秸秆沼气化发电技术生命周期评估及经济分析

该研究基于生命周期评价方法和时间价值动态分析方法对沼气直燃发电技术、沼气燃料电池发电技术作可行性分析,并与燃煤发电技术相比,旨在综合评估三种发电技术在环境和经济上的特点,为发电方式选择提供参考依据。结果表明：沼气燃料电池发电技术环境效益最佳,总环境影响负荷为8.55×10^-4,沼气直燃发电技术总环境影响负荷为2.15×10^-2,两者相较于燃煤发电(2.97×10^-1)的减排量分别为99.71%和92.76%。在经济上,沼气直燃发电技术的投资回收期最短(12.03 a),运营期净现值可达1 361 246 Yuan/MW;其次是燃煤发电技术(14.5 a),净现值为423 933 Yuan/MW;沼气燃料电池发电技术动态回收期>20 a且未实现盈余。说明沼气直燃发电技术在近期内将仍是替代燃煤发电的最佳发电技术之一。     

基于DTW距离的拖拉机传动轴载荷样本长度计算方法

针对工程领域载荷样本长度确定方法对农业机械载荷适用性较差的问题,提出了一种基于动态时间扭曲(DTW,Dynamic Time Warping)距离计算载荷样本长度的方法。首先,运用无线扭矩传感器获取犁耕作业下拖拉机传动轴的动态载荷,结合传动轴犁耕作业下的载荷特点,划分作业工况;再将作业循环叠加并经过归一化处理后进行DTW距离计算,确定传动轴载荷样本长度;最后,计算参数外推中均值混合正态分布函数的拟合参数相对误差。结果表明,运用DTW距离方法确定的载荷样本长度,能够使均值双正态分布函数拟合得到的参数相对误差保证在10%以内。近似均值精度估计法和均值曲线拟合法的拟合参数相对误差最大值分别为126.06%和80.62%,而基于DTW距离计算方法的拟合参数相对误差最大值为5.43%,验证了基于DTW距离的载荷样本长度计算方法的适用性。研究结果可为拖拉机传动轴田间试验载荷样本长度确定提供参考。     

电动多旋翼植保无人机升力特性综合测评方法

升力特性是电动多旋翼植保无人机性能测试的重要参数之一。为了实现对电动多旋翼植保无人机升力特性的性能检测,针对不同型号、不同规格的电动多旋翼植保无人机在评价过程中存在无统一的评价指标问题,该文提出了一种半系留式电动多旋翼植保无人机升力特性的测试与评价方法,包括性能检测平台、升力特性测试方法及指标、升力特性的评价方法。为了验证方法的可行性,对3种不同机型(分别为四旋翼机型Ⅰ、六旋翼机型Ⅱ、八旋翼机型Ⅲ)进行了升力特性指标的性能测试试验。试验结果表明:3种机型在功率载荷、重量效率、热效比等方面有较大差异,功率载荷最好的机型Ⅲ比最差的机型Ⅰ大7.6 m N/W,重量效率最好的机型Ⅰ比最差的机型Ⅱ大0.33,热效比最好的机型Ⅲ比最差的机型Ⅱ大10.5 N/℃,反映出3种机型在设计过程中整个动力系统效率、机型整体结构和材料选择上的差异,从而在整机作业性能上表现出差异。在上述指标测试的基础上,结合无人机动力系统数学模型,提出了运用功率载荷、重量效率和热效比进行电动多旋翼植保无人机升力特性综合评价的评分方法,对上述3种机型进行综合评分的结果为:机型Ⅲ机型Ⅰ机型Ⅱ,该结果表明所提出的评价方法能有效对不同类型电动多旋翼植保无人机的升力特性进行综合评判。该文所给出的测试与评价方法,不仅能用于电动多旋翼植保无人机性能的评测,还能为机型性能的进一步改进提供参考。     

蒋家沟泥石流入汇时小江悬移质输沙特征分析

以2009年8月4日蒋家沟的一场泥石流入汇小江后泥沙观测资料为基础,分析了蒋家沟泥石流入汇小江后的泥沙输移特征。泥石流为小江直接提供了大量的悬移质泥沙,导致入汇时小江输移的泥沙量剧增,输沙率达到了平时的5倍以上;部分堆积于入汇口的泥石流固体物质也在泥石流结束后受小江水流冲刷再次起动,使小江悬移质输沙率在泥石流结束后呈平稳下降,与蒋家沟呈幂曲线下降形成明显的区别。由于泥石流输入的泥沙中细颗粒更容易被小江水流输移,因此尽管入汇的泥石流泥沙中粗颗粒含量较高,但在小江泥沙中含量增加的却是较细的粉沙、黏土颗粒,小江悬移质的中值粒径与含沙量、输沙率和流量的关系曲线都呈上凸形。     

基于稳健统计学确定高潜在污染土壤Cu、Pb基线值

土壤重金属基线值的确定对于评价重金属积累现状具有重要意义。在存在人为污染的情况下,土壤重金属数据经常强烈地偏离正态分布和对数正态分布,影响统计分析结果的可信度,而稳健统计方法可以降低离群值对统计分析结果的影响。本研究以张家港为研究区域,采用稳健回归方法,建立表层和底层土壤Cu、Pb的回归关系,通过底层土壤Cu、Pb含量计算表层土壤Cu、Pb基线值,并对土壤Cu、Pb积累状况进行评价。结果表明,稳健回归方法确定的表层土壤Cu、Pb基线值可以反映出不同样点间,土壤Cu、Pb背景含量的自然变异。与稳健统计学方法相比,使用国家土壤环境质量标准值,或大区域(江苏省)的土壤背景值,评价自然背景本身存在变异区域的土壤重金属积累状况时,可能会产生较大的误差。     

基于输出系数模型的北京地区农业面源污染负荷估算

农业生产活动产生的面源污染物是环境污染负荷的主要来源之一。利用输出系数模型对北京市农业面源污染负荷进行了估算。结果表明,2006年北京市农业面源污染物总氮和总磷负荷量分别是19 565.7×106和2 413.1×106 g/a。土地利用方式显著影响氮和磷负荷,不同污染源类型对污染负荷贡献的差异较大。不同污染源类型对总氮污染负荷贡献率的大小顺序为农村生活污水及废弃物＞耕地＞林地＞畜禽养殖＞园地＞牧草地,对总磷负荷贡献率的大小顺序为农村生活污水及废弃物＞畜禽养殖＞耕地＞林地＞园地＞牧草地。各区县总氮和总磷负荷量和负荷强度的差异较大,其中大兴、顺义、房山、密云和通州的总氮和总磷负荷量较大,而朝阳、丰台、通州、顺义和大兴的总氮和总磷负荷强度较大。农业面源污染物氮和磷分布状况和负荷强度的研究,为北京地区区域规划和农业结构调整提供了科学依据。     

施用蛋鸡粪的龙眼园土壤质量现状评价

本文调查了蛋鸡养殖场粪便产生量及处理利用现状等基本资料,选点采集养殖场配套龙眼园的土壤样品,通过分析测定有机质、全氮、全磷、铜、锌等指标,探讨了施用蛋鸡粪对龙眼园土壤质量的影响,并对龙眼园土壤环境现状进行评价。结果表明,该养殖场龙眼园土壤粪便当量负荷为19.14t·hm-2,未超过以氮计的土壤粪便当量负荷警戒值。四个季节施用蛋鸡粪的龙眼园土壤中有机质、全氮、全磷、铜、锌等指标均高于未施用蛋鸡粪的橡胶园土壤,但无显著差异;施用过蛋鸡粪的龙眼园土壤有机质、全氮、全磷、铜、锌全年平均含量分别为18.71g·kg-1、0.97g·kg-1、0.79g·kg-1、19.65mg·kg-1和43.05mg·kg-1,均显著高于未施用过蛋鸡粪的橡胶园土壤。四个季节龙眼园土壤和橡胶园土壤铜、锌单项污染指数均小于1,属于安全级别。由于龙眼园施用的蛋鸡粪仅占养殖场蛋鸡粪产生总量的2%,而且采用直接施用鲜鸡粪的方式,因此仍存在环境污染的隐患。本文所得结果可为评估蛋鸡养殖场环境污染风险及与果园结合的蛋鸡养殖模式的合理性提供依据。     

商品大米中Cd、Pb、Cr的污染状况及健康风险评价

为了解本地商品大米中重金属的污染情况,采用微波消解法和电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）法,对144个大米样品进行Cd、Pb和Cr含量的检测,采用单项污染指数和内梅罗综合指数法对其污染状况和健康风险进行分析评价.结果表明,样品中Cd、Pb和Cr的超标率分别为0.69%、27.78%和34.03%.无等级大米中3种重金属的超标率高于有等级大米,但差异不显著.本土商品大米样品中Cd的含量显著高于外省样品,Pb含量差异不显著,Cr的含量显著低于外省样品.144个样品中处于安全级别的样品仅占63.89%.健康风险评价结果显示,当地居民通过食用大米实际摄入Cd和Pb的量都低于FAO/WHO推荐的每人每日的允许摄入量,不存在严重的健康风险,但却存在Cr的健康风险问题.     

Impact of land use on nitrogen concentration in groundwater and river water

Abstract

The aim of this study was to evaluate the impact of land use on nitrate nitrogen (NO₃-N) in shallow groundwater (G-N) and total nitrogen (N) in river water (R-N). The study area consisted of 26 watersheds (1342 km²) covering 72% of Kagawa Prefecture in Japan. We estimated G-N specific concentrations, which showed the magnitude of the upland fields, paddy fields, forests and urban land-use contributions to watershed-mean G-N. G-N specific concentrations were gained as partial regression coefficients using a multiple regression analysis of the watershed-mean G-N concentrations and the land-use ratios in each of the 26 watersheds. The results showed that the G-N specific concentration, which was gained as the partial regression coefficient for the multiple regression analysis, was 15.2 mg L^?1, 10.3 mg L^?1, 2.3 mg L^?1 and 2.5 mg L^?1 for the upland fields, paddy fields, forests and urban land-use types, respectively. R-N pollution load runoff to the river mouth was calculated by multiplying R-N specific concentration (previously reported) by river flow at the river mouth. Similarly, G-N pollution load arrival to groundwater was calculated by multiplying G-N specific concentration by the groundwater flow. The R-N pollution load runoff was 19.3 kg ha^?1 y^?1, 7.7 kg ha^?1 y^?1, 1.7 kg ha^?1 y^?1 and 7.6 kg ha^?1 y^?1, while the G-N pollution load arrival was 7.3 kg ha^?1 y^?1, 5.0 kg ha^?1 y^?1, 1.1 kg ha^?1 y^?1 and 1.2 kg ha^?1 y^?1, for upland fields, paddy fields, forests and urban areas, respectively. These results showed that the N in river water and groundwater was derived mainly from runoff and leaching from croplands. Therefore, the relationships between watershed-mean non-absorbed, applied nitrogen (NAA-N: nitrogen applied to cropland via fertilizer and manure without being absorbed by crops), R-N concentration and watershed-mean G-N concentration were investigated. A curvilinear correlation was observed between NAA-N and R-N concentrations (r² = 0.68) except for one small, high-density, urban watershed, and a weak linear correlation was observed between NAA-N and G-N concentrations (r² = 0.42).     

农村面源污染治理的“4R”理论与工程实践——案例分析

农村面源污染问题日益突出,是当前水污染控制与水环境改善的重点和难点。“十一五”期间,在国家水专项的支持下,以农村面源污染治理的“4R”理论（源头减量-过程阻断-养分再利用-生态修复）为指导,选择江苏省无锡市的直湖港小流域龙延村为综合示范区进行了技术的集成与工程化应用,取得了良好效果。本文以此为典型案例,详细介绍了综合示范区的污染现状、“4R”技术的集成应用与衔接配套、各项技术应用的污染控制效果以及区域环境改善效果,并对“4R”理论的核心内涵以及未来的发展进行了总结和讨论。