美国研究型大学环境工程硕士研究生培养模式及其借鉴

从“两山理论”到“双碳”目标,国家对生态环境保护及其高层次人才的需求日益提升,提高研究生培养质量,已成为我国创新型国家建设和人才强国战略实施的重要课题之一。以美国北卡罗来纳州立大学(North Carolina State University)为例,从研究生培养学制、目标、课程设置与要求等方面,对环境工程类研究生人才培养模式进行深入剖析,对比探讨中美研究生培养的异同。研究认为,科学的培养目标、完善的课程体系和密切的产学结合是美国公立研究型大学环境工程类研究生培养的有效经验。研究结果对提升我国环境工程类高层次人才培养质量和科技创新创造能力具有重要的现实价值。

“三水”统筹的流域水生态环境分区管控技术与实践

基于“三水”(水生态、水环境、水资源)统筹,开展流域空间精细化管控对推进新时代流域协同保护与治理具有重要意义。按照“‘三水’问题识别—‘三水’分区划定—质量目标确定—管控单元集成”的思路,构建了流域水生态环境分区管控技术方法。以白洋淀流域为实践对象,识别出流域性突出生态环境问题;衔接现有水生态环境管理分区与政策要求,划定生态保护红线、环境质量底线及资源利用上线;明确“三水”分区域差异化生态环境管理目标与资源环境承载约束,聚类叠“三水”分区并综合划定水生态环境综合管控单元、制定结构化生态环境准入清单。

面向“双碳”战略的印染污泥干化焚烧技术经济环境综合评价研究

污泥干化焚烧热电联产是印染行业减污降碳的重要举措,污泥焚烧过程中控制煤炭添加比例(煤泥比)是这类项目核准和运行考核的重要指标,本研究旨在解决污泥低煤炭掺烧面临的经济收益和减碳绩效平衡问题,以期为类似工程提供借鉴。依托华东某印染园区2500t/d污泥焚烧项目,基于煤泥比不超过20%的管理要求,构建集成技术经济分析和生命周期评价的多目标优化模型,运用NSGA-II算法,揭示热电比、污泥含水率、固体回收燃料(SRF)掺烧比例等指标对项目经济性和碳排放的影响。结果表明:①当案例项目的热电比从50%提高到100%时,价格差异使经济效益提高22.0%,但碳排放平均增长约8.0%。②在稳定运行前提下,当入炉污泥含水率由45%提高到55%,入炉混合燃料量由36.7 t/h提高到41.8 t/h,原煤用量分别为7.3和8.3 t/h时,可使供热量增加28.1%、供电量增加18.1%,项目经济性提高,但该工况下化石碳排放增加。③可通过提高入炉污泥含水率使Pareto前沿面向项目经济效益提高且碳排放水平减少的方向移动,同时较高入炉污泥含水率下可通过恰当的经济性的降低获得较大的碳减排,污泥焚烧项目不应单纯追求入炉污泥的低含水率。④针对因污泥量不足导致的锅炉负荷低的情况,可通过掺加SRF稳定锅炉负荷,保持运行经济性;在污泥足量情况下,掺加SRF可替代部分煤炭,降低煤炭掺烧的碳排放。研究显示,印染污泥干化焚烧热电联产具有良好的经济效益和减污降碳效应,面向“双碳”战略,需要加快建立工业园区能源系统整体优化和污泥焚烧处置长效机制,优化技术模式,加强区域资源优化配置。

产城融合趋势下工业园区环境社会风险特征及对策研究

工业园区作为经济发展主战场,产城融合发展趋势愈发明显,其环境社会风险已成为园区高质量发展新阶段中的突出问题。本文围绕工业园区环境社会风险特征、防范与化解等问题,重点开展了三方面研究:首先,基于政策分析和文献计量,探究园区环境社会风险问题,对问题形成过程和研究现状进行梳理,提出在产城融合趋势下,环境抗争日益成为园区环境社会风险的主要表现。进而,运用数据统计和机制模型等方法,深入剖析工业园区环境抗争问题的时空特点和发生机制,并分析得出其历史成因复杂、多种利益诉求、多方主体博弈和多重监管难点等复杂特性。最后,提出工业园区环境社会风险防范和化解的对策建议:开展环境社会风险常态化管理、鼓励多元共治管理创新、持续提升管理效能、推进技术攻关,多策并举,软硬兼施,促进园区经济社会环境协调发展。

农村饮用水除氟技术的生命周期环境评价和费用分析

全球超过2.6亿人受高氟地下水影响,对于常以地下水为饮用水源的农村来说,由于经济、管理等原因,饮用水除氟实现的难度大、要求高,因此,通过多角度综合对比研究不同饮用水除氟技术在农村分散分质供水条件下除氟的优劣,为农村饮用水除氟提供更全面的依据和借鉴,实现农村绿色可持续供水。该研究针对农村地区饮用水除氟,从除氟效果、生命周期环境影响和生命周期费用角度对比研究电絮凝、化学混凝、吸附3种技术。结果表明:①电絮凝技术除氟效果优于化学混凝和吸附技术,当药剂浓度(以铝计)为200 mg/L时,电絮凝和化学混凝技术处理后的氟浓度分别为(0.36±0.18)和(1.6±0.2)mg/L,吸附技术所需要的吸附剂是电絮凝和化学混凝技术所产生絮体量最大值的3.6倍。②电絮凝、化学混凝和吸附技术的电极或药剂在多数环境影响指标中贡献率为12%~92%,因此减少电极或药剂的使用量是最佳选择。③电絮凝技术的生命周期费用相较于化学混凝和吸附技术低8%~41%。研究显示,对于农村分散式地区,电絮凝是更有优势的饮用水除氟技术。

生态环境导向的开发(EOD)投融资模式创新需求

生态环境导向的开发模式是解决传统生态治理项目公益性强而经济效益较差的重要手段。本研究总结了“EOD+PPP”模式、投资人+EPC模式、ABO模式、政府专项债券和创新型贷款模式等五项模式的特点与应用案例,并从地方政府支出角度剖析了各种模式的适用条件。本文认为,当前EOD模式的运行难点包括:产业培育周期较长,投资回报不确定性较大;开发存在诸多风险因素,缺少标准化制度体系;金融机构缺乏积极性,配套投融资考评体系建设不足。最后提出EOD模式创新的政策建议,通过关联产业一体化实施、协同生态价值实现机制、强化风险管控评估、规范应用投融资模式为完善EOD投融资模式创新提供思路。

环境温度及湿度对空分系统制氧量影响的评估

环境温度、湿度的季节性波动会对空分系统的效率和制氧量产生显著的影响。为了量化评估环境温度与湿度对天津市某整体煤气化联合循环(IGCC)电站空分系统制氧功耗的影响情况,基于空分系统全年的实际运行数据,采用二元回归方法建立了空分系统单位功率制氧量的计算模型。结果表明:建立的回归模型能够准确反映温度和湿度对系统功耗的影响,模型预测结果与实际运行数据之间的相关系数R~2为0.901;在冬季,温度和湿度较低,空分系统的单位功率制氧量比夏季提高约18.78%,表明夏季的制氧功耗显著高于冬季,主要原因是冬季空气压缩机入口空气的质量流量相对较高。因此,建议在夏季进行系统运维,而在冬季保持系统稳定运行。

抽水蓄能电站建设期环境与生态问题及治理保护措施

抽水蓄能电站具有调峰、调频、调相、储能等功能,是推动能源转型的重要支撑,也是实现“双碳”目标的重要组成部分。但抽水蓄能电站在建设期会带来系列环境与生态问题,需要引起重视。利用文献调研和现场勘察的方法,聚焦抽水蓄能电站建设过程中产生的生态环境问题以及相关治理措施。从环境与生态的角度,分析了抽水蓄能电站建设所引起的水环境、大气环境、声环境和固体废物污染问题,提出了工程作业造成植被破坏从而加剧水土流失的风险,同时破坏生物多样性,总结了针对系列环境与生态问题的相应治理措施,有效降低对周围环境的危害。研究结果可为构建生态环保、绿色友好型施工环境提供理论支撑,以积极响应中国“双碳”号召。

绿色金融环境准则引入双重重要性的路径研究

本文探讨了国际主流绿色金融相关环境准则对双重重要性的认识,分析了我国绿色金融环境准则双重重要性的应用现状,提出我国绿色金融环境准则应用双重重要性的关键问题和重点任务。研究表明:与国际实践相比,我国绿色金融环境准则尚未完全与国际趋同,缺乏明确的绿色金融支持项目的环境准则体系。下一步应充分学习借鉴既有国际实践,考虑我国市场和和企业的独特性,制定适合我国国情的绿色金融环境准则。

基于远程监测的北京市柴油车实际道路NO_(x)与CO_(2)排放特征

采用远程在线监测技术对北京市典型柴油车的实际道路运行参数进行监测,并基于标准PEMS测试设备与远程在线监测同步对比测试,分析远程在线监测技术的数据一致性,研究建立适用于北京市柴油车的微观运行模态划分方法,并基于微观运行模态分析典型柴油车的NO_(x)和CO_(2)排放特征.研究结果表明:1)远程在线监测的柴油车NO_(x)和CO_(2)排放率与PEMS测试数据的线性拟合R^(2)均高于0.99;2)基于建立的北京市柴油车的微观运行模态划分方法,北京市柴油车的微观运行模态划分结果符合正态分布,实现将车辆微观运行工况进行均匀划分的目的;3)在不同车速范围内,不同类型车辆的NO_(x)和CO_(2)排放因子呈现出不同的变化趋势,国六排放车辆的NO_(x)排放因子普遍低于国五排放,NO_(x)综合排放因子最高的为国五重型柴油车(7.63±0.57)g/km;随着吨位增加,柴油车CO_(2)排放因子会呈不同程度的增加且国六重型柴油车CO_(2)相对较高,主要原因可能是国六车相对复杂的后处理系统增加了燃油的消耗.

全面推进美丽中国建设的环境经济政策创新研究

全面推进美丽中国建设的核心在于推进人与自然和谐共生的现代化,需要深化环境经济政策改革提供绿色发展新动力、绿色转型新动能、生态环境治理新效能,环境经济政策创新要充分发挥环境经济学学科建设的理论支撑作用,要坚持以推动生态环境质量改善、保障绿色低碳循环经济发展为目标,通过强化绿色低碳发展的政策激励,促进提供更多优质生态产品、推进绿色生态共富等谋划新阶段的新思路、新任务,科学设计环境经济政策的实施路径,为全面推进美丽中国建设提供坚实保障与关键动能。

水环境中全氟化合物的传感检测方法研究进展

全氟化合物(PFCs)作为一类新型的持久性有机污染物,可以对环境和人体健康造成巨大的危害效应.尤其在水环境中PFCs污染较为严重,污染分布范围广泛,使饮用水安全存在较大风险.建立有效的分析方法对水环境中的PFCs污染水平进行及时检测是非常必要的.虽然采用色谱-质谱联用技术已经实现了对PFCs的高灵敏检测,但是检测周期较长,检测成本较高.为了解决该问题,近年来,电化学和光学传感方法逐渐被研究用于水环境中PFCs的检测.传感方法可以提高对PFCs检测的便捷性,降低检测成本,并具有现场检测的应用潜力.本文主要对电化学和光学传感方法在PFCs检测中的研究进展进行了综述,并对未来的研究趋势进行了预测和展望,希望可为水环境中PFCs的快速检测技术研究提供参考.

将气候变化纳入环境评价的国际实践比较与启示

环境影响评价作为一项成熟的环境管理制度,可在应对气候变化领域发挥重要作用。部分发达国家已有多年开展相关工作的历史。随着我国提出“2030年前碳达峰、2060年前碳中和”的战略目标,将气候变化纳入环境影响评价已被逐渐提上日程,重点行业的试点实践也正在逐步开展。本文梳理了现有的国际进展,并从立法情况、评价项目范围、温室气体排放与管理、评价议题和事后管理5个方面对各国环评体系进行了对比与分析。建议我国未来可在加快立法进程、纳入气候适应议题、细化核算与评价方法、加强事后监管等方面加强研究与相关工作部署,以建立全面科学的气候变化环评体系,促进温室气体减排,最终服务于我国“双碳”气候目标。

青藏高原牧区家庭能源消费对生态环境和人体健康的影响研究现状与展望

探究家庭能源消费对生态环境和人体健康的研究是系统推进家庭能源绿色低碳转型和实现联合国2030可持续发展目标的关键。重点综述了目前家庭能源消费、影响因素及其对生态环境和居民健康影响的国际研究现状。目前研究不足主要聚焦在以下两个方面:一方面,影响家庭能源消费因素的贡献率和影响消费行为的驱动机制尚不清晰;另一方面,目前主要针对家庭能源消费或者生态系统或者环境或者居民健康其中的某一方面或者某两个方面开展研究,鲜有研究系统的考虑家庭能源消费对生态环境和人体健康影响的综合研究。基于上述研究现状,结合青藏高原的实际情况,提出未来需要在宏观层面和微观层面加强研究。宏观层面:(1)亟需厘清青藏高原家庭能源与生态环境和人体健康之间的内在联系与驱动机制,形成青藏高原牧区“家庭能源-生态效应-环境效应-健康效应”的理论分析框架;(2)构建模块化的牧区“能源-生态-环境-健康-经济”等多学科交叉的综合评估模型,形成完整的、系统的评估方法。微观层面:(1)迫切开展青藏高原家庭能源消费特征与变化规律的研究;(2)深入开展家庭能源消费特征和变化规律与生态系统的反馈机制与量化研究;(3)加强牧区室内空气污染物浓度测定,丰富高寒地区室内污染物浓度数据以及人群暴露特征及其健康风险的研究。

我国突发环境事件现状与关键影响因素研究

依据我国2005—2020年突发环境事件统计数据和典型环境事件案例,对突发环境事件的时空分布特征以及主要影响因素等方面开展分析。结果表明,2005—2020年全国突发环境事件发生频次总体上呈现先上升后下降趋势,其中2011—2014年期间为突发环境事件发生的高峰阶段;突发环境事件存在明显的季节分布特征,春季频次最高;突发环境事件发生频次在不同省份、区域和流域存在较大差异,且与区域经济发展情况存在一定关联;生产安全事故、交通运输事故和企事业单位违法排污是引发突发环境事件的3大主要因素。此外,还分析了不同区域的主要特征污染物,研究了我国环境应急管理政策对突发事件防控的影响。因此,防范各类突发环境事件,需要加强源头管控和部门合作,进一步加强环境风险管理,落实企业主体责任。在各类生产安全事故和交通事故处置过程中,需加强同生态环境部门联动,做好先期处置,避免次生环境事件。

我国生态文明建设背景下引入环境要素的经济增长特征分析

人与自然和谐共生是我国生态文明建设的核心目标之一。环境要素是生物生存的基础,能够反映以人为主导的经济系统和以自然环境为主导的环境系统的相互关系。环境要素的特征包括公共物品属性、经济功能性、稀缺性、制度约束性、效率扭曲性、问题表现的滞后性。环境要素对经济增长的作用路径为一是通过市场机制,二是通过外部污染-内部收益-经济增长的作用关系,污染红利与环境红利共同对经济增长产生促进作用。实证结果显示,我国目前环境规制和环境要素之间的关系仍不稳定,落实生态保护环境效益外部化、生态保护成本内部化的转换机制可为实现生态文明建设目标提供保障。

构建跨国界合作CCUS集群——二氧化碳跨境运输的环境法规和政策分析

近年来,二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)的国际合作逐渐兴起,国家间合作开展CCUS减排集群建设正逐渐成为全球CCUS发展新趋势,二氧化碳跨境运输也将日益频繁。然而这类运输因泄露而导致的跨境环境损害风险不容小觑。其中,陆路运输和海上运输的环境风险有较大差异。目前,国际环境法体系对于这类风险的管控尚有空白,不利于推动CCUS国际合作以应对全球气候变化。要解决这一问题,国际社会首先要厘清二氧化碳在CCUS背景下的性质,在此基础上建立特别针对跨境CCUS的国际治理体系。在这一过程中,中国可以更加积极主动发挥领导作用。

碳中和背景下我国固废资源化利用产业发展研究

固废资源化利用可以节约大量的资源和能源,具有循环利用、节能减碳的优势,对于推动加快形成绿色低碳生产方式和生活方式、实现“双碳”战略目标、促进美丽中国建设具有重要意义。本文结合典型案例分析,梳理了国内外固废资源化利用产业的发展现状,分析了我国固废资源化利用产业在产业化进程、资金投入、技术创新等方面存在的主要问题。在此基础上,提出了我国固废资源化利用产业的发展建议,推动产业化进程,促进“产业链、创新链、人才链、资金链”融合赋能;加大激励支持力度,夯实金融保障基础;打造科创资源高地,强化项目示范引领;集聚人才优势,搭建高水平合作平台,全面推进固废资源化利用产业的高质量发展。

长江中下游城市内涝与雨季污染协同治理对策

针对长江中下游城市内涝与雨季污染协同治理的突出问题,对城市水安全、雨季水体返黑返臭风险和河湖水生态退化三方面存在的问题进行了论述。发现长江中下游城市河网密度高、降水量大、暴雨多发,同时人口密集、经济发展水平高,内涝、污染、生态退化等水问题突出;城市内涝频发,雨季污染造成某些城市水体局部返黑返臭,严重影响城市水环境品质,成为制约长江中下游城市绿色发展的重要瓶颈问题。提出了建立三级内涝协同防治体系、构建城市“绿-灰-蓝”设施耦合工程体系、协同推进水体品质提升与生态修复等建议。

实现碳中和目标的CCUS产业发展展望

中国碳中和目标的实现对CCUS技术需求巨大,亟须加快培育CCUS产业,赋能中国碳中和时代高质量发展。CCUS技术全链条产业体系建设将牵引制造业、采矿业、金融业等七大产业门类、25个大类和64个小类国民经济行业的技术、设备、材料、服务、市场及政策等创新需求,培植碳核查、碳金融、碳资产管理等新产业。围绕中国CCUS产业化现存的技术基础薄弱、市场被国外厂商主导、政策体系不完善等挑战,建议未来从以下几方面着手:搭建CCUS产业基础数据共享平台,加大产业关键技术研发投入,打造CCUS产业孵化基地,探索创新产业商业模式及市场机制,重视CCUS专业人才培养等。