水合物法海水淡化脱盐效率研究

采用水合物生成装置分别加入二氧化碳和甲烷气体通过水合物法进行2组海水淡化实验。每组实验分别提取3次不同反应时间的水合物晶体,检测水合物中Na+、Mg2+、K+、Ca2+、B3+的离子浓度。结果表明:CH4水合物形成过程中,盐离子的脱盐效率与离子半径和所带电荷量呈线性相关性。CO2水合物生成实验中,由于Ca2+与CO2-3反应生成Ca CO3颗粒,故Ca2+离子浓度变化与离子半径和电荷量呈非线性关系。同时提出更全面的水合物法海水淡化中盐离子的排斥机制。较于反渗透传统方法,水合物法具有脱硼效果好的优势。     

蚯蚓土壤填料生态滤池处理生活污水

采用二级蚯蚓土壤填料生态滤池对生活污水进行处理,考察其对污水中各类污染物的去除效果。连续运行90d,试验结果表明:滤池运行稳定,对COD、TP、NH3-N、TN和SS的去除效果良好,平均去除率分别为78.7%、93.4%、74.9%、60.4%和87.5%,出水满足GB 1898—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》二级标准。滤池二级串联结构设计系统稳定,改善了出水水质。蚯蚓在试验初期对滤池环境可较好较快的适应,维持了滤池的稳定运行。土壤生态处理技术工艺简单,兼具经济实用和规模灵活的优点,适合推广。     

基于ISM的区域综合减灾能力评价指标体系研究

分析了区域综合减灾能力的内涵,总结了国内外专家学者对各类减灾能力评价指标的研究进展,结合我国综合减灾工作实际情况,提出了评价区域综合减灾能力的5个一级指标,运用解释结构模型(ISM)定量论证了各指标体系之间的耦合性,证明了一级指标体系的科学性、全面性和综合性。通过对一级指标的细化提出了12个二级指标,考虑评价指标理论完整性的角度,提出了42个三级指标。在此基础上,考虑数据的可获取性,进一步凝练简化为20个三级指标,形成了适用于各类自然灾害、综合考虑灾害发展各个阶段、反映一个区域整体综合减灾能力的区域综合减灾能力评价指标体系。为评价区域综合减灾能力和综合减灾工作成效奠定了基础。     

多氯联苯对我国土壤微生物的生态毒理效应

作为持久性有机污染物(POPs),多氯联苯(PCBs)一旦进入土壤将长期存留并对土栖生物产生潜在危害。土壤微生物是土壤生态系统重要组成部分,研究外源PCBs对土壤微生物的生态毒理效应,筛选出指示PCBs污染的敏感指标并获取可靠的生态毒理数据十分重要。研究以江西红壤和天津潮土为供试土壤,在室内25℃连续培养28 d的条件下进行了生态毒理实验,选择了微生物量碳、呼吸强度、代谢熵、硝化作用、脱氢酶活性、脲酶活性和微生物群落功能多样性为微生物指标。结果显示:1)在28 d培养时间内,多氯联苯(PCBs)的毒性作用随培养时间的延长而增强,且在红壤中的毒性作用强于在潮土中,表明PCBs对土壤微生物的毒性作用存在时间效应并受土壤性质的影响。2)各微生物指标的敏感性不同,微生物量碳、脲酶活性和微生物功能多样性对PCBs污染反应不够敏感,而土壤呼吸强度、代谢熵、硝化作用和脱氢酶活性对PCBs污染反应敏感。3)14 d时,红壤中PCBs对脱氢酶活性、呼吸强度和代谢熵的EC10值分别为1.20、3.18和1.09 mg·kg-1,而在潮土中分别为6.31、4.73和50 mg·kg-1;28 d时,红壤中PCBs对硝化作用、脱氢酶活性、呼吸强度和代谢熵的EC10值分别为2.32、0.77、0.51和0.71mg·kg-1,而在潮土中分别为5.91、1.65、3.00和50 mg·kg-1。综合考虑经济和实际需要等因素,建议将呼吸强度、硝化作用和脱氢酶活性作为PCBs污染土壤生态毒理评价中的首选敏感指标,并建议培养时间设置为28 d。     

食品烹调处理过程中砷的浓度、形态和生物可给性研究进展

食品作为人体砷暴露的主要途径,其砷的含量和形态备受关注。由于食品原料通常要经过烹饪加工后才会被人食用,因此,食品的烹调处理过程及方式对砷的形态及生物有效性的影响在砷的健康风险评价研究中,需要作为重要因素进行研究。通过综述不同食品烹调处理前后砷浓度、形态和生物可给性变化的相关研究,分析了砷变化的特征,探讨了相关机理,并得出如下结论:烹调处理能使食品中砷的浓度发生升高或降低;高温烹调能使食品中砷形态发生变化,目前研究结果确定的变化主要是砷甜菜碱的分解,烹调中食品砷形态变化的机理尚不明确。不同烹调方式下,食品中砷的生物可给性差异较大,砷的形态变化可能是其生物可给性差异的主要原因。烹调特别是高温烹调下食品砷浓度升高及形态变化导致的健康风险值得进一步关注。     

Effects of organic acids on Cd adsorption and desorption by two anthropic soils

The objective of this experiment was to study the effects of malic, tartaric, oxalic, and citric acid on the adsorption and desorption characteristics of Cd by two typical anthropic soils (lou soil and irrigation-silted soil) in North-west China. Cadmium adsorption and desorption were studied under a range of temperatures (25°C, 30°C, 35°C, 40°C), organic acid concentrations (0.5–5.0 mmol·L^-1), and pH values (2–8). The results showed that the Cd adsorption capacity of the lou soil was significantly greater than that of the irrigation-silted soil. Generally, Cd adsorption increased as the temperature increased. In the presence of NaNO₃, the adsorption of Cd was endothermic with ΔH values of 31.365 kJ·mol^-1 for lou soil and 28.278?kJ·mol^-1 for irrigation-silted soil. The endothermic reaction indicated that H bonds were the main driving force for Cd adsorption in both soils. However, different concentrations of organic acids showed various influences on the two soils. In the presence of citric acid, chemical adsorption and van der Waals interactions were the main driving forces for Cd adsorption rather than H bonds. Although the types of organic acids and soil properties were different, the effects of the organic acids on the adsorption and desorption of Cd were similar in the two soils. The adsorption percentage of Cd generally decreased as organic acid concentrations increased. In contrast, the adsorption percentage increased as the pH of the initial solution increased. The exception was that adsorption percentage of Cd increased slightly as oxalic acid concentrations increased. In contrast, the desorption percentage of Cd increased with increasing concentrations of organic acids but decreased as the initial solution pH increased.     

风险地图—环境风险管理的有效新工具

中国不断发生的重大环境突发事故使得环境风险管理提上了政府的议事日程,建立有效和实用的环境风险管理体系势在必行。近年来,风险地图已成为环境风险管理中迅速崛起的新领域。风险地图不但可以探讨污染物效应的空间特征,而且可作为风险可视化的重要工具。通过调研和分析大量文献,在描述了环境风险地图的功能、重要的风险地图类型基础上,以一个城市为例展示了风险图制作流程,最后,对环境风险地图在中国的应用和发展提出了建议。     

生理毒代动力学模型及其在有机污染物水生生态毒理研究中的应用

人类生产和生活使用各种人工合成的化学品,种类和数量急剧增长,对生态系统和人体健康造成了极大威胁。因此,亟需采用高效的方法对数量巨大的化合物进行毒性评价。对生理毒代动力学(PBTK)模型的建立过程及其在污染物生态毒理研究中的应用进行了综述。PBTK模型,又称生理药代动力学(PBPK)模型,是利用生理学和解剖学等原理,将生物体简化为用血流连接的肝、肾和脂肪等各组织器官房室,模拟化合物在生物体内的吸收、分布、代谢和排泄过程。模型参数包括生理参数和生化参数2个部分,可用MATLAB等软件进行模拟。模型已应用于数百余种有机污染物在鱼体等水生生物体的毒代动力学模拟。已有模拟结果能够预测化合物在生物体内的有效剂量,对化合物毒性进行评估,并可用于不同物种、不同剂量和不同暴露途径间的外推,有力推进了污染物生态毒理研究工作的开展。     

风雨联合作用下风向对大跨度悬挑屋盖的压力分布影响研究

强降雨通常伴有强风作用,风向成为影响结构表面压力分布的重要因素之一。目前大跨度挑檐屋盖设计基本只考虑垂直于结构表面的单独雨荷载作用,对风雨联合作用下建筑表面压力分布研究甚少。研究风雨联合作用下,不同风向对大跨度悬挑屋盖表面的压力分布影响特性。基于数值模拟平台,采用欧拉-欧拉方法,模拟得到了不同风向工况下大跨度悬挑屋盖结构表面平均压力分布规律,并研究得到了一次自然降雨过程中最不利抗风雨位置,对相应大跨度悬挑结构设计提出了有益参考。     

土石坝管涌溃坝过程数学模型及应用

通过国内外土石坝管涌溃坝模型试验发现,管涌通道断面在溃坝过程中呈现城门洞形,并不断发展扩大直至坝顶发生坍塌。而目前常用的管涌溃坝过程数学模型大多假设管涌通道为圆形或矩形,与实际情况不符。基于土石坝管涌破坏机理,提出一个土石坝管涌溃坝过程数学模型,模型假设初始管涌通道断面为底部正方形顶部半圆形的城门洞形,采用基于水流剪应力的冲蚀公式模拟冲蚀过程管涌通道两侧边向外的发展,采用普罗托季亚科诺夫压力拱理论模拟管涌通道顶拱的发展;通过比较管涌通道上部坝体的重力与管涌通道两侧土体的抗剪强度判断管涌通道的垮塌,分别选择孔流和堰流公式模拟管涌通道坍塌前后的溃口流量;当管涌通道坍塌后,假设坍塌的土体立刻被溃坝水流带走,随后发生漫顶破坏,使用极限平衡法模拟漫顶溃坝过程中的溃口边坡稳定性。模型采用按时间步长迭代的数值计算方法模拟溃口的水土耦合过程,选择国内外25个具有实测资料的土石坝管涌溃坝案例对模型进行验证,比对峰值流量、溃口最终宽度及溃坝历时等参数发现,模型计算结果与实测值的相对误差可满足工程需求,验证了模型的合理性。