Review of LCA studies of solid waste management systems – Part II: Methodological guidance for a better practice

Life cycle assessment (LCA) is increasingly used in waste management to identify strategies that prevent or minimise negative impacts on ecosystems, human health or natural resources. However, the quality of the provided support to decision- and policy-makers is strongly dependent on a proper conduct of the LCA. How has LCA been applied until now? Are there any inconsistencies in the past practice? To answer these questions, we draw on a critical review of 222 published LCA studies of solid waste management systems. We analyse the past practice against the ISO standard requirements and the ILCD Handbook guidelines for each major step within the goal definition, scope definition, inventory analysis, impact assessment, and interpretation phases of the methodology. Results show that malpractices exist in several aspects of the LCA with large differences across studies. Examples are a frequent neglect of the goal definition, a frequent lack of transparency and precision in the definition of the scope of the study, e.g. an unclear delimitation of the system boundaries, a truncated impact coverage, difficulties in capturing influential local specificities such as representative waste compositions into the inventory, and a frequent lack of essential sensitivity and uncertainty analyses. Many of these aspects are important for the reliability of the results. For each of them, we therefore provide detailed recommendations to practitioners of waste management LCAs.     

Understanding Interaction Effects of Climate Change and Fire Management on Bird Distributions through Combined Process and Habitat Models

Abstract: Avian conservation efforts must account for changes in vegetation composition and structure associated with climate change. We modeled vegetation change and the probability of occurrence of birds to project changes in winter bird distributions associated with climate change and fire management in the northern Chihuahuan Desert (southwestern U.S.A.). We simulated vegetation change in a process‐based model (Landscape and Fire Simulator) in which anticipated climate change was associated with doubling of current atmospheric carbon dioxide over the next 50 years. We estimated the relative probability of bird occurrence on the basis of statistical models derived from field observations of birds and data on vegetation type, topography, and roads. We selected 3 focal species, Scaled Quail (Callipepla squamata), Loggerhead Shrike (Lanius ludovicianus), and Rock Wren (Salpinctes obsoletus), that had a range of probabilities of occurrence for our study area. Our simulations projected increases in relative probability of bird occurrence in shrubland and decreases in grassland and Yucca spp. and ocotillo (Fouquieria splendens) vegetation. Generally, the relative probability of occurrence of all 3 species was highest in shrubland because leaf‐area index values were lower in shrubland. This high probability of occurrence likely is related to the species’ use of open vegetation for foraging. Fire suppression had little effect on projected vegetation composition because as climate changed there was less fuel and burned area. Our results show that if future water limits on plant type are considered, models that incorporate spatial data may suggest how and where different species of birds may respond to vegetation changes.     

南京江北核心区气候环境宜居性评价

气候环境条件是影响宜居的一个重要因素。运用多层次评价模型,从气象灾害、大气环境、人体健康及生态气象等4个层面筛选出20项指标,构建区域气候环境宜居性的评价体系,基于层次分析法(AHP)确定各指标的权重,并以南京江北核心区为例,对其宜居水平进行评价。结果表明:在青奥生态建设期间(2011—2014年),研究区的宜居水平整体呈上升趋势,属于宜居范畴,接近非常宜居的标准。这反映青奥会期间的环境整治与灾害防治工作初见成效,对江北核心区的宜居性起正效应作用。     

喀斯特常绿与落叶阔叶混交林过去50年来的碳循环模拟

通过对Forest-DNDC模型的植被和土壤参数本地化校准,以气象插值数据为输入,模拟了贵州省普定县高原型喀斯特次生常绿与落叶阔叶混交林1965~2014年的土壤、植被和生态系统碳循环特征。结果表明,与冷模拟和实测值相比,参数本地化校准后的模型能更准确地模拟春、秋、冬3个季节的土壤呼吸动态,而模拟的夏季土壤呼吸偏小;但统计检验指出,参数修订后的Forest-DNDC模型能够较好地模拟喀斯特森林土壤呼吸,降低了模拟误差,可用于喀斯特常绿与落叶阔叶混交林碳动态的模拟。进一步分析发现,1965~2014年喀斯特森林的碳通量除模拟早期的前3~4年急剧增加之外,随后总初级生产力(GPP)保持相对稳定,植物呼吸(Rplant)和生态系统呼吸(R_(ecosystem))随着森林发育而增加,土壤呼吸(R_(soil))减少,植被净初级生产力(NPP)呈迅速减小趋势;净生态系统碳交换量(NEE)亦较迅速下降,在2013年达到最低值-0.17 t C/ha,喀斯特森林由碳汇变为弱碳源。相关分析表明,年均温度和年降水对喀斯特常绿与落叶阔叶混交林的GPP和R_(soil)没有显著影响,但却显著影响NPP、R_(plant)、R_(ecosystem)和NEE。     

外源Ca2+对SBR启动期活性污泥胞外多聚物的动态影响

利用无机物如Ca~(2+),加快活性污泥反应器启动,强化活性污泥絮体性能和结构稳定性,受到越来越多的重视.采用序批式反应器,研究进水中添加Ca~(2+)对反应器启动期活性污泥沉降性能和胞外多聚物的影响.结果表明运行至28 d,与进水中不添加Ca~(2+)的反应器(对照反应器)相比,进水中添加150 mg·L~(-1)外源Ca~(2+)的反应器中活性污泥MLSS和MLVSS值分别高出了89.6%和75.6%,SVI值则降低了47.9%;活性污泥胞外多聚物总量增加了76.4%,多糖增加了28.8%,蛋白质减少了31.6%,添加150 mg·L~(-1)外源Ca~(2+)的反应器中污泥胞外多聚物中多糖/蛋白质值为68.8,对照反应器的活性污泥胞外多聚物多糖/蛋白质值仅为36.6.三维荧光光谱和红外光谱分析表明外源Ca~(2+)导致活性污泥胞外多聚物组分发生了变化.实验结果为进水中添加外源Ca~(2+)改善活性污泥沉降性能提供了基础数据.     

HSPF水文水质模型应用研究综述

HSPF(Hydrological Simulation Program-Fortran)模型采用FORTRAN语言编写,以Stanford水文模型为基础,能够综合模拟径流、土壤流失、污染物传输、河道水力等过程,并大量应用于气候变化与土地利用变化的流域水环境效应情景模拟.该模型是半分布式水文水质模型的优秀代表,在国外得到广泛的应用.HSPF模型包括PERLND、IMPLND与RCHRES等3个主要模块,分别实现对透水地段、不透水地段与地表水体的水文水质模拟.总体来看,HSPF模型在国外水文、水质过程模拟,以及涉及气候变化和土地利用影响的情景分析中发挥重要作用,但是国内该模型的应用非常有限.HSPF模型存在的主要问题包括:①模型中某些方案和算法还有改进和完善的空间;②模型对数据输入要求较高,模拟的精度受到空间和属性等数据的限制;③模型只限于均匀混合的河流、水库和一维水体模拟,对于复杂流域或水体的模拟研究,需要与其它模型整合以解决更加综合的问题.目前,针对发展与完善HSPF模型的研究仍在继续,包括模型平台开发、模型功能扩展、模型校正方法研究、参数敏感性研究等方面.随着我国基础数据的积累及共享程度的提高,HSPF模型在我国的应用也将更加广泛.     

河套灌区土壤水和地下水动态变化及水平衡研究

为探究田间土壤水及地下水在不同作物种植区、不同灌期等情况下的动态变化规律与水平衡特征,以春小麦、玉米、向日葵为典型作物,在河套灌区选取4块2亩的试验田,于2009年4-11月采集田间土壤及地下水样品进行研究.结果表明,不同作物地块间土壤含水率的变化差别主要集中在5-9月的作物生长期.夏灌灌水量不足,土壤含水率呈下降趋势,田间土壤水分变化属于“蒸腾蒸发消耗型”;秋浇期内水量充足,各地块各土层含水率均明显增加,田间土壤水分呈“入渗补给型”.各地块地下水埋深月均变化趋势基本一致,由于优先流的存在,地下水对灌溉降水响应快.本文定量研究了区域土壤水和地下水的变化规律,揭示了灌区水平衡要素间的相互转换关系,可为灌区科学合理的水资源管理提供理论依据.     

深水型水库藻类功能组时空演替及生境变化的影响

藻类功能分组是近年来生态学藻类研究的重要理论和方法.为了探明西安某深水型水源水库藻类功能组时空演替及生境变化的影响,于2011年8月起开展实验研究.研究采用现场在线监测和实验室分析相结合的方法.结果表明,水库藻类可分为10个功能组类别:B、D、P、X1、X3、F、G、J、LM、MP.其中,功能组B、P、F、X1、MP、D、J在水库中较为常见,X3、G、LM出现几率较低,功能组B、D、P、X1、X3的藻类数量占优.通过分析环境因子的变化对功能组时空演替的影响,发现水温为最主要的影响因子.水库藻类生长策略为:春季R/CR策略藻种→春末夏初CR/C策略藻种→夏末秋初C/CR/R/CS/S策略藻种→秋末及冬季CR/R策略藻种.此研究可为深水型水库安全取水提供理论支持.     

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。     

昆明市主城区三种温室气体的月份和干、湿季的小时变化规律及原因分析

研究了昆明市主城区3种温室气体浓度的最新变化情况,采用2009年、2010年和2011年的月份和小时平均浓度数据,结合昆明市气候特点,对3种温室气体浓度的月份和干、湿季的小时变化规律及原因进行了分析。