有机垃圾组分种群增长及修正一级产气动力学研究

以米饭、鸡蛋清、生菜、肥肉馅为原料,分别代表淀粉、蛋白质、纤维素、脂肪进行厌氧消化产沼气实验,并用种群增长模型和修正一级产气模型进行拟合.结果表明:脂肪的厌氧消化过程用修正Gompertz方程拟合效果较好,其余物料用Logistic方程拟合效果较好;脂肪的延滞期最长,为13 d,其次是蛋白质、纤维素,其值分别为8.72 d、6.24 d,淀粉的延滞期接近零.同时,建立了修正一级产气模型,并在延滞期之后用其模拟4种有机物厌氧消化产气过程,发现淀粉水解过程更趋向于遵循圆柱形颗粒模型,蛋白质、纤维素和脂肪水解过程更趋向于片状颗粒模型,淀粉和蛋白质的水解产气速度较快,脂肪稍慢,纤维素最慢;在延滞期内蛋白质和纤维素累积沼气产率都遵循零级水解动力学,脂肪的累积沼气产率遵循三次函数模型.在综合分析的基础上,得到了整个实验周期的产气动力学模型.     

垃圾填埋场有机污染物的生物降解机理

概述了垃圾填埋场中微生物的作用特性，微生物对有机污染物的降解及其影响因素，介绍了有机污染物降解的两种生化动力学模型：“速度指数模型”和“双曲线速度模型”，以及垃圾降解的动力学方程。     

光合细菌黑暗好氧降解2-氯酚的特性研究

研究了光合细菌PSB-1D在黑暗好氧条件下处理2-氯苯酚时的降解规律和影响因素。考察了不同培养时间、碳源、氮源、初始pH值、PSB-1D接种量、摇床转速、不同初始2-氯苯酚浓度等因素对PSB-1D生长和2-氯苯酚处理效果的影响。结果表明:以葡萄糖、硫酸铵和酵母膏作为最佳碳氮营养源,初始pH值为7.0、接种量为10%、摇床转速为130r/min为最佳工艺条件,在此条件下PSB-1D处理2-氯苯酚降解率可达61.50%。黑暗好氧条件下光合细菌PSB-1D降解2-氯苯酚的规律符合一级降解动力学模型。随着初始2-氯苯酚的浓度逐渐由20mg/L提高到150mg/L,半衰期由39.36h延长为92.88h,也即2-氯苯酚浓度越高,降解所需的时间越长,降解速率常数Kb亦逐渐减小,由0.01754mg(/L·h)降到0.007458mg(/L·h)。     

生计多样性对农户参与农田生态补偿政策响应状态的影响——以上海闵行区、苏州张家港市发达地区为例

农田生态补偿政策是采用经济手段激励农户对农田生态系统服务功能进行保育和维护,解决因市场失灵造成生态效益外溢的一种有效方式,对于改善农田生态环境、提升农地开敞空间、增加农户收益具有积极作用。论文从发达地区农户生计多样性角度入手,利用结构方程模型分析农户生计多样性对农户参与补偿政策的支持意愿、政策实施效果响应的影响。结果表明:①农户基本特征、家庭特征、生计多样性特征、村庄发展特征在5%的水平下对农户在农田生态补偿政策上的支持意愿具有正向影响;②农户基本特征、家庭特征、生计多样性特征在5%的水平下对农户在补偿政策实施效果上的响应具有正向影响,农户村庄发展特征在5%的水平下对其具有负向影响;③农户生计多样性特征是影响农户补偿政策支持意愿最主要的因素,是影响补偿政策实施效果响应的次要因素。这表明补偿政策实施后,农户生计多样性特征对于提高农户对补偿政策支持意愿与政策实施效果响应方面具有积极的作用。把握三者之间的关系有利于政府制定和完善现有农田生态补偿政策,为引导农户生计多样性发展提供参考。     

快速城市化背景下不同建设用地扩张的驱动差异探讨：以浙江省义乌市为例

已有城市扩张文献多将建设用地视为单一对象,而较少考虑不同类型的建设用地可能受差别化的驱动因素的影响。针对此,论文以浙江义乌为例,采用无序多分类Logistic回归模型,分析了2006—2014年间义乌商住用地与工业用地扩张所受驱动力的差异。结果表明：商住用地与工业用地扩张均受到自然环境、社会经济区位、邻域状态及空间政策等多重因素的综合影响,但也存在明显的内部差异：一是驱动商住用地扩张的因素并不必然作用于工业用地,反之亦然;二是作用于两类用地扩张的同一驱动因素,其作用方向也可能截然相反;三是对两类用地扩张具有相同作用方向的驱动因素,其作用强度也往往不同,并形成了义乌“产城分离”的城市发展格局。论文揭示了城市化背景下不同建设用地扩张的驱动差异特征,对现有驱动力研究进行了一定拓展,能够为城市规划和城市用地分类管理提供科学依据和直接参考。     

基于车流和大气污染物浓度同步增量的机动车平均排放因子估算方法

机动车尾气排放已成为城市大气污染的主要来源并受到了高度关注.机动车排放因子是反映机动车排放状况的最基本参数,但实测排放因子代价较高、代表范围有限,基于国外排放模式估算的排放因子又与我国的实际排放状况存在一定差距.本研究首先基于早高峰时段车流量和道路附近大气污染物浓度呈近线性增加、气象条件和背景污染物浓度相对稳定的特征,将时段内污染物浓度的增加主要归因为车流的增加,从而建立车流和污染物浓度增量之间的关系;然后采用无限线源高斯扩散模式,反推道路实际行驶机动车的平均排放因子.以北京市一条主干道为例,利用早高峰车流量、污染物浓度、气象观测数据,进行了实例研究,并将研究结果同COPERT4排放模型的预测结果进行了对比.本研究和COPERT4排放模型预测的8月一氧化碳平均排放因子分别为2.0 g·km-1和1.2 g·km-1,12月分别为5.5 g·km-1和5.2 g·km-1.结果表明,本方法估算的机动车排放因子在数值大小及季节变化上均与COPERT4排放模型较为接近.所提方法通过消除背景浓度的干扰,为实时获取车队实际排放因子提供了一种新思路.     

土壤优先流的理论研究和试验分析

在活动流场模型的基础上建立了新的溶质运移控制方程,研究了流场分形特征参数的计算方法;采用4组染色示踪试验资料,分析了活动流场模型模拟土壤水流运动和溶质运移宏观非均匀特征的适用性.模拟分析表明,活动流场模型能较准确地捕捉到土壤中的优先流特别是不稳定流的宏观运动特征;土壤存在大孔隙结构的情况下,水流和溶质将更快的迁移到深层土壤,活动流场模型模拟计算的入渗深度偏小,但大于连续性模型的模拟计算结果;当土壤中的大孔隙结构较少时,活动流场模型模拟预测的土壤含水率分布和溶质浓度分布与实测结果比较一致.     

延河流域降雨侵蚀力时空分布特征

降雨侵蚀力(R)反映了降水引起土壤水蚀的潜在能力,其时空分布规律定量研究是进行土壤侵蚀预报的基础.利用延河流域22个雨量站24a逐日降雨资料,分析了该区降雨侵蚀力的时空分布特征.结果表明,降雨侵蚀力与降雨量、侵蚀性降雨量具有一致的年内年际变化趋势.降雨侵蚀力年内变化为单峰型,集中分布在5～9月,占全年R值的91.61%.降雨侵蚀力多年平均值为1580.58MJ.mm.(hm2.h.a)-1,最高值(1981年)为2417.70MJ.mm.(hm2.h.a)-1,最低值(1999年)仅585.29MJ.mm.(hm2.h.a)-1,年际间变化为中等变异,变异系数为0.32.烧房砭站多年平均R值最大,为2190.33MJ.mm.(hm2.h.a)-1,镰刀湾和杨山站多年平均R值最小,分别为1151.37MJ.mm.(hm2.h.a)-1和1146.87MJ.mm.(hm2.h.a)-1.R值与侵蚀性降雨量具有一致的空间分布格局,北部雨量站R值年际变化呈现轻微的增加趋势,其它站点R值年际变化相对呈现出轻微的减少趋势,总体上延河流域降雨侵蚀力呈现下降趋势,趋势系数为-0.004.     

基于Logistic模型估算水资源污染经济损失研究

基于污染物的环境污染损失机理模型及环境价值相关理论,建立了以水污染损失率为基础的水污染经济损失Logistic估算模型。通过对Logistic方程曲线进行定量分析,根据曲线变化特征点和特征值,提出了物理意义明确的水体功能损害程度划分标准,即以综合污染损失率1%、20%、50%及80%为分级点,将水污染对水体功能的损害程度分为无损害、轻微损害、中度损害、重度损害和功能丧失5个等级,并将水体质量和功能损害程度与水环境状况发展过程相对应,将水污染发展过程分为安全阶段、初始阶段、发展阶段、恶化阶段和衰退阶段5个时期。以烟台市工业水质实测资料为例,分别建立了COD、石油类、悬浮物和挥发酚污染物水污染经济损失的Logistic模拟曲线及其与实测值之间的关系,计算了工业水污染引起的经济损失量。结果表明,Logistic模型用于计算水资源污染经济损失是可行的,模型有效性指数大于0.97,P值达极显著水平。总体上烟台市工业水功能受损严重,单项污染损失率以COD和悬浮物两项指标最大,石油类和挥发酚的污染损失率均低于1.5%;综合污染损失率2005年为53.71%,污染程度为重度损害,污染状况已进入恶化阶段;其它各年份综合污染损失率均在80%以上,工业用水功能丧失,水污染状况已发展至衰退阶段。     

黑河中下游防风固沙功能时空变化及影响因子分析

黑河中下游是我国重要的防风固沙生态功能区,分析该区域的防风固沙功能时空变化,明确其主要的影响因子贡献,对于指导荒漠化防治、维护流域生态安全十分重要.该研究基于修正风蚀方程(revised wind erosion equation,RWEQ)、一元线性回归斜率分析、灰色关联分析和GIS技术,分析了2000—2017年黑河中下游防风固沙功能动态变化及其影响因子.结果表明:①2000—2017年,黑河中下游年均防风固沙量为3.2×109 t,年均防风固沙功能约为2.44×104 t/km2;防风固沙量总体呈增强趋势,年均增加6.67×107 t,年均变化率为1.85%.②区域防风固沙功能呈现中游较强,向下游递减的空间分布特征,防风固沙功能较高区约占研究区面积的31.54%,一般区占20.77%,较低区(北部荒漠区)占47.69%;甘肃省张掖市和嘉峪关市防风固沙功能呈增加趋势,回归方程系数(slope)为0~26.29%,占总面积的12.51%;额济纳旗东北部和甘肃省高台县中部防风固沙功能呈下降趋势,回归方程系数为-17.17%~0,占总面积的23.30%.③防风固沙功能主要影响因子中,风力因子最主要,贡献率为30.04%,其次为积雪覆盖、土壤湿度、植被覆盖,贡献率分别为24.57%、24.26%和21.13%.研究显示,防风固沙工程应综合考虑气候变化、植被覆盖、土壤特性及人类活动的复合影响,实行具有空间差异化的方案.