自然资源与环境安全研究进展

跟踪研究自然资源的演化、开发利用过程调控机理一直是中国科学院地理科学与资源研究所(以下简称我所)资源环境研究领域的重要研究任务和研究方向。论文总结了1950年以来我所自然资源与环境安全研究领域取得的成果与进展,在1950—1978年期间,我所自然资源与环境安全研究以大规模的自然资源调查与综合科学考察为主,丰硕的考察成果对中国的资源开发和区域发展提供了重要科学支持,做出了不可磨灭的贡献,而且在系统地积累科学资料和开拓资源科学方面也发挥了积极作用,它为了解我国资源环境、建立资源科学体系奠定了坚实的基础;1978—2000年期间,我所自然资源与环境安全研究转向了区域资源综合科学考察与资源科学研究并重的格局,完成的一系列考察报告为区域发展指明了路径,为全面认识中国自然资源和开展自然资源综合研究奠定了数据基础。2000年以来,我所自然资源与环境安全研究更加注重学科体系建设,促进了资源科学的学科体系建立;更加注重世界资源研究,将自然资源考察地域拓展到全球范围;更加注重机理过程研究,在资源环境承载力、资源流动、资源安全、生态服务功能等领域进行了理论开拓;更加注重资源开发利用技术研究,在环境修复的理论和技术方面取得了一系列成果。展望未来,我所资源与环境领域研究将会继续以国家重大战略需求为导向,以水资源、土地资源、生物资源、能源及矿产资源等关键资源为主要对象,在以下5个方面开展系统深入的研究,推动资源学科的建设与发展:①区域综合科学考察与资源科学综合研究;②水土资源可持续利用及其复杂性;③自然资源流动过程及其生态环境效应;④世界自然资源态势与国家战略性资源安全;⑤环境修复机理与废弃物资源化利用。     

我国资源经济与世界资源研究进展及展望

自然资源是人类赖以生存和发展的物质基础。资源短缺是我国社会经济发展的重要限制因素,未来这一矛盾将会更加突出。资源经济学是研究经济发展与资源开发、利用、保护、分配和管理之间关系的一门综合学科。加强资源经济与世界资源的研究,对实现我国可持续发展具有重要的战略意义。为适应国家发展的需求,我国在国内资源与资源科学领域研究已取得显著进展。同时,积极关注和研究世界资源问题,并取得了较大成就。这些研究为资源经济学发展提出新的需求,积累了丰厚的研究资料、实践经验、研究方法以及系统的理论准备,促进了资源经济的研究及学科不断成长与发展,并为国家发展做出重要贡献。论文着重分析资源经济学和世界资源的研究进展,对我国资源经济和世界资源研究进展及其成果进行总结和评析,对我国资源经济和世界资源研究发展趋势进行展望,提出新时期主要的研究方向和重点领域。     

镉、铅在沉水植物龙须眼子菜叶片中的分布

采用室内浸提、扫描电镜附加能谱分析、差数离心和凝胶层析等手段,研究了镉、铅在龙须眼子菜(Potamogeton pectinatus)叶片中的分布.结果表明,龙须眼子菜对镉、铅具有很强的吸收能力,对溶液中镉、铅的平均去除效率分别为84%、91%.当镉、铅处理液浓度分别为6.67,83.00μmol/L时,龙须眼子菜对镉、铅的生物积累量分别为496,10800mg/kg,其中可溶态镉、铅的浓度分别为55.0,14.1mg/kg,说明龙须眼子菜叶片中的镉、铅大部分都是以结合态存在的.铅在龙须眼子菜叶细胞上的分布重量百分比及原子百分比均高于镉.15%的镉和25%的铅分布在龙须眼子菜的细胞壁中;56%的镉和25%的铅分布在液泡和胞基质中.龙须眼子菜叶片中除了有小分子蛋白与镉结合外,还有其他小分子有机物也能与镉结合,而铅则主要与小分子蛋白结合.     

北京市道路空气中NO_x现状监测及控制对策

通过对北京城市3种典型交通道路空气中NOx的时空变化监测发现,城市道路空气NOx中NO分担率主要集中在31.6%～81.1%,明显高于非交通道路中NO的分担率(3.0%～34.0%).其原因是NO主要来源于机动车尾气的排放.利用MOBILE软件计算了各类机动车排放的ρ(NOx),并相应地确定了影响交通道路中ρ(NOx)的敏感因素.据此提出了北京市交通道路空气中NOx若干控制措施,如控制车速、车型、油料等.     

紫外光降解反应器去除氯苯气体模型的建立与应用

从光化学反应过程出发,基于线性光源球面辐射能量分布（LSSE）,以反应器内部空间的辐射能吸收密度、空塔停留时间、进口浓度等为主要参数,建立了气相环境中紫外光化学反应器去除氯苯的数学模型.结果表明,建立的模型能很好地模拟和预测紫外光化学反应器对氯苯气体的去除性能.氯苯气体的紫外光化学反应表现出一级反应动力学的特征.该模型包含了紫外光降解反应器设计的主要参数,同时被用于预测了反应器在不同进口浓度和不同空塔停留时间条件下的出口氯苯浓度,进而获得不同进口浓度达标排放所需要的最小空塔停留时间,为气相污染物的紫外光降解反应器的设计与运行提供了重要的理论指导.     

化学链燃烧中钙基载氧体CaS04再生的氧化反应机理

在热重和红外联用进行等温实验的基础上,探讨了氧体积分数为10%、20%,970-1150℃温度范围内化学链燃烧过程中钙基载氧体再生(cas)的氧化特性-结果显示,CaS氧化的直接产物主要为CaSO4,只有在诱导期生成极少量CaO和SO2;但CaSO4与CaS还可进一步反应,生成更多Can和S02.通过对氧气浓度和温度的实验条件改变,研究了CaS04的转化率、转化速率,并辅以S02析出速率分析,获得了CaSO4相对于CaO的瞬时选择性、Ca.SO4的收率和反应选择率.结果表明,钙基载氧体CaSO.再生过程氧化反应的适宜条件为温度970-1000℃以及较高的氧气气氛.这不仅可以抑制S02的排放量从而得到较高的反应选择率.同时反应过程也具有较高的转化速率.     

钙基脱硫剂孔隙网络动态生成特性

钙基脱硫剂孔隙结构特性直接影响到脱硫效果及脱硫剂的利用率,对其空间网络特性的描述将有助于分析SO2的扩散及反应特性. 在石灰石分解动力学和烧结机理的基础上,结合固体分解的成核机理,运用Monte-Carlo 方法,建立了脱硫剂孔隙网络的动态生成模型,对钙基脱硫剂分解形成的孔隙结构进行了动态模拟,并对生成孔结构的分形特性进行研究.结果表明,运用动态生成模型,可以给出石灰石分解形成的CaO内部孔隙的微观空间结构,且模拟生成的孔隙网络的分形维数与实验测定值基本吻合.     

风景区旅游设施景观影响评价方法研究

在风景区旅游设施,其选址是否合理是环境影响评价中的重点。在视觉敏感的位置建设旅游设施,将会对景观资源产生长远的不利影响。因此建设项目的选址应尽量避开视觉敏感的地方,以避免或减少建设项目对风景区的景观影响。论文以某旅游区索道建设为例,利用地理信息系统,首先分析景区主要景点、休闲场所、旅游线路和周围交通干线等视觉敏感观察点的可见度,表明索道1/3位于高可见区或较高可见区内。进而分析索道的可见度分析,表明景区内7个景点和一条主要旅游线路及景区外的一条二级公路处在索道的可见区内。最后分析索道对可见区内的敏感观察地点的景观影响,表明索道对景区内的7个景点和一条主要旅游线路景观影响较大。从以上分析得出索道的选址不合理,需要重新选址或者修整方案。论文在对视觉敏感观察点的可见度和项目区景观质量的分析的基础上,提出了索道选址的建议区域或采用降低索道高度的措施可避免或减小索道建设对风景区的景观影响。     

南京北郊一次霾过程中气溶胶理化特征变化研究

本研究利用单颗粒飞行时间气溶胶质谱仪(SPAMS)、宽范围粒径谱仪(WPS)并结合气象数据对南京北郊一次霾过程中气溶胶的理化特征变化进行了分析.结果表明观测期间风向变化导致的气溶胶来源变化是大气能见度变化的主要原因.最低大气能见度出现在西北气团控制期间,其次是偏东气团和北西北气团.不同方向上气溶胶粒子的粒径分布有显著的差异,其中来自西北气团的气溶胶粒子,有最大的表面积浓度,尤其是0.5~1μm粒径范围内的气溶胶粒子浓度最大;而北西北气团的气溶胶粒子主要集中在核模态和粗模态.不同气团中气溶胶粒子的化学组成也有显著的差异,其中K-nitrate、Ammonium、C3、Metal主要来自西北气团的贡献、其次为偏东气团贡献,K-Biomass、K-OC、EC、ECOC在3类气团中均有浓度贡献,其中K-OC、EC、ECOC、Dust在北西北气团所占比例最高.     

利用天然磁黄铁矿去除水中As (V)的研究

考察了时间、pH、温度、吸附剂投加量、无机阴离子等因素对磁黄铁矿去除As(V)过程的影响.同时,对去除过程的动力学和等温线进行分析,并探究了动态去除的效果.结果显示:磁黄铁矿对As(V)的去除在24 h达到平衡;在pH值3~9范围内去除率都达到80%以上;温度升高和吸附剂用量增加都对As(V)去除具有促进作用;PO_4~(3-)、SiO_3~(2-)、CO_3~(2-)对吸附有较强的抑制作用;在As(V)初始浓度为2 mg·L~(-1)时动态吸附出水浓度在150个吸附床体积(BV)内能达到国家饮用水标准;吸附去除过程符合拟二级动力学方程和Langmuir等温方程.能谱仪和X射线电子能谱分析表明,去除过程是一个自发吸热的配位离子交换反应.本实验表明,天然磁黄铁矿是一种有潜力的除砷吸附剂.