Household use of and satisfaction with alternative water sources in Victoria Australia

Climate change is increasing the variability of rainfall, and thus the availability of water supplies in many areas of the world. These impacts are already being felt in the state of Victoria, Australia where a 12 year drought period was recently experienced. Restrictions to water use have been implemented, as one component of a broad policy approach to manage the drought. While anecdotal evidence suggests that the substitution of centralised water supplies is occurring, this has not been proven empirically. This paper reports results from a survey of households in Victoria regarding their use of alternative water sources. The study found that substitution is occurring. Garden watering is the purpose which has the highest rate of alternative water source use. In total 41.6% of respondents always, and 33.2% sometimes use an alternative water source for garden watering. The most commonly used alternative source of water for garden watering is water previously used in the laundry (30.7%). The alternative source of water used was found to vary depending on the purpose of the water use. High levels of satisfaction were found for all alternative water sources used. Several barriers were found to the use of alternative water sources, the main of which were: inflexibility of existing infrastructure, cost, policy, and housing status. The results have implications for water retailers, policy makers and governments in locations facing water shortage.     

Generating better energy indicators: Addressing the existence of multiple scales and multiple dimensions

High energy prices and the growing concern for “Peak Oil” have put energy analysis, once again, on the front burner. However, before speculating about possible roadmaps regarding our energy future, it would be wise to develop better quantitative analyses. This paper flags the existence of systemic epistemological flaws in the current use of aggregate energy indicators and presents an alternative approach capable of dealing with the issue of multiple dimensions and multiple scales. Starting from a critical appraisal of the aggregate indicator “Economic Energy Intensity” it shows that economic and biophysical variables are often correlated and that their value is determined by characteristics which can only observed across different levels and scales. Complex metabolic systems (systems that use energy to maintain and reproduce themselves) are operating simultaneously at different scales. This implies that changes in the characteristics of parts, defined at the local scale, and changes in the characteristics of the whole, defined at the large scale can only be obtained after establishing a scaling mechanism in the analysis. In order to deal with the issue of scale in energy accounting, we propose to make a distinction between three different categories: (i) primary energy sources (PES) - establishing a link between energy quantities and the associated requirement of biophysical gradients, at the large scale, on the interface black-box/context; (ii) energy carriers (EC) - defining the set of energy inputs required by technical devices for expressing useful functions, at the local scale, within the parts operating inside the black-box; (iii) end uses (EU) the set of functions to be expressed by society across hierarchical levels for reproducing itself. Finally, the paper presents examples of quantitative results obtained using an innovative method of analysis - Multi-Scale Integrated Analysis of Societal and Ecosystem Metabolism (MuSIASEM). We conclude that by using this new accounting method it is possible to generate a better understanding of external and internal constraints determining the desirability and viability of the metabolic pattern of societies.     

泰安市夏季PM2.5中正构烷烃和糖类化合物的化学组成及其来源

为探讨泰安市夏季PM_2.5中正构烷烃和糖类的化学组成及其来源,于2016年7~8月进行PM_2.5样品采集,对泰安市正构烷烃及糖类进行分析,并利用主成分分析-多元线性回归模型（PCA-MLR）和后向轨迹模型对污染物进行来源解析.结果表明,2016年泰安市夏季PM_2.5质量浓度为（37.2±11.5）μg·m^-3,是我国环境空气质量一级标准（GB 3095-2012,35μg·m^-3）的1.1倍.其中,正构烷烃质量浓度为（83.3±34.7）ng·m^-3,碳优势指数（CPI）为1.83,植物蜡烷烃贡献率（% WaxC_n）为34.7%~69.4%,表明植物蜡是泰安市夏季正构烷烃的主要来源.糖类化合物的质量浓度为（73.4±46.6）ng·m^-3,其中左旋葡聚糖、半乳聚糖和甘露聚糖是主要的糖类组分,分别占糖类化合物总浓度的64.0%、7.1%和6.3%,表征生物质燃烧对泰安市糖类具有重要贡献.由PCA-MLR模型结果表明,泰安市夏季PM_2.5中正构烷烃和糖类化合物主要来自植物蜡、化石燃料燃烧和生物质燃烧.后向轨迹分析表明,泰安市夏季正构烷烃和糖类污染物主要来自山东本地源和南方内陆地区.     

降雨强度对洱海流域凤羽河氮磷排放的影响

降雨形成的径流携带各种陆面物质进入河流湖泊是导致水质变化的重要因素,而不同降雨强度下的河流氮磷输出特征均有所差异,因此,为阐明雨强对高原湖泊典型流域污染物排放的影响,本研究以洱海流域上游的凤羽河为研究对象,基于连续3 a(2011～2013年)的出口断面水质水量监测,分析了4种降雨强度(小雨、中雨、大雨、暴雨)对水体氮磷浓度和形态的影响.结果表明,降雨强度对凤羽河氮磷排放的影响显著,所有组分的氮和磷浓度平均值在小雨(10 mm)和中雨(10～25mm)时较低,在大雨(25～50 mm)和暴雨(50～100 mm)时较高;氨氮(NH_4+-N)(57. 14%～76. 85%)占总氮(TN)的质量分数大于颗粒态氮(PN)(23. 15%～42. 86%),溶解态总磷(TDP)(22. 73%～28. 00%)占总磷(TP)的质量分数小于颗粒态磷(PP)(72. 00%～77. 27%);不同形态的氮浓度比较为:TN NH_4+-N PN;不同形态的磷浓度比较为:TP PP TDP.     

三峡库区典型紫色土小流域径流及氮磷流失特征

为了解三峡库区典型紫色土小流域径流污染特征,对新政小流域典型土地利用类型下降雨-径流时间过程和小流域集水区出口径流中氮磷浓度进行动态监测,监测分析库区小流域氮磷在降雨径流中的流失规律.结果表明,小流域径流氮磷损失量分别为13. 69 kg·(hm~2·a)-1和1. 50 kg·(hm~2·a)-1.农肥所含氮磷及降雨冲刷是小流域径流污染的主要原因.小流域的总氮(TN)和总磷(TP)平均浓度达10. 05 mg·L~(-1)和1. 10 mg·L~(-1),远超过富营养化发生标准,须引起关注.本研究观测的两场降雨中,8月15日降雨中硝态氮(NN)和颗粒态磷(PP)分别为69. 47 kg和6. 83 kg,分别占TN和TP的53. 91%和53. 78%; 8月26日降雨中NN、氨氮(AN)和PP分别为6. 68、5. 61和1. 36 kg,分别占TN和TP的37. 74%、31. 69%和57. 63%,表明氮素流失主要通过可溶态的方式,而磷素迁移则以颗粒态为主.小流域强降雨对于氮磷流失的影响显著.这与紫色土土层薄、耕作频繁、土壤相对疏松等性质有关.     

珠三角典型城市大气污染减排措施的PM2.5改善评估研究

评估大气污染减排措施的成效能为空气质量改善政策制定和优化提供科学指导,但大多减排措施评估研究采用敏感性分析方法进行量化,计算效率低且无法考虑不同减排措施之间的相互影响.另外,现有研究大多关注区域减排措施评估,很少针对城市尺度进行评估.基于此,本研究结合基于模式的PSAT源解析技术提出了一种相对较为高效的城市大气污染减排措施的PM_2.5改善评估方法,并以珠三角典型城市为例,定量评估了肇庆市2014—2016年期间实施的16项减排措施对PM_2.5污染的影响.结果发现,肇庆市近年来的本地减排措施有效降低了SO₂、PM_2.5、PM₁₀、NO_x、NH₃和VOCs排放,降幅分别达到25%、14%、13%、11%、9%和4%.根据模型评估,在2016年气象条件下,2014—2016年期间减排措施使肇庆市本地生成PM_2.5浓度下降了16.0%,其中,对浓度下降贡献最为明显的污染源为工业源和生物质燃烧源,关键措施是以煤炭品质提升为代表的燃煤管控和以焚烧区划定为代表的生物质露天焚烧管控,使肇庆本地PM_2.5浓度分别下降了7.2%和2.4%.农牧源、扬尘源和道路移动源等其他源的减排措施也对PM_2.5浓度改善有一定的贡献,但这些源贡献无法抑制活动水平增长带来的排放和贡献浓度的增长,表明这些源仍存在较大的减排潜力,是下一阶段肇庆市PM_2.5防治的重点对象.本研究的评估方法证实了减排措施的有效性,同时也为未来城市空气质量改善提供了科学依据和技术支撑.     

长沙地区PM2.5传输路径和潜在源区时空分析

长沙地区是长江中下游重要的经济发展核心区,受本地排放与外来源输送等多因素的共同作用,其大气污染状况一直都是区域乃至国家高度重视的生态环境问题.前期研究揭示了长沙地区大气污染的扩散规律,为进一步研究该地区大气细颗粒物（PM_2.5）外来源特征,采用拉格朗日混合型单粒子轨迹模式（HYSPLIT）探究2013—2020年长沙地区PM_2.5外来源区分布特征,继而采用轨迹聚类、潜在源贡献因子分析（PSCF）、浓度权重轨迹（CWT）方法等从年、季节等不同尺度分析区域PM_2.5时空分布规律及其外来污染物输送源特征.结果表明,在国家与地区大气污染联防联控等政策的驱动下,2013—2020年长沙地区年均PM_2.5浓度由81.80 μg·m^-3下降至42.96 μg·m^-3并呈显著季节差异,大气污染防治措施成效显著.季节尺度上,PM_2.5浓度主要呈现冬高夏低的态势,冬季最高（81.48 μg·m^-3）,其次为秋季（50.90 μg·m^-3）与春季（47.39 μg·m^-3）,最小值出现在夏季（25.74 μg·m^-3）;另一方面,2013—2020年长沙地区外来源潜在源区主要分布于湘东北、赣西北、豫南和鄂中地区.具体而言,春、秋、冬三季大气污染物主要来源于蒙古国西南部的长距离西北气流,分别占当年轨迹比重的4.73%、12.93%、12.66%,而夏季大气污染物主要来源于南海南部的中长距离南方气流,占当年轨迹比重的19.06%.     

深圳湾流域TN和TP入海年通量变化规律研究

采用经验排污系数法、输出系数模型以及平均浓度法,分别研究1986~2011年间深圳湾流域内深圳和香港两个区域的总氮(TN)和总磷(TP)入海污染负荷年通量的变化规律.结果表明,整个深圳湾流域在80年代、90年代和2000年之后的3个时期内TN入海负荷量平均值分别为10 388.2、10 727.9和10 937.3 t,TP为2 694.5、1 929.2和1 388.7 t.其中深圳一侧随着社会经济和城市化的快速发展,TN和TP年负荷通量大幅增长,26年来点源污染分别增加了4373.6 t和195.9 t,相应增长了261.0%和64.2%,非点源污染增加了1067.2 t和151.0 t,相应增长了63.4%和84.9%,建设和交通用地的扩张是非点源污染负荷增长的主要因素;深圳一侧对深圳湾流域入海污染负荷的贡献率分别从42.4%和27.0%增加到85.1%和75.2%;而香港一侧TN和TP年负荷通量分别减少了3028.5 t和1031.5 t,相应削减了66.3%和79.0%.     

西安冬季非灰霾天与灰霾天PM2.5中水溶性有机氮污染特征比较

2012年12月4~13日在西安市运用大流量大气采样器进行每小时1次PM2.5样品采集,对其进行有机碳(OC)、元素碳(EC)、水溶性有机碳(WSOC)、水溶性总氮(WSTN)、水溶性有机氮(WSON)以及无机离子分析,探讨其浓度、组成、时间变化特征和来源.结果表明,采样期间西安PM2.5中WSON小时平均浓度为(12±9.4)μg·m-3,最高达31μg·m-3,平均占水溶性总氮(WSTN)的47%±9.8%,而无机氮NH+4-N和NO-3-N则平均分别占WSTN的29%±8.5%和23%±8.1%.WSON∶WSOC(N∶C)质量比值范围为0.04~0.65,平均为0.31±0.13.在非灰霾天(能见度>10 km)、轻霾天(5 km<能见度<10 km)和重霾天(能见度<5 km),WSON分别为(1.6±0.9)、(6.5±3.9)和(23±4.7)μg·m-3.WSOC/OC质量比值在整个观测期间无明显变化,但是WSON/WSOC(N∶C)质量比值从非灰霾天、轻霾天到重霾天呈逐步增大趋势,其均值分别为0.2±0.1、0.3±0.1和0.4±0.1,与颗粒物碱度减弱酸度增强相一致.此外,整个采样期间WSON与NH+4、SO2-4和NO-3呈强线性相关(R2>0.80),阴阳离子当量平衡进一步显示:WSON与颗粒物中和度呈负相关(R2=0.53).研究结果表明,大气中有机胺等气态水溶性含氮有机物可通过酸碱中和与颗粒相酸性物质反应,由气相转移到颗粒相,并且重霾天低温、高湿和静风的气象条件有利于这种酸碱中和导致的气固相转化,促使更多的WSON生成.     

中亚热带典型农业小流域氮素输出特征及监测采样频率研究

以湖南省长沙县的脱甲小流域为例,研究了中亚热带典型农业小流域中氮素输出的规律,并采用统计学方法确定合理的氮素输出监测频率.研究结果表明,该地区农业小流域氮素输出过程受降雨-径流过程和农业管理活动的影响明显,除颗粒态氮(PN)外,流域出口水体中铵态氮(NH+4-N)、硝态氮(NO-3-N)、可溶性氮(DN)和全氮(TN)的浓度均与沟渠径流量显著相关(p0.01).降雨-径流过程和农业管理活动也会影响河道水体中氮素化学形态,但其对氮素化学形态的影响往往是短期的,因为在整个观测期间内,仅NH+4-N/TN比例与径流量有显著相关关系(p0.01).对于不同形态氮素采样频率计算结果表明,水体中氮素浓度变异系数越大,在允许的误差范围内需要的监测频率越高.按照平均值误差的20%控制,NH+4-N和PN的采样频率要达到每天2次才能满足要求,采样频率显著高于NO-3-N、DN和TN(1天1次).如果将典型小流域中的氮素输出监测频率定为每天1次,NH+4-N和PN的相对误差将达到30%.该研究为阐明中亚热带农业小流域氮素输出规律和制定氮素监测策略和规范提供了样本.