粉末活性焦对水中磷酸盐的吸附性能

以蒙东褐煤为原料,通过沉降炉炭化活化一步法制备了粉末活性焦（COKE）,其具有丰富的孔隙结构,以微孔为主,占据比表面积的79.3%.考察了活性焦对水中磷酸盐的吸附性能,并进一步研究了吸附时间、温度、初始pH值、初始磷酸盐浓度、活性焦投加量和共存离子对吸附过程的影响,以及吸附动力学、吸附等温线和热力学特征.结果表明：活性焦对水体中的磷酸盐具有良好的吸附性能.在30℃,pH=7的条件下,利用20.00g/L活性焦吸附1mg/L磷酸盐溶液,60min即可达到吸附平衡,此时吸附率可达89.4%.当吸附温度越高（10~40℃）,活性焦投加量越大,溶液pH值在6~7时,活性焦对水中磷酸盐的去除效果越好.共存离子的存在（NO₃^-、SO₄^2-、CO₃^2-）对活性焦吸附磷酸盐有抑制作用.活性焦对磷酸盐溶液的吸附过程较好符合Freundlich模型（R²>0.99）和准二级动力学模型（R²>0.99）,最大吸附容量为1.746mg/g（30℃）,并通过热力学分析发现此过程为自发的吸热反应.利用傅立叶红外光谱分析进一步表明,活性焦吸附磷酸盐主要依靠配位交换.与活性炭相比,活性焦性价比更高,具有良好的应用前景.     

东北湖区典型流域生态安全评估

为评估东北湖区湖泊生态安全,在山口湖流域水质特征分析的基础上,分别采用模糊综合评价法、层次分析法和DPSIR（驱动力-压力-状态-影响-响应）模型对山口湖流域水环境质量、陆域生态系统健康状况和流域生态安全进行综合评估.结果表明:①2014年山口湖水体氮、磷、有机物质量浓度较低,各月营养水平存在较大波动:3月冰封期ρ（TN）、ρ（TP）和ρ（COD_Mn）最低,分别为0.681、0.022、6.31 mg/L;5月冰层溶解时ρ（TN）和ρ（COD_Mn）最高,分别为1.771、8.27 mg/L.在3条入湖河流中,长水河受生活源和农业面源污染较重,ρ（TN）年均值为2.244 mg/L,超出GB 3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类标准限值;南水河污染较轻,ρ（TN）、ρ（TP）平均值分别为1.061、0.059 mg/L;土鲁木河受人类活动影响较小,污染最轻.②模糊综合评价结果显示,除5月外,2014年山口湖水体总体上处于GB 3838-2002 Ⅲ类水质.③1988-2014年山口湖陆域生态系统处于优秀状态,但健康指数由1988年的90.06降至2014年的87.63,森林覆盖率下降、农田比例增加是陆域生态系统健康状态下降的主要原因.④2014年山口湖流域生态安全指数值为72.61,处于较安全状态,经济发展水平落后、入湖污染物未有效控制、透明度低、水产品供给指标功能较差、污染物处理能力差是影响山口湖生态安全的主要因素.研究显示,需减少农田化肥施用量,加强农村和农业面源污染防治等措施,控制污染物入湖量,加强环境监管能力建设和科技支撑,提高山口湖流域生态安全状态.      

湖南省天然源挥发性有机物排放时空特征研究

基于MEGANv3.1模型,结合WRF3.4.1气象数据、MODIS数据提取的叶面积指数、J4置信度下不同植被排放因子、生态功能类型数据及植被生长因子数据,估算了湖南省范围内2018年植被挥发性有机物（Biogenic Volatile Organic Compounds,BVOCs）排放情况.结果显示,湖南省BVOCs排放总量约为259.15万t,其中,异戊二烯排放占40.35%,单萜烯排放占23.09%,半萜烯排放占2.31%,甲醇排放占8.81%,其他VOC排放占25.45%.空间分布上,湖南省BVOCs排放集中区域与森林密集区域基本重合,主要分布在常德南部、益阳西部、湘西州西南部和怀化市全境及岳阳东部、长沙东部、株洲北部与湘潭交界处,以及株洲南部与郴州北部交界处.BVOCs的排放不仅与植被分布有关,也具有明显的季节性.夏季BVOCs排放最多,占全年的64.23%;冬季BVOCs排放最少,占1.01%;春季与秋季排放分别占18.69%和16.07%.本研究首次聚焦湖南省,在高时空分辨率尺度下分析了该区域BVOCs排放的时间和空间分布特征,可为后续的大气环境研究与精细化管理工作提供依据.     

中国-东盟自由贸易区粮食生产与贸易的时空格局演变

东南亚既是中国-东盟自由贸易区的重要组成部分,也是21世纪海上丝绸之路的前沿阵地和重要枢纽。20世纪90年代特别是中国-东盟自由贸易区（简称“自贸区”）成立以来,中国与东盟及其成员国的经贸联系日益加强。研究全球最大粮食消费国、进口国以及世界稻米最重要主产区和出口区之间的粮食生产和贸易发展态势,对中国实施“走出去”和“引进来”战略、建设21世纪海上丝绸之路以及改善地缘安全环境具有重要现实意义。论文基于FAO数据库中国-东盟各成员国1961-2013年粮食生产与贸易数据,利用集中化指数与回归分析法,定量揭示中国-东盟粮食生产与贸易的时空格局及演变特征。研究表明：1）从粮食生产来看,50多年来自贸区粮食总产增长4.06倍,至2013年底总产达到8.09×10⁸ t;就粮食贸易而言,1961-2013年自贸区贸易量增长3.19倍,其中粮食进口量年均增长率为2.95%,粮食出口量增长2.40倍,粮食进口总体大于粮食出口,受中国粮食进出口战略调整的影响,自贸区各个子区粮食贸易日趋均匀化。2）从空间格局来看,自贸区主要粮食生产国集中在中国、印度尼西亚、泰国和越南,其中中国的玉米、水稻比重占明显优势;中国的粮食贸易逆差进一步扩大,其贸易重心开始转向东南亚。3）自贸区的粮食生产与粮食进出口量关系密切,具有显著相关性,但国别差异明显。其中,中国粮食出口量受国内粮食生产与需求影响较大,是自贸区粮食贸易变动的晴雨表。     

基于流动空间的武汉都市圈同城化水平及影响因素研究

同城化是城市间要素流动与融合发展的动态过程,实施同城化对于区域协调发展具有重要意义。以武汉都市圈为研究对象,从经济流、人口流、信息流三方面构建都市圈同城化综合测度模型,借助ArcGIS空间可视化分析武汉都市圈同城化水平及其空间格局,并利用障碍度模型解析武汉都市圈同城化的影响因素。结果表明：(1)武汉是都市圈的经济、人口与信息中心城市,武汉都市圈同城化水平整体差异较大且两极分化现象突出;(2)武汉都市圈同城化形成了“一心一区双轴多点”的空间格局,且具有空间非均衡性、空间指向性和空间邻近效应等空间特征;(3)基础设施建设是武汉都市圈同城化的关键驱动力,经济发展能力是其直接推动力,而居民生活水平和公共服务保障是间接推动力。基于此研究提出针对性的同城化发展建议,以期为区域同城化建设提供科学支撑与案例借鉴。     

辽东湾近岸海域开发利用对海水环境质量的影响

为定量评估近岸海域开发利用水平及沿海城市经济产业结构对海水环境质量的影响,本文以辽东湾近岸海域为研究对象,运用水质综合评价指数、内梅罗指数和主成分指数对近岸海域水质环境进行了评价;基于方差分解分析,研究了近岸海域开发利用水平、经济产业结构等对海水环境质量的影响贡献率。结果表明,大连和葫芦岛近岸海域水质环境显著优于辽河口附近的盘锦、营口和锦州;海洋功能区和海水质量指数具有一定的空间关联性,但不同功能区之间差异性不显著;海域开发利用水平和海水水质综合评价指数及内梅罗指数呈极显著正相关性,沿海城市人均GDP和海水水质指数呈“倒U形”的库兹涅兹曲线关系;方差分解分析表明,海域开发利用强度能够累计解释海水环境质量变化的42.3%,经济产业结构能够累计解释海水环境质量变化的31.8%,海域开发利用水平和经济产业结构直接影响贡献率为16.5%,而自然地理位置与海域开发利用强度以及自然地理位置与经济产业结构交互作用的累计解释贡献率为58.9%。研究结果表明,围填海管控、近岸海域综合治理及沿海产业结构优化对改善近岸海域环境质量具有重要作用。     

近40年深圳大鹏湾海域赤潮发生规律及其演变机制分析

对我国典型赤潮高发区深圳大鹏湾海域自1980至2018年的赤潮发生记录进行统计和分析,并对1991－2018年间大鹏湾盐田附近海域氮、磷及可溶性硅的年际变化和月变化进行了分析。分析结果表明,大鹏湾海域赤潮次数分布、赤潮生物演变均与营养盐变化直接相关,2000年以后,氮、磷降低是赤潮减少的主要原因;大鹏湾海域春季赤潮频发也与该季节营养盐较高有关;且硅藻几乎从大鹏湾海域赤潮生物中消失,无机氮、磷酸盐及可溶性硅的降低是导致海域赤潮生物演变的主要原因,甲藻由于可以在营养限制的条件下采用各种应对机制,故而成为海域占主导地位的赤潮优势种。     

产业集聚与生态环境耦合协调及其空间驱动机制——以成渝地区双城经济圈为例

基于集聚“规模—能力—效益”与环境“压力—状态—响应”的研究框架,运用熵值法、耦合协调度模型考察了2008—2019年成渝地区双城经济圈产业集聚与生态环境耦合协调发展时空格局,继而采用空间杜宾模型探究了二者协调发展的空间驱动机制。结果表明：(1)成渝地区双城经济圈产业集聚与生态环境的耦合协调度呈稳步上升态势。(2)各城市耦合协调度空间差异明显,且具有显著的空间正相关性,以及“H—H”集聚和“L—L”集聚的空间俱乐部分布特征。(3)经济发展、外商直接投资、科技创新、工业要素禀赋结构、产业结构对本地产业集聚与生态环境耦合协调发展存在直接积极影响,而政府干预的直接推动作用有限;外商直接投资、工业要素禀赋结构、政府干预具有明显的正向溢出效应,产业结构则存在较强的空间负外部性。     

pH对预氧化沸石滤柱启动过程中除锰效率的影响

针对当前接触氧化除锰法启动期较长的问题,采用改性沸石滤料耦合次氯酸钠预氧化辅助滤柱启动,采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对滤料进行分析,探究了原水pH对滤柱启动中锰去除效率的影响,并对持续运行过程中次氯酸钠的投加量进行了优化,对改性沸石滤料进行静态吸附实验,并在进水pH分别为6.5、7.0、7.5时进行滤柱启动实验。结果表明,改性沸石滤料对Mn²⁺的吸附符合Langmuir模型与准二级动力学方程,当pH为5.5～8.0时,随pH升高改性沸石滤料对Mn²⁺的去除率上升。在3种pH条件下,滤柱的锰穿透期分别为5、8和9 d,并分别在第20、16和14天启动成功;次氯酸钠预氧化启动的3种滤柱次氯酸钠最低投加量分别为0.8、0.3与0.2 mg·L^-1。SEM与XRD表征结果证实了水钠锰矿在滤料表面的出现;而EDS与XPS结果分别表明,更高的pH会同时带来滤料表面锰元素含量和锰价态的升高。以上研究结果可为地表水水厂中对除锰有利的pH范围及沸石在启动过程中...     

结构面分布特征对隧道围岩变形影响的数值模拟分析

结构面对隧道围岩变形及稳定性起着决定性作用。运用三维离散元方法(3DEC)研究结构面分布特征,重点是结构面线密度1/λ、强度和倾角对隧道围岩变形的影响,总结了结构面分布与围岩变形特征的关系。结果表明,在结构面强度较低的情况下,结构面线密度对隧道变形的影响较大,其影响可分为两种情况:①λ≤0.2时,围岩的弯曲变形大于沿结构面的剪切变形,属于应力型大变形;②0.2<λ≤0.4时,沿结构面的剪切变形大于围岩的弯曲变形,属于结构型大变形。结构面倾角主要影响围岩大变形发生的位置。将数值模拟结果与国内工程实例实测变形资料相对比,发现一致性较好。本研究结果对隧道支护结构的设计以及施工设计具有借鉴意义与指导作用。