微生物燃料电池的应用研究进展

微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)可用的原料广泛,其广泛应用为可再生能源的开发和难降解废物的处理提供了一条新途径。介绍了MFC的原理,并结合其发展趋势阐述了MFC影响因素,具体包括电池构型、底物种类、电极材料和阳极微生物。此外,综述了近些年的MFC应用进展,具体涵盖污水处理、MFC与其他技术耦合以及MFC生物传感器等领域。最后展望了MFC发展的主要方向,包括对传统交换膜进行改造,或寻求膜替代材料;开发具有低电阻、抗腐蚀、高孔隙率以及高比表面积的新型阳极材料;加强MFC与其他技术耦合以及改善MFC传感器响应时间和灵敏度等措施。可为今后MFC技术的研究和应用提供参考。     

印度梨形孢联合紫花苜蓿修复土壤镉污染研究

重金属污染土壤修复中,植物-微生物联合修复技术以其生态友好、成本低等优势越来越受到人们关注。印度梨形孢作为内生真菌,可与大多数植物形成互利共生的关系,增强植物局部和系统抗性,显示出独特的生物调控潜力。利用印度梨形孢定殖紫花苜蓿根部开展植物-微生物联合修复土壤重金属镉污染,设置印度梨形孢侵染与未侵染对照,分别实施不同浓度的(10、20、40、80 mg/kg)镉污染模拟,在不同浓度镉污染的土壤上种植紫花苜蓿,通过对植物生理、生化及分子水平的分析,确定印度梨形孢在重金属镉污染土壤植物修复中的强化机制。结果表明,印度梨形孢可在紫花苜蓿根部定殖,并可分泌生长素增加植物产量;其有效定殖能提高根际微生物活性;该真菌可以减轻宿主植物中的镉金属毒性,促进镉污染土壤的植物稳定过程;该真菌可诱导植物病程相关基因表达,提高植物在重金属环境中的抗逆能力。     

基于层次分析-模糊综合评价法的辽河流域农田面源污染治理技术评价

由于化肥和农药施用量的不断增加,以及农村生活污水的任意排放,导致辽河流域农田面源污染治理面临巨大挑战。如何因地制宜地合理选择农田面源污染治理技术,尚缺乏科学有效的评价方法。构建了辽河流域农田面源污染治理技术评价指标体系,基于层次分析-模糊综合评价法对10种典型的农田面源污染治理技术进行了综合量化评价。采用层次分析法结合Spyder软件计算指标权重值,结果表明：氨氮去除率、TP去除率、水质净化效率、工程运行维护管理费用、冬季净化稳定性、景观多样性指数的综合权重值最高,是辽河流域农田面源污染治理技术的重要评价指标。采用模糊综合评价法与Matlab软件相结合计算指标隶属度与模糊综合评价值,结果表明：生态拦截沟渠技术的模糊综合指标值为3.8872,可作为过程拦截技术中的优选技术;人工湿地技术的模糊综合评价值为3.9304,可作为末端治理技术中的最优技术。该评价结果可为选择适宜的辽河流域农田面源污染治理技术提供理论依据,也可为其他同类污染治理技术评价和制订相关政策提供有效的理论支撑。     

环境空气质量综合指数计算方法比选研究

环境空气质量综合指数是进行逐月城市环境空气质量比较和排序的重要方法,提出了4种涵盖SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3等6项污染物的综合指数计算方法,基于2013年74个城市逐月污染物浓度数据使用主成分分析方法进行了对比分析。结果表明,综合指数计算方法中污染物统计指标和标准化方法不同对于主要污染物的判定有重要影响,各种计算方法中PM2.5、PM10、O3是出现频率最多的主要污染物;除O3外其他5项污染物逐月统计指标间均有极显著的正相关性,冬季O3统计指标与SO2、NO2、PM10、PM2.5呈显著负相关,夏季则呈显著正相关;主成分分析结果表明,在去除冗余信息后,PM2.5、PM10的权重被相对削弱,SO2、NO2、CO的权重得到相对强化,O3的权重夏季得到强化、冬季被削弱;综合考虑不同方案下主要污染物频率分布情况和PM2.5、PM10、O3权重变化特征,建议计算逐月环境空气质量综合指数时,SO2、NO2、PM10、PM2.5宜以月均值除以年均值标准进行标准化,CO、O3宜以特定百分位数浓度除以日均值标准(或8 h均值标准)进行标准化;该方法可延伸到季、半年和年度的环境空气质量综合指数计算。     

沿海设施环境适应性试验和评价方法研究进展

概述了沿海设施所服役的腐蚀环境分类，主要分为海洋大气、浪花飞溅区及海水浸泡区，并对其暴露于大气和不同海洋环境位置的环境适应性试验评估方法进行了系统的总结分析。海洋大气环境模拟采用干湿交替加速腐蚀法，或建立户外大气暴露试验台开展试验；海水飞溅区试验通过实验室建海水冲刷试验装置进行模拟试验，或在实际环境中建立腐蚀试验中心开展试验；海水浸泡环境模拟通过海洋工程深水试验池开展试验。本研究对于开展海洋环境钢结构设施的防护性能考核评估具有重要意义，对沿海设施的环境适应评估方法发展具有指导意义。