纤维浆料过程流木质素源污染转移及其控制节点的研究项目摘要

申请者在长期的研究和实践中发现，纤维浆料过程流木质素源污染转移理论和实践价值一直不被人们认知，导致生物质制浆过程污染控制方向与方法被严重扭曲。项目提出，研究纤维浆料过程流源污染物质液相和固相纤维木质素转移的结构特征和质量变化，探讨木质素源污染转移对COD、BOD、BOD/COD、AOX及其毒性的贡献、AOX的形成及其转移机理，建立液相和固相木质素源污染转移与COD、BOD、BOD/COD、AOX及其毒性的关系规律，找到液相和固相木质素源污染转移的控制节点，明确木质素源污染的关键过程因素，提出和评价木质素源污染转移的控制措施，为生物质制浆过程污染控制找到正确方向和最佳途径，实现生物质制浆过程总体污染大幅下降，废水易达标处理排放。研究对纤维浆料过程流木质素源污染转移理论的建立，对重新认识和正确定位生物质制浆过程污染的产生和控制具有重要的科学意义和普遍的现实价值，属原创性研究。

纤维浆料过程流木质素源污染转移理论和实践价值一直不被人们认知，导致生物质制浆过程污染控制方向与方法被严重扭曲。项目研究纤维浆料过程流源污染物质黑液液相和纤维固相木质素转移的结构特征和质量变化，探讨木质素转移对COD，BOD和AOX的贡献及其关系规律，木质素转移的AOX形成机理及其毒性效果，提出木质素源污染转移COD、BOD和AOX的控制节点，为纤维浆料过程流木质素源污染转移数据的发掘、木质素源污染转移预测和评价、生物质制浆过程流程工业环境评价由后端评价向前端转移、推动污染控制清洁生产提供理论和实践方案。研究对重新认识和正确定位生物质制浆过程污染的产生、转移和和控制具有重要的科学意义，对流程工业前端流程环节环境评价具有普遍的应用价值，属原创性研究。 研发最重大的发现和证实：黑液提取浓度决定黑液提取率，黑液提取率是液相木质素转移的关键控制节点，黑液液相木质素转移是过程产生污染负荷的决定因素，其对污染负荷指标的影响和贡献远远大于固相木质素转移，液相木质素转移消耗大量的漂白有效成分，大幅度降低漂白效果，给漂后废水引入大量的难生物降解的污染负荷。分子量介于1000-2000中性疏水性液相木质素是构成AOX毒性的主要来源。研究还发现理论COD与实测CODCr的差别，提出一定条件下理论COD的可应用性性和快速性。研究漂白前后木质素理论COD和CODCr的变化证实，木质素是一种难于化学和生化降解的源污染物质。 2100433B

本书全面系统地叙述了木质素的基础知识，以及木质素复合材料、改性材料及纳米材料的发展过程和近年来的研究进展。本书不仅包含了木质素的存在形式、结构性质、分离检测，还详细介绍了不同形式的功能木质素材料的制备方法和最新且具代表性的研究工作。

该书首先分析中国农业面源污染面临的现状和可能存在的危害，构建出一套相对科学的农业面源污染环境损害经济评估方法，筛选出一套相对合理的经济评估指标体系，并验证评估体系的科学性和有效性等；然后，结合江汉平原洪湖流域特征开展实证研究，核算该地区农业面源污染环境自身、直接经济和环境健康损失；最后，基于“压力—状态—响应”的逻辑分析框架提出农业面源污染治理对策建议。

第一，该书建立了农业面源污染的环境损害经济评估方法。研究显示，农业面源污染的环境损害经济评估内容包括运用经济学的方法评估污染带来的环境自身、经济及环境健康损害的各种损失、危害或后果。因此，该书按照农业面源污染引起的环境自身损害大小、物理程度的确认和环境自身损害的物理量货币化三个步骤，构建农业面源污染环境自身损害的恢复方案式评估方法和传统经济评估方法，并对两类方法中的各类具体评估方法展开比较和归纳；按照农业面源污染负荷评估和污染直接经济损失评估两个步骤，结合农田土地侵蚀经济损失评估、畜禽养殖经济损失评估、水产养殖经济损失评估和农村生活污染经济损失评估四个方面，Johnes输出系数法和环境价值评估法为基础构建农业面源污染直接经济损失评估方法；按照环境健康风险评估和污染健康损害经济评估两个步骤，结合风险危害的识别、剂量—反应评估、暴露评价和风险表征等评估步骤，以环境健康风险评估模型和人力资本法为基础构建农业面源污染环境健康损害的经济评估方法。该方法的建立为处理环境污染引发的纠纷或相关矛盾提供技术支持，为中国环境保护部门提供决策依据与政策支持。

第二，该书构建了农业面源污染的环境损害经济评估方法的指标体系。研究发现，指标体系构建应具有科学性、逻辑性和系统性等六大原则和借鉴国内外研究成果、考虑经济影响因素和评估核心目标三点依据，因此在指标体系构建的基础性、指南性、依据性和推广性四个目标统领下，结合农业面源污染的环境损害经济评估方法和相关计算模型，按照“指标框架—指标类别—指标集—指标项”的逻辑思路，分别对农业面源污染环境自身损害的经济评估指标、农业面源污染直接经济损失评估指标和农业面源污染环境健康损害的经济评估指标进行了筛选和归纳，并采用模糊综合评价法（F-AHP）从评估体系的六个方面的原则特性进行了整体评价，评价结果为“良好”水平。同时，对农业面源污染环境损害经济评估三个方面：环境自身损害经济评估、污染直接经济损失评估和污染健康损害经济评估的影响因素进行了分析。

第三，该书以江汉平原洪湖为例开展了农业面源污染环境损害经济评估的实证研究。运用前文构建的方法和指标体系开展研究，2015年洪湖农业面源污染的环境自身损害经济损失、污染直接经济损失和污染健康损害经济损失三个方面进行了评估。结果显示，2015年洪湖流域农业面源污染环境自身损害的经济损失为75000万元，面源污染的直接经济损失为19163.65万元。因农业面源污染环境损害的致癌风险和非致癌风险均在可接受水平，因此其对洪湖流域未造成明显健康损害经济损失。

第四，该书提出了农业面源污染的四点治理对策。研究应用生态系统健康理论中经典的“压力—状态—响应”模型，揭示洪湖流域农田土壤侵蚀、畜禽养殖污染、水产养殖污染、农村生活污染及固体废弃物五个方面的压力因子，分析污染状态和污染影响两个方面的状态因子，进而得出该区域农业面源污染的四点“响应”即治理对策：建立和完善农业面源污染防治法规体系、宣传和提高农业面源污染环保意识、探索科学的农业面源污染分类控制模式（土地侵蚀、畜禽养殖污染、水产养殖污染和农村生活污染途径）和建立农业面源污染的环境损害经济评估长效机制等。