双室微生物燃料电池重金属毒性传感器的研制

构建了双室微生物燃料电池（double microbial fuel cells,DMFC）型毒性传感器分别对Cr（Ⅵ）、Cd2+、Cu2+、Zn2+进行在线检测研究。通过对反应器进行优化,确定DMFC在外电阻为1 000 Ω时达到最大功率密度;外循环速率为0.933 4 mL·min-1时反应器运行较稳定。在最优条件下,通过监测铜离子来确定检测时间为60 min,清洗时间为10 min。在以上条件下进行重金属检测,结果表明4种重金属的检测范围分别为0.3~10、0.4~10、40~160、15~80 mg·L-1。抑制率可以用来验证反应器的可行性,检测范围内抑制率与重金属浓度呈现一定的线性关系,其相关系数分别为0.959 7、0.979 5、0.944 1、0.936 6。并可得到相应的线性方程,这些方程可用于验证DMFC-传感器的稳定性。选取检测范围内的浓度进行验证,结果表明4种重金属的相对误差均小于11%,传感器相对稳定并可长期运行。     

串联补给式微生物燃料电池加速处理含铜废水

微生物燃料电池（microbial fuel cells,MFC）可用于处理有机废水并同时处理污水中的重金属。为了对MFC处理含铜废水进行优化,采用了KMnO4-MFC与Cu-MFC串联,通过前者产生的较高电压对后者处理含铜废水过程提供电压和功率的补给并获得额外电能,结果表明,KMnO4-MFC在KMnO4浓度为0.5、1、2 g·L-1时输出最大功率密度分别为288、433、700 mW·m-2,而Cu-MFC在Cu2+浓度为10 mg·L-1时最大功率密度仅为218.75 mW·m-2,二者串联能够明显加快Cu-MFC对Cu2+的回收速率,串联时Cu2+的回收率可达98%,24 h回收率可达91.7%,与单独Cu-MFC相比速率提高1倍。串联后,该种方法在加速铜回收过程的同时还能获得额外的电能,其最高输出功率可达143 mW。     

基于地理探测器的地表水质影响因素研究——以山西省吕梁市为例

水质变化的影响因素是地表水研究的重要内容.为揭示市域尺度规模的地表水质污染特点及其影响因素,本文以山西省吕梁市为例,通过断面水质评价法对研究区内24个监测断面的地表水质污染状况进行评价.在此基础上,利用地理探测器分析自然因素(包括年均气温、年均降水量、高程)与社会经济因素(包括土地利用类型、人口密度、人均GDP)对2020年吕梁市地表水质的影响与交互作用.结果表明：研究区域地表水质整体状况为轻度污染,部分断面存在中度污染,且在空间上分布不均匀,主要污染指标为■、NH₃-N和TP.地表水质是多种因素共同作用的结果,与自然因素相比,社会经济因素对地表水质的影响更加明显.人口密度、年平均降水量和土地利用类型是吕梁市地表水质的主要影响因素,各因素的影响程度在交互作用后均有所增强.人均GDP和高程在与其他因素交互后为非线性增强,可作为地表水质空间预测模型的辅助因素.     

耕地资源价值重建及其货币化评价——以青岛市为例

耕地价值具有多元性,其生态价值和社会价值等非市场价值往往在决策中被忽视,从而导致大量耕地资源被过度地开发及低效利用。科学系统地评价耕地价值是促进耕地资源持续利用的关键。论文以青岛市为例,借鉴资源经济学的市场价值法、替代市场法及成果参照法等研究方法,重建了耕地资源价值体系,并对耕地各项服务功能价值逐一进行了货币化评价。研究结果表明：①青岛市耕地每年提供的服务功能价值高达2.544 1×10¹⁰元,相当于青岛当年地区生产总值的16.76%,是显化的耕地经济价值的4.3倍,若将耕地每年提供的服务功能价值纳入耕地资源利用决策体系,必将有效地抑制过度占用耕地的投资冲动;②青岛市的耕地价值以社会价值为主,占其总价值的50.59%,而经济价值和生态价值分别占其总价值的23.38%和26.03%,其中,耕地的社会价值主要体现在维护社会稳定功能上,占其社会价值的82%;③青岛市的耕地征用补偿标准明显偏低,作为耕地保护主体的农民获得的补偿尚不到工业用地出让价格的10%;④应重新审视“耕地占补平衡”政策的生态环境效应,青岛市为实现区域内耕地总量动态平衡至少付出了3.46×109元（还原利率5%计）的生态代价。     

基于资源价值重构的土地可持续利用规划研究

基于农地非农化这一全球性现象，对我国现行土地利用规划控制下的农地非农化进行了深刻反思，指出在传统资源配置理论和比较利益原则指导下现行土地利用规划的局限与困境，并对资源配置过程中市场和政府双重失灵所造成的效率损失的根源进行了探究。结果表明，我国残缺的资源价值体系造成的资源价格扭曲，以及现和土地利用规划对扭曲的资源价格的漠视是目前我国资源配置过程中效率损失的根源所在。据此．提出应重新审视现行的土地利用规划．以资源经济学理论为指导，重构土地资源价值体系．并在此基础上。综合可持续发展理论、系统理论及灰色系统理论．构建土地可持续利用规划耦合模型。最后。本文对土地可持续利用规划中存在的问题和未来的研究方向进行了阐述和展望。     

耕地保护区域补偿机制之价值标准探讨

以耕地保护产权不清为特征的基本制度缺陷是耕地保护制度失灵的主要原因.为保护耕地,确保国家粮食安全和社会稳定,需要建立耕地保护区域补偿机制.耕地价值标准的确定因而也就成为耕地保护区域补偿机制运行的关键环节之一.依照资源经济学观点,耕地资源价值包括耕地的商品价值、环境价值和折补价值.由于耕地资源在我国的特殊地位,使得我国耕地资源具有不同予其它自然资源的特殊价值——社会价值.本文在对土地价值理论分析和耕地价值核算的基础上,对耕地保护区域补偿机制中价值标准确定进行了探讨.研究表明:我国耕地的价值为112.68万元/hm2;由于耕地的某些功能价值在日常生活中已经给予补偿,在进行耕地保护区域补偿时不需要对其再行补偿,经界定,耕地保护区域补偿价值标准的全国平均水平为107.03万元/hm2.     

水力停留时间对MFC-A2/O工艺处理生活污水的影响

在10 L的A~2/O反应器中构建微生物燃料电池(MFC)系统,以厌氧段作为阳极室去除有机物,缺氧段作为阴极室去除硝酸盐.结果发现,30 d左右可以达到最大输出电流.系统启动后进入稳定期对水力停留时间(HRT)进行优化,结果表明,当HRT=16 h时可以获得最佳出水效果,此时MFC的出水COD、总氮浓度分别比对照A~2/O反应器低14.6%和10.1%,在100Ω外阻下的输出功率密度为612 m W·m~(-3);当HRT=12 h时,产电效果最好,最大输出功率密度可以达到808 m W·m~(-3).