新中国70年生态环境建设发展的艰难历程与辉煌成就

中国的生态环境建设,经历了新中国建立之初生产力低下的农耕文明、改革开放后的工业文明、迈向生态文明的三大阶段,每个阶段都有自身的特质、挑战、应对和成效。从1949年到改革开放前,中国整体上表现为农耕文明特征,自然灾害频发、粮食生产短缺、城市化水平低下。为了跳出"马尔萨斯陷阱",新中国的缔造者带领人民治理水患,兴修水利,拓荒垦殖,问题得到缓解但没有得到解决,贫困落后依然,没能彻底摆脱"马尔萨斯魔咒"。改革开放后,工业化快速推进,城市化加速发展,使农民得以从土地中解放出来,极大地提升了劳动生产力;同时也使土地得以从农民手中部分释放出来,不仅大幅提升了土地资源价值,也使土地得以休养生息自我生态修复。虽然快速的工业化、城市化进程大幅提升了生产力、积累了巨量的物质财富,但是进入21世纪以来,中国的发展逼近工业文明的生态红线、环境底线和资源上线,可持续发展挑战不断凸显。2010年后,中国全面启动生态保护、污染控制和资源节约的转型发展进程,高质量、大力度建设生态文明,推进人与自然的和谐 发展。     

氮和氧同位素示踪伊洛河河水硝酸盐来源及转化过程

河流硝酸盐(NO^-₃)浓度及氮和氧同位素组成(δ¹⁵N-NO^-₃和δ¹⁸O-NO^-₃)可以辨识河水NO^-₃受自然过程和人为输入的影响,但流域不同土地利用方式对河水NO^-₃来源及转化过程的影响尚不明确,特别是山区人为输入对河水NO^-₃的影响仍不清楚.选择土地利用空间异质性显著的伊河和洛河作为研究对象,借助水体水化学组成,氢氧同位素(δD-H₂O和δ¹⁸O-H₂O)、δ¹⁵N-NO^-₃和δ¹⁸O-NO^-₃,辨识不同土地利用方式影响下河水NO^-₃来源及...     

Synthesis, crystal structure, photodegradation kinetics and photocatalytic activity of novel photocatalyst ZnBiYO4

ZnBiYO₄ was synthesized by a solid-state reaction method for the first time. The structural and photocatalytic properties of ZnBiYO₄ were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and UV-Vis diffuse reflectance. ZnBiYO₄ crystallized with a tetragonal spinel structure with space group I41/A. The lattice parameters for ZnBiYO₄ were a = b = 11.176479 Å and c= 10.014323 Å. The band gap of ZnBiYO₄ was estimated to be 1.58 eV. The photocatalytic activity of ZnBiYO₄ was assessed by photodegradation of methyl orange under visible light irradiation. The results showed that ZnBiYO₄ had higher catalytic activity compared with N-doped TiO₂ under the same experimental conditions using visible light irradiation. The photocatalytic degradation of methyl orange with ZnBiYO₄ or N-doped TiO₂ as catalyst followed first-order reaction kinetics, and the first-order rate constant was 0.01575 and 0.00416 min^-1 for ZnBiYO₄ and N-doped TiO₂, respectively. After visible light irradiation for 220 min with ZnBiYO₄ as catalyst, complete removal and mineralization of methyl orange were observed. The reduction of total organic carbon, formation of inorganic products, SO₄^2- and NO₃^-, and evolution of CO₂ revealed the continuous mineralization of methyl orange during the photocatalytic process. The intermediate products were identified using liquid chromatography- mass spectrometry. The ZnBiYO₄/(visible light) photocatalysis system was found to be suitable for textile industry wastewater treatment and could be used to solve other environmental chemical pollution problems.     

城郊农业区小流域土地利用结构对氮素输出的影响

以位于湖南省长沙市城郊农业区的金脱河流域为研究区域,通过解译2009年的Spot-5卫星遥感图获取了小流域的土地利用图;结合流域的DEM图,利用ArcGIS 9.3的水文、空间分析模块将流域划分为若干个子流域,分析各子流域的土地利用结构.从2009年12月～2010年11月在各子流域出口处采取水样,分析其TN、NH4+-N、NO3--N输出浓度、输出量的时空变化特征以及与土地利用结构、施肥等因素之间的关系.结果表明,流域径流氮素污染严重,其TN、NH4+-N输出浓度呈明显的季节变化特征,为冬季>春季>夏、秋季,而NO3--N的输出浓度的季节差异较小.流域内的土地利用结构对NO3--N的输出浓度起着重要的控制作用,林地、水面表现为源作用,水田、旱地、居民地为汇作用;不同的时间尺度上土地利用结构对其影响不同,年度尺度上对NO3--N输出影响最大的为旱地,春夏季为林地,秋冬季为旱地.TN、NH4+-N的输出浓度与土地利用结构的相关性较差,各形态氮素的输出量与纯氮施用量、人口数、养猪量表现为极显著正相关.     

黄土丘陵沟壑区生态风险空间识别及开发利用权衡——以兰州市为例

基于社会经济发展与土地资源利用管理、生态环境保护之间矛盾的现实需求,以兰州市为例,通过区域开发生态风险传递过程分析,构建黄土丘陵沟壑区区域开发生态风险评价框架,结合自然生态风险、开发生态风险和生态重要性,定量评价黄土丘陵沟壑区开发利用综合生态风险并识别其空间分布特征,最后结合丘陵地区建设用地适宜性,权衡黄土丘陵沟壑等未利用地的开发与生态环境保护.结果表明:兰州市综合生态风险以中、低等级为主;兰州市二类未利用地占比最大,为51.67%;一类未利用地在海拔相对较低的皋兰县北部、永登县庄浪河以东集中分布,占总面积的37.45%.权衡兰州市综合生态风险与未利用地开发适宜性,一、二类用地的综合生态风险以1级低风险为主.其中,一类用地集中连片度高,坡度、海拔等自然本底相对较好,是未来未利用地综合开发建设优先选择区域;二类用地因自然地理条件的限制,开发难度大,开发成本高,可以作为后备土地开发资源选择性开发.     

AAO工艺低氧条件下的运行及其模拟

利用厌氧-缺氧-好氧(AAO)工艺探讨了在好氧池低溶解氧(DO)浓度条件下的水质指标变化情况.结果表明,当好氧池DO浓度从2.00 mg·L~(-1)降低到1.00 mg·L~(-1)和0.50 mg·L~(-1)时,系统仍然具有良好的除磷脱氮效果,出水水质指标均满足我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中的一级A标准.在此基础上,基于Bio Win 4.1软件建立了AAO工艺的活性污泥模型,对模型参数进行了灵敏度分析,并利用动态模拟对模型参数中的聚磷菌吸收乙酸或丙酸的聚羟基烷酸(PHA)产率系数(YP/PHA,seq)、聚磷菌好氧氧化PHA的储磷率(YP/PHA,aerobic)、氨氧化菌的最大单位生长速率(μmax,A)和亚硝酸盐氧化菌的最大单位生长速率(μmax,N)进行了校验.此外,对系统的曝气能耗进行了模拟评估,结果表明,与好氧池DO浓度为2.00 mg·L~(-1)时相比,好氧池DO浓度为1.00 mg·L~(-1)和0.50 mg·L~(-1)时的空气流量可分别节省23.8%和38.1%,氧转移效率可分别提高7.2%和11.7%.     

基于经济普查引入EGSS统计框架的可行性分析

环境货物和服务部门(EGSS)统计框架是由欧盟统计署研究制定的、用于收集和整理环境产品与服务相关统计数据的方法,已经被联合国统计署纳入"环境经济统计体系(SEEA)"中,成为一项国际统计标准。中国的经济普查工作在数据采集方式上与EGSS具有较好的一致性,本文主要对我国的经济普查与EGSS统计框架进行比较研究,探索从经济普查表核算EGSS数据的方法和思路。结果表明:经济普查可作为常规统计口径核算EGSS数据的一个切入点,但是需要在数据连续性、行业小类划分、统计的经济指标范围方面进行衔接融合;基于经济普查数据引进EGSS统计框架可采取分阶段推进方式。     

后石油时代沙生灌木直燃发电对环境的影响＊

文章通过对内蒙古中西部地区沙生灌木的成分分析,基于生命周期法(LCA),定量论证了沙生灌木直燃发电开发模式对环境的影响和推广的可行性,指出相比石油等传统能源,这种模式具有较大的潜在效益,对于我国发展绿色替代能源,促进西部地区生态环境和经济协调发展具有一定的战略意义。     

重型柴油车污染物排放量计算方法比较分析

目的 计算大功率大吨位级重型柴油车的污染物排放量.方法 根据《公路隧道通风设计细则》和世界道路协会(PIARC)2012年技术报告,分别计算32 t重型柴油车的污染物排放量和稀释污染物所需的通风量,对比分析两种计算方法的差异.结果 对《公路隧道通风设计细则》中柴油车的车型系数和海拔高度系数提出建议.根据世界道路协会(PIARC)2012年技术报告,在0～2000 m低海拔地区,国产32 t柴油车的CO、NOx和烟尘排放量分别为88.6、166.0 m3/(h·veh)和84.2 m2/(h·veh),如果考虑NOx的空气污染,稀释单辆国产32 t柴油车排放污染物所需空气量约为33000 m3/h;如果不考虑NOx的空气污染,所需空气量约为28000 m3/h.结论 结合工程实际,建议大功率大吨位级重型柴油车的污染物排放量根据世界道路协会(PIARC)2012年技术报告进行计算.     

大气自净能力指数的气候特征与应用研究

为了定量地评估污染气象条件对空气污染的作用并实现对空气污染潜势的预报,本文在城市大气污染数值预报系统（CAPPS）预报原理的基础上,定义了大气自净能力指数,并分别给出了采用气象站观测资料和通过数值模拟计算大气自净能力指数的方法.基于气象站观测资料的全国大气自净能力指数分析计算表明,全国大气自净能力最差的地区分布在四川盆地和新疆塔里木盆地,大气自净能力最强的地区分布在青藏高原、蒙古高原、云贵高原、以及东北平原和三江平原、山东半岛和海南岛;1961~2017年,京津冀、长三角和珠三角地区的大气自净能力指数呈下降的变化趋势,全年低自净能力日数呈上升的变化趋势.采用大气自净能力指数评估2014年北京APEC会议期间大气污染防控效果,表明在11月8~10日极端不利扩散气象条件发生时,减排措施使北京市空气质量AQI平均降低77%,使京津冀平原地区11个城市的空气质量AQI平均降低37%.基于国家气候中心月动力延伸气候预测模式（DERF2.0）的预报产品和中尺度模式（WRF）,建立了可以预测全国未来40d逐日大气自净能力指数的延伸期-月尺度大气污染潜势预测系统,回报实验表明,在大多数情况下可以提前15d预报出大气重污染过程;月尺度的大气重污染过程预报效果更大程度上取决于月动力延伸气候预测模式（DERF2.0）的预报准确率.