纖維漿料過程流木質(zhì)素源污染轉(zhuǎn)移及其控制節(jié)點的研究

纖維漿料過程流木質(zhì)素源污染轉(zhuǎn)移理論和實踐價值一直不被人們認知，導(dǎo)致生物質(zhì)制漿過程污染控制方向與方法被嚴重扭曲。項目研究纖維漿料過程流源污染物質(zhì)黑液液相和纖維固相木質(zhì)素轉(zhuǎn)移的結(jié)構(gòu)特征和質(zhì)量變化，探討木質(zhì)素轉(zhuǎn)移對COD，BOD和AOX的貢獻及其關(guān)系規(guī)律，木質(zhì)素轉(zhuǎn)移的AOX形成機理及其毒性效果，提出木質(zhì)素源污染轉(zhuǎn)移COD、BOD和AOX的控制節(jié)點，為纖維漿料過程流木質(zhì)素源污染轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)的發(fā)掘、木質(zhì)素源污染轉(zhuǎn)移預(yù)測和評價、生物質(zhì)制漿過程流程工業(yè)環(huán)境評價由后端評價向前端轉(zhuǎn)移、推動污染控制清潔生產(chǎn)提供理論和實踐方案。研究對重新認識和正確定位生物質(zhì)制漿過程污染的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)移和和控制具有重要的科學意義，對流程工業(yè)前端流程環(huán)節(jié)環(huán)境評價具有普遍的應(yīng)用價值，屬原創(chuàng)性研究。 研發(fā)最重大的發(fā)現(xiàn)和證實：黑液提取濃度決定黑液提取率，黑液提取率是液相木質(zhì)素轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵控制節(jié)點，黑液液相木質(zhì)素轉(zhuǎn)移是過程產(chǎn)生污染負荷的決定因素，其對污染負荷指標的影響和貢獻遠遠大于固相木質(zhì)素轉(zhuǎn)移，液相木質(zhì)素轉(zhuǎn)移消耗大量的漂白有效成分，大幅度降低漂白效果，給漂后廢水引入大量的難生物降解的污染負荷。分子量介于1000-2000中性疏水性液相木質(zhì)素是構(gòu)成AOX毒性的主要來源。研究還發(fā)現(xiàn)理論COD與實測CODCr的差別，提出一定條件下理論COD的可應(yīng)用性性和快速性。研究漂白前后木質(zhì)素理論COD和CODCr的變化證實，木質(zhì)素是一種難于化學和生化降解的源污染物質(zhì)。 2100433B

申請者在長期的研究和實踐中發(fā)現(xiàn)，纖維漿料過程流木質(zhì)素源污染轉(zhuǎn)移理論和實踐價值一直不被人們認知，導(dǎo)致生物質(zhì)制漿過程污染控制方向與方法被嚴重扭曲。項目提出，研究纖維漿料過程流源污染物質(zhì)液相和固相纖維木質(zhì)素轉(zhuǎn)移的結(jié)構(gòu)特征和質(zhì)量變化，探討木質(zhì)素源污染轉(zhuǎn)移對COD、BOD、BOD/COD、AOX及其毒性的貢獻、AOX的形成及其轉(zhuǎn)移機理，建立液相和固相木質(zhì)素源污染轉(zhuǎn)移與COD、BOD、BOD/COD、AOX及其毒性的關(guān)系規(guī)律，找到液相和固相木質(zhì)素源污染轉(zhuǎn)移的控制節(jié)點，明確木質(zhì)素源污染的關(guān)鍵過程因素，提出和評價木質(zhì)素源污染轉(zhuǎn)移的控制措施，為生物質(zhì)制漿過程污染控制找到正確方向和最佳途徑，實現(xiàn)生物質(zhì)制漿過程總體污染大幅下降，廢水易達標處理排放。研究對纖維漿料過程流木質(zhì)素源污染轉(zhuǎn)移理論的建立，對重新認識和正確定位生物質(zhì)制漿過程污染的產(chǎn)生和控制具有重要的科學意義和普遍的現(xiàn)實價值，屬原創(chuàng)性研究。

本書全面系統(tǒng)地敘述了木質(zhì)素的基礎(chǔ)知識，以及木質(zhì)素復(fù)合材料、改性材料及納米材料的發(fā)展過程和近年來的研究進展。本書不僅包含了木質(zhì)素的存在形式、結(jié)構(gòu)性質(zhì)、分離檢測，還詳細介紹了不同形式的功能木質(zhì)素材料的制備方法和最新且具代表性的研究工作。

該書首先分析中國農(nóng)業(yè)面源污染面臨的現(xiàn)狀和可能存在的危害，構(gòu)建出一套相對科學的農(nóng)業(yè)面源污染環(huán)境損害經(jīng)濟評估方法，篩選出一套相對合理的經(jīng)濟評估指標體系，并驗證評估體系的科學性和有效性等；然后，結(jié)合江漢平原洪湖流域特征開展實證研究，核算該地區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染環(huán)境自身、直接經(jīng)濟和環(huán)境健康損失；最后，基于“壓力—狀態(tài)—響應(yīng)”的邏輯分析框架提出農(nóng)業(yè)面源污染治理對策建議。

第一，該書建立了農(nóng)業(yè)面源污染的環(huán)境損害經(jīng)濟評估方法。研究顯示，農(nóng)業(yè)面源污染的環(huán)境損害經(jīng)濟評估內(nèi)容包括運用經(jīng)濟學的方法評估污染帶來的環(huán)境自身、經(jīng)濟及環(huán)境健康損害的各種損失、危害或后果。因此，該書按照農(nóng)業(yè)面源污染引起的環(huán)境自身損害大小、物理程度的確認和環(huán)境自身損害的物理量貨幣化三個步驟，構(gòu)建農(nóng)業(yè)面源污染環(huán)境自身損害的恢復(fù)方案式評估方法和傳統(tǒng)經(jīng)濟評估方法，并對兩類方法中的各類具體評估方法展開比較和歸納；按照農(nóng)業(yè)面源污染負荷評估和污染直接經(jīng)濟損失評估兩個步驟，結(jié)合農(nóng)田土地侵蝕經(jīng)濟損失評估、畜禽養(yǎng)殖經(jīng)濟損失評估、水產(chǎn)養(yǎng)殖經(jīng)濟損失評估和農(nóng)村生活污染經(jīng)濟損失評估四個方面，Johnes輸出系數(shù)法和環(huán)境價值評估法為基礎(chǔ)構(gòu)建農(nóng)業(yè)面源污染直接經(jīng)濟損失評估方法；按照環(huán)境健康風險評估和污染健康損害經(jīng)濟評估兩個步驟，結(jié)合風險危害的識別、劑量—反應(yīng)評估、暴露評價和風險表征等評估步驟，以環(huán)境健康風險評估模型和人力資本法為基礎(chǔ)構(gòu)建農(nóng)業(yè)面源污染環(huán)境健康損害的經(jīng)濟評估方法。該方法的建立為處理環(huán)境污染引發(fā)的糾紛或相關(guān)矛盾提供技術(shù)支持，為中國環(huán)境保護部門提供決策依據(jù)與政策支持。

第二，該書構(gòu)建了農(nóng)業(yè)面源污染的環(huán)境損害經(jīng)濟評估方法的指標體系。研究發(fā)現(xiàn)，指標體系構(gòu)建應(yīng)具有科學性、邏輯性和系統(tǒng)性等六大原則和借鑒國內(nèi)外研究成果、考慮經(jīng)濟影響因素和評估核心目標三點依據(jù)，因此在指標體系構(gòu)建的基礎(chǔ)性、指南性、依據(jù)性和推廣性四個目標統(tǒng)領(lǐng)下，結(jié)合農(nóng)業(yè)面源污染的環(huán)境損害經(jīng)濟評估方法和相關(guān)計算模型，按照“指標框架—指標類別—指標集—指標項”的邏輯思路，分別對農(nóng)業(yè)面源污染環(huán)境自身損害的經(jīng)濟評估指標、農(nóng)業(yè)面源污染直接經(jīng)濟損失評估指標和農(nóng)業(yè)面源污染環(huán)境健康損害的經(jīng)濟評估指標進行了篩選和歸納，并采用模糊綜合評價法（F-AHP）從評估體系的六個方面的原則特性進行了整體評價，評價結(jié)果為“良好”水平。同時，對農(nóng)業(yè)面源污染環(huán)境損害經(jīng)濟評估三個方面：環(huán)境自身損害經(jīng)濟評估、污染直接經(jīng)濟損失評估和污染健康損害經(jīng)濟評估的影響因素進行了分析。

第三，該書以江漢平原洪湖為例開展了農(nóng)業(yè)面源污染環(huán)境損害經(jīng)濟評估的實證研究。運用前文構(gòu)建的方法和指標體系開展研究，2015年洪湖農(nóng)業(yè)面源污染的環(huán)境自身損害經(jīng)濟損失、污染直接經(jīng)濟損失和污染健康損害經(jīng)濟損失三個方面進行了評估。結(jié)果顯示，2015年洪湖流域農(nóng)業(yè)面源污染環(huán)境自身損害的經(jīng)濟損失為75000萬元，面源污染的直接經(jīng)濟損失為19163.65萬元。因農(nóng)業(yè)面源污染環(huán)境損害的致癌風險和非致癌風險均在可接受水平，因此其對洪湖流域未造成明顯健康損害經(jīng)濟損失。

第四，該書提出了農(nóng)業(yè)面源污染的四點治理對策。研究應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)健康理論中經(jīng)典的“壓力—狀態(tài)—響應(yīng)”模型，揭示洪湖流域農(nóng)田土壤侵蝕、畜禽養(yǎng)殖污染、水產(chǎn)養(yǎng)殖污染、農(nóng)村生活污染及固體廢棄物五個方面的壓力因子，分析污染狀態(tài)和污染影響兩個方面的狀態(tài)因子，進而得出該區(qū)域農(nóng)業(yè)面源污染的四點“響應(yīng)”即治理對策：建立和完善農(nóng)業(yè)面源污染防治法規(guī)體系、宣傳和提高農(nóng)業(yè)面源污染環(huán)保意識、探索科學的農(nóng)業(yè)面源污染分類控制模式（土地侵蝕、畜禽養(yǎng)殖污染、水產(chǎn)養(yǎng)殖污染和農(nóng)村生活污染途徑）和建立農(nóng)業(yè)面源污染的環(huán)境損害經(jīng)濟評估長效機制等。