农村典型分散式污水处理系统的能值分析——以青岛土壤快速渗滤系统为例（英文）

分散式污水处理系统由于其成本低、效率高、维护方便等特点,成为了我国农村地区典型的污水处理模式。然而,随着可持续发展意识的增强,如何评价系统的可持续性已成为当今研究的一个关键点。在本次研究中,运用能值分析对青岛东庄头土壤快速渗滤系统进行可持续性评价。研究结果表明:该系统的环境负载率及能值可持续指数分别为0.07和242.88。系统的经济净效益的能值当量为2.17 E+18 sej×year~(–1)。通过与其他研究系统的比较分析,该系统的环境负载率较低,可持续性指数较大。该研究揭示了土壤快速渗滤系统中的中水回收利用可以带来良好的经济效益,且环境负荷更小,可持续性更高,因此可以为我国农村污水处理系统的可持续性定量评价提供一定的参考价值。     

巢湖湿地生态系统能值分析

基于生态系统能值理论与方法,分析巢湖湿地生态系统能值投入和产出构成特征,并对巢湖湿地生态系统可持续发展水平进行了评价。研究表明:巢湖湿地生态系统每年投入的总能值为3590.12×1018sej,自然资源、周围营养物和社会经济投入分别占39.3%、53.7%和7.0%,可更新资源和不可更新资源投入分别占25.6%和74.4%。巢湖湿地生态系统每年产出的总能值为3469.66×1018sej,其中鱼类产出比重最大,其次为水禽和底栖动物。巢湖湿地生物多样性保护的能量-货币价值是巢湖湿地生态系统年产出的1.76倍,在生物多样性保护方面有着巨大的作用。巢湖湿地生态系统的能值产出率、环境负载率、能值可持续指标(ESI)和可持续发展能值指标(EISD)分别为13.75、2.90、4.74和7.01,去除污染项重新计算,分别为13.75、0.81、17.07和25.27,这些指标表明巢湖湿地生态系统的产业较为单一,能值产出率、可持续性和未来竞争力较高,但不可更新的污染物投入过大,造成巢湖湿地生态系统的环境负载率升高,可持续性发展水平下降,严重制约巢湖湿地生态系统的可持续发展水平。     

青海湖湿地生态系统能值分析研究

应用Odum H.T.创立的生态经济系统能值理论与方法,对青海湖湿地生态经济系统进行估算和分析。结果表明,水禽和鱼类太阳能值居首位,能值分别为1.10×1024sej和2.94×1023sej,其能值货币价值分别为1.37×1010＄和3.66×109＄,两者之和占系统总能值的90%以上,是系统的主要产出项;其次为再生能源,总能值为1.96×1022sej,能值货币价值为2.45×108＄;资本投入/产出比能值为1.87×1022sej,能值货币价值为2.32×108＄。能值分析结果表明,应在有效保护和合理利用青海湖湿地生态服务价值的前提下,重点保护青海湖湿地水禽和鱼类资源。此外,今后应大力发展青海湖湿地生态旅游并加强科学研究,提高其资本投入/产出能值。     

基于能值分析的辽宁双台河口湿地产品供给价值评价研究

应用奥德姆能值分析方法,定量分析了辽宁省双台河口湿地生态系统产品供给中的物流和能流。结果表明:辽宁双台河口湿地生态系统初级生产力能值约为1.50×1019 sej,换算成价值约为0.62亿元;能源或资源能值约为205.64×1019 sej,价值为84.31亿元。辽宁双台河口湿地产品供给货币价值总体排序为水资源湿地水禽水产品底泥湿地植被。辽宁双台河口湿地在水资源供给、湿地生物多样性保护以及水产品供给等方面的价值较高,是辽宁双台河口湿地优先保护和恢复的方向。     

基于能值理论的奈曼旗农业生态经济系统可持续性分析

应用能值分析理论与方法对奈曼旗农业生态经济系统的能值流进行分析,通过典型能值分析指标的计算对其系统可持续性进行评估。结果表明：奈曼旗农业生态经济系统2004年能值投入总量为1.47E+21 sej(solar energy joules),不可更新环境资源和不可更新工业辅助能投入分别占26.11％和35.78％;系统能值产出为3.23E+21 sej,其中畜牧业能值产出比重高达72.52％。2004年系统农业经济发展水平和农牧民生活质量低于中国2000年农业的平均水平,但系统净能值产出率较高,在争取经济输入能值方面具有优势。系统可持续水平高于2000年全国农业生态系统的可持续水平,但不可更新环境资源的大量损耗给该地区农业的可持续发展带来了隐患。2000—2004年期间系统能值投入中工业辅助能投入比重逐年增加,相应的农业生态经济系统能值产出增长了78％,其中畜牧业能值产出增长了104.10％。在农业经济水平和农牧民生活水平稳步提高的同时,系统的环境负载率逐年上升,能值可持续性指数有下降趋势。     

城市湿地生态系统服务的空间流转过程研究——以泉州湾河口湿地为例

以泉州湾河口湿地为研究对象,采用能值分析方法,对该湿地生态系统服务价值进行计算,并以此为基础,讨论其生态系统服务的空间流转过程。研究结果表明,泉州湾河口湿地生态系统的能值总投入共计1.225×1021sej,该湿地生态系统服务功能基本完善,以供给服务输出为主,调节服务次之;渔业产出是高投入、高回报的一项经济服务,但能值产出并不全是正面效应。此外,泉州湾河口湿地生态系统服务空间流转是自然因素和社会经济因素共同作用的结果,其生态系统服务的空间流转过程表现为与湿地空间、资源的内在统一性和系统开放性的规律。     

福建闽江河口湿地国家级自然保护区社区居民可持续生计评价与分析

为了解决对自然保护区内的资源和环境的保护与当地社区居民的可持续生计问题之间的矛盾,利用可持续生计分析框架,采用问卷调查法和层次分析法,对福建闽江河口湿地国家级自然保护区的社区居民可持续生计进行了评价与分析。研究结果表明,福建闽江河口湿地国家级自然保护区的社区居民生计可持续性评价指数为0.593,表明社区居民生计可持续性一般,生计资本和生计策略指数处于中等水平,社区居民生计面临人力资本水平低、缺乏生态补偿制度、生计类型简单和缺乏生计技能等问题,提出了福建闽江河口湿地国家级自然保护区的社区居民生计可持续发展建议。     

浙江省滨海湿地生态系统服务及其价值研究

因特殊的地理位置,浙江省分布有丰富的滨海湿地资源。滨海湿地为人类提供了物质生产、环境调节和人文社会等诸多服务。在全面分析浙江省滨海湿地现状及综合比较不同评价方法基础上,对浙江省滨海湿地服务价值进行了初步评估。研究结果表明,浙江省滨海湿地生态系统服务总价值为210.383×108元/a,其中直接使用价值141.658×108元/a,间接使用价值68.725×108元/a;滨海湿地单位面积服务价值为3.664元/(m2·a);各服务价值按大小排列依次为:海水养殖87.022×108元/a,滨海旅游54.636×108元/a,水质净化7.698×108元/a,护岸37.944×108元/a,促淤5.829×108元/a,固碳释氧11.867×108元/a,养分积累4.526×108元/a,提供生境0.861×108元/a;8项服务中,海水养殖价值最大,占总价值的41.363%,其次为旅游和护岸,分别占总价值的25.970%和18.035%。浙江省滨海湿地在发挥显著直接经济效益的同时,还兼具巨大的生态效益和社会效益,在维系浙江省生态安全及国民经济发展方面发挥着不可替代的重要作用。     

新疆乌伦古河湿地生态系统服务功能价值评估研究

采用资产价值法、市场价值法、影子工程法、碳税法,工业制氧法,造林成本法和替代法等评估了乌伦古河湿地生态系统服务功能价值。结果表明:乌伦古河湿地生态系统服务功能总价值为76 321.77×104元/a,其中资源供给服务功能价值为13 783.53×104元/a,调节服务功能价值为42 665.17×104元/a,支持服务功能价值为18 894.71×104元/a,科研文化服务价值为978.36×104元/a。在所评估的8项湿地生态系统服务功能价值中,比重较大的为涵养水源与调蓄洪水价值和固碳释氧价值,分别为22 110.00×104元/a和20 555.17×104元/a,其余按其价值量大小依次排序为供水与蓄水、保育土壤、生物多样性、栖息地、提供食物和原材料及科研文化价值。作为新疆重点湿地之一,乌伦古河湿地对人类社会的发展,流域的生态安全有很重要的意义,可为乌伦古河湿地资源的合理开发利用和管理提供科学依据。     

辽宁省滨海湿地类型及生态服务价值研究

基于辽宁省海岸带2005年秋季的Landsat ETM影像解译数据,根据辽宁海岸线湿地发育特点,确定辽宁省滨海湿地类型,计算湿地面积;并应用生态经济学的理论和研究方法,结合相关统计数据,对辽宁省滨海湿地提供的资源供给、环境调节和人文社会3大类共8项生态服务的经济价值进行估算。结果表明,辽宁省滨海湿地总面积为15208．06km2,其中自然湿地和人工湿地面积比例分别为71．49％和28．51％;辽宁省滨海湿地生态服务总价值为443．47×10^8元／a,相当于全省2005年GDP的5．54％。其中滨海湿地的资源供给服务价值最大,为195．86×10^8 t／a,占滨海湿地总价值的44．17％,环境调节服务和人文社会服务价值比例分别为31．79％和24．04％,表明滨海湿地在发挥显著的直接经济效益的同时,还兼具巨大的生态效益和社会效益,对于维系辽宁海岸带环境支撑能力和可持续发展能力,确保辽宁沿海经济带建设国家发展战略的实施具有重要的作用。     

人工湿地脱氮除磷的效果与机理研究进展

人工湿地作为一种低耗高效的污水处理系统正在被广泛应用于各种类型的污水处理,不仅对有机污染物有较强的降解能力,而且对传统的二级处理难以去除的氮磷也有较好的去除效果。人工湿地污水处理系统是一个复合生态工程系统,其对污染的去除机理是一个错综复杂的过程,基质、水生植物和微生物共同发挥着重要作用。综述了人工湿地脱氮除磷的效果与机理,讨论了基质、水生植物、微生物及其他外界因素对系统处理效果的影响及氮磷去除的预测模型,提出了当前人工湿地研究中存在的问题和提高人工湿地脱氮除磷能力的对策。     

扎龙湿地水环境可持续性度量研究

湿地水环境的持续性度量的指标体系是从湿地水环境系统结构、功能状态和人为因素三个方面构建的。扎龙湿地水环境可持续综合指数的数学模型是:可持续综合指数P＝0.14P₁+0.47P₂+0.3P₃+0.09P₄。分指数(PI)分别是:水质指数、水资源量指数、生物指数和土地利用变化指数。计算过程运用了灰关联分析法、层次分析法和分段线性函数等方法,结果表明,扎龙湿地水环境可持续性的总体趋势在减弱,其影响因子已经不利于扎龙湿地生态系统的持续发展。     

洪湖湿地大气调节价值评价研究

以洪湖湿地为研究对象,基于现有研究资料对其大气调节服务价值进行了定量评价。结果表明:洪湖湿地大气调节服务总价值为254.52×106元/a,是过去研究结果的11.6倍,其中湿地植物净固定的温室气体价值(包含甲烷折算的排放价值)为58.50×106元/a,表现为较强的碳汇;湿地释放氧气价值为176.51×106元/a,增湿调温价值为19.51×106元/a。洪湖湿地植被净固定温室气体价值、释放氧气价值和增湿调温价值分别占大气调节服务总价值的22.98%、69.35%和7.7%。     

基于能值分析的2006年广东省社会代谢研究

社会代谢分析为全球环境变化人文因素计划的重要课题之一,已成为当前区域生态研究的热点。本文应用H.T.Odum创立的基于生物物理原理的能值方法结合社会代谢概念,对广东省2006年资源利用种类、效率与代谢循环状况进行了分析,通过一系列能值指标,评价广东省社会代谢的可持续性。结果表明：2006年广东省总体呈现较好的发展局面,能值剩余57.31×1022 sej体现了其财富的真正增长,人均能值使用量为1.60×1016 sej,能值福利水平较高;但同时也暴露出影响广东省社会代谢正常运作的原因：输入能值占总能值使用量比为0.73,对进口资源过度依赖;废弃物能值占总能值使用量比为0.26,废弃物产出过多;环境负荷率为14.36,资源的过度使用使环境承受的压力较大等。研究还发现,广东能值可持续性指数呈现逐步下降趋势。广东省目前的代谢过程仍是线性运作模式为主。未来广东省应向循环代谢模式发展,重组并优化其代谢能力,通过建立低消耗高效益产业体系,加大开发替代性资源和新能源,提高废弃物处理能力和完善代谢机制等措施,提高经济社会发展与自然生态环境的和谐程度。     

湖南酒埠江湿地公园建设效益研究

对酒埠江湿地公园建设的预期效益进行了研究,结果表明:①湿地公园建成后,其潜在生态效益巨大,为32300.5万元/a,其中洪水调节和提供水源价值分别为14626.1万元/a和11480.0万元/a,占总体生态价值的45.3%和35.5%;②社会效益良好,为我国大型水库湿地生态系统的保护和恢复树立示范;③经济效益可观,湿地公园在经营期内总收入为66440.4万元,利润总额为16881.9万元,净利润为11310.9万元。     

人工湿地中典型基质和关键微生物的脱氮作用研究进展

人工湿地具有高效、低能耗、低投入、绿色和环境友好等优点,其被广泛应用在污水处理工艺中。人工湿地中的基质和微生物是人工湿地系统的重要组成部分,其在人工湿地脱氮过程中起着关键作用。从人工湿地处理污水的角度,概述了人工湿地中生物炭、纳米零价铁、生物炭负载纳米零价铁等典型基质(填料)和氨氧化、反硝化、厌氧氨氧化、厌氧铁氨氧化微生物在脱氮中的作用研究进展,提出了未来相关研究的方向。     

东北屯人工湿地污水处理系统的设计与应用

从人工湿地规划设计的角度出发,依据地表水环境质量标准,以现有废弃渠道、坑塘为基础,通过开挖回填、调坡整治、基础压实等措施,建立了衡水市故城县郑口镇东北屯人工湿地污水处理系统。该系统包括前池、沉淀池、垂直流湿地、生态塘湿地、表面流湿地和蓄水池。探讨了人工湿地渗滤处理系统的主要设计参数;采用Freundlich公式、Kikuth公式和有关经验公式,分析了渗滤系统对污水生化需氧量、总氮、总磷的处理效果;研究了处理系统中垂直流、生态塘渗流和表面流的污染物去除率;针对水质、水量和环境温度3个主要因素进行了敏感性分析,给出了渗滤系统敏感性分析结果,并与湿地去污实验结果进行了比较,变化趋势基本一致。研究结果表明:①人工湿地规划设计应进行敏感性分析,以便更好地制定系统的控制运行预案;②湿地出水口高度应能够调节,以便控制湿地床体的"饱和"状态,充分发挥湿地渗滤、微生物的作用;③北方人工湿地的去污效果,受季节性影响较大,应采取塑料大棚或秸秆覆盖进行保温,在冬季,塑料大棚能够使湿地温度维持在13.3℃以上,日照时间基本不减少,湿地植物可正常生长;④当进水的生化需氧量浓度超过75mg/L时,应减小进水负荷,控制污染物总量在湿地高效处理范围内;⑤当日污水处理量超过3000m3/d时,应提高集污渠、前池、沉淀池的临时蓄存水位。     

漳江口红树林国家级自然保护区湿地生态系统服务价值评估

红树林湿地生态系统具有重要的经济价值、社会价值和生态价值.运用市场价值法、机会成本法和影子工程法等,对漳江口红树林国家级自然保护区湿地生态系统服务价值进行评估.研究结果表明,漳江口红树林国家级自然保护区湿地生态系统服务总价值为14 157.91×104元;其中,生产有机物价值为1 314.98×104元,气体调节价值为513.59×104元,防灾护堤价值为1 177.00×104元,维持土壤和减少侵蚀价值为6 639.28×104元,净化水体环境价值为2 952.29×104元,蓄水价值为1 280.77×104元,栖息地价值为280.00×104元.     

水流注入方式和填料层高度对人工湿地流态的影响

流态模拟实验作为评价人工净化湿地系统运行状况、物质在其中停留时间的有效工具,在污水处理领域具有重要作用。罗丹明B背景浓度低、重现性好,被选为评价升流式、降流式和填料层高度对水力流态影响的示踪剂。实验使用罗丹明B和NaCl作为示踪剂,在湿地系统中进行流态实验,探究升流式、降流式和填料层高度对人工净化湿地流态的影响。实验结果表明,升流式人工湿地比降流式人工湿地处理效果好,示踪剂水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)的体积利用率分别为82.0%和76.8%,升流式人工湿地无效体积中死区占更大比例,而降流式人工湿地滞留区占无效体积的比例更大;人工湿地填料层高度对示踪剂停留时间分布影响不大,体积利用率都在80%以上,但是,其死区和滞留区随着填料层高度的变化在无效体积中所占的比例有所差异,死区所占的比例随着填料层高度的增加先增加后减少,滞留区所占的比例则先减少后增加。     

多级串联表面流人工湿地对河蟹养殖尾水的净化效果研究

在河蟹养殖塘边上构建了多级串联表面流人工湿地系统,研究其对河蟹养殖尾水中总氮和总磷的净化效果,以及尾水中总氮和总磷浓度的沿程衰减模型。研究结果表明,2015年7月1~6日,该人工湿地对总氮和总磷含量的去除率分别为87.03%和77.21%,说明该人工湿地能有效处理养殖尾水中的氮、磷污染物。位于人工湿地系统前端的湿地单元对总氮和总磷的去除起主要作用。随着水力负荷的提高,其对总氮和总磷的去除率减小。在建立的总氮和总磷含量与水力负荷的沿程衰减模型中,总氮的最佳拟合模型为指数衰减模型,总磷的最佳拟合模型为二次多项式模型。