饮鸠止渴式的现代化之路

现代化,广义而言,是人类社会自工业革命以来所经历的一场急剧变革;狭义而言,它不是自然的社会演变过程,而是落后国家采取高效率的途径,赶超先进工业国和适应现代世界环境的发展过程。中国的现代化运动就是典型的外生型现代化:"中国制造"一度成就了中国经济的腾飞神话;但同时又以大范围的雾霾天气,显示以粗放式发展和能源过度消耗为代价的增长模式的不可持续性。     

华北地区冬半年空气污染天气客观分型研究

利用2013—2016年冬半年ERA-interim再分析资料,以及同期空气污染资料、地面常规气象观测资料和探空资料,采用PCT (Principal Component Analysis in T-mode)客观分型方法对华北地区冬半年海平面气压场进行天气分型,并探究不同月份不同天气型对应的空气污染状况及污染气象参数分布特征,进而从污染气象学的角度揭示重污染潜势天气型的气候特征.结果表明:冬半年海平面气压场共对应9种天气类型,其中,5型(均压场型)、6型(高压内部型)和8型(高压后部型)为3种重污染潜势天气型,冬半年对应的PM_(2.5)均值浓度分别为144.11、136.99和148.26μg·m~(-3),而1型(T型高压前部型)和3型(低压底部型)为两种清洁天气型,冬半年对应的PM_(2.5)均值浓度分别为97.12和80.83μg·m~(-3);重污染潜势天气型对应的边界层结构呈现出稳定能量大、混合层厚度和通风系数小的大气层结稳定的静稳天气特征,其能够反映大气污染潜势;研究还发现,即使是同一天气型,其在不同月份对污染物的扩散影响也存在差异,因此,建议在今后的污染潜势天气型研究中分月份进行.本研究可为华北地区空气污染潜势预报及大气重污染预报预警的客观化、自动化提供科学依据和技术支持.     

分层型水库藻类垂向演替的水质与细菌种群调控

浮游藻类和细菌是水生食物网的重要组成部分,在水源水库生态系统物质循环和能量流动方面发挥关键作用,藻类的空间演替与水体细菌种群代谢和结构演变关系密切.因此,本文以李家河水库为研究对象,在分析水库水质指标基础上,采用高通量DNA测序技术和Biolog技术,研究水库藻类暴发期,浮游藻类和细菌群落结构垂向演替特征及其与水质的偶联关系.结果表明,李家河水库在8月处于热分层期,水体pH、DO和NH~+_4-N随深度变化均逐渐降低(P0.001).藻密度和Chla呈现同步变化趋势(P0.001),表层最大分别为3 364.33×10~4 cells·L~(-1)和7.03μg·L~(-1).藻类群落结构在水深0 m和3 m处以微囊藻为主,而在水深6 m处,小环藻取代微囊藻成为最优藻属,相对丰度达57.28%.Biolog结果表明,微囊藻的暴发对细菌代谢活性及其相对丰度产生较大影响,但细菌种群代谢活性多样性变化不显著.高通量测序共发现1 420个OTUs,隶属于10个细菌门类,其中放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)在不同水层均为最优门类,其相对丰度之和达50%以上;绿菌门(Chlorobi)和浮霉菌门(Planctomycetes)的相对丰度随着水深增加发生显著变化,均在6 m深度达到最大值,分别为10.29%和6.78%,且与水层藻密度呈显著负相关(P0.05);厚壁菌门(Firmicutes)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)与藻密度呈显著正相关(P0.05).热图(Heat map)指纹图谱表明,李家河水库的细菌群落结构垂向分布差异显著,且随着水深的增加,细菌群落分布更均匀并趋于多样性.冗余分析(RDA)表明,细菌和藻类的群落结构的垂向分布受不同水质指标调控且差异显著.对水源水库藻类暴发期藻类与细菌群落的偶联机制进行探究,为水源藻华消涨的分子微生态驱动机制研究提供科学依据.     

湖滨带氧化还原环境的时空变化及其环境效应

在太湖梅梁湾,沿开阔水体至湖滨带方向,对植被型湖滨带(A区)、裸露型湖滨带(B区)和开阔水体(D区)水体中DO和水/沉积物Eh进行为期1a的现场观测.结果发现,梅梁湾水体DO时空变化明显.B区和D区水体中DO常年饱和,而A区DO浓度较低(年均(5.5±1.7)mg·L-1).在植物生长季,从开阔水体至湖滨植被区溶解氧浓度从12.7 mg·L-1降到4.5 mg·L-1;在非植物生长季则从9.7 mg·L-1降到6.2mg·L-1.湖滨带水体Eh在150 mV左右波动,空间变化趋势与溶解氧变化同步.沉积物Eh也表现出明显的时空变化,在植物生长季,各区沉积物均处于较强的还原状态(-158～-101 mV);而在非植物生长季,由开阔水体向植被型湖滨带Eh逐渐升高.在沉积物的垂直剖面上,开阔水体Eh自表层沉积物向下逐渐降低,而在A区的植被覆盖区则是先降低,大概在5 cm深处开始逐渐升高,于20 cm深左右达到峰值.根据上述植被型湖滨带氧化还原环境的特点,可以推知进行湖滨带生态修复,有利于去除湖泊氮污染.     

从碳排放权交易角度谈治理兰州市大气污染的应用研究

随着城市的发展,环境污染问题日益突出,碳排放权交易作为《京都议定书》认定的碳交易机制,在解决环境污染问题上发挥了重要作用。在分析配额型碳交易在美国的成功应用的基础上,针对兰州市的污染现状,构建兰州市碳排放权交易制度来治理大气污染：核定兰州市大气环境容量,确定总量控制目标;确定交易单位;确立碳排放权初始分配机制;制定交易规则,建立监管机构;政府监管并进行相应的惩罚。     

多级跌水有机填料型人工湿地处理农村生活污水

选择多级跌水有机填料型人工湿地工艺处理农村生活污水,对进出水各污染物浓度进行详细测试,分析比较了各工艺段污染物去除率的变化。研究发现,COD进水质量浓度维持在113~260 mg/L,去除率呈逐步升高趋势,最高可达73.3%;TN进出水质量浓度均偏高,去除率呈现前期高后期低的特点,最高可达65.3%,最低仅为6.1%;NH+4-N进水质量浓度维持在35~70 mg/L,去除率前期较高,最高可达77.9%,后期去除率逐渐降低;TP进水质量浓度维持在4.5~12.7 mg/L,去除率为39.3%~61.8%。系统运行稳定后,出水水质整体可达到甚至优于GB 189182002《城镇污水处理厂污染物排放标准》二级标准。     

河谷型城市城乡结合部景观格局空间尺度效应分析——以兰州市西固区土地利用格局为例

以兰州市西固区土地利用格局为例,利用2005年SPOT5遥感影像和正射航空影像数据,选取14个常用的景观指数,从景观水平和类型水平2个方面分析景观指数随尺度变化的基本规律,采用200m×200m正方形将研究区土地利用数据切分成规则格网,计算每个格网的多样性指数,通过半方差分析研究西固区多样性空间结构特征。结果表明:10m是西固区土地利用景观的本征观测尺度;研究区景观类型和景观格局特征随尺度增大变化显著,体现出一定的尺度依赖性;各乡(镇、街道)的景观指数呈现出城市中心—城乡交错带—乡村的分异特征,梯度变化明显;西固区多样性空间分布属于中等强度空间相关,高值区主要分布于黄河沿岸。     

不同类型竹种光合特性的比较研究

光合作用是植物生长和物质积累的基础,其光合特性是高光效竹种选育的重要生理指标。为了更好开发利用我国丰富的竹种资源,确定不同类型竹种的光合性能,掌握其合成有机同化物的能力是必须探索的一个重要问题。文章采用Li-6400光合测定仪,通过对不同地下茎类型的6个竹种光合参数和光响应的测定分析,进一步探讨不同类型竹种存在差异的生理基础,以期对不同类型竹种的选育和经营管理提供依据。试验结果表明:不同竹种净光合速率(Pn)差异显著,大木竹Bambusa wenchouensis(Wen)Q.H.Dai的净光合速率最高,Pn值平均达到8.379μmol·m-2·s-1,毛竹Phyllostachys heterocycla cv.pubescens和雷竹P.praecox cv.prevernalis次之,斑苦竹Arundinaria oleosa和苦竹Pleioblastus amarus最低,总体呈现丛生竹>散生竹>混生竹的趋势,1～2 a生竹净光合速率高于3～4 a生竹,但没有显著差异。气孔导度(Cond)、胞间C02浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)综合说明丛生竹的光合固碳能力最强,其中蒸腾速率与气孔导度与净光合速率关系最为紧密,是影响净光合速率的主导因子。光响应曲线表明当光强刚开始增强时,各竹种间差异较小,但随着光强的继续增加,不同竹种出现很大的差异,其中绿竹Dendrocalamus.oldhami(Munro)Keng的潜在光合能力最高,远高于其他竹种,同样表现为丛生竹>散生竹>混生竹,进一步说明丛生竹种较强的光合固碳能力,从而为今后不同类型竹种,尤其是优良丛生竹种的筛选和开发利用提供理论参考。     

厌氧序批式反应器产氢

以啤酒厂废水处理厂UASB中的厌氧污泥为种泥,葡萄糖为基质,研究了厌氧序批式反应器产氢。控制反应器内pH为4.0～4.5,温度为(36±1)℃,水力停留时间为8 h,当进水葡萄糖浓度为4 000 mg/L,容积负荷为12 kg/(m3.d)条件下,该厌氧序批式反应器实现了连续高效厌氧产氢。生物气中的氢气含量约为48%～53%,基质产氢率为1.1 mol/mol葡萄糖,COD去除率为15%～25%,最大比产氢速率为84.5 mol/(kg VSS.d)。液相末端发酵产物中乙醇和乙酸的含量占液相末端发酵产物总量的80%以上,表明该反应器内进行的是乙醇型发酵厌氧产氢。厌氧序批式反应器完全可以实现连续高效厌氧产氢,比较适用于日处理量较小的高浓度含糖废水。     

石英砂负载氧化铁吸附除磷的热动力学研究

通过吸附动力学实验及等温吸附实验,考察了在10～40℃的温度条件下石英砂负载氧化铁(IOCS)吸附磷的热动力学性质.结果表明:准二级反应动力学模型及Langmuir等温吸附模型可分别较好地描述IOCS对磷的吸附动力学及吸附等温线实验结果(R2≥0.98);吸附速率及吸附容量随温度的增加而增加.吸附速率k从0.0095增加到0.0173,吸附容量从0.06 mg/g增加到0.08 mg/g.根据标准吉布斯自由能变(△G0＜0)和标准反应焓变(△H0＞0)值判断,IOCS对磷的吸附是自发的、吸热的化学吸附反应.