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2021年  第34卷  第9期

目录
特别约稿
持续创新,打造我国生态环境科技2.0
李海生, 李鸣晓, 邹天森, 郭祥
2021, 34(9): 2035-2043. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.09.01
摘要(134) HTML (35) PDF(40)
摘要:
生态环境科技为我国经济发展和生态保护提供重要的技术支撑,新时期下以习近平生态文明思想为指导,回顾我国生态环境科技进步历程、展望发展方向,对以生态环境科技创新引领带动全社会产业绿色可持续发展具有重大的理论和实践指导意义.首先,回顾我国生态环境科技发展的3个主要阶段:开拓期(1972—1990年),初步建成环境总量容量的科技体系;发展期(1991—2011年),创新了流域区域污染治理的理论和技术;新时期(2012年至今),打造精准治污、系统治理的科技支撑体系.其次,系统梳理总结我国生态环境科技在重点流域区域水污染防治、大气污染治理、土壤污染调查与风险管控及修复、固体废物处置与资源化利用、生态保护修复与监管、环境标准基准建设以及环保产业创新能力7个方面取得的重大成果、为污染防治攻坚战提供的有力支撑.最后,分析我国生态环境科技发展面临的需求与挑战,提出我国生态环境科技2.0时代的治污理念及发展对策:①坚持四个“面向”.一是面向世界科技前沿,夯实生态环境科研基础;二是面向经济主战场,促进生态环境科技成果转化;三是面向国家重大需求,开展生态环境领域集智攻关;四是面向人民生命健康,牢牢把握“环保科技的人民性”.②协同三个系统.一是自然系统,从根源上解决生态环境问题,标本兼治,守住自然系统生态安全边界;二是生产系统,强化科技创新驱动,促进生产系统的绿色循环,形成经济增长的绿色新动能;三是生活系统,开展绿色产品、绿色消费研究创新,推动绿色生活转型.③实现“五个创新”.在绿色发展模式、环境治理理念、环境科研方法、多技术融合以及体制机制上实现多元创新,打造新时期下全面发展的生态环境科技2.0时代.
碳中和理论与实践专题
基于多目标模型的中国低成本碳达峰、碳中和路径
王深, 吕连宏, 张保留, 王斯一, 吴静, 付加锋, 罗宏
2021, 34(9): 2044-2055. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.06.18
摘要(323) HTML (145) PDF(177)
摘要:
为探寻我国低成本碳达峰、碳中和路径,以我国主要耗煤产业、电力、供热、交通以及森林碳汇量为研究对象,构建基于低成本碳达峰、碳中和路径的多目标模型.以成本最小、二氧化碳排放量最少以及大气污染物排放量最少为模型的多目标,以我国2030年前碳达峰以及2060年前碳中和为研究目标设置相应约束条件,并设置产业需求、电力需求、供暖需求、交通需求、各行业新能源比例、污染物控制等约束条件,其中产业考虑煤炭消耗量较大的钢铁、化工、建材以及其他行业,电力考虑火电、核电、风电、太阳能.此外,模型除考虑森林碳汇外,还考虑了碳捕获与封存(CCS)作为实现碳达峰、碳中和的技术手段.结果表明:①我国碳达峰、碳中和实现的可行性较高,2030年及2060年的时间节点设定科学,碳达峰当年的各行业成本约为17.54×1012元,代表行业碳达峰、碳中和时的二氧化碳排放量分别为68.63×108和34.50×108 t.②以钢铁、化工、建材等为代表的工业转型可行性较低,且对于碳达峰、碳中和目标实现的贡献较小;电力、供热以及交通转型可行性较高,且对碳达峰、碳中和目标实现的贡献较大,电力二氧化碳排放量占比在2030年与2060年将分别达72.86%和43.34%.③煤电装机容量将在规划期内持续减少,需取消部分已规划的煤电项目并改造和提前淘汰部分已有煤电设备;相对风力发电与太阳能发电装机容量持续增加,二者装机容量总和于2030年达12×108 kW,于2060年达24×108 kW.④CCS将为碳达峰、碳中和目标实现提供助力.研究显示,未来我国碳减排工作将重点聚焦于电力系统,其次为供热与交通,建议根据行业特征制定不同省份、不同经济圈的绿色发展模式.
中国碳达峰路径的Meta回归分析
赵明轩, 吕连宏, 王深, 白梓函, 张楠, 罗宏, 付加锋
2021, 34(9): 2056-2064. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.06.05
摘要(193) HTML (51) PDF(88)
摘要:
尽早实现碳达峰、碳中和是中国推动经济社会全面绿色低碳转型的内在需求,开展碳达峰路径研究对中国合理制定2030年碳达峰目标和措施具有重大现实意义.该文筛选发表于2015—2020年间的18篇文献,采用Meta回归分析方法研究中国碳达峰路径及主要影响因素.结果表明:①多数文献预测中国将于2030年或2030年前实现碳达峰,平均预测峰值水平约10.9 Gt CO2;碳达峰时煤炭占比平均值为51.9%,非化石能源占比平均值为22.4%,经济年增长率平均值为5.4%,碳排放强度下降率平均值为54.0%.②该文筛选的样本对碳达峰路径预测结果与中国2030年前碳达峰目标一致,文献发表时间越晚预测的达峰时间越早且峰值越高.③除碳达峰时碳排放强度下降率(peakCEI)外,其余变量均对碳达峰峰值具有显著性;除文献类型(PTY)、影响因子(IF)、碳达峰时煤炭占比分类(yblcoal)、碳达峰时非化石能源占比(pnf)外,其余变量均对碳达峰时间具有显著性.未来中国应从基于成本效益的最优达峰路径、完善温室气体清单核算方法、大力推动清洁能源技术进步、提高经济发展质量等方面开展深入研究.
农村居民生活碳达峰路径及对策
张保留, 吕连宏, 吴静, 王斯一, 王深, 罗宏
2021, 34(9): 2065-2075. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.22
摘要(463) HTML (157) PDF(92)
摘要:
全国碳达峰目标已经明确,农村居民生活能源消费是碳排放增长的重要来源,亟待得到有效控制.为研究农村居民生活碳达峰路径,基于农村居民生活能源消费现状分析,采用碳排放系数法对2000—2018年农村居民生活的碳排放进行核算,基于情景分析法,从能源消费结构调整的角度,设定不同情景分析农村居民生活的碳达峰时间及峰值.结果表明:①2000—2018年,农村居民生活碳排放量、人均碳排放量均呈快速上升趋势,其中农村居民生活碳排放量占国家碳排放总量的3.0%~4.0%.②在2030年国家碳排放强度下降65%的目标下,农村居民生活同步碳达峰目标约为3.64×108 t;农村居民煤炭消费的碳排放已在2017年达峰,总量达峰则依托于能源结构调整情景实现目标.③基准情景下,2030年前无法实现碳达峰;政策情景下,将在2027—2028年达到峰值,峰值约为3.66×108 t;优化情景下,将在2024年达到峰值,峰值约为3.44×108 t.④基于能源结构调整的碳达峰路径主要表现为煤炭消费占比降至18.0%左右,天然气、电力、其他能源消费占比分别提至1.5%、35.0%、30.0%左右.研究显示,促进碳达峰的措施可重点从完善顶层设计、制定农村能源发展战略规划、推动分布式能源系统建设、加强节能减排技术保障、创新资金支持、普及绿色低碳生活方式等几个方面加强实施,从而推动农村的能源变革与节能减排.
中国省域私人电动汽车全生命周期碳减排效果评估
赵子贤, 邵超峰, 陈珏
2021, 34(9): 2076-2085. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.09
摘要(287) HTML (69) PDF(89)
摘要:

私人电动汽车因具有较少碳排放,在替代传统燃油汽车、推动交通领域碳减排方面具有广阔的应用前景.为更准确地衡量私人电动汽车相对于传统燃油汽车的碳减排效果,采用生命周期评价方法构建基于碳减排量和碳减排率的私人电动汽车碳减排核算技术方法,并通过情景分析技术模拟我国不同省份私人电动汽车碳减排潜力及关键影响因素.结果表明:①相对于传统燃油汽车,私人电动汽车在火力发电比例较低的13个省份具有较好的碳减排效果,减排率为34.69%~70.69%;在火力发电比例较高的18个省份减排效果则不太明显,减排率仅为3.20%~31.40%.②在私人电动汽车全生命周期的各阶段中,中低减排省份的燃料周期碳排放量占比最高,为57.33%~80.91%,且随着该省份碳减排效果的改善而不断降低;受制于电池的生产,高减排省份私人电动汽车全生命周期最主要的碳排放阶段为汽车材料周期.③从碳减排影响因素上看,汽车报废里程的增加对私人电动汽车碳减排量具有明显的正影响,但对碳减排率影响不大,碳减排效果较好的省份的碳减排量随报废里程的增加而上升的趋势更明显;百公里电耗的升高和车质量的增加则使碳减排效果下降,在碳减排效果较差的省份百公里电耗水平对碳减排量和碳减排率均有更显著的影响.研究显示,私人电动汽车的推广在我国可以带来一定的碳减排效果,发电能源结构和车质量是影响碳减排效果的2个关键因素,不同省份应因地制宜制定差异化的私人电动汽车推广路径.

城镇污水处理厂污染物去除协同控制温室气体核算方法与案例研究
付加锋, 冯相昭, 高庆先, 马占云, 刘倩, 李迎新, 吕连宏
2021, 34(9): 2086-2093. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.06.19
摘要(288) HTML (69) PDF(86)
摘要:
针对城镇污水处理厂的污染物与温室气体如何实现协同减排核算问题,该研究提出了城镇污水处理厂污染物去除协同控制温室气体的核算边界、协同机制和核算方法,并通过实例进行验证分析,给出了如何核算污染物去除的协同控制效应和协同程度.结果表明:①污水处理厂污染物去除与温室气体排放之间存在关联机制,厌氧环境去除CODCr会产生CH4,污泥厌氧消化过程也可产生大量CH4,硝化和反硝化过程中去除TN会产生N2O.②城镇污水处理厂污染物去除协同控制温室气体核算可分为确定核算边界、选择核算方法、收集活动水平数据与确定排放因子、质量控制、形成核算报告等步骤.一方面构建了污染物去除量计算公式,去除量涵盖CH4回收量、CODCr和TN去除量、污泥处理量;另一方面构建了温室气体排放量计算公式,排放量涵盖回收CH4产生的温室气体减排量、去除CODCr产生的温室气体排放量、处理污泥产生的温室气体排放量、去除TN产生的温室气体排放量.③案例分析结果表明,该污水处理厂污染物去除并没有协同减排温室气体排放量,从温室气体排放强度来看,单位CODCr去除量、单位TN去除量和单位污泥处理量产生的温室气体排放量分别为0.051 3、2.435 6和0.546 0 t,单位TN去除量产生的温室气体量(2.435 6 t)最大,其次为污泥处理(0.546 0 t);从温室气体排放总量来看,该污水处理厂使用电力间接排放的温室气体量(1 362.68 t)最大.研究提出的城镇污水处理厂污染物去除协同控制温室气体核算方法可行,能够根据污水处理厂相关数据判定污水处理不同环节污染物去除和温室气体减排二者间的关系.针对核算过程中存在的数据不确定性问题、质量控制问题以及如何实现减污降碳协同增效等方面提出了相应的完善方法,如在质量控制中可通过制定核算方案、监测方案与计划,开展核算人员业务培训,进行数据核验,测量仪器校准和调整等提高核算质量.研究显示,在碳达峰碳中和的“双碳”目标约束下,城镇污水处理厂在进行污水处理时需要全面考虑各种因素,建立协同控制的治理体系,实现减污降碳协同增效的最大化.
大气环境
2013—2018年中国近地面臭氧浓度空间分布特征及其与气象因子的关系
栗泽苑, 杨雷峰, 华道柱, 方镜尧, 黄伟, 孙雷, 王琛
2021, 34(9): 2094-2104. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.06.16
摘要(252) HTML (190) PDF(106)
摘要:
气象因子对近地面臭氧(O3)浓度有重要影响.为探究O3与气象因子的关联特征以及O3的周期性特征,利用反距离权重插值、Kolmogorov-Zurbenko滤波和多元线性回归分析了2013—2018年我国O3和气象因子数据.结果表明:①2013—2018年中国O3日最大8 h滑动平均值〔ρ(O3-max-8 h)〕第90百分位数呈上升趋势,增速为2.6 μg/(m3·a);ρ(O3-max-8 h)高值区(≥180 μg/m3)主要分布在华北平原和长江中下游平原一带,高值区范围在华北平原地区呈扩大趋势,在长三角和珠三角地区呈缩小趋势.②ρ(O3-max-8 h)短期和季节分量的贡献在空间上呈“互补”的分布特征.短期分量的贡献(75%)在东南沿海地区最高,在内陆大部区域较低(< 30%);季节分量的贡献(15%)在东南沿海地区最低,在内陆大部区域较高(>60%).③在华北平原至长三角地区一带,长期气象因子变化是ρ(O3-max-8 h)升高的重要原因;而在华南、西南和东北区域,气象因子变化对ρ(O3-max-8 h)的影响并不显著.④ρ(O3-max-8 h)与温度、太阳总辐射量的相关性(r>0.86)均在四川盆地至湖北省一带最高,ρ(O3-max-8 h)与相对湿度在中部和西部区域呈正相关(r>0.64),ρ(O3-max-8 h)与风速在华北平原呈强正相关(r>0.89).研究显示,中国近地面O3具有显著的时空分布特征,气象因子与太阳总辐射量对O3空间分布的影响具有较大的区域差异.
碳协同减排视角下广东省PM2.5实现WHO-Ⅱ目标策略研究
常树诚, 郑亦佳, 曾武涛, 廖程浩, 罗银萍, 王龙, 张永波
2021, 34(9): 2105-2112. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.06.21
摘要(239) HTML (89) PDF(45)
摘要:
CO2排放和大气污染物排放具有同根同源性,二者的排放控制措施常常具有一定程度的协同减排效应.为降低政策成本、提高政策效率,政策制定者在制定空气质量改善策略时,应充分考虑其对CO2减排的协同效益.以大气污染物与CO2协同减排为指引,分析产业、交通运输、能源的结构优化调整和末端治理水平提升策略,通过空气质量模型方法分析并提出广东省在2025年PM2.5实现世界卫生组织第二阶段过渡目标(简称“WHO-Ⅱ目标”)的政策建议.结果表明:在2017年基准条件下,按经济社会活动发展趋势和现有末端治理要求,模拟预测广东省2025年PM2.5年均浓度将达26.9 μg/m3,难以达到WHO-Ⅱ目标(25.0 μg/m3).在可进一步采取的减排措施中,产业结构调整、在用车辆更新、发电结构调整、交通运输结构调整、工业用能变化和工业末端治理对大气污染物减排的分担率分别为55.5%、17.7%、6.8%、3.8%、3.9%和12.2%,对CO2减排的分担率分别为20.8%、14.0%、11.9%、9.3%、33.9%和0.在基于协同性制定的达标策略情景下,优先采取了产业结构调整、在用车辆更新等协同性较好、减排潜力较大的措施.在该情景下,2025年全省SO2、NOx、PM、VOCs和CO2的排放总量较2017年的变化率分别为-13.7%、-19.4%、-21.8%、-20.3%和13.6%,模拟预测广东省2025年PM2.5年均浓度可达24.6 μg/m3,达到WHO-Ⅱ目标.研究显示,为确保2025年广东省PM2.5年均浓度达到WHO-Ⅱ目标,应进一步强化大气污染物减排,建议优先考虑产业结构调整、在用车辆更新等与CO2减排协同性较好、减排潜力较大的措施.
青海东部城市群大气氨排放清单研究
张津建, 李广英, 张元勋, 何跃君
2021, 34(9): 2113-2121. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.17
摘要(128) HTML (51) PDF(29)
摘要:
为了掌握青海东部城市群内大气氨的排放来源及排放特征,搜集并整理了各排放源的活动水平数据,利用排放因子法计算了2017年青海省东部城市群大气氨排放清单.结果表明:①青海省东部城市群2017年氨排放量为44.92×103 t,排放强度为2.80 t/km2.②农业源是区域内最大的氨排放源,其中畜禽养殖和农田生态系统氨排放量分别占总排放量的81.07%和7.12%,绵羊、奶牛和肉牛的氨排放量较大.③湟中区和大通回族土族自治县氨排放量较高,占总排放量的53.7%,城中区、大通回族土族自治县、湟中区、湟源县、平安区、乐都区、民和回族土族自治县、互助土族自治县的主要氨排放源均为畜禽养殖源.④污染源分布受地形地势影响,多沿湟水流域分布,同时也与地区经济发展水平有关.研究显示,大气氨排放源以畜禽养殖源为主,且集中于湟中区和大通回族土族自治县.
奎屯市-独山子区-乌苏市区域大气对流层NO2柱浓度时空变化分析
李艳红, 王莉莉, 赵晓蓉
2021, 34(9): 2122-2131. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.06.03
摘要(119) HTML (40) PDF(23)
摘要:
为研究以石化工业为主的奎屯市-独山子区-乌苏市(简称“奎-独-乌”)区域大气对流层NO2柱浓度的时空变化,基于地基多轴差分吸收光谱仪(MAX-DOAS)于2018年2月—2019年7月在各城市城区中心进行固定监测(09:00—20:00),以及在环奎-独-乌区域进行车载移动监测(10:00—15:00),结合地形地貌、气象、工业分布和人为排放量等因素,反演分析该区域对流层NO2柱浓度的时空变化规律.结果表明:①奎-独-乌区域对流层NO2柱浓度日变化呈早晚高、中午低,冬季高、夏季低的特点,对流层NO2柱浓度季节性变化呈冬季(11.8×1015 molec/cm2)>秋季(9.46×1015 molec/cm2)>春季(7.46×1015 molec/cm2)>夏季(4.33×1015 molec/cm2)的特征.奎-独-乌区域对流层NO2柱浓度最高值均出现在冬季(1月),呈独山子区(22.23×1015 molec/cm2)>奎屯市(21.30×1015 molec/cm2)>乌苏市(18.34×1015 molec/cm2)的特征.②奎-独-乌区域大气对流层NO2柱浓度存在空间集聚现象,且区域内部差异显著.不同季节高值主要出现在区域内交通交错区(奎屯立交桥、独山子立交桥)和工业集中分布区,最低值均出现在奎-独-乌区域西南部的乌苏市,且位于主导西风通道的上风向.③结合后向轨迹分析发现,奎-独-乌区域气流来源中冬季气流运动在水平方向和垂直方向上均不利于污染物扩散,夏季西北风向导致下风向路段NO2浓度相对较高,该区域大气NO2污染物以本地输送为主,且在城际间存在污染物的传输与积累.④奎-独-乌区域的能源结构以煤炭为主,其固定源排放以工厂和电力部门为主,而乌苏市交通移动源所产生的NO2排放总量远高于奎屯市和独山子区.该区域冬季燃煤6个月,低风速(1.5~3.0 m/s)频率持续时间较长,加之独特的山盆结构形成的“山谷风”,有较厚的逆温层,不利于污染物远距离扩散.研究显示,能源工业结构背景下形成的奎-独-乌区域环境有利于大气污染物的聚集和积累,其污染源以本地污染为主.
水环境
袁河流域土地利用方式对河流水体碳、氮、磷的影响
黄益平, 王鹏, 徐启渝, 舒旺, 丁明军, 张华, 曾婷
2021, 34(9): 2132-2142. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.04.24
摘要(147) HTML (33) PDF(24)
摘要:
为探明土地利用方式对袁河水体碳、氮、磷浓度的影响,于2018年8月(丰水期)和2019年1月(枯水期)在袁河干流和支流38个采样点采集水样并测定碳、氮、磷(DOC、NO3--N、NH4+-N和TP)浓度.将流域划分为子流域和沿河岸不同距离(100、200、300、400、500、1 000和2 000 m)缓冲区,结合Pearson相关性分析、冗余分析(redundancy analysis,RDA)和回归分析等方法,量化不同尺度土地利用方式对干支流碳、氮、磷浓度的影响.结果表明:①建设用地、农田、水域是袁河水体碳、氮、磷浓度的主要影响因素,其中建设用地对NH4+-N、DOC和TP浓度影响最大,水域、农田分别对NO3--N、DOC浓度影响较大.②土地利用方式对干流碳、氮、磷浓度变化的解释量大于支流,丰、枯水期对干流碳、氮、磷浓度变化的解释量分别为47.2%、36.7%,对支流的解释量分别为23.2%、26.4%.③土地利用方式对干流DOC浓度变化的解释量在丰水期低于对TP、NH4+-N和NO3--N浓度变化的解释量,在枯水期高于对TP、NH4+-N和NO3--N浓度变化的解释量;土地利用方式对支流DOC浓度变化的解释量在丰、枯水期均高于对TP、NH4+-N和NO3--N浓度变化的解释量.④缓冲区尺度土地利用方式对河流碳、氮、磷浓度的影响大于子流域尺度,且干流缓冲区大于支流缓冲区.随缓冲区尺度增加,土地利用方式对水体碳、氮、磷浓度变化的解释能力在干流丰水期和支流枯水期均先增后降,在干流枯水期和支流丰水期的解释能力逐渐增强.研究显示,加强缓冲区土地利用方式的管理,特别是对干流建设用地点源污染和支流农田面源污染的控制,是袁河水环境管理的关键.
东洞庭湖表层水体中抗生素及抗性基因的赋存特征与源分析
宋冉冉, 国晓春, 卢少勇, 刘晓晖, 王晓慧
2021, 34(9): 2143-2153. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.04.27
摘要(187) HTML (56) PDF(36)
摘要:
抗生素抗性基因(ARGs)是一类新兴污染物,广泛存在于多种环境介质中.湖泊水环境由于污染物循环速度低而可以长期储存ARGs.因此,ARGs领域的研究人员非常关注湖泊水环境的研究.然而,以往的研究多集中于湖泊内ARGs的污染水平,污染来源仍不确定.东洞庭湖是国家级自然保护区,在保护生态环境和调节长江洪水径流方面发挥着重要作用.为了探究东洞庭湖表层水体中抗生素及ARGs的赋存特征、分析ARGs与环境参数(如抗生素)之间的相关性以及了解陆地污染源对湖内ARGs的贡献,于2019年11月采集东洞庭湖表层水和陆地污染源(水产养殖区和污水处理厂)样品,利用超高效液相色谱串联质谱仪和荧光定量PCR技术分别检测抗生素和ARGs,同时测定水质参数并进行冗余分析.结果表明:①东洞庭湖表层水体中抗生素浓度水平处于ND(未检出)~486.59 ng/L,氧氟沙星浓度最高,且抗生素的浓度水平与周边污染源密切相关.②ARGs检出率均为100%,基因sul2的浓度高于其他基因,平均浓度为1.3×103 copies/mL,ARGs污染水平受到沿湖污染源的影响.③污水处理厂对ARGs具有一定的去除效果,然而,它们不能完全去除ARGs,甚至可能会增加ARGs传播的可能性,且污水处理厂出水ARGs对湖内ARGs的贡献远高于水产养殖区.④ARGs与抗生素的冗余分析结果符合ARGs在其对应抗生素选择性压力下的特征,对ARGs丰度影响最重要的4个水质参数分别为总磷(贡献率为28.9%)、电导率(贡献率为15.4%)、硝酸盐氮(贡献率为13.3%)和温度(贡献率为12.7%).研究显示,氧氟沙星和罗红霉素是主要抗生素,磺胺类和四环素类抗性基因浓度水平较高,ARGs的丰度不仅与其对应抗生素的选择性压力有关,还与一些环境因素的压力密切相关.
贵州某废弃煤矿酸性废水处理系统中细菌群落结构及功能分析
王能, 张瑞雪, 吴攀, 张世鸿, 张亚辉
2021, 34(9): 2154-2163. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.07
摘要(151) HTML (36) PDF(20)
摘要:
煤矿酸性废水引起的水环境污染问题在贵州日益突出.以贵州某废弃煤矿酸性废水处理系统(碳酸盐岩反应介质)为研究对象,采用高通量测序MiSeq技术,分析该系统中细菌群落结构的沿程变化特征及其功能.结果表明:①变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和蓝细菌门(Cyanobacteria)等广泛分布于反应系统,其中变形菌门和绿弯菌门为主要优势菌门,而蓝细菌门大多(90.95%)存在于反应池悬浮物中.②细菌群落结构受沉积物中重金属浓度影响,尤其Fe、Ni、As和Pb浓度的影响较为显著.细菌群落在系统前端(进水沟渠和反应池)和后端(沉淀池和人工湿地)存在明显差异,随反应系统处理进程,细菌α-多样性指数在沉积物中沿程增加.③废水中85%以上的Fe在多级复氧反应池中被去除,同时具备铁氧化能力的细菌〔披毛菌属(Gallionella)和Sideroxydans等〕和铁还原细菌〔地杆菌属(Geobacter)和红育菌属(Rhodoferax)等〕大多存在于多级复氧反应池沉积物中.④人工湿地对废水中Mn有很好的去除作用,湿地沉积物和植物根际土壤中铁锰氧化物富集生物土微菌属(Pedomicrobium)(8.38%±1.51%)和硝化螺旋菌属(Nitrospira)(14.75%±0.46%)丰度明显高于多级复氧反应池.研究显示,在以碳酸盐岩为主要反应介质的“多级复氧反应池+垂直流人工湿地”联合处理酸性矿山废水过程中,污染物去除机理除碳酸盐岩中和沉淀作用外,生物氧化和生物还原作用也值得关注.
基于水化学及当地稳定同位素的地下水硝酸盐污染空间分布特征及污染源解析
杨延梅, 张田, 郑明霞, 苏婧, 孙源媛, 傅雪梅
2021, 34(9): 2164-2172. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.21
摘要(219) HTML (71) PDF(48)
摘要:
为精准识别张家口市宣化区地下水硝酸盐污染的空间分布情况及其来源,根据张家口市宣化区洋河两岸地下水水质监测数据,采用水化学分析方法分析硝酸盐污染现状,利用氮氧稳定同位素方法定性分析污染物来源,并利用ArcGIS软件对地下水硝酸盐浓度、氮氧同位素特征值进行可视化表征,更加直观地表现地下水环境质量时空差异.根据SIAR模型(同位素混合模型)定量计算各污染源的贡献率.结果表明:①张家口市宣化区地下水“三氮”污染主要为硝酸盐氮,浓度平均值为27.23 mg/L,污染浓度高值区域出现在建设用地.②研究区典型特征污染物的氮同位素特征值(δ15N-NO3-)在土壤中的分布范围为1.46‰~7.71‰,在粪便及污水中的分布范围为9.49‰~17.57‰,可充实当地δ15N-NO3-分布数据库.③硝酸盐污染主要来源于土壤氮、粪便及污水,水化学及同位素特征表明氮的迁移转化以硝化作用为主.④SIAR模型计算结果表明,土壤氮、粪便及污水、无机化肥及工业废水贡献率分别为44.36%、43.35%、9.24%.研究显示,硝酸盐污染主要受生活污水、工业生产活动和该地区农业灌溉的影响,污染物主要来源于土壤氮、粪便及污水,且建设用地污染情况较耕地更为严重.
PDMS/Fe3O4/还原氧化石墨烯气凝胶复合材料的合成及其油水分离应用研究
任萌, 曲志倩, 谭笑, 焦春磊, 刘康, 兰茂榕, 林爱军
2021, 34(9): 2173-2181. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.04.28
摘要(215) HTML (168) PDF(33)
摘要:
近年来海上石油泄漏事件频发,不仅造成石油资源的浪费,还导致严重的生态和环境风险.因此,如何兼顾环境效益和经济效益治理海洋石油污染是目前亟待解决的问题.该文设计、制备了一种高效油水分离材料,以氧化石墨烯(GO)作为模板,负载纳米Fe3O4粒子,经聚二甲基硅氧烷(PDMS)改性,最终获得疏水亲油的PDMS/Fe3O4/还原氧化石墨烯气凝胶复合材料(RGA);并利用多种现代表征方法测试材料的表面官能团、疏水性、热稳定性和微观形貌特征,利用吸油测试及重复试验测试其性能.结果表明:①改性后GO含氧官能团数量下降,水、油接触角测量结果表明RGA的亲水角为133.36°,亲油角为44.44°,具有较高疏水亲油性.②RGA的热稳定性较强,孔隙结构发达,油可填充在气凝胶微纳米结构形成的空隙中.③RGA质量轻,机械强度强,吸油量最多可达自重的18倍,对不同油水混合物均有较好的吸附能力且可重复使用,具有良好的吸油性能.研究显示,RGA具有质量轻、易回收、疏水亲油性良好、可重复使用等优点,具有大规模应用的潜力.
微塑料老化对四环素吸附行为的影响
孔凡星, 许霞, 薛银刚, 高宇, 张玲, 王利平
2021, 34(9): 2182-2190. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.04
摘要(304) HTML (78) PDF(33)
摘要:
微塑料吸附有机污染物会加剧其对水环境的污染.该研究以四环素(TC)为目标污染物,通过过硫酸老化聚乳酸(PLA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚丙烯(PP)3种微塑料,研究其对TC的吸附行为的影响.结果表明:①过硫酸盐老化使3种微塑料表面出现大量褶皱、碎片和沟壑,比表面积增大及含氧官能团含量显著提高.②原始PET和PP吸附TC的动力学过程符合准一级动力学模型,而PLA以及老化PET和PP均符合准二级动力学模型,属于化学吸附;PLA和PET对TC的吸附符合Langmuir等温吸附模型,以单分子层吸附反应为主,而老化PP则更符合Freundlich等温吸附模型;拟合参数中,老化PLA与PET最大表观吸附量分别可达2.293和3.617 mg/g.③pH对微塑料的吸附能力有较大的影响,且pH为7时对老化PP影响最大,其对TC的吸附值为1.214 mg/g.研究显示,微塑料作为TC的有效载体,其老化会加重对水体的迁移毒性作用.
养猪废水中磺胺嘧啶对湿地底泥中氮转化微生物及过程影响
卿叶, 李红芳, 张苗苗, 卢少勇, 吴金水, 刘锋
2021, 34(9): 2191-2199. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.04.26
摘要(136) HTML (21) PDF(21)
摘要:
为探讨养殖废水中兽用抗生素对湿地系统中氮素转化及相关微生物过程的影响,以养殖废水中常见的抗生素SD(磺胺嘧啶)为例,设置0、10、100和1 000 μg/L 4个添加浓度开展模拟试验.通过qPCR(实时荧光定量PCR)技术,测定了湿地底泥中氨氧化和反硝化功能基因丰度,结合Pearson相关分析,分析了养殖废水中不同氮素形态与底泥中氮转化功能基因丰度的关联性.结果表明:①与CK组比较,添加SD对湿地TN的最终去除效果无显著性差异,4个处理组的TN去除率为75.4%~80.5%,但在培养前期(0~14 d),SD对水体NH4+-N和NO3--N转化的抑制率最高分别达53.0%和99.5%,随着SD浓度的增加,抑制作用越强,到培养后期(14~28 d),各处理水体中不同形态的氮浓度无显著差异.②由qPCR测试结果得出,湿地底泥中AOA(氨氧化古菌)的丰度比AOB(氨氧化细菌)高出1~2个数量级,表明AOA在氨氧化过程中起主导作用,另外在培养第7天,AOB发生显著抑制现象,对SD更敏感;与CK相比,在第7天和第14天,反硝化基因narGnirSnirKnosZ丰度随SD浓度的增加而逐渐降低.③相关性分析结果表明,AOA与ρ(NH4+-N)呈极显著正相关(P < 0.01),AOB与ρ(NO3--N)呈极显著正相关(P < 0.01),nirKρ(NO2--N)呈极显著正相关(P < 0.01).研究显示,SD能抑制湿地底泥中氮转化微生物及相关氮转化过程,且SD浓度越大,抑制作用也越大,但随着培养时间的增加抑制作用会减弱.
SPARROW模型在水环境管理中的应用及发展趋势
郑佳琦, 李文攀, 霍守亮, 何卓识, 曹祥会, 马春子, 黄炜惠
2021, 34(9): 2200-2207. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.04.29
摘要(152) HTML (36) PDF(32)
摘要:
模型是研究水环境变化、进行水环境管理的重要工具.SPARROW(spatially referenced regressions on watershed attributes)是一个基于质量平衡方法将监测数据与流域特征和污染物来源信息相关联的非线性流域回归模型,具有数据需求量少、结构透明、普适性强等优点.为深刻理解SPARROW模型在水环境管理中的应用现状及未来发展趋势,笔者对SPARROW模型的原理以及其在营养物背景浓度模拟、水质评价、水质目标管理、气候变化对水环境影响等方面应用的国内外研究现状进行了系统梳理.结果表明:①通过选择合适的参考点,SPARROW模型可以有效模拟流域背景营养物通量和浓度,为流域水质标准的制定提供参照依据.②SPARROW模型可将营养物监测获得的数据信息外推至未监测区域,在水质监测数据数量有限的情况下进行水质评价.③SPARROW模型可模拟不同土地使用条件、资源管理等情境下河流营养物负荷,为水质的管理与决策提供支撑.④气候变化情景下,基于SPARROW模型进行气候变化对水环境影响的研究可以支撑水环境管理方案的制定,以应对未来气候变化导致的营养物输出增加.针对SPARROW模型目前在应用中存在的问题进行了分析与讨论,建议未来在应用SPARROW模型时,加强以下几个方面的研究:①进一步开发高锰酸盐指数、化学需氧量(COD)、氨氮等相关模块;②将SPARROW模型与机器学习模型相结合,提高量化模型参数的能力,使模型更好地应用于不同尺度、不同流域的水质相关研究.
生态环境
1961—2019年黄土高原植被潜在蒸散及影响因子
赵一蕾, 黄文婕, 曹明, 齐威, 李俊生
2021, 34(9): 2208-2219. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.40
摘要(285) HTML (88) PDF(27)
摘要:
研究潜在蒸散对于深刻了解区域的生态环境问题及水文循环过程具有重要的理论与现实意义.该研究基于Penman-Monteith模型对1961—2019年黄土高原潜在蒸散的时空变化特征进行了分析,再结合土地利用数据探究了各植被类型潜在蒸散的差异及其影响因素.结果表明:①1961—2019年黄土高原区域呈暖干化趋势,其中平均最高温度、平均最低温度与平均温度均呈显著增加趋势;平均相对湿度、平均风速、日照时数均呈显著降低趋势;降水量非显著减少.②在空间分布格局上,黄土高原区域年均、生长季、春季、夏季和秋季潜在蒸散均呈南北高、东西低的分布特征;1961—2019年春季潜在蒸散以0.41 mm/a的速率显著增加(P < 0.05).③1981—2019年黄土高原区域潜在蒸散平均变化趋势为1.35 mm/a,其中62.98%的区域呈显著增加趋势(P < 0.05),多分布在东部和西部地区.④1961—2019年黄土高原区域各植被类型潜在蒸散变化均表现为不显著上升趋势,多年平均潜在蒸散大小表现为草原>农田>针叶林>草甸>阔叶林>灌丛,其中,1981—2019年各植被类型潜在蒸散增加趋势大小表现为阔叶林>针叶林>灌丛>农田>草甸>草原.⑤影响黄土高原区域各植被类型潜在蒸散的主要气象因子为平均风速与平均相对湿度,其次为日照时数.潜在蒸散随着平均风速和日照时数的增加而增加,随着平均相对湿度的增加而减小.研究显示,各植被类型潜在蒸散的增加与区域降水的减少可能会加剧水资源短缺态势,建议黄土高原地区在开展植被恢复工作时,应优先考虑耗水较少的树种,优化群落植被结构,充分利用光水热资源,修建蓄水设施,支撑区域生态环境的可持续发展.
两种外源有机酸对土壤Cd形态及秋华柳Cd积累的影响
綦远才, 周翠, 何欣芮, 汪鹏, 魏虹
2021, 34(9): 2220-2227. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.04.21
摘要(189) HTML (42) PDF(21)
摘要:
秋华柳(Salix variegate Franch.)因具有良好的重金属耐受和积累能力,常被作为重金属污染土壤修复工程物种.通过盆栽模拟试验,分析了不同浓度外源草酸和酒石酸处理下土壤Cd形态的变化和秋华柳Cd含量的积累特征,以探究外源有机酸在Cd污染土壤植物修复中的应用潜力.结果表明:添加外源酒石酸可显著降低土壤非有效性Cd含量,增加土壤中以可交换态Cd为主的有效性Cd含量,促进了秋华柳对Cd的积累,同时也显著提升了植株的富集系数,其中添加5 mmol/kg酒石酸的处理效果最佳.与CK相比,添加5 mmol/kg外源酒石酸可显著增加秋华柳根、茎和叶中的Cd积累量,地上、地下部分和全株的Cd积累量分别提升了62.2%、75.9%和78.4%,地上和地下部分富集系数分别提升了173.0%和178.8%.添加外源草酸对土壤有效性Cd含量没有显著影响,秋华柳根、茎和叶的Cd含量和积累量无明显提升.研究显示,添加较低浓度的酒石酸更有利于增加土壤中可交换态Cd含量和有效性Cd含量,促进秋华柳对土壤中Cd的吸收和积累,增强秋华柳对Cd污染土壤的修复能力,可应用于Cd污染土壤的植物修复.
土壤与固废
不同类型氮输入对三峡库区消落带紫色潮土氮赋存形态的影响
何立平, 林俊杰, 段林艳, 陆伟
2021, 34(9): 2228-2236. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.36
摘要(155) HTML (55) PDF(16)
摘要:
陆源氮输入是三峡水体富营养化的主要原因之一,外源氮在消落带土壤中的赋存形态是决定其进一步向三峡水体释放的关键.为此,以三峡典型土壤-紫色潮土为研究对象,进行4种氮输入〔分别添加NaNO3、NH4NO3、(NH4)2SO4、CO (NH2)2〕和淹水-落干两个水文条件处理,利用连续分级提取法测定土壤氮赋存形态含量,分析氮添加类型及水文条件对消落带紫色潮土氮赋存形态的影响.结果表明:NaNO3、NH4NO3、(NH4)2SO4和CO (NH2)2添加下,土壤培养结束后,离子交换态氮(IEF-N)含量在落干期分别为93.88、79.42、59.02和46.80 mg/kg,在淹水期分别为65.60、56.95、42.46和32.94 mg/kg;有机及硫化物结合态氮(OSF-N)含量在落干期分别为122.18、126.21、137.53和148.19 mg/kg,在淹水期分别为142.22、149.09、156.43和161.76 mg/kg;IEF-N含量变化占比在落干期分别为45.20%、35.56%、21.96%和13.82%,在淹水期分别为36.57%、30.80%、16.21%和7.26%;OSF-N含量变化占比在落干期分别为12.33%、15.02%、22.57%和29.68%,在淹水期分别为16.76%、21.84%、26.73%和30.29%.落干期和淹水期,IEF-N含量及其变化在氮添加总量中的占比均表现为NaNO3添加下最高、CO (NH2)2添加下最低,且落干期大于淹水期;OSF-N含量及其变化占比则与IEF-N表现相反.落干期和淹水期,外源氮主要表现为向OSF-N转化,此外,外源氮在落干期还存在向铁锰氧化物结合态氮转化的过程.研究显示,控制落干期消落带土壤氮输入(特别是硝态氮)是预防三峡水库富营养化的有效途径.
基于BP神经网络的污染场地土壤重金属和PAHs含量预测
任加国, 龚克, 马福俊, 谷庆宝, 武倩倩
2021, 34(9): 2237-2247. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.04.22
摘要(186) HTML (50) PDF(25)
摘要:
受土壤检测成本和项目周期等因素制约,污染场地土壤经常存在检测数据缺失的现象,如何利用有限的检测数据获得更全面的信息成为当前研究热点.以某金属加工厂污染场地为研究对象,运用多元统计方法分析土壤样品中重金属(As、Zn、Cu、Pb、Ni、Cd、Cr)和多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)〔苯并[a]芘(BaP)、二苯并[a,h]蒽(DBA)、苯并[k]荧蒽(BkF)、苯并[b]荧蒽(BbF)、苯并[a]蒽(BaA)、萘(Nap)、䓛(Chr)〕之间的关联性,并以此为基础,利用已知数据建立BP神经网络模型,预测缺失土壤样本中重金属和PAHs的含量.结果表明:与GB 36600—2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》中的风险筛选值对比,重金属超标率表现为w(Ni)>w(Cu)>w(As)>w(Pb)>w(Zn)=w(Cd)>w(Cr),除w(Chr)未超标外,其他6种PAHs按超标率排序为w(BaP)>w(DBA)>w(BbF)=w(BaA)>w(Nap)>w(BkF).重金属Zn与Pb、As与Cd关联性较好,Cu与Ni关联性较好,Cr与其他6种重金属关联性较差,PAHs中除Nap外,BaP、DBA、BkF、BbF、BaA和Chr彼此关联性均较好;构建的BP神经网络模型的污染物浓度预测值与实测值的决定系数(R2)范围为0.812~0.993,模拟效率系数(NSE)范围为0.779~0.959,均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)均较小.研究显示,研究区土壤重金属和PAHs含量整体存在不同程度的超标现象,构建的BP神经网络模型对污染物浓度预测结果准确可靠,利用该模型对土壤污染进行空间分析与评价具有可行性,且关联性较弱的因子作为输入参数能进一步提高预测模型的精度.
我国铝冶炼企业固体废物的指纹特征及毒性
徐思琪, 王雪娇, 陈平, 卢桂兰, 黄泽春, 杨子良
2021, 34(9): 2248-2255. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.06.08
摘要(171) HTML (28) PDF(40)
摘要:
《国家危险废物名录(2021年版)》明确规定了铝冶炼企业产生的大修渣、残阳极、铝灰、二次铝灰、烟尘等均为危险废物,在行业内引起了较大反响.为了对铝冶炼企业固体废物的特征及环境危害进行归纳分析,采集了多家电解铝、再生铝和铝灰加工企业在不同阶段产生的固体废物,通过样品的物相组成、重金属和氟化物的浸出毒性及含量分析其危险特性.结果表明:金属铝、氮化铝、氧化铝是铝灰及二次铝灰中的典型特征物相;β-氧化铝可作为指纹特征用于识别铝灰及二次铝灰的工艺来源,其通常存在于电解铝液加工过程产生的铝灰中,而罕见于再生铝液加工过程产生的铝灰中.电解铝企业废物中Cu、Zn、Cd和Pb的含量显著低于再生铝和铝灰加工企业(P < 0.05).依据GB 5085.6—2007《危险废物鉴别标准毒性物质含量鉴别》标准,此次采集中76.2%的样品累计毒性物质与标准值的比值≥1,累计毒性物质总含量超标.其中,47.6%的样品同时存在有毒物质总含量≥3%,14%的样品同时存在致癌物质总含量≥0.1%.毒性物质含量主要与重金属和氟化物相关,氟化物对铝冶炼企业固体废物毒性影响最大,重金属次之,电解铝企业铝灰氟化物含量显著高于再生铝和铝灰加工企业(P < 0.05).依据GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》,此次采集中电解铝、再生铝和铝灰加工企业废物样品氟化物浸出毒性的超标率分别为60%、17%和0%,再生铝企业铝灰样品氟化物浸出毒性显著低于电解铝和铝灰加工企业(P < 0.05).研究显示,铝冶炼企业相关危险废物的主要环境风险来自金属铝、氮化铝、氟化物和重金属,其反应性危险特性主要与金属铝、氮化铝相关,毒性危险特性主要与氟化物、重金属相关,在铝灰加工过程中减少含氟精炼剂的使用将有助于降低二次铝灰的毒性危险特性,降低环境风险.
水热预处理强化牛粪厌氧消化及其机理
宋晓聪, 赵慈, 王俊杰, 王琛, 叶旌, 沈鹏
2021, 34(9): 2256-2263. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.15
摘要(116) HTML (23) PDF(18)
摘要:
为解决禽畜废物在厌氧条件下产甲烷性差的问题,采用水热法预处理+中温厌氧消化改良法考察了水热法预处理强化牛粪厌氧消化性能的效果,并进一步通过分析预处理前后牛粪化学组分、元素组成和化学结构变化以探究其强化机制.结果表明:一定强度的水热预处理能提高牛粪的厌氧产甲烷性能,过高的预处理强度(R0)反而抑制了产甲烷率.在水热预处理温度为70℃、时间为4 320 min时(R0为3.27),牛粪获得最大甲烷产量(以VS计)176.36 mL/g,比未预处理组(145.76 mL/g)提高了21.00%,乙酸浓度提高了65.69%,木质素去除率达到11.50%,可知有机组分的降解和木质素的移除是牛粪厌氧产甲烷性能提高的主要原因.元素分析发现,预处理后牛粪O/C〔w(O)/w(C)〕得到提高,表示糖类化合物增多;同时红外光谱分析结果显示,R0过大时,木质素中芳环骨架的CC作用会增强,类木质素物质增多,导致牛粪产甲烷性能降低.研究显示,水热预处理能够有效增强畜禽废物的降解能力,促进牛粪产甲烷性能的提升.
环境污染与健康
天山北麓典型水库病毒多样性及其中潜在病原体的分析
张政, 常娜娜, 杜菲, 地丽胡玛·阿吉, 张成, 马正海, 毕玉海
2021, 34(9): 2264-2272. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.01
摘要(86) HTML (26) PDF(14)
摘要:
为了解天山北麓中段水库中病毒多样性及其功能和潜在危害,选取三屯碑水库(STW)、八一水库(BYW)和蘑菇湖水库(MGW)为典型水库进行病毒宏基因组学分析.水库水样经FeCl3絮凝和聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)富集获得浓缩病毒颗粒,利用病毒宏基因组学方法分析病毒多样性及其功能,挖掘并分析病原体的基因序列.结果表明:①天山北麓中段典型水库STW、BYW和MGW中分别获得病毒序列36 784 178、32 434 254和30 537 928条,形成重叠群15 400、11 894和30 771个.②水库病毒分属9科、26种,在科分类阶元上优势病毒均属于有尾噬菌体目(Caudovirales),BYW和MGW中肌尾噬菌体科(Myoviridae)的相对丰度最高,STW中长尾噬菌体科(Siphoviridae)的相对丰度最高;在种分类阶元上,STW、BYW和MGW中相对丰度最高的病毒分别为链霉菌噬菌体(Streptomyces phages)、微囊藻噬菌体(Microcystis phages)和欧文氏菌噬菌体(Erwinia phages).③病毒功能基因分析表明,噬菌体主要衣壳蛋白和尾蛋白等结构蛋白以及病毒复制和装配相关蛋白编码基因的相对丰度较高.④水库中存在多种植物和动物的致病性病毒,其中MGW中肠病毒相对丰度较高,并从中获得了人类手足口病的病原体——柯萨奇病毒A10(Coxsackievirus A10CV-A10)的VP1基因序列,其与原始株Kowalik序列一致.研究显示:天山北麓中段水库优势病毒均为噬菌体,病毒复制活跃;不同水库的病毒群落组成存在差异,其与周边环境和人类活动等因素相关;水库中检测出CV-A10等致病性病毒,存在潜在公共卫生风险.
环境经济与管理
工业污染源产排污核算模型及参数量化方法
白璐, 乔琦, 张玥, 李雪迎, 刘景洋, 许文, 孙园园
2021, 34(9): 2273-2284. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.04.30
摘要(211) HTML (28) PDF(52)
摘要:
工业污染源产排污核算方法及产排污系数是我国工业污染源产排污定量数据获取的重要工具.为进一步提升核算方法的适用性和准确性,基于工业代谢分析理论,针对我国工业污染源类型多样、工艺复杂、产排污环节多的特点,考虑当前工业生产活动中区域分工和专业化生产的现状与趋势,建立了“分类核算、提取共性、突出个性”的可拆分、可组合的产排污模块化核算模型.针对该模型的主要参数——产污系数、污染治理技术去除率、污染治理设施实际运行率分别提出参数量化方法.利用该模型对我国工业行业产排污核算方法及参数制定进行实践,结果表明:①41个工业行业划分为29个流程型行业和12个离散型行业.②41个大类工业行业核算参数包括940个核算环节、1 291种主要产品、1 575种原料、1 521个工艺的31 219个废水和废气污染物的产污系数以及101 358种污染治理技术去除率.③核算参数的最终核定应经过多级检验和校核.④核算参数受工业生产技术和污染治理技术变动影响,应及时进行修订或动态更新;在参数量化方法研究方面需不断深入挖掘产污系数影响因素组合的定量分析技术并扩展其应用,同时不断完善治理设施实际运行率的表征方式.研究显示,以工业代谢分析为理论依据建立的产排污模块化核算模型及参数量化方法符合我国工业污染源代谢规律和特征,已在第二次全国污染源普查、排放源统计调查中全面应用.由于工业生产体系具有动态变化性,核算模型及参数也应与之同步变化.
大气规制对全要素生产率的动态影响效应测算
王玥, 谭雪, 翁智雄, 石磊, 马中, 陆根法
2021, 34(9): 2285-2294. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.06.07
摘要(134) HTML (28) PDF(25)
摘要:
为有效落实大气环境质量管控要求,推进大气环境高效率保护与经济高质量发展协同共进新局面,该研究聚焦对波特假说的验证,定量评价大气规制对地区生产力发展的动态影响.运用以超效率数据包络分析(data envelopment analysis,DEA)模型为基础建立的DEA-Malmquist指数,对2006—2017年京津冀及周边地区“2+26”城市全要素生产率(total factor productivity,TFP)的变动情况进行测算,并通过分解TFP动态指数,识别TFP变动的关键影响因素;在此基础上,通过基于向量自回归模型的脉冲响应函数方法,测算各城市大气规制的短期、长期动态影响,并以此分别对强、弱波特假说进行验证.结果表明:从整体来看,“2+26”城市的TFP于2006—2015年间总体降低了4.6%,技术创新变动是“2+26”城市TFP变动的关键影响因素;从区域来看,大气规制对TFP、技术创新的影响存在明显区域差异,部分地区的强、弱波特假说不成立;从时效来看,大气规制具有较长时间(15~20年)的持续影响,但部分地区的大气规制在实施后的2~4年内正负影响发生转变,强、弱波特假说的成立情况也会随之改变.研究显示,在大气规制的制定和管理中,既要结合城市经济社会发展实际和大气规制影响差异,进行分类管理和针对性管控,也要定期(规制施行后2~4年)对规制的实施进行评估和滚动调整,以实现“全面布局、精准施策”的大气规制设计与实施.