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生活源污染是继工业源之后兴起的又一个国际环境问题研究的活跃领域。与工业源相比,生活源的研究成果非常有限,尚处于“无规律、无机理”的研究现状。为了保证我国第一次全国污染源普查结果科学性、有效性,急迫需要进行各种模拟试验对其进行验证。为此,深入研究我国城镇居民生活源排污时空演变规律及其机理对于促进全国污染源普查验证工作,完善我国环境统计与管理方法体系具有重要的理论和实践意义。
本文以城镇居民生活源为研究对象,系统收集了多时序的社会、经济与环境的统计资料,通过大量的生活排污模拟实验对市面上主要食物的潜在污染负荷及人体消化排污过程进行了详细分析,同时对全国五个典型城市28户居民家庭生活全过程排污负荷进行现场调查与监测,获得了丰富的统计、实验和现场调查监测数据。在此基础上,深入研究我国城镇生活源排污时空演变规律及其机理,取得了以下研究成果:
1、城镇居民生活源排污时空差异与演变规律研究
利用分形分维理论、地统计方法,从省域尺度对我国城镇居民生活源排污时空演变规律进行研究的结果表明:我国城镇居民生活源的区域差异在未来有进一步扩大的趋势,其空间集聚表现为较弱的空间正自相关,总体上呈现从集聚向离散状态转变的趋势;并从自然气候,经济差异的角度,深入分析了我国生活源排污区域差异时空演变的内在因为。
2、城镇居民生活源污染与社会经济发展对比分析
基于重心计算方法,从经济发展(GDP)、人民生活水平(居民可支配收入)、人口及生活源排污的重心分布及其演变路径分析结果发现,我国城镇生活源污染重心、经济重心和人口重心均向偏南方向移动,各重心之间的空间联系较为紧密。
3、食物消费对城镇居民生活源影响机理研究
城镇居民生活源排污量与居民食品消费的潜在污染负荷之间存在明显的线性正相关,粮食、肉类、水产品、蛋类、酒类、奶类等六类食品属于居民日常生活中潜在污染负荷高的食物类型;引入“人体排泄系数”定量评价食物消费过程中人体消化的排污负荷,发现个体的年龄、体质及膳食结构对其影响显著。基于输出系数法建立了食物消费过程中城镇生活源的氮排放计算模型,系统分析了1985-2009年间我国食物消费过程中的氮排放量及其特性。
4、城镇居民家庭生活全过程排污特性及其机理研究
建立了我国城镇居民家庭生活污水排污系数,包括:生活污水为69L.d-1.P-1,COD为89.88g.d-1.P-1,BOD5为30.68g.d-1.P-1,NH3-N为2.11g.d-1.P-1,TN为14.27g.d-1.P-1,TP为1.36g.d-1.P-1;系统分析家庭生活源排污结构及来源,发现居民家庭生活源中排泄废水的排污负荷最大,洗涤废水则是排放量最多。利用灰色关联分模型分析了自然气候、家庭状况及个体差异等因素与居民家庭生活污水全过程排污系数之间的关系,发现气温、家庭人口数、个体的年龄与体质等因子与其密切相关,并从居民饮食结构与生活用水量角度,深入探讨了各因子对居民家庭生活污水全过程排污系数的影响机理。