农业化学品投入状况及其对环境的影响

农业生产中,农业化学品的大量使用产生了明显的负外部性影响,尤其是农业的面源污染问题随化肥、农药投入的增加而不断加剧。通过统计分析方法,对农业化学品投入数量及区域分布特征、农业化学品投入存在的问题及其所造成的面源污染问题进行分析。结果表明:化肥和农药总投入不断增加,其中河南、山东、江苏、安徽、湖北和湖南6省投入总额接近全国的一半;农业化学品使用存在过量投入、投入结构失衡和施肥施药技术落后等问题;农业化学投入品的过量使用造成的环境污染问题正不断加剧,农业面源污染排放对污染总量的贡献率不断上升。最后提出了相关政策建议,包括加强农业面源污染控制的政策框架和配套制度建设、推广成熟的化肥农药施用技术和加强农业环保教育。     

江苏省农业面源污染与经济增长关系的实证

运用基于VAR模型的脉冲响应函数和方差分解的方法,考察了江苏省1990-2007年农业面源污染与经济增长的动态演进关系。研究结果表明:①经济增长是影响江苏省农业面源污染的重要原因,农业面源污染的环境库兹涅茨曲线规律在一定程度上得到验证;②农业面源污染对江苏省经济增长的影响不明显,且具有一定滞后效应;③方差分解结果显示人均GDP是解释农业面源预测方差的重要变量,而农业面源污染对经济增长的预测方差贡献度则相对较小。因此,我们要充分关注江苏省经济快速增长对农业环境质量恶化所带来的负面影响。同时,为了充分体现农业面源污染对江苏省经济增长的反作用,其关键前提是必须要对农业面源污染所导致的负外部效应进行清晰的界定,以及建立一个有效、完善的农业资源配置、污染权的市场交易机制,以充分发挥资源约束和环境恶化对涉农微观经济主体投资、生产和消费行为的影响,进而对经济增长形成反作用。     

丹江口库区坡耕地柑桔园不同覆盖方式下地表径流氮磷流失特征

以坡耕地柑桔园为研究对象,地表覆盖方式采用对照、秸秆覆盖和地膜覆盖3个处理,实验采用完全方案。结果表明,在本实验条件下,坡地地膜覆盖处理一定程度增加了径流量,而秸秆覆盖处理与对照每次降雨径流量基本相当;各处理土壤氮磷养分均有一定程度的流失,以氮素流失量较高,磷素流失量相对较低;在地膜覆盖条件下,柑桔园地表径流中N、P流失量较高,其总氮和总磷流失系数分别达0054%和0064%,而秸秆覆盖总氮和总磷流失系数最低;对不同地表覆盖方式柑桔园地表径流水体氮素形态特征分析表明,可溶性氮素占总氮的比例较高,可溶性氮素中又以NO-3 N为主,而NH+4 N所占的比重较低。以上结果说明,在丹江口库区,氮素污染风险要高于磷,防控的主要矛盾是氮,而秸秆覆盖是减少坡耕地养分流失较好的管理措施     

超临界水氧化处理煤气化废水的响应面优化

采用响应面法对超临界水氧化处理煤气化废水的工艺参数进行了优化.运用中心复合设计,建立了COD、NH3-N去除率与温度、压强、氧化系数、反应时间4因素的二次回归模型,分析了各因素的显著性及交互作用.结果表明,各因素对COD、NH3-N去除率影响大小为:温度＞氧化系数＞反应时间＞压强.温度和氧化系数对COD去除率交互影响显著;温度和氧化系数、温度和反应时间、氧化系数和反应时间对NH3-N去除率交互影响显著.以COD、NH3-N去除率最大化,温度最低为目标条件,获得试验范围内最佳工艺条件:温度520℃,压强27.00 MPa,氧化系数3.0,反应时间10 min.该条件下3次验证试验的COD、NH3-N平均去除率分别为99.92％、99.54％,与预测值99.89％、99.51％无显著差异,表明所建模型切实可行.     

响应面法和神经网络优化Acinetobactersp．DNS32发酵基质

为了提高阿特拉津降解菌Acinetobactersp．DNS32的产量,分别采用响应曲面法和基于人工神经网络的遗传算法对阿特拉津降解菌DNS32发酵培养基中3个重要基质成分（玉米粉、豆饼粉、K：HPO。）进行优化研究。响应曲面法确定3种成分的含量为玉米粉39．494g／L,豆饼粉25．638g／L和K。HPO。3．265g／L时,预测发酵活菌最大生物量为7．079×10^8CFU／mL,实测量为7．194×10^8CFU／mL;人工神经网络结合遗传算法优化确定3种主要成分含量为玉米粉为39．650g／L,豆饼粉为25．500g／L,K2HPO4为2．624g／L时,预测最大值为7．199×10^8CFU／mL,实测量为7．244×10。CFU／mL;最终确定培养基配方：玉米粉为39．650g／L,豆饼粉为25．500g／L,K2HPO4为2．624g／L,CaCO3为3．000g／L,MgSO4·7H2O和NaCl均为0．200g／L;优化后阿特拉津降解菌DNS32发酵生物量比优化前提高了36．6％。结果表明,在阿特拉津降解菌DNS32发酵培养基组分优化方面,响应面法和基于人工神经网络的遗传算法都是可行的,基于人工神经网络的遗传算法具有更好的拟合度和预测准确度。     

UASB反应器降解活性染料废水的特性

中温（35±1）℃条件下,采用上流式厌氧污泥床（upflowanaerobicsludgebed,简称UASB）反应器处理了含蒽醌类-活性艳蓝（c．I．ReactiveBlue5,简称K—GR）或偶氮类-活性艳红（C．I．ReactiveRed20,简称KD-8B;C．I．ReactiveRed2,简称X-3B）模拟染料废水,重点研究了回流比对染料脱色率和COD去除率的影响,在最佳回流比的条件下,探讨HRT（hydraulicretentiontime）对脱色的影响和不同结构染料的脱色效果,并初步分析了脱色机理。结果表明,适宜的回流比有利于提高系统的脱色率;控制回流比和HRT分别为2和24h,当模拟废水中染料的浓度为100mg／L时,COD去除率和脱色率分别为90％～96％和85％～92％;蒽醌和偶氮类染料的脱色是通过偶氮键和葸醌共轭结构的断裂来实现的。     

沿面放电氧化液相亚硫酸铵

为了解决湿式氨法烟气脱硫生成不稳定亚硫酸铵（（NH4）2SO3）副产物的问题,设计了以不锈钢弹簧和溶液分别作为高压和低压电极的沿面放电系统,对液相（NH4）2SO3的氧化进行了研究。空气从反应器上方进入后经放电区域形成活性物质,再由底部的曝气头鼓入溶液并与（NH4）2SO3发生反应。比较了沿面放电处理与传统曝气处理的氧化效率,考察了放电电压、载气气量和初始浓度等因素对（NH4）2SO3氧化的影响。结果表明,沿面放电对（NH4）2SO3有显著的氧化效果;优化条件下的（NH4）2SO3氧化率接近100%;溶液中（NH4）2SO4与（NH4）2SO3的浓度比小于1时有利于（NH4）2SO3的氧化。     

响应面法和神经网络优化Acinetobacter sp. DNS32发酵基质

为了提高阿特拉津降解菌Acinetobacter sp.DNS32的产量,分别采用响应曲面法和基于人工神经网络的遗传算法对阿特拉津降解菌DNS32发酵培养基中3个重要基质成分(玉米粉、豆饼粉、K2HPO4)进行优化研究。响应曲面法确定3种成分的含量为玉米粉39.494 g/L,豆饼粉25.638 g/L和K2HPO43.265 g/L时,预测发酵活菌最大生物量为7.079×108CFU/mL,实测量为7.194×108CFU/mL;人工神经网络结合遗传算法优化确定3种主要成分含量为玉米粉为39.650 g/L,豆饼粉为25.500 g/L,K2HPO4为2.624 g/L时,预测最大值为7.199×108CFU/mL,实测量为7.244×108CFU/mL;最终确定培养基配方:玉米粉为39.650 g/L,豆饼粉为25.500 g/L,K2HPO4为2.624 g/L,CaCO3为3.000 g/L,MgSO4.7H2O和NaCl均为0.200 g/L;优化后阿特拉津降解菌DNS32发酵生物量比优化前提高了36.6%。结果表明,在阿特拉津降解菌DNS32发酵培养基组分优化方面,响应面法和基于人工神经网络的遗传算法都是可行的,基于人工神经网络的遗传算法具有更好的拟合度和预测准确度。     

厌氧序批式反应器中丝状颗粒污泥的形成

以葡萄糖为基质,研究浮动盖式ASBR中颗粒污泥的形成。实验结果表明,污泥在120 d时完全颗粒化,颗粒污泥具有良好的沉降性能(25 m/h)及良好的产甲烷活性,甲酸、乙酸、丙酸及丁酸最大代谢活性分别达到0.216、0.825、0.237和0.796 g COD/(g VSS.d)。电镜扫描(SEM)发现,整个污泥结构均一,均由丝状菌构成。     

响应面法优化聚丙烯酸/腐殖酸/累托石吸附剂的制备条件

以累托石、丙烯酸及腐殖酸为原料制备出能同时吸附重金属和多环芳烃的吸附剂聚丙烯酸/腐殖酸/累托石,采用响应面试验设计法优化吸附剂的制备条件。利用Design Expert软件,建立了预测吸附剂对Cd2+、菲吸附量的二次回归模型,对回归模型进行了方差分析,并确定了吸附剂的最佳制备条件。结果表明,二次回归模型能较好地模拟Cd2+、菲的吸附量与影响因子丙烯酸中和度、引发剂量和交联剂量之间的关系。各因子对Cd2+吸附量的影响次序为:交联剂量>引发剂量>丙烯酸中和度;对菲吸附量的影响次序为引发剂量>交联剂量>丙烯酸中和度。吸附剂的最佳制备条件为:累托石、丙烯酸和腐殖酸三者的质量比为65∶30∶5,丙烯酸中和度、引发剂量和交联剂量分别为75.16%、2.57%和0.44%。在此优化条件下制备的吸附剂对Cd2+和菲的吸附量分别为170.19 mg/g和7.36 mg/g。