植被类型对黄土丘陵区流域土壤有机碳氮的影响

恢复植被是遏止水土流失和提高土壤有机碳氮(SOC,TSN)积累的重要措施。以黄土丘陵沟壑区燕沟流域为基础,分析了主要植被类型的SOC,TSN变化及其分布特征。结果表明,自然恢复的辽东栎群落SOC含量为29.5g/kg,其次为黄刺玫,狼牙刺群落11.6～21.3g/kg,铁杆蒿(+长芒草)群落为8.4～10.6g/kg。人工建造的刺槐林5.53～11.9g/kg,小叶杨12.8～18.4g/kg,沙棘群落为8.7g/kg,仁用杏为4.7g/kg,苹果园SOC含量3.4～3.9g/kg,退耕苜蓿为4.2g/kg,耕地3.3～4.8g/kg。自然恢复的灌丛群落和人工乔木群落可有效地改变坡面SOC含量与分布。土壤有机碳氮具有显著线性关系,而C/N比例和作用区间随着农田到林地的演变而变大。     

黄土高原生态环境的恶化及其对策

由于种种原因,黄土高原生态环境脆弱现象日益扩张,水土流失、沙漠化、干旱、沙尘暴等灾害频繁发生,生态环境的可持续性引起了科技工作者的关注。利用历史资料,从黄土高原2000a左右的自然灾害发生频率、森林植被的严重破坏、土壤侵蚀的不断加剧、人口的无限制增长以及近几十年来黄河的频繁断流等几个方面出发,说明了黄土高原生态环境在这些重要因素的影响下,表现出明显的不可持续性发展,并提出了相应的防治对策,包括加强人口控制、加快植被的恢复与重建、节约利用水资源以及提高利用效率等。该研究的目的并非消极悲观,而是正确认识黄土高原生态环境的演变历史,树立国民的环境忧患意识和可持续发展的思想,为实现黄土高原的生态安全和持续发展提供科学依据。     

黄河支流非点源污染物(N、P)排放量的估算

为了估算黄河支流域非点源污染物的排放量,为今后黄河流域的治理提供科学的依据,对黄河流域的6个子流域(渭河流域、泾河流域、洛河流域、无定河流域、窟野河流域、黄甫川流域)进行了水样、土样和泥沙样的采集分析;结合6个子流域的多年水文资料,利用已经被证明了的平均浓度法对黄河6个子流域的氮磷污染物进行了定量描述,估算出各个流域的氮磷排放量.结果表明,95%的全磷、大于53%的全氮来自于非点源污染,非点源污染是造成黄河污染的主要原因.各流域非点源污染的发生具有明显的地域分异特征.硝态氮主要来自于渭河,铵态氮主要来自于泾河,其次是渭河.从全氮看,绝大部分氮来自于渭河和泾河.全磷则主要来自于泾河,其次是渭河.泾河和渭河是6条河流中对黄河污染物排放量贡献最大的2条河流.     

蔬菜类废弃物甲烷发酵的产气潜能及过程特征

蔬菜废弃物具有适合厌氧发酵的特性。采用Batch实验方法,对5种常见的蔬菜废弃物的产气潜能进行研究,并在此基础上进一步对厌氧发酵过程限制性步骤及物质转化特征进行分析。研究结果表明:5种蔬菜废弃物累积产甲烷量在发酵0~10 d内增加较快,土豆和白菜废弃物产甲烷潜能最大,分别达到102 mL·g~(-1)(VS),和83 mL·g~(-1)(VS),而黄瓜废弃物的甲烷化潜能较低,只有35 mL·g~(-1)(VS)左右。动力学参数拟合表明:土豆和白菜废弃物厌氧发酵水解、酸化、乙酸化和甲烷化各过程转化速率都明显高于其他废弃物,并且各过程最大转化潜能也较其他类蔬菜高出2倍之多。厌氧发酵限制性步骤分析表明,快速水解生成的SCOD不能有效地转化为VFAs,限制了白菜废弃物厌氧消化的后续转化,而VFAs的累积则是胡萝卜、黄瓜和土豆废弃物厌氧发酵的限制性步骤,SCOD以及VFAs同时累积是茄子废弃物发酵过程的显著特征。对各物质发酵过程物质转化特征分析表明,各废弃物由于4 d以后甲烷菌对乙酸的利用减慢,导致丙酸向乙酸的转化减慢而发生累积现象,10 d以后由于产酸过程的减弱,累积的丙酸盐逐渐转化。     

产业结构演变的流域水环境响应研究——以社渎港流域为例

以太湖15个入湖河流之一的社渎港为研究对象,利用社渎港流域的水环境质量监测数据、工业企业污染排放调查数据、环境统计数据及社会经济统计数据,对社渎港流域产业结构的合理性进行了诊断,并采用典型相关分析方法探讨了产业结构演变对水环境的影响。结果表明,研究区的工业污染总体上得到了较好控制,其中屺亭街道的工业污染排放最为严重;城乡生活污染和农业面源污染是研究区水环境质量恶化的主要原因,城乡生活污染对COD和氨氮入河量的贡献率较高,分别为46.59%和60.55%,农业面源污染对TN和TP入河量的贡献率突出,分别为64.05%和76.50%;研究区产业结构与钱纳里三次产业结构模式(产业结构合理程度的参照标准)的Hamming贴近度从2001年的0.83下降到2007年的0.77,产业结构不尽合理,且不合理程度逐渐加剧;研究区第一产业对TN和TP入河量的影响最为显著,第三产业对氨氮和COD入河量的影响最为明显;可通过优化产业结构来减轻研究区的水环境污染状况,产业结构调整的主要目标应为降低第二产业产值比例及增加第三产业产值比例。     

区域经济重心及 COD、SO_2、TSP排放重心演变路径分析——以江苏省为例

运用重心模型,采用1996~2006年江苏省经济和环境数据,计算出各年份GDP、工业产值、COD、SO ₂和TSP排放重心坐标,揭示江苏省经济重心和环境污染排放重心变化轨迹及演变规律,以期为江苏省环境宏观战略决策及生态省建设提供理论参考。研究表明,经济重心总体上向东南方向偏移,GDP重心偏移距离为14.81 km,工业产值重心偏移距离为12.84 km;经济重心在南北方向上的偏移程度大于东西方向的偏移程度。环境污染排放重心也向东南方向偏移,COD和TSP排放重心轨迹呈现较大变化,SO2排放重心轨迹变动较小;COD排放重心偏移距离为79.26 km,SO₂排放重心偏移距离为15.73 km,TSP排放重心偏移距离为42.24 km;各污染排放重心轨迹在不同时段表现出不同特点。COD、SO₂和TSP排放重心相对于经济重心偏向于西北方向,且COD排放重心近年来明显趋向于工业产值重心;COD排放重心和TSP排放重心与经济重心存在着强正相关.     

机动车大气污染物排放清单构建的研究

随着机动车保有量的增加,大气污染物排放已经成为空气污染的一个重要来源,总结出一套完整的机动车大气污染物排放清单建立方法,即从机动车车况调查着手,掌握研究区域机动车基本情况,然后通过实洲或排放模型方法确定机动车排放因子,配合道路状况的调查,建立宏观、中观或微观等不同尺度的机动车大气污染物排放清单.另外,在整个排放清单建立过程中设置数据来源质量保证,选择合适的不确定性定量分析方法.通过探讨每个步骤中目前所采用的方法和存在的问题,以拓宽刚涉足机动车大气污染物排放清单方面研究者的思路.     

微生物生理群在猪粪秸秆高温堆肥碳氮转化中的作用

在自制的强制通风静态堆肥反应箱中,猪粪与秸秆以鲜重7∶1的比例进行了堆肥化实验,在堆制的23 d里根据堆温变化分阶段采集堆肥样品,利用MPN法测定了堆料中纤维素分解菌和氮素微生物生理群的数量变化,同时测定了相应的碳、氮含量。结果表明,纤维素分解菌在稳定腐熟阶段较多,对于后期有机碳的降解和腐殖质含量的增大起了很大的作用,在堆制的23 d里,腐殖质增加了2.4%。整个堆制过程中,氨化细菌的数量最大且与氨气释放浓度和铵态氮含量呈显著正相关,都在高温期增加,降温期后减少,氨化细菌的数量在高温期的增加率远高于降温期后的减少率,而铵态氮在高温期的增加率远低于在降温后期的减少率,铵态氮总体上减少了74.1%;亚硝化细菌数量与硝态氮呈正相关;反硝化细菌数量在降温期上升幅度较大,堆制结束时为堆制初期的13倍,且与堆肥中硝态氮含量呈正相关;硝态氮含量增加了87.5%;堆肥后期硝态氮的增加可能与堆肥中存在能进行硝化作用的反硝化细菌有关。固氮菌数量在堆制结束时达堆制初期的2.61倍,主要在降温期增加较多,对堆肥中有机氮的形成起很大作用。     

快腐剂对畜禽粪便堆肥过程中腐熟度的影响

以牛粪、菌糠和鸡粪等为材料按照两种比例调配为混合基质,在添加或不添加快腐剂的条件下在发酵桶中进行为期38 d的堆肥发酵实验,通过对发酵产物的温度、p H值、总有机碳、C/N、硝铵态氮含量和种子发芽指数等指标变化的研究,揭示了快腐剂对发酵过程的影响。结果表明,虽然快腐剂对有机物料的温度、C/N比无显著的影响,但可以促进铵态氮向硝态氮的转化,在16 d时使发酵产物NH+4-N/NO-3-N比值降为0.15,达到腐熟标准(0.16);提升种子发芽指数,在腐解29 d时使种子发芽指数达到82.76%,达到完全腐熟指标(0.8),比不添加快腐剂的处理提前了4 d左右。快腐剂的作用效果受腐解物料配比的影响。     

POPs废物处置技术多目标决策筛选研究

采用层次分析法对国际上较为成熟的9种POPs废物处置技术进行综合评价,筛选出适合我国的POPs废物处置技术. 从经济指标、环境指标和技术指标3个影响因素建立递阶层次结构模型,每个指标又细分为若干个子准则. 根据模型及评价指标体系设计专家咨询表,发放给POPs相关领域的专家打分. 采用matlab对评价结果进行数值分析,得到9种处置技术的总权重,其中分值最高的处置技术有:水泥窑共处置0.174 8,高温焚烧0.172 7;其次是安全填埋0.107 1,热解吸0.107 0,原位玻璃化0.103 0;最后是深井灌注0.086 9,超临界水氧化0.084 1,碱催化脱氯0.082 3,碱金属还原0.082 3.表明高温焚烧和水泥窑共处置是目前我国POPs废物处置技术的较佳之选.