基于熵权的长沙市城市生态安全综合评估与预测

城市是一个社会-经济-自然复合生态系统,区域资源与城市自然系统是城市社会经济发展的重要基础和载体。城市生态安全评估是对未来的安全状态进行预测,以实现城市的可持续发展。文章以长沙市为例,在城市生态安全主要影响因素识别的基础上,应用PSR模型、熵权法等建立城市生态安全评估指标及计算方法,研究了长沙市近11年来生态安全的变化趋势。研究结果表明,1999-2009年间长沙生态安全的趋势由较不安全向较安全状态发展,生态安全值从25.4提高到60.7,人文环境响应是长沙生态安全改善的主导因素,资源环境压力,水土资源保持是限制长沙市生态安全的主要因素。     

我国水泥工业碳排放特征及动态变化分析

水泥工业是温室气体二氧化碳(CO2)的主要排放源,利用碳排放数学模型计算2001-2010年我国水泥工业碳的排放量,分析碳排放量的变化特点和发展趋势。结果表明:水泥工业碳排放总量逐年增长,与水泥产量和排放强度呈线性关系。"十一五"期间单位产品碳排放强度由0.69 t/t下降到0.65 t/t。万元GDP碳排放量2008年达到最低值为0.295 1 t,平均每年万元GDP碳排放量下降2.85%。水泥工业十年间实施节能降耗、资源循环利用、提高经济效益等措施,对于减少碳排放具有明显效果。     

呼和浩特地区污水厂能耗评价与碳排放分析

污水处理过程的能耗和温室气体排放方面的研究对于应对能源危机和气候危机具有重要作用。文章利用层次分析法,建立了具有4层15项指标的能耗评价体系。结合城镇污水处理系统的绿色指标体系,选取呼和浩特地区具有代表性、处理规模相近的2座中小型污水厂进行能耗评价。结果表明:处理能力利用率、处理工艺系统稳定性和污水厂高程布置所对应的3项评价指标在所选择的能耗影响因素中所占权重较大,分别为:0.143 0,0.302 4和0.145 6。进一步运用IPCC计算方法对污水处理厂进行碳排放概算,得出A、B污水处理厂的碳排放量分别为:19.401 t CO2/104t、18.378 t CO2/104t。A、B污水处理厂的实际比能耗分别为0.293 kW.h/m3、0.195 kW.h/m3。将碳排放数据与实际能耗情况对比得出:污水处理厂的能耗水平越高,单位碳排放量也越大。     

基于生命周期评价的城市固体废弃物处理模式研究进展

通过回顾2003-2010年国内外不同城市固体废弃物管理体系生命周期评价结果,列举比较了不同固体废弃物处理模式下的全球变暖潜力、酸化潜力和净能源效用等影响评价因子的大小,得出城市固体废弃物处理模式环境影响等级:填埋的环境影响潜值最大,焚烧的环境影响潜值小于填埋,而结合堆肥后环境影响潜值降低;此外,将固体废弃物资源化引入到处理模式后,特别是垃圾源头分类回收后,环境影响潜值大大降低。结合我国城市固体废弃物处理现状,提出单一的处理模式应转变为综合处理模式,多种生活垃圾处理方式适当的有机结合,因地制宜地开展固体废弃物资源化管理,以及餐厨垃圾源头分类收集处理等建议,为政府能有效利用城市固体废弃物处理设施的能力提供参考。     

植穴控制体对盐渍土生态重建的可持续性评价

基于盐渍土生态重建过程影响因子的复杂性,采用综合指标评价方法,选取4类母指标和相应的13项子指标对植穴控制体生态重建技术进行可持续评价。4类母指标分别为土壤养分与结构改良程度、生产力持续水平、组分间关系协调性和生态、社会效益,对应的13项子指标分别为:土壤水分、土壤含盐量、土壤养分含量、土壤容重和水质;土地利用效果、土地生产力水平与稳定度、绿地结构与环境功能;生态重建年限、生物群落变化和生态景观效果;小气候效益和游憩的功能效益。经权重分析认为,植穴控制体生态重建技术评价分值为0.772,评价等级为Ⅳ级,表明植穴控制体模式的盐渍土生态重建技术具有较好的稳定性和可持续的功能效应。     

基于生态足迹改进模型的生态安全及其预测研究

由William Rees提出的生态足迹模型已经成为近年来生态可持续发展的重要的度量工具,但是该模型仅考虑了土地的基本生产功能,忽视了土地生态系统的服务功能。文章借鉴生态系统服务功能理论改进了传统的生态足迹模型,将生态系统服务功能价值当量因子引入生态足迹模型均衡因子和产量因子的计算中,改进后的模型体现了生态系统功能的完整性;同时,文章以江苏省2010年的统计数据为基础,应用改进模型计算了其2010年生态压力指数,结果表明,江苏省生态压力指数达到1.495,其安全状况已经超过了极不安全边界,处于极不安全状态;最后利用灰色理论GM(1,1)模型对其2011-2015年的生态安全状况进行了预测,发现江苏省未来5年生态压力指数快速增大,年平均增长速度为6.89%,表明江苏省未来5年生态安全状况将继续恶化,这将严重影响其生态可持续发展和经济可持续发展。     

选矿废水污染的土壤铜量与生物累积的研究

通过对花石头河沿岸研究区植物的根部、茎叶进行采样分析,探讨了土壤铜含量和铜在植物体内的累积状况。结果表明,光叶蕨、三叶鬼针草、野牡丹、紫茎泽兰4种植物体内铜含量随着土壤铜含量的增加而增加,光叶蕨增量最大。植物根部铜生物累积系数(BF)与茎叶铜生物累积系数(BF)之间相关性不显著,但根部BF为1.311,茎叶BF为0.159,前者是后者的8.2倍。光叶蕨铜的累积能力最强,其次是紫茎泽兰,植物间铜生物累积系数没有显著性差异。各采样区土壤铜含量差异大,它们之间的差异达到显著性水平。无论是全株植物、根部,还是茎叶,BF值:公路边>山坡上>河边。青蒿铜的迁移系数(TF)最大,与其余植物的迁移系数存在显著性差异,而这4种植物之间铜的迁移系数没有显著性差异,不同采样区TF均值以公路边TF值最高,其次是河边,最后才是山坡上。     

厌氧氨氧化工艺脱氮及其污泥形态的研究

为研究厌氧氨氧化工艺对高浓度含氮废水的脱氮性能,在以聚乙烯海绵作为填料的上流式厌氧固定床反应器中利用人工配置高浓度含氮废水进行了实验研究.实验中通过添加充足无机碳源,实现了厌氧氨氧化反应器在总氮浓度900～1 210 mg/L长期稳定的运行,脱氮效率在80％以上,最高氮负荷为5.9 kg/m3·d.结果表明:充足的无机碳源在一定程度上可有效地降低高浓度亚硝氮对厌氧氨氧化菌的抑制作用.通过对污泥性状的研究,明确寻找出污泥上浮的原因所在.通过Stover-Kincannon模型确定系统动力学参数KB和Umax分别为30.2 g/L·d和2L2g/L·d,这将有助于对该厌氧氨氧化系统各控制条件的有效调节和准确设定,也为日后应用于实际工程中提供重要的理论依据.     

Application of CGP-cross route process for microstructure refinement and mechanical properties improvement in steel sheets

A modified method of severe plastic deformation (SPD) entitled constrained groove pressing-cross route (CGP-CR) was introduced for imposing a high magnitude of equivalent strain of about 2.32 per pass on the sheet form samples. The major benefit of this improved route compared to previous common route was the more homogeneity of strain in the rolling (RD) and transverse (TD) directions of sheets. In this study, low carbon steel samples were used for examination of evolutions in microstructure and mechanical properties during SPD via CGP-CR process. Mechanical properties improvement were measured by tensile and macro hardness tests. The results indicate that CGP-CR process can effectively improve tensile strength; and also, yield stress and hardness of as-received low carbon steel samples were improved up to about 100% after two deformation passes. Also, high magnitude of inhomogeneity can be observed in hardness distribution through first pass of the process which diminishes in the subsequent passes. Microstructural evolutions during process were monitored by optical microscopy observations and X-ray diffraction analysis. The results demonstrate that initial ferritic microstructure with grain size of about 30 μm was refined to a 225 nm cell structure after two passes of CGP-CR process.     

Modulation-assisted high speed machining of compacted graphite iron (CGI)

The application of controlled, low-frequency modulation (～100 Hz) superimposed onto the cutting process in the feed-direction – modulation-assisted machining (MAM) – is shown to be quite effective in reducing the wear of cubic boron nitride (CBN) tools when machining compacted graphite iron (CGI) at high machining speeds (>500 m/min). The tool life is at least 20 times greater than in conventional machining. This significant reduction in wear is a consequence of the multiple effects realized by MAM, including periodic disruption of the tool–workpiece contact, formation of discrete chips, enhanced fluid action and lower cutting temperatures. The propensity for thermochemical wear of CBN, the principal wear mode at high speeds in CGI machining, is thus reduced. The tool wear in MAM is also found to be smaller at the higher cutting speeds (730 m/min) tested. The feed-direction MAM appears feasible for implementation in industrial machining applications involving high speeds.