基于生态账户的农田生态补偿空间转移研究——以武汉城市圈48个县(市、区)为例

论文以区域农田生态服务价值为基础,以经济发展程度、区域农田生态赤字/盈余与区域提供的生态承载力比值为调节系数,建立农田生态补偿空间转移模型,基于农田生态账户的概念从县(市、区)级层面对武汉城市圈48个县(市、区)的农田生态补偿空间转移额度进行测算。结果显示:1武汉城市圈农田生态系统服务总价值为75.00×108元,涉及农田生态补偿空间转移额2.31×108元。2 48个县(市、区)中,24个为农田生态支付区,支付区中武昌区的支付量最大,达到5 967.92×104元,最小为14.94×104元(铁山区);24个受偿区中最大受偿额为238.91×104元(黄陂区),最小为5.14×104元(英山县)。3农田生态补偿空间转移量占地方当年财政收入的比例在0.07%~5.24%之间波动。论文提出的农田生态补偿空间转移模型简单、可行,也适用于其他更高或更低的尺度上有农田分布的地区进行农田生态补偿空间转移额度的核算。     

岩溶地下河表层沉积物多环芳烃的污染及生态风险研究

为了解重庆南山老龙洞岩溶地下河表层沉积物中多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)的污染特征及生态风险,分析了地下河上游及出口表层沉积物样品中16种优先控制PAHs的含量和组成.结果表明,沉积物中PAHs总量在58.2~3 598 ng·g-1之间,大部分在100~5 000 ng·g-1之间,处于中等到高污染水平;从组成来看,老龙洞组成以2~4环为主,占到75.1%,仙女洞以4~6环相对富集,其比例为56.6%;老龙洞沉积物中PAHs主要来源于上游水体传输及地表土壤的输入,PAHs在地下河管道中的迁移表现为2~3环PAHs迁移距离远,4~6环的PAHs被强烈地吸附于沉积物中,迁移能力不足,从而富集于地下河管道中;生态风险评价结果表明,老龙洞沉积物PAHs很少产生负面生态效应,而仙女洞沉积物产生负面生态效应概率较大,一旦PAHs逐渐往下游迁移,将对下游的生态构成威胁.     

艾比湖表层沉积物重金属的来源、污染和潜在生态风险研究

以艾比湖为研究对象,通过采集表层沉积物样品,测定其中8种重金属(Cu、Pb、Zn、As、Hg、Cr、Ni、Cd)的含量,然后结合多种方法分析了其来源、污染状况及潜在生态风险.结果表明:1从偏度上看艾比湖表层沉积物中8种重金属的大小顺序为:HgCdPbZnAsCuCrNi.2多元统计分析表明8种重金属元素可以辨识为2个主成分;PC1为人为源因子,包括Cd、Pb、Hg和Zn,主要来源于各种农业污染;PC2为自然源因子,包括Cu、Ni、Cr和As,主要受自然地质背景控制.3地积累指数评价表明8种重金属的污染程度由高到低为:CdHgPbZnAsCuNiCr,在所有采样点中Pb、Cd和Hg均属于轻度和偏中度污染,Zn、As、Cr、Ni和Cu在大多数样点为无污染水平.4潜在生态风险评估表明,沉积物中重金属的潜在生态风险主要由Cd、Hg和Pb引起,三者贡献分别为42.6%、28.6%和24.0%,Cd是最主要的生态风险因子,其次是Hg、Pb,各采样点中8种重金属的潜在生态风险指数(RI)均小于150,为低的生态风险.研究表明总体看艾比湖表层沉积物中重金属含量较少,生态风险较低,但重金属Cd、Pb的含量较高.     

滇池表层沉积物氮污染特征及其潜在矿化能力

利用滇池53个表层沉积物样品,研究了其不同形态氮含量及空间分布特征,探讨了滇池沉积物氮潜在矿化能力及其污染特征,以期揭示滇池沉积物氮污染影响因素及沉积物氮释放风险.结果表明:1滇池全湖表层沉积物总氮(TN)平均含量为3 515.60 mg·kg-1,其中草海北部疏挖区、盘龙江入湖口及海口入湖区域含量较高,宝象河河口疏挖区域TN含量相对较低;总有机氮(TON)含量较高,占TN的85.86%;溶解态无机氮(DIN)含量较低,占TN的14.10%,TON与TN空间分布趋势一致,而DIN则不同;与我国其他湖泊相比,滇池沉积物氮含量已经处于较高水平,其污染程度仅低于污染严重的城市湖泊;2滇池全湖表层沉积物潜在可矿化氮(PMN)平均含量1 154.76 mg·kg-1,占TN的32.90%,潜在释放风险较大;其中草海湖区、外海北部盘龙江入湖口湖区、中部洛龙河和梁王河入湖口湖区及白鱼口湖区显著高于其它湖区;目前滇池p H值有利于其沉积物氮矿化,有机质通过释放NH+4-N影响其沉积物氮矿化;污染较重的水域,滇池上覆水氮浓度受其沉积物氮矿化影响较大,而污染较轻水域,则受影响较小.     

钠盐类型对表面活性剂清洗煤油污染土壤的强化效应

采用表面活性剂清洗煤油污染土壤,考察添加钠盐对洗脱率的影响,并用Zeta电位仪、表面张力仪对溶液及用接触角仪对清洗前后的土壤进行表征.结果表明,硅酸钠对十二烷基硫酸钠(SDS)清洗的增效作用最明显;酒石酸钠对十二烷基苯磺酸钠(SDBS)及聚氧乙烯月桂醚(Brij35)清洗的增效作用最明显;不同类型钠盐对曲拉通X-100(TX-100)清洗均有一定的增效作用但差别不明显;腐殖酸钠及硅酸钠对皂苷溶液清洗的增效程度相当,但就改良土质而言选用腐殖酸钠作助剂更为合适;硅酸钠对Tw-80清洗的增效作用随着Tw-80浓度的增大而增强,氯化钠和酒石酸钠则相反.钠盐增效清洗的作用机制是降低离子型表面活性剂的表面张力和临界胶束浓度;而非离子型表面活性剂的增效作用则是利用钠盐防止煤油"重吸附"及抗表面活性剂"沉淀",增大胶团体积来实现.接触角测量表明,煤油污染后的土壤亲水性减弱,清洗后接触角变小,亲水性增强,且随着表面活性剂浓度的增大接触角减小,对恢复土壤运输水分和养料正常功能有利.     

铜在壳核结构磁性颗粒上的吸附:效能与表面性质的关系

为了揭示吸附剂的吸附效能与其组成、结构及表面性质之间的关系,本研究对两种壳核结构磁性颗粒Fe_3O_4/Mn O2与Fe-Mn/Mn O2的形貌特征、表面性质进行了系统表征,并对铜在磁性颗粒表面的吸附行为与机制进行了详细研究.表征结果表明磁核Fe_3O_4与Fe-Mn具有相似的尖晶石类晶体结构,包覆Mn O2后,晶体结构均未发生明显变化.但Mn的引入,增强了磁核与外壳间的结合作用,Fe-Mn比Fe_3O_4包覆MnO_2的量更多、更均匀,进而使Fe-Mn/Mn O2具有更高的比表面积与更低的等电点.吸附实验结果表明,Fe-Mn的最大铜吸附容量33.7 mg·g-1(pH 5.5)高于Fe_3O_4的17.5 mg·g-1(pH 5.5);包覆MnO_2以后,铜吸附性能显著增强,Fe-Mn/MnO_2最大铜吸附容量升高至58.2 mg·g-1(p H 5.5),为Fe_3O_4/MnO_2的2.6倍,且优于多数文献报道的磁性吸附剂.机制研究表明铜在Fe_3O_4/Mn O2与Fe-Mn/MnO_2的表面发生了特性吸附,形成了内层表面络合物.综上所述,磁性颗粒的吸附效能与其组成成分、形貌结构及表面性质之间具有显著的相关性.     

河北邯郸钢铁冶炼区周边麦田土和小麦籽粒的多环芳烃含量及其组分谱特征

在大型邯郸钢铁公司周边不同样区的麦田成对采集表层土壤和成熟的小麦籽粒样品,检测US EPA优控的16种母体多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)的浓度和组分谱,确定当地麦田表土PAHs的空间分布特征、与总有机碳TOC分数的相关性.由此,初步开展PAHs源解析,并简单探讨小麦籽粒PAHs与表土PAHs的关联性.结果表明,麦田表土总PAHs平均中位数含量为398.9 ng·g-1(范围123.4~1 626.4 ng·g-1),根据丹麦的土壤质量标准,所有表土样品中PAHs总含量超过限值占18%,而苯并[a]芘含量超过限值的样品占总数的10%.表土PAHs组分谱以中、高环组分为主体.利用同分异构体特征比值进行初步源解析,显示煤与生物质燃烧和交通燃油(尾气)是当地PAHs主要混合排放源.各样区麦田表土TOC分数与PAHs总含量、与不同环数组分含量都呈现类似的显著正相关.邯郸钢铁公司周边麦田小麦籽粒的总PAHs平均中位数含量为27.0 ng·g-1(范围19.0~34.0 ng·g-1),PAHs含量较低且未超过欧盟与国内的相关食品卫生标准.小麦籽粒中优势低环组分占总体的84%,其组分谱分布与麦田表土有所不同,显示小麦籽粒的PAHs除去根部吸收、传输外,还存在大气干湿沉降通过叶表(气孔)进入小麦体内等其它输入途径.     

巢湖水体氮磷营养盐时空分布特征

在不同汛期对巢湖水体进行了网格化样品采集,研究了巢湖水体中氮磷营养盐的含量与时空分布规律,确定了巢湖水体的主要污染因子.结果表明,巢湖入湖河流中TP、TN和NO-3-N指标均超过了Ⅴ类水标准,南淝河和十五里河中TP、TN、NH+4-N和NO-3-N表现出丰水期低于平水期、枯水期的季节性变化特征,在其他河流则呈现出丰水期高于枯水期、平水期的特征;巢湖湖体氮磷营养盐浓度的分布存在时空差异,西部湖区中氮磷营养盐含量远高于东部湖区;TP、TN和NH+4-N表现出在枯水期高于平水期和丰水期的变化特征,而NO-3-N在丰水期的含量较高;巢湖水体的主要污染因子为TN和NH+4-N,这些污染物从西往东质量浓度不断减少.     

Dehydration of ethanol with different salts in a packed distillation column

This work aimed the evaluation of a saline extractive distillation for the ethanol production. A thermodynamic model was used to predict the influence of the salts in the liquid–vapor equilibrium of the system water–ethanol and inside the packed column. The experiments were done in a distillation unit, with an internal diameter of 5.9 cm and a packing section with 37 cm of height, packed with raschig rings with 0.73 cm of characteristic inner made of glass. All the bottom and top samples were analyzed by refractive index. Two synthetic charges with the same composition of ethanol that are produced in the refinery (0.02 and 0.25 mol.L^-1) were distilled under atmospheric pressure. Sodium chloride, calcium chloride, potassium acetate, calcium nitrate and a mixture of sodium and potassium acetates were added to the synthetic charges and the results were compared to the experiments already done without the presence of the salts, revealing the ethanol enrichment in the top product of the distillation unit, for all the systems analyzed. Another charge from the refinery, known as load of wine without yeast, was evaluated and the results indicated the same behavior, enriching the ethanol with the application of the saline extractive distillation.     

Optimization and evaluation of an air-recirculated stripping for ammonia removal from the anaerobic digestate of pig manure

An air-recirculated stripping involved two processes and did not require any pretreatment. First, stripping CO₂ decreased the buffer capacity of the anaerobic digestate, thereby reducing the amount of lime used to achieve a high pH. Second, lime was added to increase pH and remove ammonia from the anaerobic digestate of pig manure. pH increased from 8.03 to 8.86 by stripping CO₂ in the first process (gas-to-liquid ratio = 180) and further reached 12.38 in the second process (gas-to-liquid ratio = 300). During process optimization, the maximum ammonia removal efficiency reached 96.78% with a lime dose of 22.13 g. The value was close to 98.25%, which was the optimal result predicted by response surface methodology using the software Design-Expert 8.05b. All these results indicated that air-recirculated stripping coupled with absorption was a promising technology for the removal and recovery of nitrogen in the anaerobic digestate of pig manure.