基于LCA的废旧资源循环利用节能减排效果评估模式与方法研究——以吉林省某钢铁企业为例

促进废旧资源循环利用是加快推进我国生态文明建设,完成节能减排目标的必然选择。本文基于生命周期评价模式,从微观企业层面入手,构建产品全生命周期基准流程,引入能量输入与环境输出参数,建立废旧资源循环利用节能减排效果量化核算模型,评估再生产品的节能减排经济成效,并以吉林省某钢铁企业为例,评估"废钢-电炉"短流程和"铁矿石-高炉-转炉"长流程的能源、环境、成本差异,辨识影响废钢再循环节能减排效果的主要因素和重要环节。结果显示,再生钢铁全生命周期与原生钢铁全生命周期相比,节能588.48kgce/t,节能率为84%;主要污染物中SO2减排率最高,达92%;CO2总减排1 180.92 kg/t,减排率为67%;总成本却高出198元/t。其中,炼铁工序的节能量和减碳量最大,烧结工序SO2、NOx和烟(粉)尘减排量最大,焦化工序COD和氨氮减排量最大,回收、加工处理、炼钢环节节能量和减碳量以及SO2、NOx和烟(粉)尘减排量均为负。成本方面,再生钢铁生产成本高于原生钢铁308元/t,虽然再生钢铁由于污染减排可节省56元/t的排污费并获取54元/t的碳交易收益,但都不足以扭转电炉炼钢费用较高的现状。因此,国家应在电炉炼钢方面给予钢企及相关企业适当的财税扶持政策,在电价方面给予钢企一定的优惠或补贴,并完善废钢回收加工体系等,以促进废钢循环利用。基于LCA的废旧资源循环利用节能减排效果评估可以实现对产品生命周期全过程的资源、环境、成本的优化管理。     

三峡库区典型土壤酸碱缓冲性能及其影响因素研究

受酸沉降和化肥施用等外源性酸输入的影响,三峡库区土壤面临着严重的酸化威胁。通过选取三峡库区两种典型土壤(紫色土和黄壤)作为研究对象,采用酸碱滴定法对土壤酸碱缓冲性能及其影响因素进行了研究。结果表明:在一定的p H范围内,紫色土(p H 6.5~2.5、6.2~11.5)和黄壤(p H 5.6~2.8、5.5~10.7)的p H变化与外源性酸、碱加入量均呈线性相关关系。通过分段拟合获取的缓冲容量结果显示,紫色土酸、碱缓冲容量分别为101.3、34.6 mmol/kg;而黄壤酸、碱缓冲容量分别为105.3、38.0 mmol/kg。黄壤和紫色土主要受碳酸钙与阳离子交换的缓冲作用;缓冲体系及初始p H、机械组成等土壤理化性质的不同是导致库区典型土壤酸碱缓冲容量差异的主要原因,总体表现为黄壤酸、碱缓冲性能略优于紫色土。此外,由于近年来酸沉降和氮肥用量的增加,使得库区土壤面临的酸化威胁呈上升趋势。该结果对库区土壤环境容量和典型土壤酸化潜势等研究具有参考价值,还可为区域外源性酸临界值评估以及应对策略制定提供理论依据。     

基于效果-效率-适应性的养殖废弃物资源化利用管理模式评价框架构建及初步应用

由于产业发展正处于转型阶段,我国畜禽养殖污染治理中的管理问题比技术问题更加突出,选择适宜的组织管理模式尤其重要。融合了效果分析、效率评价和适应性分析,尝试构建一个养殖废弃物资源化利用管理模式综合评价框架,并选择太湖流域4个不同类型的典型案例进行方法例证。研究表明,传统的养殖企业主导型管理模式应用于小型、分散养殖废弃物资源化利用时面临着经济效率低、适应性差难题;农村废弃物处理中心、种植企业和有机肥企业的参与可以改善小型、分散养殖废弃物资源化利用的经济效率;综合考虑效果、效率与适应性,种植企业、有机肥企业主导型模式的适宜推广范围更广。应根据不同地区种植-养殖产业关系、污染治理需求、经济发展水平与政府投入能力等,灵活组合应用不同管理模式。     

成都地区污染天气分型及其污染气象特征研究

污染天气分型研究对空气质量预报、污染源总量控制等具有重要的意义。基于2013年1月~2014年12月高空及地面天气形势划分了成都市的天气类型并探讨各天气类型下的空气质量状况及其污染天气特征,以期为空气质量预报和预警提供依据。结果表明,空气污染过程中,500 hpa环流形势主要有两槽一脊型、一槽一脊型、纬向型、槽脊同位相型等,其中两槽一脊型和槽脊同位相型控制下的空气质量最差。发生空气污染时,地面环流形势可分为高压型、高压后部型、高压底部型、低压型、低压顶部型、低压前部型、低压底部型、鞍型场型、冷锋前部型和均压场型,其中高压型、高压底部型、高压后部型控制下的空气质量最差。     

Ecosystem services in coupled social–ecological systems: Closing the cycle of service provision and societal feedback

Both the ‘cascade model’ of ecosystem service provision and the Driver-Pressure-State-Impact-Response framework individually contribute to the understanding of human–nature interactions in social–ecological systems (SES). Yet, as several points of criticism show, they are limited analytical tools when it comes to reproducing complex cause–effect relationships in such systems. However, in this paper, we point out that by merging the two models, they can mutually enhance their comprehensiveness and overcome their individual conceptual deficits. Therefore we closed a cycle of ecosystem service provision and societal feedback by rethinking and reassembling the core elements of both models. That way, we established a causal sequence apt to describe the causes of change to SES, their effects and their consequences. Finally, to illustrate its functioning we exemplified and discussed our approach based on a case study conducted in the Alpujarra de la Sierra in southern Spain.

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The online version of this article (doi:10.1007/s13280-015-0651-y) contains supplementary material, which is available to authorized users.     

Evaluating anthropogenic N inputs to diverse lake basins: A case study of three Chinese lakes

The environmental degradation of lakes in China has become increasingly serious over the last 30 years and eutrophication resulting from enhanced nutrient inputs is considered a top threat. In this study, a quasi-mass balance method, net anthropogenic N inputs (NANI), was introduced to assess the human influence on N input into three typical Chinese lake basins. The resultant NANI exceeded 10 000 kg N km⁻² year⁻¹ for all three basins, and mineral fertilizers were generally the largest sources. However, rapid urbanization and shrinking agricultural production capability may significantly increase N inputs from food and feed imports. Higher percentages of NANI were observed to be exported at urban river outlets, suggesting the acceleration of NANI transfer to rivers by urbanization. Over the last decade, the N inputs have declined in the basins dominated by the fertilizer use but have increased in the basins dominated by the food and feed import. In the foreseeable future, urban areas may arise as new hotspots for nitrogen in China while fertilizer use may decline in importance in areas of high population density.

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The online version of this article (doi:10.1007/s13280-015-0638-8) contains supplementary material, which is available to authorized users.     

城市生活垃圾处理方式生命周期评价的比较研究

生命周期评价理论与方法作为一种量化环境影响的工具,在诸多领域中得到了广泛的应用。在垃圾处理领域,生命周期评价最早在20世纪90年代得到应用。生命周期评价与城市生活垃圾处理的有效结合,将促进城市生活垃圾的减量化、资源化、无害化目标的实现。总结了生命周期评价理论与方法在城市生活垃圾处理中的应用现状。对国内不同城市生活垃圾处理方式环境影响因子进行比较分析,诸如全球变暖潜力、酸化潜力和富营养化潜力等因子。针对其目标范围定义、数据收集、评价方法的选择、结果解释及工艺改进等方面指出了目前研究的局限性和不足。并对未来城市生活垃圾处理生命周期评价的发展方向进行展望。     

某电子垃圾拆解园周边农田土壤中多环芳烃的污染特征及风险评估

研究了某电子垃圾拆解园周边151个农田土壤样品中16种多环芳烃(PAHs)的污染特征和环境风险。结果表明,125个表层土壤样品中PAHs总质量浓度在149.0~2.0×104μg/kg,均值为1 805.5μg/kg,随着剖面土壤深度增加,PAHs含量总体呈递减趋势。通过来源解析,电子拆解园周围土壤中PAHs污染主要由废弃的电子电器元件的粗放燃烧和汽车尾气排放共同引起。土壤风险评估表明,7种类二噁英毒性PAHs的毒性当量(TEQPAH)在6.000×10-5~0.689pg TEQ/g,平均值为0.015pg TEQ/g;苯并(a)芘、二苯并(a,h)蒽、苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、茚并(1,2,3-cd)芘致癌风险率超出百万分之一的样本比例分别为20.53%、6.62%、1.99%、2.65%、2.65%,其中采样点1、68两个点位表层土壤的苯并(b)荧蒽致癌风险率超过了万分之一。     

餐厨垃圾高温厌氧消化产沼气的试验研究

探究了温度、含固率、pH及接种率对餐厨垃圾厌氧消化产沼量的影响,并设计L9(34)正交试验进行厌氧发酵工艺优化研究。结果表明,在温度为55℃、含固率为8%(质量分数)、pH为7.00、接种率为90%(质量分数)时,厌氧发酵累积产沼量为809.0mL/g(以挥发性固体计);各影响因素对产沼量的影响大小为温度pH接种率含固率。     

城市生活垃圾和污水处理厂剩余污泥混合发酵的原料配比优化研究

以城市生活垃圾和污水处理厂的剩余污泥为混合原料,研究了混合原料的不同配比对厌氧发酵过程及产气的影响。结果表明:城市生活垃圾与剩余污泥以挥发性固体(VS)质量比为2∶1混合后,厌氧发酵效果最好,累计产气量最高,达到8 721mL,发酵后的总固体(TS)、VS、COD去除率分别达43.65%、35.98%、47.88%;各实验组在发酵过程中的pH、氨氮浓度和碱度均在合理范围内,未对厌氧发酵反应造成影响;以适当配比的城市生活垃圾和剩余污泥为混合原料,进行中温联合厌氧发酵是可行的,联合厌氧发酵可以弥补单一原料的缺陷,在一定程度上改善厌氧发酵效果。