Toward knowledge structuring of sustainability science based on ontology engineering

In sustainability science (SS), it is difficult to identify what needs to be solved, and it is also not clear how to solve the problems that are identified. There has been no consensus on the underlying question of “What is structuring knowledge in SS?” This paper focuses on knowledge structuring accompanied by supporting of thinking. It addresses the key challenges associated with knowledge structuring in SS, identifies the requirements for the structuring of knowledge, proposes a reference model, and develops an ontology-based mapping tool as a solution to one layer of the reference model. First, we identify the important requirements for SS knowledge structuring. Second, we develop a reference model composed of five layers based on three of the requirements. Third, we develop an ontology-based mapping tool at Layer 2 of the reference model for meeting the two major challenges for SS, namely, identifying what problems should be addressed in SS itself and proposing solutions for those problems. The tool is designed to store and retrieve information regarding SS, to provide access to a prototype ontology for SS, and to create multiple maps of conceptual chains depending on a user’s interests and perspectives. Finally, we assess whether the developed tool successfully realizes the targeted part of the reference model for SS by examining the tool’s conformity to the reference model, as well as its usability, effectiveness, and constraints. Although several issues were identified in the prototype ontology and the mapping tool, the study concluded that the mapping tool is useful enough to facilitate the function of Layer 2. In particular, the mapping tool can support thinking about SS from the viewpoint of: (a) finding new potentials and risks of technological countermeasures studied in SS; (b) helping users to get a more comprehensive picture of problems and their potential solutions; and (c) providing an effective opportunity to come up with new ideas that might not be thought of without such a tool.     

垃圾填埋气收集利用研究进展

城市生活垃圾填埋过程中伴随产生大量填埋气,造成的环境影响不容忽视,填埋气中的CH4具有很高热值,是可利用的再生能源.对我国垃圾填埋气的特点、常见收集方式、焚烧发电利用现状进行了综述和分析,并探讨了未来的发展方向.     

城市生活垃圾与生物质混烧发电技术的实验研究

城市生活垃圾的焚烧发电和生物质能的利用是目前倍受关注的两个研究领域.以华北某垃圾发电厂为依托,对城市生活垃圾与生物质混烧发电技术进行了广泛的实验研究.结果表明:掺烧质量百分比为14%时,垃圾发电机组的效率达到最佳;混烧后烟气中的颗粒物浓度和二恶英浓度有很大的降低,SO2和NOx等酸性气体的浓度略有增加,但仍满足排放要求;单炉直接经济效益711.15元/h.该研究成果对今后垃圾发电厂的运营和生物质能的利用具有一定的工程参考价值.     

系统动力学方法在城市生活垃圾产生系统的应用

准确预测城市生活垃圾产生量是构建与运行生活垃圾管理系统的首要条件. 我国大部分城市生活垃圾的历史统计数据稀缺,传统预测方法往往难以得到要求精度的预测结果. 在系统地分析生活垃圾产生量影响因素及因素间互动关系的基础上,建立了基于VENSIM软件的系统动力学模型,并将该模型应用于深圳市城市生活垃圾产生系统. 结果表明:运用系统动力学方法可以较好地进行城市生活垃圾产生量预测,解决了数据稀缺条件下城市生活垃圾产生量的精确预测问题,为处理处置工艺的选择和规模的确定提供了数据支撑,同时可以在垃圾产生量预测的基础上进行不同政策下系统的行为模拟.      

变压吸附技术在环境工程中的应用

变压吸附技术具有能耗低、投资少、流程简单、操作方便、可靠性好和自动化程度高等优点,在环境工程领域得到了广泛的应用。介绍了变压吸附技术在废水处理、废气处理、固体废弃物处理等领域的研究进展和应用成果,探讨了在环境工程中应用变压吸附技术的发展方向。     

露采高边坡模型初始地应力场快速生成方法研究

为防止露釆高边坡建模中初始地应力场畸变,采用子模型法和等效应力梯度边界面力法,用等效应力梯度边界面力替代简化部分水平构造应力,施加侧边界条件.以黄山石灰石矿山高边坡为工程实例,建立取至负地形的高边坡整体计算模型和简化子模型,计算对比整体大模型与简化子模型初始地应力场模拟结果.结果表明:整体大模型与简化子模型水平方向和竖...     

土壤中铜的形态及其转化

本文报告了使用连续提取方法研究加铜培育的黄棕壤、水稻土、红壤、砖红壤中铜的形态,并初步考察了土壤酸度、氧化还原状况等因素对铜形态的影响,对铜在不同矿物之间结合形态的转化进行了模拟。     

城区叶面尘特性及其多环芳烃含量

用多步连续洗脱方法采集了干线道路路侧和远离道路校园内冬青卫矛叶面积尘,研究了叶面尘的采集方法.测定了2类叶面尘的粒径分布、有机碳含量和多环芳烃含量.结果表明,所测样品上的叶面尘可以在超声条件下4min一步洗脱.路边样品叶面尘积累量几乎是校园样品的2倍.2样品粒径分布基本形态非常相似,包括200μm以上和以下2个组分.后者占绝对优势.但校园内样品叶面尘粒径明显小于路边样品,两者粒径中位数分别为17.2μm和23.1μm.路边样中相对较粗部分显然来自机动车行驶扰动.由于颗粒较细,采自校园叶面尘中多环芳烃含量略高于路边样品.但不同多环芳烃分布谱非常相似.     

在氧化沟中构建微生物燃料电池

在氧化沟中构建了微生物燃料电池,经测定微生物燃料电池电压为0.24～0.39 V,均值为0.29 V.经计算该微生物燃料电池的产电功率为0.05～0.15 mW,均值为0.08 mW.构建了微生物燃料电池的氧化沟COD去除率为75％～ 90％,TN去除率为5％～38％;无微生物燃料电池的氧化沟COD去除率为77％～89％,TN去除率为5％～23％.构建微生物燃料电池后能减少氧化沟内外沟中污泥的增加量,约减少15％.     

规模化养殖的中国荷斯坦奶牛产污系数模型的确定

以近期中国荷斯坦奶牛产污系数试验资料为基础,分析饲料摄入量及成分与排出粪污污染物之间的关系,建立了奶牛产污系数模型并进行了验证.结果表明:育成牛排粪量可用采食量、摄入氮、摄入磷和摄入铜4因子预测,其模型拟合度高于产奶牛;育成牛排氮量可用采食量、摄入氮两因子预测,产奶牛的排氮量可用摄入氮预测;产奶牛和育成牛的排磷量均可用摄入磷预测.该模型由于包括了不同季节、不同样本、不同奶牛养殖场等影响因素,使结果具有广泛的适用性,可用于分析中国荷斯坦奶牛养殖对环境的污染及粪污农田的消纳利用.