浅水湖泊水生植物适宜生物量评估方法的探讨

总结了水生植物对湖泊生态系统的影响、水生植物生物量控制与收割管理的研究,分析了目前浅水富营养化湖泊恢复过程中水生植物生物量确定方法的不足;立足于水生植物生长特点,提出了基于湖泊生态模型的浅水湖泊大型水生植物在生长期和衰亡期的适宜生物量评估方法的研究框架,本文可为指导湖泊生态修复工程及其后续维护,为完善健康湖泊的综合评价标准和湖泊生态修复理论提供科学支撑.     

紫外活化甲酸产二氧化碳阴离子自由基还原Cr (VI)的研究

研究高效还原技术是去除废水中Cr（VI）的有效手段,本研究提出了一种新颖有前景的基于紫外（UV）活化甲酸（HCOOH）产还原性二氧化碳阴离子自由基（CO₂^•;-）去除Cr（VI）的方法.通过对比UV、HCOOH、UV/HCOOH三种体系对Cr（VI）还原效率和电子自旋共振（EPR）对体系中自由基的检测研究了其活化原理和还原机制.结果表明UV能显著活化HCOOH产生CO₂^•-（α_H=19.08G,α_N=15.86G,g=2.0036）.此外,试验考察了主要影响因素对Cr（VI）去除效果的影响,包括初始Cr（VI）浓度、甲酸投加量、初始pH值、反应温度、有机污染物以及水中常见阴离子.结果显示当甲酸浓度为40mmol/L,Cr（VI）初始浓度为10mg/L,反应时间在60min内,UV/HCOOH体系对Cr（VI）的去除率能达到100%.在酸性条件下（pH≤3.5）能显著促进Cr（VI）的还原,且Cr（VI）去除效率随着初始HCOOH浓度和反应温度升高而增加.进一步研究表明,该体系下NO₃^-对Cr（VI）的还原有着显著的促进作用,而Cl^-、HCO₃^-和对硝基苯酚（pNP）则有抑制作用.不同温度下Cr（VI）去除率与时间关系的拟合结果表明,当反应时间t³;40min,UV/HCOOH体系去除Cr（VI）过程遵循准一级反应动力学,根据不同温度下对应的反应速率常数k,结合阿伦尼乌斯方程,计算求得准一级反应的活化能为15.9kJ/mol.     

基于LMDI模型的湖南省农业碳排放影响因素研究

随着农业经济的快速增长,农业能源消耗和二氧化碳排放量逐年增加。在此背景下,开展农业碳排放研究意义重大。基于1999-2014年湖南省农业总产值、耕地面积、有效灌溉面积、农药化肥施用量等统计数据测算了15年来湖南省农业碳排放量和碳排放强度,并运用LMDI模型分析了农业碳排放的影响因素。结果表明:(1)1999-2014年,湖南省农业碳排放量和碳排放强度均呈现逐年增长趋势,年均增长率分别为2.25%和0.52%;(2)湖南省农业碳排放各构成要素中,占比由高至低依次是化肥(50.28%)、灌溉(19.10%)、农药(13.83%)和农膜(8.48%),四者累计占比91.70%,为湖南省农业碳排放的主要来源;(3)农业生产效率和劳动力规模在一定程度上抑制了湖南省农业碳排放量的增加,而农业经济水平和产业结构是湖南省农业碳排放量增加的主导因素,应成为未来农业碳减排工作的主要突破口。湖南省农业碳排放的影响因素研究在一定程度上可为"十三五"时期湖南省农业碳减排工作提供决策参考。     

新疆丝绸之路南线生态安全及障碍度分析

以新疆丝绸之路南线17个县市为研究靶区,构建基于EES的生态安全评价指标体系,运用三角模型和障碍度模型,对新疆丝绸之路南线生态安全进行分析评价,并进一步剖析其障碍因子。结果表明:(1)2004-2013年生态安全水平在微小波动中有所提升,总体由2004年的不安全到2013年的较安全状态;(2)生态安全大体呈现2种发展趋势:一是弱安全到一般安全的趋势(T1-T4,T3-T4,T3-T6),并且一般安全趋势总体水平持续提升,二是不安全到弱安全(T4-T5);(3)障碍因子主要表现在城镇化发展水平、社会效益、人口和耕地面积等方面。在"丝绸之路经济带"战略带动发展下,通过研究新疆丝绸之路南线生态安全,以期为新疆丝绸之路经济、社会和生态的持续发展提供参考。     

利用箱式模型研究PFCs的大气化学特征

全氟化合物(PFCs)是一种典型的新型持久性有机污染物(POPs),具有疏油、疏水耐高温等特性,化学稳定性强,近些年被广泛应用。由于其可以在环境中长期稳定存在并对生物体产生较大毒害作用,目前已经引起了全世界的关注。全氟调聚醇(FTOHs)在大气中的迁移和氧化并形成最终产物被认为是PFCs最终产物在全球分布的主要原因之一。全氟辛酸(PFOA)是一种重要的最终产物,而2-全氟辛基乙醇(8∶2 FTOH)是其主要的前体物。该研究基于加州理工大气化学机理(CACM)基础上开发了考虑PFCs的CACM_PFC机理,并基于CACM_PFC机理以8∶2 FTOH和N-乙基全氟正丁基磺酰胺(NEt FBSA)为主要前体物建立了箱式模型,模拟PFCs的前体物在大气中经过氧化最终转化成PFOA的一系列反应过程,分析气象因素和其他污染物对PFCs浓度变化的影响。结果表明:高温和高湿条件有利于8∶2 FTOH的转化和PFOA的生成。其他污染物如O_3能够促使PFCs向最终产物转化;NO_x对PFCs浓度的影响比较复杂,当NO_x浓度占主导时,NO_x会与CH_3O_2形成竞争抑制PFOA的生成,所以PFOA浓度较低;当CH_3O_2浓度占主导时PFOA浓度则较高。     

“丝绸之路经济带”中国段土地利用系统安全性评价及阻力分析

在构建土地利用系统安全性评价指标体系的基础上,结合基于TOPSIS算法的DPSIR模型对2006—2015年"丝绸之路经济带"范围内中国九个地区进行土地利用系统安全性分析。同时借助障碍度诊断模型分析影响区域系统安全性提升的阻碍因子,并运用最小方差法(LSE)对区域土地利用系统进行系统阻力类型划分。结果表明:(1)研究区域土地利用系统安全指数全部位于0.20—0.60,即处于不安全状态和临界状态,距离安全状态仍有一定差距。(2)不同阻碍因子对不同地区影响作用有所不同,障碍因子由经济发展、社会投资、技术等基础方面转向土地资源和环境生态等方面,未来应针对不同地区的不同障碍因子制定具有差别化的缓解土地资源环境压力的政策。(3)研究期初和期末的区域土地利用系统阻力主要分为四系统阻力模式、五系统阻力模式,大部分研究地区由期初的D-S-I-R阻力型转变为期末的D-P-S-I阻力型,压力子系统阻力作用越来越突出。     

甘肃陇中地区近55年潜在蒸散量及干旱指数演变趋势

了解陇中地区干湿状况,对进一步研究植被与气候变化和农业水资源管理有重要意义。基于陇中地区1961—2015年的地面气候资料日值数据集,应用彭曼蒙特斯模型(P-M模型)、滑动t检验、Morlet小波、主成分分析和薄盘样条插值等方法,对陇中地区近55 a潜在蒸散量(ET_0)和干旱指数(AI,aridity index)的变化趋势进行了研究。结果表明:年际分布上ET_0以上升趋势为主,AI整体上升趋势不显著,表明陇中地区近55 a气候趋于干旱;年内分布上ET_0呈单峰型分布,AI则呈谷状分布;空间分布上陇中地区ET_0和AI都呈有规律的从南向北依次增加的趋势,越往北气候越干;ET_0在1975年、1983年和1997年发生了突变,AI则在1983年、1986年和2012年发生突变,ET_0和AI的序列周期不尽相同。近55 a陇中地区气候趋于干旱。     

异养硝化-好氧反硝化混合菌对尿素的去除及重金属和盐度的影响

为探究异养硝化-好氧反硝化混合菌对尿素的去除效果,本文考察了混合菌(DM01+YH01+YH02)对尿素的去除特性,以及重金属和盐度对其去除率的影响.结果表明,当废水中尿素质量浓度为200.0 mg·L~(-1),碳源为柠檬酸三钠、 C/N为10、温度为30℃、 pH为7和转速为130 r·min~(-1)时,尿素在24 h可以得到高效降解,去除率为91.8%;重金属离子(Ni~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+))会降低混合菌对尿素的去除效果,影响能力的大小顺序为Cd~(2+)Cu~(2+)Ni~(2+)Zn~(2+),然而, Fe~(2+)(20.0 mg·L~(-1))会增强混合菌对尿素的去除效果;盐度(10.0 mg·L~(-1))会抑制混合菌株对于尿素的去除.     

中国钢铁行业大气环境影响

本研究基于2015年在线监测等数据,分析中国钢铁行业主要工序(烧结和球团)排口烟气浓度情况,自下而上建立了2015年中国高时空分辨率钢铁行业大气污染物排放清单(HSEC, 2015),使用CAMx模型,定量模拟钢铁行业排放对区域大气污染物浓度贡献.结果表明, 2015年中国钢铁行业共排放SO_2、NO_x、PM_(10)、PM_(2.5)、PCDD/Fs、VOCs、CO、BC、OC、EC和F分别为37.48万t、 72.05万t、 33.48万t、 15.03万t、 1.91 kg、 84.29万t、 3 478.85万t、 0.64万t、 0.83万t、 0.08万t和0.77万t.从区域角度:上海和天津钢铁行业单位面积污染排放强度最大,对区域大气污染贡献比例较高.从工序角度:2015年烧结和球团烟气排口月平均浓度降低.从污染物角度:2015年钢铁行业排放NO_x对区域污染物浓度贡献最大,NO_x具有较大的减排潜力.     

餐厨垃圾和剩余污泥厌氧混合发酵过程的动态膜强化特性研究

比较了厌氧动态膜生物反应器（DMBR）与完全混合式反应器（CSTR）在处理餐厨垃圾（FW）和剩余污泥（WAS）时的发酵产气过程,验证了高负荷餐厨垃圾和剩余污泥混合发酵时DMBR系统运行的稳定性,考察了动态膜（DM）基材孔径（300目、200目和100目）对DMBR运行性能及其固液分离效果的影响.结果表明：一体式DMBR能够强化餐厨垃圾和剩余污泥混合发酵的高负荷稳定运行,DMBR过膜滤液中平均总挥发性脂肪酸（TVFA）为86.1 mg·L^-1,低于CSTR排泥中TVFA的浓度（527.3 mg·L^-1）.当动态膜基材孔径为300目时,DMBR过膜滤液中总有机物（TCOD）为（1.6±1.1）g·L^-1,相应的固液分离效果优于200目（（3.2±1.9）g·L^-1）和100目（（32.0±1.3）g·L^-1）动态膜基材,即当动态膜基材孔径为100目时,DMBR过膜滤液中TCOD比300目动态膜基材高6.7倍.与200目动态膜基材孔径相比,300目动态膜基材相应的跨膜压差增长缓慢,反洗频率和运行能耗均较低,而100目动态膜基材孔径过大,固液分离效果较低.因此,在高负荷餐厨垃圾和剩余污泥混合发酵系统中,选用300目动态膜基材形成的动态膜过滤效果最优.此外,本文还对比分析了有机废物和废水处理领域中较优的动态膜基材孔径及DMBR的应用情况,为拓展DMBR在有机物处理领域的应用提供依据.