中国资源能源稀缺度因子及其在生命周期评价中的应用

在生命周期评价(Life Cycle Assessment, LCA)方法中,利用资源稀缺度因子,可以综合评价一个产品生命周期中总体的资源消耗水平。论文基于广泛采用的CML方法中的非生物资源消耗(Abiotic Depletion Potential, ADP)因子,通过引入中国的资源自给率修正,得出了中国非生物资源消耗因子(Chinese Abiotic Depletion Potential,CADP)及其指标。CADP因子可支持国内LCA研究和相关政策研究中的资源、能源消耗综合评价,同时也为其他国家或地区的资源评价提供了一种普遍适用的方法。案例研究表明,1 kWh电网电力的生命周期CADP指标为1.02 kg coal-R eq.,60.46%的贡献都来自于原煤资源的消耗,其次来自石油的消耗(11.63%),此外还包括基础设施建设中铜、镍等资源的消耗。     

PSE-UPLC-MS/MS法测定污泥中9种药物与个人护理品

利用加压溶剂萃取法(PSE)提取、固相萃取法净化并结合超高效液相色谱-串联四极杆质谱仪(UPLC-MS/MS)检测,建立了污水处理厂污泥中7个药剂类别的9种药物与个人护理品(舒必利、咖啡因、美托洛尔、氯霉素、萘啶酸、卡马西平、驱蚊胺、氯贝酸、苯扎贝特)的分析检测方法.在萃取方法中,对加压溶剂萃取的污泥质量和溶剂进行了优化;在净化方法中,对固相萃取柱种类、固相萃取柱容量、洗脱溶剂和洗脱量进行了优选.结果表明,方法检出限(以干质量计,下同)在2.7～65.0 pg/g范围内,加标回收率在67.0%～130%之间,相对标准偏差均小于25%(即标准偏差小于25 μg/L).应用所建立的分析方法,对北京某污水处理厂的脱水污泥进行了测定,9种目标物质含量为nd(未检出)～50.5 ng/g,其中,舒必利、咖啡因、卡马西平、驱蚊胺和氯贝酸在2010年春、夏季2次采样均有检出.      

巢湖塘西河河口湿地重金属污染风险不确定性评价

基于污染风险评价系统多种不确定性共存的特点,采用盲数描述和表征重金属污染风险评价模型的各项参数,在对采自巢湖塘西河河口湿地24个表层沉积物柱状样中Cu,Zn,Pb,Cd和Cr等指标分析测试的基础上,采用Matlab工具软件编制的潜在生态风险指数盲数评价模型程序,对巢湖塘西河河口湿地重金属污染风险进行定量评估. 结果表明:巢湖塘西河河口湿地处于中等污染至较高污染状态,其相应的可信度分别为0.589和0.411;潜在生态风险等级属较低至中等水平,其相应可信度分别为0.755和0.245. 5种重金属污染程度排序依次为Cu＞Cd＞Zn＞Pb＞Cr;潜在生态风险水平排序依次为Cd＞Cu＞Pb＞Cr＞Zn.      

辽河流域河流生态系统健康的多指标评价方法

多指标综合评价是当前河流生态系统健康评价的发展趋势. 根据辽河流域2005年水生态监测数据,构建了涵盖水体物理化学、水生生物和河流物理栖息地质量要素的健康候选指标体系. 采用主成分分析与相关性分析方法对评价指标进行了筛选,以此构建了由五日生化需氧量、溶解氧、电导率、总氮、总磷、高锰酸盐指数、粪大肠菌群数、着生藻类Shannon-Weaver多样性指数、底栖动物完整性指数、河流物理栖息地质量综合指数等10个指标构成的河流健康综合评价指标体系. 以改进的灰色关联方法作为评价方法,评判多指标下的河流健康等级状况. 结果表明,辽河流域的25个采样点中有3个达到“健康”等级,14个达到“亚健康”等级,其余则为“较差”和“极差”等级,其中健康与亚健康等级采样点均位于辽河源头以及支流上游区,受人类活动干扰较小,而较差和极差等级主要位于辽河中下游河段;城市和工业排污是影响河流健康的主要原因.      

北京六湖泊表层底泥磷吸附容量及潜在释放风险

利用沉积物磷吸附指数(PSI)和磷吸附饱和度(DPS)研究了北京前海(QH)、青年湖(QNH)、昆明湖(KMH)、紫竹院湖(ZZYH)、陶然亭湖(TRTH)、红领巾湖(HLJH)表层沉积物的磷吸附容量,分析了沉积物中磷的吸附饱和度(DPS)与其他指标的相关关系,并讨论了不同城市湖泊沉积物中磷的潜在释放风险.结果表明:6湖沉积物的PSI为14.9~83.3 (mg×L)/(100g·μmol),平均值为34.6 (mg×L)/(100g·μmol);DPS为7.97 %~50.5 %,平均值28.9 %,PSI与DPS显著负相关.PSI与草酸铵提取的磷、铝(Pox,Alox)含量均为显著负相关,草酸铵提取的铁(Feox)是影响PSI的主导因素.DPS与沉积物中草酸铵提取的磷(Pox)含量显著正相关,主要受沉积物中原有吸附态磷的影响.此外,磷释放风险指数(ERI)计算结果表明QH、QNH、ZZYH、TRTH中的表层沉积物磷潜在释放诱发富营养化的风险均为高度风险.     

Effectiveness of aerobic pretreatment of municipal solid waste for accelerating biogas generation during simulated landfilling

Effect of aerobic pretreatment of MSW on landfill gas generation was investigated. Volatile solid (VS) loss of MSW is an effective and comparable indicator. Chinese MSW requires at least a reduction of VS about 27% (w/w) prior to disposal. Aerobic pretreatment of MSW reduced lag phase more than 90% before methanogenesis. Aerobic pretreatment degree influences quantity of gas generation. This study evaluates the effectiveness of aerobic pretreatment of municipal solid waste (MSW) on reducing lag phase and accelerating biogas generation. Aerobic pretreatment degree (APD) was determined on the basis of reduction in volatile solids (VS) on a wet weight basis. In this study, intermittent aeration (IA) was applied to three reactors as a main aeration mode; since a single reactor was operated under continuous aeration mode. However, the purpose of the experiment was to reduce VS content of waste, irrespective of the comparison between aeration modes. Fresh MSW was first pretreated aerobically with different aeration rates (10, 40, 60 and 85 L/min/m³) for the period of 30–50 days, resulting in VS-loss equivalent to 20%, 27%, 38% and 53% on w/w basis for the wastes A1, A2, A3 and A4, respectively. The cumulative biogas production, calculated based on the modified Gompertz model were 384, 195, 353, 215, and 114 L/kg VS for the wastes A0, A1, A2, A3 and A4, respectively. Untreated waste (A0) showed a long lag phase; whereas the lag phases of pretreated MSW were reduced by more than 90%. Aerobically pretreated wastes reached stable methanogenic phase within 41 days compared to 418 days for untreated waste. The waste mass decreased by about 8% to 27% compared to untreated MSW, indicative that even more MSW could be placed in the same landfill. The study confirmed the effectiveness of aerobic pretreatment of MSW prior to landfilling on reducing lag phase and accelerating biogas generation.     

区域水生态文明建设绩效评价及障碍诊断模型的建立与应用

科学评价区域水生态文明建设绩效并明确其障碍因子,是提升区域水生态文明建设绩效的理论依据.本文应用"驱动力-压力-状态-影响-响应-管理"这一思维逻辑解析了人类与区域水生态间的耦合关系,建立了基于DPSIRM模型的区域水生态文明建设绩效评价指标体系,结合未确知测度模型与障碍诊断模型,实证评估了石嘴山市近10年的水生态文明建设绩效并对影响当地建设绩效的障碍因子进行了诊断分析.结果表明：①石嘴山市水生态文明建设绩效逐年升高并呈现差且缓慢提升（2010~2014年）、中级但快速提升（2015~2017年）和良好且较快提升（2018~2019年）这3个发展阶段;②各子系统绩效指数演变趋势各异,但基本都呈现波动上升态势;③各子系统障碍度呈阶段性变化特征,2010~2014年,状态子系统、响应子系统和压力子系统其障碍度均值和达到58.81%,成为制约当地水生态文明建设绩效的主要障碍因子;2015~2017年,压力障碍度均值达到21.73%,是制约当地水生态文明建设绩效的最大障碍因子;2018~2019年,压力障碍度均值达到24.49%,仍是制约当地水生态文明建设绩效的最大障碍因子;④指标层障碍度列在前5位的障碍因子主要分布于压力子系统和状态子系统.综合出现频率和障碍度排序来看,以灌溉水利用系数和万元工业增加值用水量为代表的压力子系统是未来建设中的重点提升方向.本文的研究思路及方法可为类似区域水生态文明建设绩效评价及其障碍因子诊断分析提供理论参考.     

黑河流域下游水分驱动下的生态演化

在 GIS 技术支持下,以地下水数值模拟模型为依托,分析了地下水埋深对植被群落(草地、有林地、疏林地和灌木林)盖度的影响,剖析了水源距离对景观变化的影响.结果表明,在一定的地下水埋深范围内,天然植被群落盖度与地下水埋深之间有着较显著的 LOGSTIC 关系(“S”型曲线),且草地植被群落盖度对地下水埋深变化的响应程度最大.从水源距离对景观空间分异的影响来看,随着水源距离的增加,非荒漠景观的分布面积比例逐渐减小.水源距离对景观动态也有着显著的影响.     

海平面上升对珠江口水位影响的分析

珠江三角洲水位变化存在着大量不确定性、不精确性,这些特性既具有模糊特征,也具有灰色特征。在分析珠江三角洲灯笼山站年平均水位的变化特征和闸坡站海平面变化趋势的基础上,利用灰关联法分析代表站灯笼山站年平均水位与流量、海平面、潮差等8个因素的关系,年平均水位与影响因素之间的灰关联度均大于0.7,说明各因子对年平均水位均产生显著影响,其中海平面变化与年平均水位的灰关联度为0.736,说明海平面变化是年平均水位的重要影响因素。选取灰关联度较大的（马＋三）流量、闸坡站海平面、灯笼山站的年最高水位、年最低水位、年平均低潮、年平均潮差这6个指标进行主成分分析。结果表明：第一主成分为径流潮汐作用,第二主成分的代表因素为海平面上升,第三主成分的代表因素为年最高水位;其中海平面上升为代表的第二主成分对年平均水位的贡献率为20.1%。因此,海平面上升对灯笼山站年平均水位的影响虽然弱于径流潮汐作用,但其影响也是显著的。     

集约化蔬菜地土壤磷素累积特征及流失风险

以南京市郊集约化蔬菜长期种植基地为对象,采集蔬菜种植年限分别为3~5、15~20、25~30 a的土壤,测定土壤全磷(TP)、速效磷(Olsen-P)、水溶性磷(CaCl2-P)、生物有效磷(NaOH-P)的含量,并对0—20 cm土层磷素吸附特性进行分析,通过研究土壤磷吸附饱和度(DPS)、最大缓冲容量(MBC)来对土壤磷素流失风险进行评估。结果表明,在0—20 cm土层,除NaOH-P外,其余各形态磷(TP、Olsen-P、CaCl2-P)都随种植年限延长呈增加趋势。不同种植年限土壤TP、Olsen-P、CaCl2-P、NaOH-P主要积累在0—20 cm土层,且随着土层深度的增加土壤磷的累积量逐渐降低。DPS随种植年限延长而升高,种植年限25~30 a的菜地0—5 cm土层DPS超过土壤磷素流失环境敏感指标临界值(25%),其MBC也最低,表明随着蔬菜种植年限的延长土壤磷素流失风险加剧,且流失风险主要体现在0—5 cm土层。