了一种超声辅助共沉淀法制备磁性Fe3O4/氧化石墨烯(Fe3O4/GO)纳米粒子.透射电镜和磁滞回线研究表明,该复合物具有小的颗粒尺寸和超顺磁性.该磁性纳米材料可以吸附废水中的染料亚甲基蓝,实验研究了溶液pH值、吸附剂的用量、时间和温度对亚甲基蓝去除率的影响.结果表明,pH值在6~9范围内,Fe3O4/GO都能高效地吸附亚甲基蓝.反应过程在前25 min反应速率很快,到180 min内达到吸附平衡.该磁性纳米材料对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力学方程,吸附过程是一个自发和吸热过程.该吸附材料对亚甲基蓝吸附容量高,在313 K时Fe3O4/GO的饱和吸附量为196.5 mg·g-1.另外,可以方便地通过外部磁场分离回收吸附剂,利用过氧化氢可以再生重复使用,是一种优良的吸附染料废水的材料.     

北京地区冬夏季持续性雾-霾发生的环境气象条件对比分析

在北京地区,除冬季供暖期外盛夏也是雾-霾天气的高发季节,与我国南方不同.使用微波辐射仪、风廓线和常规气象探测资料、NCEP再分析资料以及大气成分观测结果,通过对比分析揭示了冬、夏季持续6 d的2个雾-霾过程形成和维持机制的异同.冬季雾-霾过程出现在高空西北气流、低层多短波活动的背景下,其形成和维持的主要机制是边界层内始终有逆温层、地面弱风场、底层湿度逐渐增大.逆温层昼高夜低、湿度昼小夜大是影响PM2.5质量浓度和能见度日变化的重要环境因子.在雾-霾天气持续期间地面弱风场能够维持主要源于冷空气势力弱、常不能影响到地面.此外,入夜后地面迅速辐射降温、边界层上层有暖平流以及空气过山后下沉增温在逆温层的形成中起了关键作用.然而,对于夏季持续性雾-霾天气,气溶胶区域输送、环境大气保持对流性稳定、空气的高饱和度是其发生的重要条件.在副热带高压长时间控制下对流层低层盛行偏南风,北京的PM2.5质量浓度随着偏南风风速增大升高.对流层底层系统性偏南风与北京附近的山谷风共同构成了从北京以南气溶胶累积地向北输送的机制.夏季雾-霾过程低层没有逆温,但是北京上空一直维持超过200 J·kG-1的对流抑制能量,它同样限制了污染物的垂直扩散.夏季自由对流高度也存在昼夜变化,其对PM2.5浓度和能见度的作用与逆温层高度升降相同.因此,冬、夏个例分别代表了2种不同类型的持续性雾-霾过程,导致差异的根本原因在于大气环流型.     

构造湿地在污水处理厂二级出水后的深度处理应用研究

中国大部分污水处理厂目前均采用二级处理工艺,主要去除碳源污染物,而消解氮、磷类污染物的效果较差.在传统二级处理工艺基础上,对中水进行三级深度处理,BOD5、SS以及COD类污染物去除效果明显,但运行成本较高,处理量受限.人工构造湿地利用基质-植物-微生物复合生态系统的物理、化学和生物的三重协同作用,通过过滤、吸附与沉淀等作用,以及微生物同化分解和植物吸收转化等途径,可有效去除污水中的氮、磷、SS、有机物及重金属等污染物,且具有低投资、低运转费、低维持成本等特点.