废碳粉中新污染物的环境健康风险与资源化利用

随着印刷业的快速发展,碳粉的产量不断增加,致使废碳粉排放量升高。目前,国际上对废碳粉的处置以直接填埋为主,在环境中持续累积且具有暴露风险。废碳粉中含有微纳米塑料、纳米氧化物、纳米炭等多种新污染物,存在潜在生态环境和人体健康风险。如何科学处置废碳粉,实现其资源化利用是管控废碳粉中新污染物环境健康风险的关键。该综述首先探讨了多种典型颗粒新污染物的单独和复合生态效应以及其与环境中土壤、水体等介质的相互作用,提出废碳粉可能具备生物毒性和生态风险。废碳粉可通过呼吸、接触及食物链传递等途径造成人体暴露,可能会对人体呼吸系统、肾脏、肝脏、肠道代谢、神经发育、心脏代谢、血管、生殖等产生毒性,其毒性具有尺寸、剂量和暴露时间依赖性。依据废碳粉的成分组成和性能分析归纳总结了其可能的回收和高值化利用技术,并对未来废碳粉的环境地球化学过程、环境健康和资源化利用等方面研究进行了展望,包括：1）发展环境中废碳粉的分离提取与检测定量技术,明确废碳粉的环境赋存量和赋存形态;2）结合实验室和中宇宙模拟与机器学习来探究环境相关浓度下废碳粉的生态和人体健康效应,并实现其风险评估;3）加强废碳粉回收和资源化利用的技术的创新,发...     

生物质废弃物类型和水热pH对人工腐殖酸性能影响

腐殖酸是土壤有机质中最活跃的部分,能改善土壤理化性质、提高土壤保肥性,是土壤的重要组成,也是植物营养的主要来源之一。为提高土壤中腐殖酸的含量,解决天然腐殖酸形成困难且周期长的问题,水热合成人工腐殖酸技术逐渐被关注。然而,水热条件和原料对人工腐殖酸性质的影响还鲜有报道。以乔木树枝——香樟树(Cinnamomum camphora)、灌木树枝——黄杨树(Buxus sinica)和香樟树叶为原料,在水热溶液p H分别为2、5、9和12的条件下制备人工腐殖酸并对其性质表征。结果表明,1)在水热过程中,纤维素相对含量高的树叶,其降解率随溶液p H升高而降低,在p H为2时,降解率为59.3%,而在p H为12时,降解率仅为41.0%,所得人工腐殖酸具有较好的导电性、营养价值和荧光特性;而木质素相对含量较高的乔木,其降解率随溶液p H升高而升高,在p H为12时,降解率可达到59.0%,所得人工腐殖酸具有较丰富的含氧官能团。2)强酸强碱条件下制备的人工腐殖酸具有较强导电性和较高的营养元素总量。强酸条件(p H=2)下提高人工腐殖酸中钠、钙和硫等元素的含量,强碱条件(p H=12)下提高人工腐殖酸...     

山地丘陵区城市化进程中裸地的时空转化及改造利用的分类研究

针对近年来快速城镇化进程导致城市周边裸地显著增长但对其改造利用率低的问题,以山地丘陵型城市四川省绵阳市为例,采用1999~2017年4期Landsat TM/OLI遥感影像提取研究区包括裸地在内的土地利用/土地覆被变化信息,重点分析了城市化进程中裸地的时空分布及土地转移特征,并以2017年裸地为例探讨了裸地改造利用的分类分区方法。主要结论有： （1）1999~2017年,裸地在研究区最高约占6.34%（2011年）,最低3.91%（1999年）,年均增长率1.64%,低于同期城市不渗水面的年均增长率9.74%。空间上,裸地主要分布在460~500 m的高程范围和坡度8°以下,沿城乡过渡带、城市开发区以及新修道路两边是裸地主要分布区。（2）1999~2017年,约61.35%的裸地由耕地转化而来,23.58%来源于林地,同期又有51.88%裸地转换为耕地,24.79%转换为城市不渗水面。（3）综合裸地所处区位、地形、景观格局等因素后将2017年裸地划为社区利用型、城市绿化型、城市基础和公共服务设施建设型、都市农业型以及生态修复型5大类改造利用型,以期为研究区城市化进程中的裸地改造利用提供参考依据。     

生态约束下的湖滨土地利用研究——以四川省仁寿县黑龙滩镇为例

生态文明体制改革下围绕土地“三位一体”管理理念,强化土地利用生态管理是当今我国土地资源管理的综合思路,研究湖滨生态敏感区土地利用具有重要的生态价值和现实意义。以四川省仁寿县黑龙滩镇为实证研究区,通过构建数理量化模型和经济计量模型分析了2005~2015年间研究区湖滨土地利用状况,并差别化探讨了湖滨土地利用优化模式,提出了相关政策建议。研究表明:(1)黑龙滩镇湖滨土地利用多样化系数和均衡度在时序上变幅较小,在空间上低于全县平均水平,但总体上处于均衡状态。(2)黑龙滩镇湖滨土地利用生态安全总体为波动上升趋势,以2012年为拐点,安全状态由较安全向安全阶段转变,总体呈较安全状态。(3)黑龙滩镇湖滨土地利用生态安全主要受种植结构优化合理度、人口密度、地均牲畜量、水环境污染负荷、水土流失占比、单位耕地农药负荷的影响,其中人口密度与预期方向相反,种植结构优化合理度具有显著的正效应,其余的综合净效应为负。(4)针对黑龙滩镇湖滨土地利用变化状况以及生态安全保护需求与区域发展趋势,差别化地提出退耕还湖与持续利用生态模式、复合农业与生态种植发展模式、休闲农业与教育体验发展模式三类湖滨土地利用模式。综上提出了加强湖滨水土资源保护、优化湖滨农业结构布局和规范湖滨管理的政策建议。     

土地集约利用与生态效率的耦合协调发展研究

如何处理好土地集约利用与生态环境之间的关系,实现土地利用的经济、社会和生态三效益协调发展是新型城镇化建设中面临的一个重要问题。该文利用2005～2016年中国30个省、直辖市、自治区面板数据,通过全局主成分分析方法和超效率SBM模型对土地集约利用综合指数和生态效率进行测算,试图揭示土地集约利用与生态效率的耦合协调发展状况。结果表明：（1）土地集约利用水平呈逐步递增趋势,增长幅度表现为东部>中部>西部>东北地区;（2）生态效率逐年增加,增长幅度表现为东部>中部>西部>东北地区;（3）2016年,7个（23%）省市达到协调发展类,4个（14%）省市属于濒临失调类;19个（63%）省市属于失调衰退类。其中,上海和宁夏属于生态效率滞后型,其他省市均属于土地集约利用滞后型。此外,二者的耦合协调度有较明显的空间正相关性,但集聚程度逐渐减弱,空间分异愈加明显。     

小尺度上蜜蜂传粉服务与耕地利用集约水平之间权衡关系研究

传粉作为重要的生态系统服务之一,对维持野生植物群落和粮食生产至关重要。近年来随着全球农业投入迅速增加,耕地利用集约化程度大幅提高,昆虫传粉能力受到严重影响。由于全世界约2/3的主要粮食作物依赖传粉服务,因此传粉服务的下降将威胁着全球粮食安全。然而,传粉服务与耕地利用集约水平的相互关系有待在全球各地区进行进一步验证,尤其在中国这种农业大国。以鄱阳湖滨湖区典型村落为研究对象,基于高精度土地利用数据、传粉蜜蜂生物物理数据、区域社会经济以及实地调研数据,采用InVEST模型、GIS分析工具、数理统计和回归分析方法。定量揭示小尺度上耕地集约利用与蜜蜂传粉服务之间的权衡关系。结果显示:(1)研究村落2000年和2013年蜜蜂传粉服务丰度平均值分别为0. 127和0. 108,期间下降幅度为15. 50%。总体上,研究村落蜜蜂传粉服务有较明显的削弱。(2)受退耕还林、退田还湖以及耕地撂荒等因素的综合影响,研究村落耕地利用区域减少了37. 66 hm~2,约占村落土地总面积的13. 55%。但由于农药、化肥、机械以及劳动力等投入的增加,该村各耕地利用类型的集约度分值均有大幅度提高,增幅均高达2倍以上。(3)耕地利用集约度变化与蜜蜂传粉服务变化回归系数为-0. 164,两者呈负相关关系,也即两者之间存在此消彼长的权衡关系。研究村落耕地利用集约度的提高削弱了蜜蜂传粉服务功能。     

长江中游黄石江段鱼类早期资源现状

为了解长江中游黄石江段鱼类早期资源现状,2015和2016年在黄石江段开展鱼类早期资源调查。共采集鱼类34种,分属6目9科。卵苗组成以贝氏(Hemiculter bleekeri)(占卵苗总捕捞量的85. 7%)、鳊(Parabramis pekinensis)(占10. 9%)和鲢(Hypophthalmichthys molitrix)(占0. 8%)为主。各类群鱼类的仔鱼数量呈现出不同的时间动态。贝氏和鳊在每个月份均占较大比例;鲢在5月份比例较低,之后逐渐升高;银飘鱼(Pseudolaubuca sinensis)和吻虾虎鱼属(Rhinogobius sp)在5、6月份数量较多。2015年估算通过黄石江段的鱼卵、仔鱼径流量分别为6. 7×108粒、1 655. 3×108尾; 2016年分别为19. 0×108粒、1 620. 1×108尾。研究表明,黄石江段是鱼类早期资源的重要分布区,其鱼类早期资源近年来未出现明显的衰退现象。应加强对黄石江段鱼类早期资源的研究和保护。     

基于资源环境承载力与开发建设适宜性的国土开发强度研究——以江苏省为例

以江苏省为研究区域,运用特尔斐法、线性拟合预测、Kaya分解模型和多要素空间叠置分析等方法,测算未来各地市基于资源环境承载力与开发建设适宜性的可承载国土开发强度,进而识别影响区域建设用地扩张的限制性因素。结果表明：（1）不同资源环境要素对江苏省建设用地扩张的约束作用呈现显著差异,水资源对国土开发的承载水平总体稍高于环境承载水平,而碳峰值承载水平为三者最低;（2）“不适宜”开发区主要分布在湖泊湿地和沿海滩涂地区,“适宜”开发区则以苏锡常环太湖一线、宁镇扬盐沿长江一线和滨海沿线为轴带集聚分布;（3）各地市未来可承载国土开发强度呈现地域性、时间性和结构性差异,苏南地区主要面临环境和碳排放的双重约束,苏中和苏北则受水、环境和碳排放的交替约束。国土开发强度承载水平预测可为制定区域差异化的用地规模调控与生态保护政策提供理论与数据支撑。     

清水冲涮对向家坝以下金沙江河床及岸线资源的影响

随着金沙江下游梯级水电开发的蓬勃开展,清水下泄对下游河床及岸线的影响问题逐渐显露。通过实地观测,走访及清水下泄前后政府和民间数据、影像资料等对比分析,探讨问题的根源和避免问题严重化途径,为共抓长江大保护,为修复长江生态环境提供参考依据。结果发现:清水下泄对向家坝水电站坝址以下金沙江段部分河床及岸线资源造成了较为明显的影响。如该江段原来常见的砂滩、砾石滩除杨湾码头仅存一个沙岛外,其余全部消失;无防护设施的河段(如火焰村小岸组、火焰组和新桥组,豆坝村的马槽、娱乐、黄泥、丰收、中心三组,普安镇的13、12、7、5、4、3、2、1组,西郊街道白石社区新村组)受顶冲作用导致一半以上河漫滩地流失甚至引起滩岸坍塌;白家滩大堤一处坝垛根石将被掏蚀殆尽。此外,水富港三期扩能工程因侵占河道和开挖船池,进一步加剧了对四川安边镇小岸坝的不利影响。严重的下蚀侧蚀导致该江段同期水位明显下降,也对岸线两侧的居民生产生活带来安全隐患。相关各方对区域的特殊性及水电站修建造成的影响存在认识不足,各自的发展、利益和环境保护需求之间的矛盾等是问题产生的根本原因,问题出现后又缺少有效的沟通机制等。     

给水厂铁铝泥构建过滤柱去除富营养化河水中过量磷

为避免因FAS释放过量有机物和氮而产生的潜在不利影响,分析了以给水厂铁铝泥(FAS)构建过滤柱处理富营养化河水的特征与机制,研究了以厌氧热处理改性后的FAS作为辅助基质(2%)构建过滤柱。结果表明:在对其他性质无影响的情况下,FAS的添加显著提高了过滤柱对水体中磷的去除率,促使出水磷浓度在整个运行期间小于0.01 mg·L-1;被FAS吸附的磷主要以NaOH提取态、HCl可提取态和残渣态存在。高通量测序分析结果表明,FAS的添加促使过滤柱中富集了Rhodoplanes、Sulfuritalea、Nitrospira、Leucobacter、Geobacter、Dechloromonas等有助于生物地球化学循环和复合污染控制的菌群。FAS作为辅助基质构建过滤柱可有效控制富营养化河水中磷污染。