21世纪可持续发展面临的七大挑战

可持续发展的过程是不断迎接挑战的过程,21世纪人类将面临人地矛盾的挑战、利用冲突对人类共同目标的挑战、竞争对公平的挑战、发展不平衡对区域均衡目标的挑战、多样性两重性矛盾和突变与灾变的挑战。     

近四十年来长江源区河流水沙量的变化

长江源区是指直门达水文站以上长江干支流的广大集水区域，是长江的重要水源涵养区。通过统计分析直门达站1957－1999年的43a间年径流量和年输沙量的变化情况，得出几个基本结论：长江源区年径流的变化主要受气候等自然因素的影响，年径流周期性变化较为明显，径流丰水年，偏丰水年出现最多的年份是20世纪60年代和80年代，枯水年和偏枯年出现最多的年份是70和90年代，总体上看40年间节径流基本稳定，但90年代比80年代有趋向偏枯的现象；年输沙量与年径流量的变化基本同步，年输沙量的变化主要取决于年径流量的变化，年输沙量也呈弱周期性变化状态，并有趋向减少的势头，近10a直门达站年径流量呈递减的趋势导致了年输沙量呈相应的变化；长江源区径流量和输沙量年内主要集中在5－10月，分别占年径流量和年输沙量的87．3％和99％；沱沱河由于径流以冰川补给为主，径流量与输沙量的变化呈现出不同的特征。     

Changes in Vegetation Cover and Socio-Economic Transitions in a Coastal Lagoon (Kalametiya, Sri Lanka), As Observed by Teledetection and Ground Truthing, Can be Attributed to an Upstream Irrigation Scheme

According to some non-scholarly reports, Kalametiya lagoon (dry zone of southern Sri Lanka, formerly 8.9 km², now 7.5 km²) had been a moderately or high salinity water body and a very important centre of prawn fishery until the late 1960s. Most of the lagoon area had remained open water until then. An upstream irrigation project, the Udawalawa irrigation scheme, came into operation in 1967, increasing the freshwater inflow to the lagoon. The flora, fauna and water quality of the lagoon was reported to have changed since then.The lagoon now is a shallow coastal water body with low salinity water. More than 75% of the lagoon is covered by freshwater species or mangrove species characteristic for water with a low salinity: Eichhornia crassipes, Typha latifolia resp. Sonneratia caseolaris. There is actually no commercially important fishery in the lagoon.The present study was carried out to assess scientifically the said changes in the vegetation within a GIS, using aerial photographs taken in 1956 and 1994 and IRS IC, PAN+LISS III satellite images of 1997 in combination with ground surveys and information from a questionnaire-based survey.It appeared from this work that the aerial cover by Sonneratia caseolaris has increased by more than 30 times over the period from 1956 to the recent dates. Also, the lagoon area with open water has been drastically reduced during the same period as a result of spreading of freshwater and low salinity plant species. The results strongly suggest that the locally reported changes (fisheries decline, water salinity decrease) can be corroborated by the observed profound changes in plant cover and that upstream water works may have had strong impacts on this ecosystem, thus causing these changes.This study couples data obtained from retrospective aerial photograph series, from spaceborne imaging, from actual ground surveys and from questionnaires amongst elderly people to reconstruct decadal environmental change, thus attempting to fill the gap of lacking historical environmental data.     

西部大开发中“西气东输”的储量保证与可持续发展

在西部大开发中 ,能源占有举足轻重的作用。我国西部的塔里木、准噶尔、吐 -哈、柴达木、鄂尔多斯、四川等六大含油气盆地含有丰富的天然气资源 ,储量大于 5 0 0× 10 8m3的 9个大气田中 ,西部就占 7个。中国天然气预测资源总量为 38× 10 12 m3,其中西部天然气预测资源量为 2 2 .4× 10 12 m3,占天然气预测资源总量的 5 8.9%。仅就西部的塔里木盆地而言 ,剩余可采储量为 3397× 10 8m3,按年产 12 0× 10 8m3计算 ,储采比为 2 8,塔里木盆地天然气有动态稳产 30年的储量保证 ,这对于“西气东输”工程的实施、西部经济的腾飞和可持续发展具有重要意义     

污水湿地处理工艺优化组合设计

污水湿地处理系统是利用土壤、作物、微生物自然净化功能的生态工程技术。主要有水面湿地和渗滤湿地两种类型,在天津城市污水土地处理与利用系统研究的基础上,将两种工艺的优点进行优化组合,并应用于大港油田等污水湿地处理工程,运行结果表明：将水面湿地和渗滤湿地工艺优化组合设计的示范工程,具有提高水力负荷、减少运行费用、节省工程投资、处理效果稳定等特点,有利于处理工程的长期稳定运行。     

餐厨垃圾与剩余污泥协同发酵提升低C/N污水脱氮效能的中试研究

我国城镇污水处理厂进水碳源普遍偏低,严重影响生物脱氮效能。外加碳源会造成大量化学品消耗及碳排放,与双碳战略背道而驰。考察了餐厨垃圾和剩余污泥联合发酵中试装备 (规模10 t·d⁻¹) 制备挥发性脂肪酸 (VFA) 效能,并将生产的VFA发酵液投加至昆山市某城镇污水处理厂,以减少外源乙酸钠碳源投加量,以期探索城市污水与有机固废的协同、高效、低碳处理技术。结果表明：餐厨垃圾与剩余污泥体积比为7∶3时,VFA质量浓度最高,达到54.3 g·L⁻¹ (以COD计) ,乙酸和丙酸质量分数分别为36.5%和22.8%;在批次发酵中试实验中,VFA最高质量浓度达67.5 g·L⁻¹ (以COD计) ,最低质量浓度为42.4 g·L⁻¹ (以COD计) ,平均质量浓度为55.0 g·L⁻¹ (以COD计) ;对比3类碳源的反硝化实验结果,投加乙酸钠组1.5 h脱氮率为86.5%,投加发酵液组4.5 h脱氮率为81.0%,投加餐厨垃圾组仅为69.8%;根据出水总氮预警阈值 (>8 mg·L⁻¹) 补加发酵液,替代部分乙酸钠,通过实际污水厂运行数据,拟合得到发酵液投量X (m³) 与乙酸钠吨水节约量Y (g·m⁻³) 的线性关系式Y=4.9X+3.5,其中R²=0.91。该研究结果可为联合发酵制备优质碳源提升污水厂脱氮工程应用提供参考。     

紫色土丘陵区农用地土壤水分动态变化规律研究

依据定位观测数据,对紫色土丘陵区农用地土壤水分的动态变化规律进行了初步研究。结果表明,该区农用地土壤水分的季节变化主要受降水、蒸发和土地利用状况的影响,呈现出明显的三峰三谷型;垂直梯度变化由于受降雨入渗分布与土壤水分向上蒸发的综合作用,基本表现为增长型。并利用标准差和变异系数对土壤水分的垂直梯度变化进行了具体描述和层次划分。最后,通过分析该地区典型农作物及其不同栽培方式对农用地土壤水分的影响,认为优化农作物栽培方式是提高紫色土丘陵区农用地土壤水分利用效率和减少水土流失的有效途径。     

人工湿地对北方城市污水深度处理效果的研究

采用三级串联人工湿地试验装置以及无芦苇的空白对照装置在户外自然条件下进行试验,分阶段考察该组合式人工湿地系统对实际城市污水的深度处理效果.第一阶段为装置初运行阶段,采用较长的停留时间,该阶段装置对COD、TN、NH3-N、NO2--N和TP的去除率分别为75%、75%、95%、75%和50%.芦苇的存在使以上各指标相对于空白对照分别提高了10%、40%,20%、20%和50%;第二阶段采用较短的停留时间,该阶段装置对COD、TN、NH3-N、NO2--N和TP的去除率分别为85%、75%、100%、70%和98%,芦苇的存在使以上各指标相对于空白对照分别提高了10%、20%、35%、25%和63%.试验结果表明,该试验装置对城市污水具有较好的深度处理效果,能够有效降低水中的N和P,对改善水质、恢复生态系统和控制水体富营养化问题具有重要意义.     

生物生态耦合系统对分散式农村生活污水的深度净化

针对分散式农村生活污水排放标准的提升,通过集约式立体生物生态耦合系统对农村生活污水二级处理出水进行深度净化,采用国家标准方法对系统进出水中的COD、氨氮、TN和TP进行了测定,评价了系统对各污染物质的去除效果。结果表明：在实验进水COD,氨氮,TN和TP均属于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级B标准时,系统稳定后实验出水的COD,氨氮,TN和TP的浓度分别可降至9~35、1~7、8.0~14.9、0.20~0.47 mg·L^-1,均满足一级A标准。随着流水分区不同,COD,氨氮,TN和TP的浓度逐渐降低。采用集约式立体生物生态耦合系统可使农村生活污水二级处理出水水质达到一级A排放标准,实现深度净化的需求。     

高铁酸盐氧化絮凝去除含油污水中的油

油田产出的油、水经分离后会产生大量的含油污水,选用高铁酸钾对污水进行处理已成为人们关注的一个问题。用荧光比色法测定非均相固-液悬浮体系中油含量的实验证明:(1)高铁酸盐在含油污水中的初始反应速度快,可将大部分有机物氧化;(2)氧化法处理含油污水受多种因素的影响;(3)高铁直接氧化和芬顿氧化法均可比较彻底地处理油田含油污水。用高铁氧化法处理含油污水技术上很有发展前景,各种浓度的污水经处理后都可达到国家排放标准。