城市建筑废弃物污染治理困境及其突破——基于生态补偿的视角

城市建设和城市改造过程中产生的建筑废弃物不仅影响市容市貌,还对环境产生了大量污染。建筑废弃物又称建筑垃圾,根据《城市建筑垃圾管理规定》,建筑垃圾是指建设单位、施工单位新建、改建、扩建和拆除各类建筑物、构筑物、管网等以及居民装饰装修房屋过程中所产生的弃土、弃料及其他废弃物。《建筑垃圾处理技术标准》指出,建筑废弃物主要分为工程渣土、工程泥浆、施工废弃物、拆除废弃物和装修废弃物等五类。因此,城市建设和改造过程的每一个环节都有可能产生建筑废弃物,并且建筑废弃物主要以固体废弃物的形式存在。除此之外,建筑废弃物的数量与城市化的进程有关。城市化初期,城市建设需求低,城市发展产生的建筑废弃物较少;城市化后期,城市建设能力强但城市建设需求低,城市发展产生的建筑废弃物亦少。而城市化中期,城市建设的能力和需求不断增强,产生较多的建筑废弃物。我国目前正处于城市化高速发展时期,2022年我国城市化率已经达到65.22%,大量的城市基础设施建设和城市改造还在进行。据统计,我国建筑废弃物的年产量约为20亿吨,而建筑废弃物处理能力为年10亿吨至14亿吨[1],建筑废弃物治理能力不足。

以消费者为中心的电子废弃物回收模式创新设计

消费者是电子废弃物回收主体中逆向供应链的源头,设计以消费者为中心的电子废弃物回收模式能较好地拓宽回收渠道。本文运用电子商务理论和消费者行为理论,构建以消费者为中心、基于电商平台的电子废弃物回收逆向物流创新模式,对电子废弃物逆向供应链中的信息流、物流等流通模式以消费者体验为中心进行创新,并基于UTAUT模型对创新模式的具体细节进行优化设计。

粉煤灰改性固体废弃物胶固粉的制备及性能研究

以电石渣和粉煤灰这两类固体废弃物为主要原料,制备了不同粉煤灰掺量的固体废弃物胶固粉。研究了粉煤灰掺杂比例对胶固粉水化进程、微观形貌、破坏形态和力学性能等方面的影响。结果表明,掺入适量粉煤灰后加速消耗了水泥熟料,提高了胶固粉的水化反应速率,在28 d龄期下,当粉煤灰的掺量为30%(质量分数)时,胶固粉中孔隙数量最少,结构密实度最高。胶固粉在受力过程中破坏形态相似,裂纹自上而下均为条形裂纹,且上部出现了坍塌现象。随着粉煤灰掺量的增大,胶固粉的凝结时间逐渐增大,流动度和化学结合水量持续降低,抗压强度和最大应力先增大后降低变化。在28 d龄期下,当粉煤灰的掺量为30%(质量分数)时,胶固粉的抗压强度最大为14.85 MPa,在相同应变下的应力最高为15.70 MPa。分析可知,粉煤灰的最佳掺量为30%(质量分数)。

燃烧热测定实验的课程思政设计——农林废弃物的热值测定

燃烧热测定是一个经典的物理化学实验。本案例将燃烧热测定与农林废弃物燃烧发电对接,对实验内容进行了适当调整,让学生了解燃烧热测定对保障发电厂安全运行的重要意义,以及农林废弃物燃烧发电对服务“三农”、乡村振兴和“双碳”战略的重要意义,提高了学生学以致用的能力,激发了学生的学习兴趣,引导学生关心国家能源安全、环境保护、可持续发展和人民的生命健康,对提升学生的能力和素质发挥了良好作用。

偏好异质性、农户参与式方案创设与养殖废弃物资源化利用——来自养殖户种养结合的选择实验

生态补偿政策构成的农业环境方案对于废弃物资源化利用具有激励作用,但现行补偿政策方案可能存在推广瓶颈,突破瓶颈的关键在于了解农户的政策选择偏好。以养殖废弃物肥料化还田为例,通过选择实验法构建了由4个政策属性组合而成的备选政策情境,结合江苏省346户生猪养殖户实验数据,运用Mixed Logit模型检验了补偿政策的选择偏好及协同互补效应。结果表明:(1)养殖户对选择实验方案中的服务类、收入类和价格类补偿政策的偏好程度更高,而对于技术支持类补偿政策不具备明显偏好;(2)养殖户环保认知与风险特征是上述政策偏好异质性的重要来源,风险偏好型和环保认知水平高的养殖户对各类补偿政策方案的接受意愿更高;(3)技术支持、外包服务同收入类、价格类补偿政策之间呈现显著的互补性。根据“重视多元化补偿,强化正协同效应”原则,本文创设了针对养殖废弃物还田利用的推广方案,旨在优化和完善现行的生态补偿政策体系,打好相关政策措施的“组合拳”。

利用农业废弃物强化人工湿地处理污水处理厂尾水机理研究

为研究3种典型的农业废弃物(玉米芯、玉米秸秆和小麦秸秆)作为人工湿地外加碳源脱氮的可行性,利用三维荧光和高通量测序分析了植物碳源在人工湿地中促进废水脱氮的增强机制。结果表明:农业废弃物材料可以很好地释放有机碳,累计碳释放量为119.78~172.84 mg·g^(-1),同时分解释放的溶解性有机物(Dissolved organic matter,DOMs)主要由腐植酸和黄腐酸组成。在添加农业废弃物的人工湿地中,TN去除效率提高了30.8%~41.2%,并且脱氮菌属Pseudomonas、Thauera等的相对丰度提高了16.38%~22.02%。添加玉米秸秆的人工湿地具有较好的脱氮效果。研究表明,利用农业废弃物作为人工湿地外部碳源处理污水处理厂尾水,可以显著降低尾水中TN,这也为农业废弃物的处理找到了一个新的出路。

基于农业废弃物的日光温室茄子栽培基质配方筛选研究

通过对河西地区玉米秸秆、牛粪堆肥处理复配成基质,筛选适合当地日光温室茄子种植的最佳栽培基质配方,为农业废弃物循环利用提供科学依据。以“长茄1号”为指示品种,采用盆栽试验研究了不同配方基质下栽培茄子的生长和产量效益。结果表明,腐熟玉米秸秆、河沙、蛭石、腐熟牛粪、凹凸棒石粉、珍珠岩按体积比6∶1∶1∶1∶0.5∶0.5复配成栽培基质配方,茄子产量最高,为1.29 kg/株,净收益表现良好,为1.39元/株,茄子株高、茎粗、叶绿素含量、生物量、单株结果数等性状均为最优。该配方适宜在河西地区日光温室茄子基质栽培中应用推广。

基于可循环利用的建筑废弃物分类遴选研究

建筑废弃物主要来源于旧建筑物的拆除及“更新换代”过程,对于建筑废弃物的处理大多为填埋、随意废弃和焚烧,只有少量被回收利用,因而造成了大量建筑资源的浪费以及严重的生态环境污染问题。为此,如何实现建筑废弃物的高效绿色循环利用,变废为宝、物尽其用,成为亟须解决的问题。而建筑废弃物的分类遴选是提高其资源利用率的关键步骤,针对建筑废弃物循环利用中的分选过程及再利用途径进行相关的研究,总结了建筑废弃物循环再利用的分类遴选方式及其对建筑绿色可持续发展的重要性。

农业废弃物基生物炭的应用效应研究进展

生物炭因结构和理化性质独特、原材料丰富及应用前景广阔等特点,在农业及环境污染治理等领域的应用较为广泛。基于相关文献,综述了农业废弃物基生物炭在改善土壤理化性质、提高土壤养分、改善土壤微生态环境、促进作物生长、修复污染土壤及缓解连作障碍等方面的效应,旨在为农业废弃物基生物炭在农业生产中的应用提供参考。

京津冀地区蔬菜废弃物污染风险及资源化利用潜力分析

以京津冀地区13个地级市为研究对象,通过文献整理和数据分析,估算出各地级市蔬菜废弃物的污染负荷、污染强度和污染风险,并结合各地化肥施用量,探究蔬菜废弃物的资源化利用潜力。结果表明,2020年京津冀地区的蔬菜废弃物、TN、TP和TK污染负荷分别为2 199 836、46 627、28 509和49 674 t。各地级市中,唐山市、张家口市、石家庄市和邯郸市的污染负荷较高;廊坊市、唐山市、秦皇岛市和石家庄市的污染风险较高。若将京津冀地区蔬菜废弃物资源化利用,所利用带来的肥料化效益达到124 802 t,相当于区域内4.06%的化肥施用折纯量,资源化效益显著。因此,推动京津冀地区蔬菜废弃物的资源化利用对于缓解资源紧缺和环境污染具有重要意义。

循环经济背景下皮革废弃物综合利用研究

随着循环经济的概念被社会普遍认可和接受,越来越多的人对循环再利用和环保问题逐渐重视,皮革废弃物的综合利用问题也被提上日程。本文从循环经济背景下皮革废弃物综合利用研究的意义、皮革废弃物综合利用目前存在的问题,以及在循环经济背景下如何做好皮革废弃物综合利用等多个方面进行了探讨,以期为皮革行业的废弃物得到充分利用提供借鉴。

煤矿固体废弃物理化特征及生态环境影响研究

煤矿固体废弃物是煤炭开采、洗选和利用过程中产生的一种工业固体废弃物。我国煤矿固体废弃物虽然利用率逐年上升,但现阶段的堆存量仍然很大,它不仅侵占土地资源,还会造成严重的环境污染。本文通过系统检索知网、Web of Science和Google Scholar数据库,收集了2014—2024年间关于煤矿固体废弃物理化特征及生态环境影响方面的研究文献,综合分析发现,煤矿固体废弃物对环境的影响主要表现在:①煤矿固体废弃物在堆存过程中产生的多环芳烃、SO_(2)等气体和细颗粒物,会对大气产生污染;②煤矿固体废弃物中的重金属在淋滤过程中会污染周围地下水;③煤矿固体废弃物中的Cd、Cr、Hg等重金属元素会通过风化、浸出等过程向周围土壤迁移释放,造成严重的重金属污染。基于安全、环保、监测等相关规定,结合目前综合利用和处理现状,提出了今后煤矿固体废弃物的研究重点。

不同树种林业废弃物对大球盖菇栽培的影响

以大球盖菇为研究对象,采用堆积发酵的方法,研究了不同林业废弃物木屑对大球盖菇培养料发酵过程和农艺学性状的影响,以期为利用林业废弃物作为大球盖菇栽培基质的工艺优化提供参考依据。结果表明:在相同的抚育、储存和粉碎条件下,不同树种林业废弃物理化性质存在巨大差异。以林业废弃物木屑为主料的培养料在发酵过程中木质素均降解最慢,纤维素和半纤维素降解速率在不同配方间存在差异。以杨树木屑和柳树木屑为主料的培养料栽培大球盖菇发菌速度较快,子实体商品性状更好,生物学效率分别达56.44%和50.39%,高于另外2种林业废弃物配方,因此在就近利用当地林业废弃物栽培大球盖菇时,可以优先选择杨树木屑和柳树木屑。

烟草废弃物提取物的双水相萃取及其化妆品功效研究

采用双水相萃取法制备烟草废弃物提取物,探究不同萃取条件对其中上相多酚得率的影响,并探讨其抗氧化活性、紫外吸收特性和细胞毒性。结果表明:当料液质量比为1∶60,搅拌时间为30 min,(NH4)2SO4质量分数为23.3%,乙醇质量分数为23.5%时,上相多酚得率最高,为48.59 mg/g;该萃取条件下,烟草废弃物提取物具有较好的抗氧化活性,当质量浓度为2 mg/mL时,对DPPH自由基清除率达98%,对ABTS自由基清除率达78%;当提取物质量浓度为0.5 mg/mL时,具有较好的紫外吸收特性,有一定的光防护功效;当提取物质量浓度在0~1.2 mg/mL范围内时,对Hacat细胞无细胞毒性,有望成为天然无刺激的功效型化妆品原料。

动物生物安全实验室废弃物分类高压灭菌程序探索

为探索动物生物安全实验室不同种类废弃物合理的高压灭菌程序,探讨脉动真空灭菌器灭菌时间和脉动参数对灭菌效果的影响,以化学指示卡和生物指示剂为判断标准,研究了不同种类废弃物(动物尸体、粪便以及防护服、利器盒等一般废弃物)的灭菌程序。在程序设置方面,以灭菌温度121℃,脉动4次,排空上限80 kPa为灭菌固定参数,通过设置不同的灭菌时间和脉动下限,探索有效灭菌程序。结果显示:当灭菌时间为90 min,排空下限为-10 kPa时,猪、牛、羊等大动物尸体及其粪便灭菌合格;当排空下限为-80 kPa,灭菌时间分别为30、60、120 min时,一般废弃物、小动物尸体、禽类粪便灭菌合格。结果表明,通过调整灭菌时间和脉动参数,对不同种类废弃物进行分类高压,灭菌效果更加理想。本研究为动物生物安全实验室的废弃物处理提供了参考。

不同有机废弃物载体对Bacillus megaterium有效性的影响

为了给Bacillus megaterium选择理想的吸附载体。测定了草炭、金针菇渣、腐熟鸡粪、牛粪、羊粪的吸菌量及其载体菌剂的有效活菌数、胞外多糖(EPS)含量和发芽指数。草炭的吸菌量最高为1.64 mL/g,但随存放时间延长,草炭载体菌剂的有效活菌数和EPS含量急剧降低,且38 d内的发芽指数均小于80%,表现植物毒性。鸡粪和金针菇渣的吸菌量虽小于草炭,但随存放时间延长,鸡粪载体菌剂的有效活菌数和EPS含量逐渐增大,金针菇渣载体菌剂的EPS含量逐渐增加、有效活菌数降低幅度缓慢,且存放7 d后发芽指数均大于80%,表现植物无毒性。第38天时鸡粪和金针菇渣载体菌剂的有效活菌数分别为1.29×10^(9)CFU/g和6.20×10^(8)CFU/g,EPS含量分别为535.29 mg/kg和559.34 mg/kg,均显著高于其他载体菌剂。鸡粪和金针菇渣是B.megaterium较为理想的吸附载体。

“稻-羊肚菌”轮作下稻田消纳羊肚菌废弃物的减氮效应研究

为探讨“稻-羊肚菌”轮作下羊肚菌废弃物还田对水稻生产的影响及其替代化学氮肥的应用潜力,于2022年设置盆栽试验。试验设计了3个处理,分别为:羊肚菌废弃物还田+常规施肥(H1)、羊肚菌废弃物还田+氮肥减施10%(H2)、羊肚菌废弃物不还田+常规施肥(CK),测定了水稻产量与产量构成、干物质积累、植株氮素吸收利用效率及土壤有机质、pH与速效氮含量变化,分析了稻田消纳羊肚菌废弃物的减氮生产效应。结果表明:与CK处理相比,H1处理水稻产量增加了4.0%、H2处理降低了0.3%,H1处理的水稻产量构成指标优于CK处理,具体表现为有效穗数、每穗粒数与结实率分别提高了3.1%、1.7%与3.7%及成穗率提高了6.1%,H2处理有效穗数、每穗粒数与结实率分别降低1.0%、0.6%与0.4%,而千粒重、成穗率提高了1.3%、6.4%,但H1、H2、CK处理之间的产量及其构成差异均未达显著水平(P>0.05);不同处理之间水稻各时期的干物质积累及成熟期的含氮率、吸氮量、氮素干物质生产效率、氮素籽粒生产效率均无差异显著性(P>0.05);羊肚菌废弃物还田利于提升稻田土壤有机质含量、增加铵态氮含量,水稻成熟期H1、H2处理土壤有机质含量均较CK提高,且H1与CK处理间差异达显著水平(P<0.05),H1、H2处理土壤铵态氮含量较CK分别提高28.8%、7.7%(P<0.05);处理间硝态氮含量无显著差异(P>0.05)。综合水稻产量、干物质积累、氮素吸收利用效率及土壤肥力等指标,“稻-羊肚菌”轮作下稻田消纳利用羊肚菌废弃物并不影响水稻生长及产量形成,并且对稻田土壤培肥具正向促进作用,基于羊肚菌废弃物还田下氮素减施10%(替代10%化学氮素)对水稻稳产性影响不显著。

设施番茄废弃物连续还田对温室土壤质量的影响

为探究设施蔬菜废弃物原位还田对土壤质量的影响,于2020—2022年设定番茄废弃物不还田(CK)、番茄废弃物原位还田1 a(TRR1)、番茄废弃物连续原位还田2 a(TRR2)、番茄废弃物连续原位还田3 a(TRR3)共4个处理,分析其对土壤理化性状及微生物数量的影响。结果表明:番茄废弃物还田使土壤pH值显著下降,土壤电导率和有机质含量随番茄废弃物的持续还田而显著增加。与对照相比,番茄废弃物持续原位还田处理使土壤速效磷和速效钾含量分别平均提高11.41%和31.40%;土壤脲酶活性变化不显著,TRR1、TRR2、TRR3处理土壤蔗糖酶活性和碱性磷酸酶活性较对照分别显著提高22.12%、30.46%、44.23%和17.90%、17.03%、11.08%。TRR3处理土壤细菌和放线菌数量显著高于其他处理,番茄成熟期TRR3处理分别比CK、TRR1和TRR2处理土壤细菌数量显著提高51.07%、61.21%和61.02%,土壤放线菌数量显著提高41.40%、20.61%和29.60%。土壤真菌数量和根结线虫数量随还田年限的增加而显著下降,其中TRR1、TRR2和TRR3处理根结线虫数量分别较CK降低30.14%、50.89%和81.70%。土壤质量指数分析结果表明,番茄废弃物还田使土壤质量从Ⅱ级提升为Ⅰ级,可作为管理蔬菜废弃物的环境友好型新策略。

水产养殖固体废弃物有机肥对土壤肥效和蔬菜品质的影响

研究旨在探讨水产养殖固体废弃物作为有机肥料对土壤肥力和蔬菜品质的影响。通过田间小区试验,设置4个不同处理组,分别为不施肥+辣椒(CK1)、不施肥+番茄(CK2)、施鱼粪有机肥+辣椒(T_(1))、施鸡粪有机肥+辣椒(T_(2))、施鱼粪有机肥+番茄(T_(3))、施鸡粪有机肥+番茄(T_(4)),研究鱼粪有机肥施用对土壤肥力、辣椒和番茄生长及果实品质的影响。研究结果显示,与空白对照组相比,鱼粪有机肥可以显著增加土壤微生物数量,提高土壤有机质、全氮、全磷、有效磷、孔隙度等指标数值,从而增加土壤肥力,改善土壤物理结构,促进辣椒和番茄植株生长。同时鱼粪处理组蔬菜果实维生素C含量平均提高11.9%~24.0%、可溶性糖含量提高8.1%~16.7%,果实品质显著改善、营养价值提升。然而,与市售商品鸡粪有机肥相比,还需优化相关营养成分比例配置,尤其是提高速效钾含量。

新农科背景下畜禽废弃物处理技术专创融合协同柔性分课堂教学模式设计

《畜禽废弃物处理技术》是动物科学专业的一门专业拓展课程。该课程系统对畜禽养殖废弃物减量化技术、粪便处理技术、污水处理技术、废弃物资源化利用技术及养殖场主要处理利用模式等相关知识进行系统介绍。侧重组合应用工程思维和生态思维解决生产问题。