黄河流域城市水资源利用效率评估及需水量估算

以黄河流域54个地级及以上城市市辖区为研究对象,基于样本数据正态分布统计规律和影响水资源利用效率客观因素的城市分类,建立了全国总体和不同类型城市万元GDP水耗、人均综合水耗、人均生活水耗等指标的水资源利用效率标杆体系,据此对黄河流域城市市辖区水资源利用效率进行对标评估.结果发现,黄河流域城市万元GDP水耗整体水平一直处于全国中等水平,人均综合水耗、人均生活水耗在全国地级及以上城市和相同类型城市中整体处于中等偏上水平,52%和57%的城市人均综合水耗和人均生活水耗呈现上升趋势.同时,基于灰色系统预测模型和队列要素法估算了黄河流域“十四五”经济社会发展规划期间的城市市辖区水资源需求总量,测算得出2020年、2025年黄河流域市辖区需水量主要集中于三门峡河段以东下游的地级及以上城市,整体水资源需求总量将会明显下降,2020年和2025年的需水总量较2017年分别下降14.42%和9.48%.本研究将为黄河流域城市水资源利用效率目标设定和供水总量预测提供相应的技术参考.     

中国民航业中长期碳排放预测与技术减排潜力分析

基于LEAP构建自下而上的中国民航业能源系统模型,设置冻结、现有政策、力度、替代和革命五组情景,深入分析民航业的驱动因子和发展趋势,探讨中国民航业中长期低碳发展的技术路径.结果显示,预计2060年左右人均乘机次数翻两番,突破2人次,冻结情景下2060年会带来高达6.9亿t的碳排放.力度情景下,民航业碳排放有望在2044年左右达峰,峰值水平控制在3亿t左右,40年累积减排近50%,仅需增加约1万亿人民币的成本.稳步推进机队更新换代,加快基础设施提升和运营操作改进,发展可持续航空燃料是民航业必须依赖的减排手段,分别能带来44.1%、29.5%和26.4%的减排量.因此,民航业要尽早制定行业"双碳"目标和实施路径计划,中短期统筹推进空域改革、空中交通管理和航司精细化管理,大力支持国产大飞机的发展,长期推动可持续航空燃料全产业链商业化和市场化.     

大规模空气质量监测数据缺失处理方法实证研究

基于2016年1月至2021年7月的全国1654个国控监测点小时级的6种污染物空气质量监测数据,研究缺失值处理方法、效果及其影响.模拟实验表明交替最小二乘下的低秩矩阵插补算法相比于其他缺失值处理方法拥有更小的均方根误差、平均百分比误差,更高的相关系数和更快的运算速度,在大规模数据集上性能更优.实证分析表明应用文本方法得到的插补值是有效且合理的,缺失值插补前后污染物浓度评估值会有±10%以内的变化,插补后的数据集更加准确和完备.本文建议在基于空气质量监测数据研究时应先采用本文中的缺失数据处理方法,对监测数据中存在的缺失数据进行插补,提高研究所使用监测数据的完整性,保证相关计算结果的准确性和有效性.     

全球稀土贸易的资源环境净效益与公平性

为解决稀土资源贸易的资源环境不公平问题,结合生命周期评价方法与成本效益分析方法,核算了稀土资源产品国际贸易中所有国家的实际资源环境净效益,并判断未来国际制造业的三大主要发展趋势带来的影响.结果表明,2018年稀土资源产品国际贸易的实际资源环境净效益高达85亿美元,主要贡献来自于稀土原材料产品.未来国际制造业的发展格局下,尽管绿色发展与气候目标政策会降低17%的净效益,但依然是改善资源环境不公平问题的关键政策路径;产业链转移重构政策会减少11%的净效益,加剧经济水平较低国家的资源环境不公平问题;新兴制造业发展政策会增加76%的净效益,但经济水平较低国家的资源环境不公平问题依然较为严峻.     

SBR活性污泥系统去除模拟废水中Pb2+的研究

为了考察不同Pb2+浓度(3、5、10 mg/L)下,SBR活性污泥系统对模拟含铅废水中Pb2+的去除效果,分析了活性污泥去除Pb2+的影响因素,并采用动力学模型、红外光谱及X射线能谱对活性污泥吸附Pb2+的机理进行了研究. 结果表明:①Pb2+浓度分别为3和5 mg/L时,SBR活性污泥系统对模拟含铅废水中Pb2+的去除率均在98%以上,该系统中活性污泥的Pb2+吸附量为6.2 mg/g;Pb2+浓度为10 mg/L时,SBR活性污泥系统运行后期Pb2+的去除率有所下降,这与该系统Pb2+累积量(351.6 mg)过高有关. ②在Pb2+长期作用下,SBR活性污泥系统各试验阶段的MLSS均会经历先下降再恢复的过程,且该系统中生物多样性和物种丰富度明显下降,可逐渐筛选出对Pb2+耐受性较强的微生物. ③SBR活性污泥系统去除Pb2+的适宜pH范围为6~7,最佳温度为25 ℃. ④活性污泥对Pb2+的吸附机理主要表现为化学吸附作用,包含表面有机络合、离子交换等过程. 研究显示,SBR活性污泥系统更适用于处理低浓度(3、5 mg/L)的含Pb2+废水.      

水环境中苯丙胺类物质的快速前处理方法

在国内外研究的基础上,应用固相萃取技术,建立并优化了适用于野外条件的3种常见精神活性物质（甲基苯丙胺、苯丙胺和麻黄碱）的快速前处理方法.比较了污水快速前处理条件（样品pH值和上样流速）对目标物回收率的影响.结果表明,在本文测试条件下,理想的快速前处理参数为使用Oasis HLB柱,在碱性条件、流速为20mL/min的情况下加载样品.与传统方法相比,快速前处理方法所得的目标物浓度稍有降低,但仍很好地反映了生活污水中的目标物浓度水平和变化特征.北京、广东两地的野外验证结果显示,该方法对南北两地生活污水和地表水样品的处理效果都比较稳定.     

低DO对活性污泥系统碳和氮去除影响的研究

考察了长期低溶解氧（DO）条件下推流式活性污泥系统碳和氮去除的效果,并从微生物群落结构及动力学特征方面进行了机理分析. 结果表明, 将DO浓度从2.0mg/L降低至0.3mg/L,系统仍可有效地去除污水中的碳和氮,但当DO降低至0.3mg/L时, 系统的脱氮性能波动较大. 随着DO浓度的降低, 系统中细菌的总体群落结构发生改变, 但功能菌群仍为Proteobacteria,约占65%.Nitrosomonas oligotropha、Nitrobacter winogradskyi spp.和Group1Nitrospira等是低溶解氧条件下的主要硝化细菌. qPCR结果显示DO从2.0mg/L降至0.5mg/L时硝化细菌（主要是Nitrospira）得到富集, 保证了低DO条件下的完全硝化. 硝化反应动力学分析也表明, 在一定范围内降低DO可以延迟细菌衰亡以维持活性污泥系统中硝化细菌的生物量. 本研究可为污水处理厂降低DO实现节能运行提供理论支持.     

基于31省MRIO模型的中国省际碳转移及碳公平研究

基于MRIO模型方法自主编制了2012年中国区域间投入产出表,测算了中国31省在生产者责任和消费者责任视角下的碳排放量,以及省际贸易隐含碳转移量.在此基础上,分别从各省在省际贸易隐含碳净转移与隐含GDP净转移之间的关系、污染贸易条件值以及碳基尼系数三个方面分析了我国省际碳公平性问题.由于经济发展水平、资源禀赋、产业结构和能源结构的差异,各省在生产者和消费者视角下的碳排放量存在明显差异;隐含碳净转入省份多位于西部或属于欠发达省份,隐含碳净转出省份多为经济发达省份.中国31省在省际贸易中存在着明显的碳不公平现象,部分发达省份不仅让外省承担了自身的部分碳排放,而且获得了来自外省的GDP净输入,污染贸易条件值也小于1,在碳排放空间分配及经济效益上均处于绝对优势地位;而部分西部省份不仅为外省承接了部分碳排放还对外省净输出了GDP,污染贸易条件值也大于1,在碳排放空间分配和经济效益上均处于绝对劣势地位.2012年我国31省碳基尼系数在消费者责任视角下为0.24,在生产者责任视角下则达到了0.31,表明生产者责任视角下我国省际碳排放空间分配不公平性有所增强.     

土壤和地下水污染的监控自然衰减修复技术研究进展

我国土壤和地下水污染形势严峻,污染场地数量巨大、类型复杂,相应的管理和修复技术体系仍然滞后.监控自然衰减（MNA）作为一种基于污染风险管控的场地修复和长期监测方法,是土壤和地下水污染修复中较为经济和有效的方法之一,可以实现修复的成本效益最大化.近几年来MNA在美国污染场地修复中的应用比例约占30%左右,场地修复的平均成本为数十万美元.本文介绍了MNA方法的来源和发展,总结了MNA的国内外研究应用进展和相关的核心技术手段,与典型修复方法的成本进行了比较,以期为MNA相关的研究和应用提供参考借鉴.     

中国的能源回弹效应及其对实现“十三五”节能目标的影响

通过构建中国能源经济递推动态CGE模型,分别模拟了改善我国整体经济能效、单独提升不同品种能源利用效率以及仅提升高耗能行业能效的回弹效应,同时模拟了2012~2020年我国能源回弹效应的变化趋势及对我国实现“十三五”节能目标的影响.结果显示：我国存在能源回弹效应,整体经济的能源回弹效应在36%左右;全社会整体能效的提升更有利于我国节能,能效改善有利于我国减少煤炭使用但可能导致部分行业电力消耗的反弹;2012~2020年我国的能源回弹效应呈缓慢上升趋势,如果不配套相关措施我国“十三五”能效改善目标的实现将面临挑战.