设施菜地土壤重金属累积及影响因素研究

为了解设施菜地土壤重金属累积规律及影响因,通过在全国8个省具有代表性的设施蔬菜产区采集土壤和肥料样品,系统研究了设施栽培年限、肥料施用、土壤性质对设施菜地土壤重金属Cu、Zn、Cd累积量及活度的影响.结果表明:与露天栽培相比,设施条件下随着栽培年限的延长,土壤Cu、Zn和Cd的全量和有效态浓度均呈明显的累积趋势,栽培年限>15a时的设施土壤Cu、Zn和Cd的全量和有效态浓度分别是露天栽培土壤的1.57、2.16、1.67、3.28、1.96、2.00倍.Pearson分析表明设施菜地土壤Cu、Zn、Cd均与土壤SOM呈极显著相关,说明其在来源上较强的相似性,进一步对设施栽培土壤主要投入品中Cu、Zn、Cd含量分析表明,猪粪、商品有机肥及土壤调理剂中Cu、Zn均超过了100mg/kg,Cd超过了1.0mg/kg,且投入量较大,是设施栽培土壤中Cu、Zn、Cd的主要贡献者,而秸秆和部分化肥(如尿素、硫酸钾)中的Cu、Zn、Cd含量均极低,对设施栽培土壤累积贡献微乎其微.pH值和CEC是影响Cu、Zn、Cd在土壤中累积活度的关键因素,其中随着pH值的升高土壤Cu活度表现了先升高后下降的趋势,而土壤Cd活度则表现了持续下降的趋势,仅在pH<6.26时达到了显著相关水平;土壤CEC的升高对土壤Cu活度表现了先下降后升高再下降的趋势,土壤Cd活度表现了先升高后缓慢下降再升高的趋势,而土壤Zn活度仅在CEC<5.83时随着CEC升高表现下降显著线性相关趋势.因此,防止设施栽培土壤Cu、Zn、Cd的累积与污染,选择重金属含量低的肥料和调控土壤理化特性(尤其是pH值、CEC)则是缓解设施栽培土壤重金属累积速率进而确保蔬菜质量安全的有效途径.     

Improvement of soil aggregate stability by repeated applications of organic amendments to a cultivated silty loam soil

The objective of this study was to compare the effects of repeated field applications of three urban compost amendments and one farmyard manure amendment over a 9-year period on aggregate stability in a silty loam soil initially characterized by low clay and initial organic matter contents and poor aggregate stability. Three different aggregate stability tests with increasing disruptive intensities (fast wetting > mechanical breakdown > slow wetting tests) and different disaggregation mechanisms, were used. All of the amendments, which were applied at approximately 4 Mg C ha⁻¹ every other year, increased the organic carbon content and improved the stability of the aggregates against the disruptive action of water, as determined by each of the stability tests. However, the year-to-year variations in the aggregate stability that related to factors other than the organic inputs were greater than the cumulative increase in aggregate stability relative to the control. The positive effects of the tested amendments on aggregate stability were linked to their contribution to soil organic C contents (r = 0.54 for the fast wetting test and r = 0.41-0.42 for the mechanical breakdown and slow wetting tests; p < 0.05). The addition of urban composts had a larger positive effect on aggregate stability than farmyard manure at the majority of sampling dates. The addition of biodegradable immature compost, such as municipal solid waste (MSW), improved the aggregate stability through an enhanced resistance to slaking. The addition of mature composts, such as the co-compost of sewage sludge and green wastes (GWS) or biowaste compost (BW), improved the aggregate stability by increasing interparticular cohesion. The MSW compost was the most efficient in improving aggregate stability during the first 6 years of the experiment (average improvements of +22%, +5% and +28% in the fast wetting, mechanical breakdown and slow wetting tests, respectively, compared to the control treatment); this result was likely due to the larger labile organic pool of the MSW compost that was highly effective at stimulating soil microbial activity. After the first 6 years, the two other composts, GWS and BW, became more efficient (average improvements of +25%, +61% and +33% in the fast wetting, mechanical breakdown and slow wetting tests, respectively, compared to the control treatment), which was probably linked to the greater increase in soil organic C contents. Therefore, the application of urban compost to silty soil that is susceptible to water erosion was effective at improving aggregate stability and thus could be used to enhance the resistance of soil to water erosion.     

大连金州地区海陆风及热内边界层研究

根据大连金州2009年常规气象站资料分析大连金州地区海陆风变化特征,并用MM5V3模式模拟典型日的海陆风风场变化和热内边界层位温场结构变化,结果表明:海风和陆风出现的频率有明显的季节性变化。冬季陆风较多,春夏海风较多,春季、冬季易形成海陆风;海风起止时间夏季长冬季短,陆风起止时间秋冬季较夏季长;典型海陆风日中,海风造成陆地湿度变大,海风风速大于陆风风速;通过海风的数值模拟,海风由生成到成熟海岸吹向内陆其厚度可增厚到1 000 m以上,伸向内陆距离可到18.9 km;热内边界层向内陆呈舌状分布,海岸边界层高度在700 m之间,抛物面高度随着向内陆延伸的距离增加而升高。热内边界层最高达1 000 m。     

热阻力概念的修正及计算方法

以隧道火灾为背景,对一维加热管流中的热阻力进行了研究。通过压力场数值模拟与理论分析,直接证实了热阻力的存在,并表明传统概念上的热阻力明显大于实际的能量损失。根据能量方程提出水平无粘管流的热阻力应等于气流经过加热区的全压力降,而非静压力降;等截面管流的热阻力大小应为传统热阻力值的1/2。这一修正使热阻力概念具有了严格的流体力学意义。在定义新的热阻力系数基础上,建立了2个热阻力系数表达式及低马赫数条件下热阻力的近似表达式。将该近似表达式与热损失方程进行对比,表明两者在低马赫数条件下具有一致性。研究成果进一步发展了热阻力理论体系,对隧道火灾及其它相关工程热物理问题的研究与应用都具有重要价值。     

区块链技术在环保领域的应用

近年来,区块链技术快速发展,被广泛应用于多个领域,发挥了不错的成效,比如推动公共服务质量的提升。环保领域中,区块链技术的应用处于探索阶段,还面临着诸多挑战和困难需要加以克服。环保领域对区块链技术的需求很大,若能够切实发挥技术的优势,可有效推动环保事业的发展。现结合具体研究,作如下论述。     

街道峡谷内汽车排放污染物浓度分布的观测与数值模拟

在上海某典型街道峡谷内按一定的空间布点,在一定时段内同时对各布点进行采样并做一氧化碳浓度分析,同时记录车辆种类、车流量、气象条件等,分析街道峡谷内污染物浓度的分布.运用风向频率加权(WDFW)方法,结合大气流动和污染物扩散的CFD模型进行数值模拟计算.结果表明,数值模拟结果和现场观测结果较吻合,建筑物低的一侧污染物浓度远高于建筑物高的一侧污染物浓度,两侧的污染物浓度随着高度的增加而降低.     

公众灾害风险可接受性与避灾意愿的初探——以川渝地区旱灾风险为例

在综述前人研究的基础上,以川渝地区旱灾为例,通过实地调查与访谈,从公众可接受的旱灾损失与频率、假定旱灾风险情景下的避险意愿等角度,对公众旱灾风险可接受性进行了初步探讨。结果表明,公众合理可接受的旱灾损失与频率分别在26.5%~52.8%与32.0%~64.3%区间范围内;并以一般旱灾、严重旱灾风险情景为限制线,确定了公众合理可接受风险区域;随着灾害损失风险增加,公众规避风险投资意愿呈现出中间高两头低的趋势,当灾害损失达到约50%~70%时,公众避险投资意愿达到最高,意愿避险投资占可能损失的比重约为62%。鉴于川渝地区的旱灾形势,今后旱灾风险管理的关键,一是加强对旱灾的监测与预警预报;二是完善旱灾风险的常规化管理,发展高效灌溉农业,充分利用客水资源,完善提高现有农田水网建设;三是积极探索公众-企业-政府多方共同参与的高效风险管理模式。     

页岩气开发对生态环境影响评价模型

针对页岩气特殊的开发方式及环评难度比常规气大的特点,运用"压力-状态-响应"框架模型,建立了页岩气开发对生态环境影响的评价指标体系。引入曲线投影的方式,并将投影寻踪方法和动态聚类方法相结合,提出了曲线投影寻踪动态聚类的定量评价方法;基于样本各指标的曲线投影和动态聚类方法寻找最佳投影方向,并建立相应的生态环境影响评价优化模型。结合全局最优经验指导和信息素交流,采用改进的蚁群算法对优化模型进行求解。该算法维持蚁群的多样性,且收敛性较好,同时也避免出现局部最优。对四川省威远页岩气区块进行了实例分析,结果表明:2010年、2011年和2014年的环评属于差类(4级),2012年和2013年的环评属于中类(3级),其中植被覆盖率、空气质量优良率、地表水质达标率、废水排放量、公众对环境的满意度、二氧化硫排放量和废水排放量达标率等指标对生态环境评价的影响较大。在页岩气开发初期,由于开发技术落后,再加上环保投资不高,环保意识不强,造成生态环境问题较为严重。随着学习借鉴美国的经验,及页岩气的开发技术进一步提高,加上国家对生态环境保护的重视,威远页岩气区块生态环境恶化得到有效的遏制。但开发时间越长,开采难度越大,将会产生更多更大的生态环境问题。分析结果与威远页岩气开发区域的实际情况相符,为页岩气气田生态环境影响评价奠定了科学基础。投影寻踪动态聚类方法具有无需设定参数、操作简单、客观等优点,是页岩气开发对生态环境影响评价的一种新方法。     

低压稳流过滤器的研制及在油田污水处理中的应用

为了解决大庆油田现有核桃壳、石英砂过滤器反冲洗憋压、跑料和滤料再生困难等问题,在对原有过滤装置分析的基础上,根据反冲洗特性,对过滤器进行了改造,开发出低压稳流核桃壳过滤器和低压稳流石英砂过滤器。经现场测试,核桃壳过滤器反冲洗压力由原来的0.15～0.5 MPa降低到0.03～0.08 MPa,石英砂过滤器反冲洗压力由原来的0.27～0.46 MPa降低到0.17～0.20 MPa,且均能实现罐群水反冲洗。改造后核桃壳过滤器出水油平均含量13.4 mg/L,平均去除率为78.1%;出水悬浮物平均含量20.5 mg/L,平均去除率为55%。改造后石英砂过滤器出水油平均含量5 mg/L以下,平均去除率达到75%以上;出水悬浮物平均含量为9.8 mg/L,去除率达到80%以上。为了进一步提高过滤效果,在二级滤前投加絮凝剂形成微絮凝过滤工艺,出水悬浮物可达到3 mg/L,通过两级过滤达到特低渗透地层回注水标准。     

含油污泥调剖技术在陇东油田悦29区的应用

针对长庆陇东油田悦29区注水平面矛盾突出的特点,优选了含油污泥调剖技术。详细介绍了调剖体系的配制,调剖体系性能测试表明其相关性能指标满足要求。进行了驱替模拟试验,结果表明:其封堵作用可以维持较长时间,通过对不同注水井组进行现场应用,显示该技术能改善水驱开发效果,可以满足油藏深部封堵大孔道的技术要求,有增油降水效果。