日本水环境质量监测管理概述

伴随着日本经济的高速发展,其水环境污染问题十分严峻,防治水污染成为日本政府在20—21世纪的重要工作之一。经过几十年的努力,日本水污染治理取得长足进展。目前日本水环境监测已经形成由水和土壤等方面组成的水循环监测体系,包括地表水、近海、湖泊、地下水和土壤等。在日本的重要环保法律法规中均有涉及水环境监测工作内容的明确法律条文,国家行政机关、地方政府和公立的科研单位在具体实施水环境质量监测过程中的职责和义务不同,水环境质量监测管理的国家行政机关以环境省为主,地方政府根据环境省制定的水环境质量标准、监测技术方法及规范,制定所辖地域的监测方案并实施监测,公立的环境科研机构在环境质量监测工作中起到重要的支撑作用。笔者概述了日本开展水环境质量监测的法律依据和监测管理情况等。     

典型地区农用地污染调查及风险管控标准探讨

针对《土壤污染风险管控标准——农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618—2018),提出以土壤中全量浓度筛选值和管控值作为衡量农用地土壤污染风险管控的标准,对湖南省部分稻田农用地土壤及点对点稻米样品中镉、铅、砷、汞的总量和有效态浓度及稻米中含量进行监测,根据重金属总量浓度分为低风险、中风险、高风险3组。结果显示:(1)土壤及稻米中镉含量基本为随着风险级别的升高而增加,铅、砷在土壤和稻米中含量无规律性结果,汞监测结果均为未检出。(2)低风险组稻米镉超标率为12. 0%,高风险组稻米镉达标率为33. 3%,表明利用总量浓度对农用地土壤潜在风险进行分组存在一定的局限性。(3)依据4种重金属在土壤中总量及稻米(早稻)中含量情况,对风险级别进行调整并综合判断:有58个样品为低风险组,占样品总数的68. 2%,超标率为零;有15个样品为中风险组,占样品总数的17. 7%,超标率为80. 0%;有12个样品为高风险组,占样品总数的14. 1%,超标率为100. 0%。调整后评价结果与上述标准的划分目标更接近,能够提高上述标准的准确性和实用性。     

乡村生活空间网络结构特征与优化——以江汉平原典型乡建片区为例

乡村生活空间网络是一定地域乡村居民依托社区节点,通过日常生活实践彼此联系而形成的社会空间系统,探究其空间结构与优化策略对认识乡村生活空间内涵、重塑乡村日常生活秩序具有重要意义。以江汉平原典型乡建片区培育的9个节点社区为研究对象,基于乡村生活空间网络三元系统,构建社区生活质量指标体系,运用改进引力模型与社会网络分析法描述网络结构总体与节点特征,提出乡村生活空间网络优化策略。研究表明：区域乡村生活空间网络结构处于发育阶段,网络兼具整体松散与局部集聚特征,社区间联系正在加强;乡村生活空间网络节点质量有待提升,网络呈现层次清晰的3级节点体系,核心节点虽具有无法替代的网络地位但本身质量不高,次级节点的结构具有相似性需要择优培育,边缘节点需要丰富网络内外联系;基于此,必须构建“1心、8点、1轴、3区”的乡村生活空间网络结构。为评估并识别区域网络节点特征,预测并构建区域网络化发展体系提供了新思路,为平原农区的乡建片区提供了网络化发展的新模式。     

运用碳氮稳定同位素技术探究中华绒螯蟹与无齿螳臂相手蟹的营养生态位特征

为进一步保护中华绒螯蟹栖息地和种质资源,科学评估长江蟹类的营养关系及资源的可持续开发利用,运用稳定同位素技术分析了在长江靖江、新开沙及狼山沙3个采集区域的中华绒螯蟹和无齿螳臂相手蟹的稳定同位素特征,并根据δ13C、δ15N值分析二者的生态宽幅及营养生态位面积。结果表明：中华绒螯蟹与无齿螳臂相手蟹的δ13C、δ15N值差异均具有统计学意义（P＜0.05）。中华绒螯蟹的δ13C值频率分布相对集中在-25.00‰~-23.00‰;无齿螳臂相手蟹的δ13C值频率分布相对集中在-26.00‰~-24.00‰,表明两种蟹均对某种饵料生物有所偏好,且中华绒螯蟹的δ13C值频率分布范围大于无齿螳臂相手蟹,表明其食物来源更广。中华绒螯蟹与无齿螳臂相手蟹的营养生态位存在重叠,表明二者存在饵料竞争关系。其中靖江江段两种蟹的营养生态位重叠程度最大,表明二者在靖江江段食物竞争最激烈。中华绒螯蟹的δ13C值变幅(CR)、δ15N值变幅(NR)及营养生态位总面积(Ta)均大于无齿螳臂相手蟹,说明中华绒螯蟹对于饵料资源的竞争能力更强。     

石化装置安全仪表系统KooN表决结构的误跳车率定量分析

为了更准确量化安全仪表系统的误跳车率,基于联锁回路SIF中传感器、逻辑解算器、执行机构引发误跳车的不同失效机理和模型,考虑共因失效对误跳车率的影响,提出1种更符合实际并适用于异型KooN结构的新子系统误跳车率计算模型（STR of Non-identical Redundant System,SNRS）。针对SIF回路的误跳车率计算,建立了1种分析安全联锁SIF回路误跳车率（Reliability based Spurious Trip,RST）的计算框架。研究结果表明:以某聚丙烯装置第三反应器保护系统为例,将SNRS和RST方法与目前主流的多种计算方法进行数值计算对比,验证了方法的有效性,能够有效进行定量分析。     

羟胺强化Fenton反应降解水中氯酚

针对传统Fenton体系Fe（Ⅲ）累积和pH适用范围过窄等缺点,采用羟胺（HA）强化的HA-Fenton体系,以对氯苯酚（4-CP）为目标污染物进行降解实验,考察了Fe（Ⅱ）投加量、H2O2投加量、HA投加量和溶液pH等工艺条件对4-CP去除率的影响。实验结果表明：HA-Fenton体系适用于酸性和弱酸性条件,最佳pH范围为3.0~4.0;在溶液pH为3.0、Fe（Ⅱ）投加量为5.0 μmol/L、H2O2投加量为0.4 mmol/L、HA投加量为0.20 mmol/L的最适条件下,反应10 min, 4-CP去除率达64.25 %。     

Irrigation Water Allocation Using an Inexact Two‐Stage Quadratic Programming with Fuzzy Input under Climate Change

Agricultural irrigation accounts for nearly 70% of the total water use around the world. Uncertainties and climate change together exacerbate the complexity of optimal allocation of water resources for irrigation. An interval‐fuzzy two‐stage stochastic quadratic programming model is developed for determining the plans for water allocation for irrigation with maximum benefits. The model is shown to be applicable when inputs are expressed as discrete, fuzzy or random. In order to reflect the effect of marginal utility on benefit and cost, the model can also deal with nonlinearities in the objective function. Results from applying the model to a case study in the middle reaches of the Heihe River basin, China, show schemes for water allocation for irrigation of different crops in every month of the crop growth period under various flow levels are effective for achieving high economic benefits. Different climate change scenarios are used to analyze the impact of changing water requirement and water availability on irrigation water allocation. The proposed model can aid the decision maker in formulating desired irrigation water management policies in the wake of uncertainties and changing environment.     

双重外部性约束下中国资源型企业绩效研究

中国资源型产业的可持续发展受到代际外部性与环境外部性的双重制约,却长期存在过度进入导致的过度开采,加剧了资源型企业的产能过剩与配置扭曲,但与此相关的"结构-行为-绩效"关系研究尚未将外部性纳入考量。本文引入双重外部性,构建了"SCP-2E"模型,并基于80家资源开采上市公司2011-2014年的面板数据,首先运用使用者成本法和条件估值法分别估算了代际外部性和环境外部性,然后将它们作为企业行为的因变量和影响绩效的自变量分别纳入资源型企业的SCP-2E模型中,同时考虑双重外部性下市场结构、所有权性质等因素对绩效的影响。结果发现,中国资源型产业有着明显的周期性特征,而2011年以来资源型企业的兼并重组只是单纯扩大了企业规模,而没有切实提高企业效率;进一步结合企业规模和所有权性质的相关性来看,大型企业多以国有企业为主,由此说明企业规模扩大、绩效却显著降低的原因在很大程度是由于国有企业的低效率造成的;另外,目前企业绩效的提高,主要还是依赖于地区经济增长的拉动,但在用电量增速较快的地区,也伴随着较大的环境外部性损失,暂时没有受到资源枯竭的约束。基于以上结论,本文认为,监管部门应加强资源开采权的审查,提高资源型企业的进入门槛和技术标准,适当鼓励企业在不增加生产投资和规模的前提下,通过技术进步和劳动效率的提高提升绩效,而国有企业改革力度重点应放在解决大型国企的低效率问题上。政府应该权衡经济增长与代际和环境负外部性,在保证能源、资源安全的前提下,鼓励和扩大可耗竭资源的进口,逐步建立国家和企业的战略资源储备制度。     

三峡库区典型土壤酸碱缓冲性能及其影响因素研究

受酸沉降和化肥施用等外源性酸输入的影响,三峡库区土壤面临着严重的酸化威胁。通过选取三峡库区两种典型土壤(紫色土和黄壤)作为研究对象,采用酸碱滴定法对土壤酸碱缓冲性能及其影响因素进行了研究。结果表明:在一定的p H范围内,紫色土(p H 6.5~2.5、6.2~11.5)和黄壤(p H 5.6~2.8、5.5~10.7)的p H变化与外源性酸、碱加入量均呈线性相关关系。通过分段拟合获取的缓冲容量结果显示,紫色土酸、碱缓冲容量分别为101.3、34.6 mmol/kg;而黄壤酸、碱缓冲容量分别为105.3、38.0 mmol/kg。黄壤和紫色土主要受碳酸钙与阳离子交换的缓冲作用;缓冲体系及初始p H、机械组成等土壤理化性质的不同是导致库区典型土壤酸碱缓冲容量差异的主要原因,总体表现为黄壤酸、碱缓冲性能略优于紫色土。此外,由于近年来酸沉降和氮肥用量的增加,使得库区土壤面临的酸化威胁呈上升趋势。该结果对库区土壤环境容量和典型土壤酸化潜势等研究具有参考价值,还可为区域外源性酸临界值评估以及应对策略制定提供理论依据。     

基于地面监测数据的2013~2015年长三角地区PM2.5时空特征

近年来,长三角地区灰霾天气持续增多,空气细颗粒物污染问题日益突出。基于2013年1月至2015年5月长三角地区及周边缓冲区内共214个空气质量监测站点PM_2.5逐时监测数据,运用普通克里金插值方法,从年、季、月尺度上分析了PM_2.5的空间分布格局和时间动态变化。结果表明:(1)2 a来,长三角地区PM_2.5浓度空间分布明显呈现整体北部高南部低,局部地区略有突出的分布特征;长三角地区PM_2.5浓度年均值为57.08μg/m³;其中,江苏省PM_2.5的年均值为三省市最高,为65.84μg/m³;其次为上海市,年均值为53.87μg/m³;浙江省PM_2.5的年均值较小,为51.53μg/m³。(2)从季节尺度分析,长三角地区PM_2.5浓度变化表现出冬春季高,夏秋季低的变化趋势;这与区域内冬季风向来源、降水稀少、气象扩散条件差有着密切的关系; (3)长三角地区月浓度变化大致呈U形分布; 12月份PM_2.5浓度最高; 3月份以后, PM_2.5浓度开始呈逐步下降趋势;在5~9月份,区域PM_2.5处于"U"字的谷底,其中6月份夏收时期秸秆焚烧、气象等因素导致PM_2.5浓度有略微升高;进入10月份后迅速攀升,且11、12月份呈现持续升高态势。