典型北方滨海核电厂温排水混合区边缘温升限值研究

随着我国电力事业的快速发展,电厂循环冷却水(温排水)的余热排放对受纳水体生态环境造成的负面热影响(即热污染)已日益引起社会关注。基于国内现有的温排水排放控制标准可执行性不强的现状,对我国电厂温排水的热污染控制标准的基础技术要素——温排水混合区边缘温升限值进行了研究。以我国北方某典型滨海核电厂址邻近海域的代表性海洋生物为研究对象,以各季节不同受试物种最大临界温度(CTM)的统计分析结果,作为确定该厂址温排水混合区边缘温升限值的主要依据。并结合法规调研法,最终确定该典型滨海核电厂址温排水混合区边缘温升限值的推荐值为3.6℃。     

核电厂温排水融冰预测及影响评估

渤海辽东湾附近海域在严寒季节海冰分布广泛,核电厂向受纳海域排放的温排水带有大量乏热,将导致海域内水温升高而引起海冰融化。某核电厂址西侧海域有一斑海豹国家自然保护区,电厂温排水及其融冰效应可能影响斑海豹的生存、繁殖环境。文章根据核电厂温排水融冰模型对其融冰量的预测和环境影响分析,表明了电厂温排水对斑海豹保护区的影响是在较小范围内的。     

阳离子表面活性剂聚集行为的热力学研究

为了深入了解阳离子表面活性剂溶液在复杂体系中的物理化学性质,以十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模型,通过电导法和表面张力法研究其在水相体系中的聚集行为。测定两种表面活性剂的临界胶束浓度CMC、胶束离解度β、胶束聚集数n和表面过剩吸附量Γs。由CMC与温度T的关系,应用准相分离模型计算了胶束化热力学参数ΔmicG0、ΔmicH0和ΔmicS0,结果表明ΔmicG0为负值,而且随温度变化很小,ΔmicH0的值相对于TΔmicS0来说小得多,表明胶束化过程为熵驱动过程。     

核电厂温排水遥感监测及环境影响分析

本研究采用卫星遥感技术手段,对我国某核电正式商运以来近5年卫星遥感数据开展持续监测研究,统计分析了核电温排水在不同机组运营状态下的温升状况;以矢量叠加的方式来分析核电温排水有无进入指定类型的近岸海域环境功能区,并判断水温变化是否符合《海水水质标准》(GB 3097—1997);重点分析了温排水对近岸海域水产养殖区的影响。其应用实例充分说明了卫星遥感技术可以为我国核电监管和生态环境保护提供有力技术支持。     

黄海和东海海域溶解铋地球化学分布特征

结合大面调查,典型断面剖析及关键站位连续观测结果,研究了黄海和东海海域溶解铋的含量水平,时空分布特征及与生态环境的耦合关系,探讨其主要来源和影响因素.结果表明,表层海水溶解铋含量在0~0.029μg·L-1之间,平均值为0.008μg·L-1;底层海水浓度稍高,介于0.001~0.189μg·L-1之间,平均值为0.016μg·L-1.水平方向上,溶解铋低值分布与盐度所示长江冲淡水双支扩散特征吻合,表明其可示踪长江冲淡水路径;高值出现在黄海暖流和苏北沿岸流途经之处及长江冲淡水与沿浙闽沿岸水交汇之处,表明其分布受控于海流系统循环.垂直方向上,水体对流和涡动混合使近岸海水均匀混合,陆架区强潮混合锋面将近岸垂向混合区和离岸层化海水区分隔,阻挡了溶解铋向外输运,使锋区内溶解铋含量明显高于外海.周日内,溶解铋变化主要与潮汐、再悬浮作用和温盐跃层等海域特定水动力条件密切相关,与温度,盐度等环境因素波动尚未呈现明显关系.溶解铋与悬浮颗粒物显著正相关,表明其易从固相释放至水体,并确定由颗粒态转化为溶解态的最佳温度(22~27℃)、盐度(28~31)和pH(7.9~8.1).     

北方典型滨海核电厂温排水最高排放温度限值研究

基于国内现有的温排水排放控制标准可执行性不强的现状,对我国电厂温排水的热污染控制标准中的关键参数-温排水排放口的最高排放温度限值进行了研究。以我国北方某典型滨海核电厂址邻近海域的代表性海洋生物为研究对象,以各季节不同受试物种高起始致死温度（UILT₅₀）的统计分析结果,作为确定该厂址温排水排放口控制的高温限值的主要依据。并结合法规调研法和水温极值预测法,最终确定该典型滨海核电厂址温排水最高排放温度限值的推荐值如下:冬季为31℃,春、秋季为32℃,夏季为34℃。     

核电站中核一级管道的热瞬态分析

目的 求解管道壁厚方向的温度分布。方法 采用PIPESTRESS程序,对某核电站化学和容积控制系统管道的某一瞬态温度曲线进行瞬态热分析。结果 得到管道7类关键区域的温度场和最不利的温度梯度ΔT1、ΔT2、Ta、Tb,并将该温度梯度数据与参考电站数据进行对比。结论 采用PIPESTRESS程序的结果满足工程需要。该工作不仅为管道疲劳分析提供了重要输入条件,其研究方法也为其他系统管道的热分析提供了重要参考。     

污泥与煤共热解制备吸附剂及其对活性艳红X-3B的吸附性能

以污水处理站脱水污泥和煤为原料共热解制备吸附剂,将其用于活性艳红X-3B模拟染料废水的吸附处理.考察了吸附时间,温度,pH及吸附剂投加量对吸附效果的影响,并对其吸附动力学和热力学特性进行了探讨.结果表明:所制备吸附剂的碘吸附值为321.62 mg/g,产率为44.85%,比表面积为189.23 m2>/sup>/g,浸出液中未检测出重金属;吸附剂对活性艳红X-3B的去除率随吸附时间、温度和吸附剂投加量的增加均增大,并逐渐趋于平衡,而随pH的增加而减小;吸附剂对活性艳红X-3B的吸附动力学比较符合伪二级吸附动力学方程和二阶段吸附动力学方程,颗粒内扩散过程是吸附速率的控制步骤,但不是唯一的速率控制步骤;Langmuir等温方程比Freundlich等温方程更适合于描述该吸附行为;吸附焓变(ΔH0>/sup>)>0,吸附是一个吸热过程,提高温度有利于吸附的进行,吸附自由能变(ΔG0>/sup>)<0,吸附过程为自发进行,吸附熵变(ΔS0>/sup>)>0.      

智利外海西部渔场智利竹筴鱼资源与海表温度分布特征

根据2007年8月~11月在智利外海西部渔场(22~43°S、85~115°W)的探捕调查以及遥感数据,对该海域调查期间的竹筴鱼资源与海表温度分布特征进行了初步分析。结果显示,平均日产量29.82 t,平均CPUE为3.02 t.h-1,以8月份最高,11月份最低;进入夏季之前,智利竹筴鱼渔场以35°S为轴心,成带状分布在混合区内;调查海域北部为暖水区,南部为冷水区,中间为冷暖水交汇的混合区,混合区的范围随着季节南北移动,表层水温范围为9~22℃,智利竹筴鱼渔场分布在SST为12~17℃范围内,以14~15℃渔获指数最高;西部渔场可能为智利竹筴鱼4龄群体的分布区和产卵场;建议我国应积极开发西部渔场。     

极端干旱水文年(2011年)夏季珠江口溶解氧的分布特征及影响因素研究

气候变化背景下,极端气候事件对河口生态环境的影响已引起许多研究者的关注.基于2011年夏季的调查资料,分析了珠江口在极端干旱情况下溶解氧的分布特征及其与海水稳定性、营养盐和浮游植物分解之间的关系,并对河口底层低氧区的成因进行初步探讨.调查结果发现,在珠江特低径流量的情况下,珠江口邻近海域底层明显出现低氧状态,DO的最低值仅为1.38 mg.L-1.相关性分析显示,表层水和底层水之间的ΔDO与ΔT、ΔS、ΔDIN、ΔSS和ΔPOC都达到显著相关的水平,其中ΔDO与ΔT和ΔPOC呈极显著的正相关,而与ΔS呈极显著的负相关关系.研究表明,与1999年和2009年夏季不同,2011年夏季珠江口底层低氧环境的形成主要与极端干旱气候下低径流导致河口水体滞留时间延长及颗粒态有机物质在沉降过程中的分解耗氧有关.另外,从最低DO值的角度分析,珠江口季节性缺氧程度在过去20 a间并未呈现显著的变化趋势.     

纳米γ-Al2O3去除氟离子的机理及行为研究

研究了纳米γ-Al2O3吸附剂对氟离子的吸附行为,考查了吸附平衡时间、温度、溶液的pH等对吸附过程的影响.结果表明,在室温下,纳米γ-Al2O3对氟离子的吸附在3min基本达到平衡;在pH3～9范围内,吸附率达95%以上;吸附过程符合准二级反应动力学模型,其反应的表观活化能(Ea)为10.99kJ.mol-1;颗粒内扩散过程是吸附的主要控制步骤,而颗粒外扩散过程对吸附也有影响;吸附过程符合Langmuir、D-R等温模型,常温下,纳米γ-Al2O3对氟离子的平均吸附能为11.15kJ.mol-1.吸附反应的ΔGθ<0,ΔHθ>0,说明该吸附过程是自发的吸热反应.共存阴离子HCO3-和PO43-、阳离子Cu2+对氟离子的吸附影响较大.纳米γ-Al2O3在动态和静态吸附实验中的除氟效果相近.     

Investigation in the sorption mechanism and behavior of nano γ-Al2O3 for the removal of fluorine ions

研究了纳米γ-Al2O3吸附剂对氟离子的吸附行为,考查了吸附平衡时间、温度、溶液的pH等对吸附过程的影响.结果表明,在室温下,纳米γ-Al2O3对氟离子的吸附在3min基本达到平衡;在pH3～9范围内,吸附率达95%以上;吸附过程符合准二级反应动力学模型,其反应的表观活化能（Ea）为10.99kJ.mol-1;颗粒内扩散过程是吸附的主要控制步骤,而颗粒外扩散过程对吸附也有影响;吸附过程符合Langmuir、D-R等温模型,常温下,纳米γ-Al2O3对氟离子的平均吸附能为11.15kJ.mol-1.吸附反应的ΔGθ〈0,ΔHθ〉0,说明该吸附过程是自发的吸热反应.共存阴离子HCO3-和PO43-、阳离子Cu2＋对氟离子的吸附影响较大.纳米γ-Al2O3在动态和静态吸附实验中的除氟效果相近.     

春季厦门海域表层海水中二甲基硫的含量分布

采用固相微萃取(SPME) 气相色谱法(GC)测定了厦门海域20个站位表层海水中DMS二甲基硫的含量,并对其分布进行分析。结果表明,厦门海域DMS含量在0 65～40 69nmol·L-1,平均浓度为12 83nmol·L-1。其中,西海域的含量最高,东海域次之,同安湾最低。与其它海域海水中DMS浓度比较,厦门海域DMS含量较高,浓度变化范围大,与叶绿素a浓度及表层水温、盐度之间无明显的相关关系。     

铜藻基载铁活性炭的制备及其对亚甲基蓝的吸附特性研究

以一种大型海藻——铜藻为原料,Fe Cl3·6H2O为活化剂,采用超声浸渍-原位合成法制备了铜藻基载铁活性炭(Fe/SAC),并以活性炭得率和亚甲基蓝吸附值为指标,通过正交法考察了活化温度、活化时间和浸渍比的影响.同时,采用X射线衍射、扫描电镜和比表面积分析仪对最优结果进行表征,并考察了Fe/SAC吸附亚甲基蓝的热力学与动力学特性.结果表明,Fe/SAC的最优制备工艺条件为活化温度600℃、活化时间1 h、浸渍比1∶1,此时的活性炭得率为39.5%,亚甲基蓝吸附值为255.67 mg·g~(-1);最优工艺条件下制得的Fe/SAC比表面积为558.31 m2·g~(-1),其负载的铁组分主要为Fe3O4和Fe O;亚甲基蓝在Fe/SAC上的吸附过程符合准二级动力学模型,Langmuir等温吸附模型能够很好地描述吸附平衡过程,该吸附是熵增加的自发吸热(ΔS0、ΔG0、ΔH0)过程,升温有利于吸附.     

板栗壳吸附Cu2+的平衡与动力学研究及工艺设计

研究了板栗壳吸附Cu2+的平衡、动力学和热力学特征并对吸附工艺进行设计.采用Langmuir和Freundlich等温线对静态吸附平衡数据进行了拟合,同时采用准一级动力学和准二级动力学模型对静态吸附动力学数据进行了拟合,并计算了吸附过程的热力学参数自由能变（ΔGo）、焓变（ΔHo）和熵变（ΔSo）.结果表明,平衡实验数据符合Langmuir等温吸附模型,分离因子RL值在0~1之间,为有利吸附;动力学实验数据符合准二级动力学方程,平衡吸附量随Cu2+起始浓度增大而增大;ΔHo和ΔSo分别为12.206kJ·mol-1和21.534J·mol-1·K-1,ΔGo为负值,表明板栗壳吸附Cu2+为放热过程,可以自发进行,吸附过程增加了固液界面的混乱度.基于Langmuir等温吸附模型推导出的板栗壳用量计算公式可用于预测将一定体积一定起始浓度Cu2+溶液经过吸附降至所需浓度的板栗壳用量.     

不同热解及来源生物炭对西北黄土吸附敌草隆的影响

以西北黄土为研究对象,采用批量法研究不同温度下制得的生物炭对西北黄土吸附敌草隆的影响.结果表明,敌草隆在添加不同质生物炭黄土上的动力学吸附过程较好地符合准二级吸附动力学模型,且吸附过程主要分为快吸附(0~8 h)和慢吸附(8~12 h)两个阶段,在12 h左右达到平衡;热力学较好地符合Freundlich等温吸附模型;添加生物炭的黄土对敌草隆的吸附量随着温度的升高而增大,且吸附过程中ΔG~θ小于0,ΔH~θ和ΔS~θ大于0;不加生物炭的黄土对敌草隆吸附量则随着温度的升高而降低,且吸附过程中ΔG~θ和ΔH~θ小于0,ΔS~θ大于0;在体系温度范围内,E(吸附平均自由能)为1.29~5.00 k J·mol-1,表明无论是否添加生物炭,黄土对敌草隆的吸附都以物理吸附为主.其影响因素分析结果显示,随着生物炭热解温度的升高,溶液中敌草隆的平衡浓度降低,平衡吸附量增大;添加生物炭的黄土对敌草隆吸附量在0.5~6 mg·L-1浓度范围内快速上升,之后吸附量随初始浓度的升高缓慢增加并逐渐趋于平衡;溶液pH对黄土吸附敌草隆有一定影响,但影响不大.     

核电站温排水地面试验监测研究——以阳江核电站为例

本研究以阳江核电站附近海域作为温排水地面试验的研究区,根据实验区域的大小和周边海域范围的情况,制定地面测量航线的点位分布,根据航线测量的各点水体温度进行温排水空间分布范围提取与温升等级划分。试验结果表明,靠近排水口处温度值较高,且随深度增加温度值降低,随着空间距离逐步远离排水口,温度逐渐降低且温升变化缓慢,到达一定空间距离后温度基本保持不变。排水口附近温排水影响深度主要集中在2m左右,4m以上深度影响较小。地面试验手段是温排水监测的直接手段,在核电站发电过程中,应按一定时间需求定期开展相关试验,进而为海域生态环境提供安全保障。     

鲅鱼圈热电厂温排水的现场观测和三维数值模拟

为研究鲅鱼圈热电厂温排水的热污染问题,对其附近海域潮流和水温进行了现场观测,并利用RMA-10三维有限元模型模拟热电厂附近海域海水温升场的分布。现场观测和数值模拟结果表明:（1）温排水对电厂邻近海域温度分布影响明显,模拟得出鲅鱼圈海域表层海水受电厂温排水影响温升在1℃和4℃上的面积平均值分别为0.648 km2和0.199 km2;（2）热羽面积变化趋势与涨、落潮过程呈现高度相关性,同一潮次中低潮时刻热羽面积大于高潮时刻。（3）海水温升分布呈现出较明显的垂向差异,表层温升面积为底层温升面积的2～4倍,表明由于温差所产生的浮力效应,温排水主要集中于海水表层流动。研究结果表明通常采用的基于垂向平均的二维温排水数值模型无法精确模拟温度分层,只有建立三维模型才能对温排水引起的温升场进行精确模拟。     

对350～500℃、100MPa与温压下与黄铁矿-磁铁矿-赤铁矿和黄铁矿-磁铁矿-磁黄铁矿缓冲组合平衡的溶液中硫浓度的实验测定

在300～500℃、100MPa温压下,对Fe-S-H-O体系中与黄铁矿-磁铁矿-赤铁矿和黄铁矿-磁铁矿-磁黄铁矿缓冲组合平衡的溶液中硫的浓度进行了实验测定。得出的结论是,H_2S~0作为硫的主要溶解类型参加反应。估算了在所研究的参数范围内硫化氢的ΔfG~(0_((H_2S)~0))溶液和亨利常数。利用所获得的数据,提出了在25～500℃、100MPa温压下H_2S的亨利常数与温度依赖关系的方程。     

南京城市交通甲烷排放特征

城市交通是CH_4等温室气体的重要排放源,而CH_4排放的观测研究是定量分析城市碳排放的基础.本项研究考虑城市交通的周变化和日变化特点,于2014年10月17日、18日、20日、23日每日5个时段在南京市主城区三条交通主干道上和2015年9月11日的早晚时段在南京长江隧道内,观测大气CH_4和CO_2浓度,分析交通CH_4排放特征及其影响因素.结果表明:1南京城区交通主干道的CH_4平均浓度均大于背景大气CH_4浓度.受交通车流量的影响,ΔCH_4浓度的空间差异显著.ΔCH_4浓度的日变化呈现倒"W"型,在交通早晚高峰时出现峰值.2由于隧道内"活塞风"的作用,长江隧道内的CH_4浓度从入口到出口逐渐增大,出入口浓度差在0.21×10-6~0.38×10-6(摩尔分数,下同)之间.3大气CH_4浓度与CO_2浓度之间线性相关.交通主干道上的ΔCH_4∶ΔCO_2值平均为0.009 1;隧道内的ΔCH_4∶ΔCO_2值仅为0.000 47~0.001 4.4影响南京城区道路大气ΔCH_4浓度和ΔCH_4∶ΔCO_2值的主要因素分别是车流量和天然气车占车流量的比例.