酸缓冲容量对污泥屏障重金属再溶出控制研究

借助污泥中的厌氧微生物活动,污泥屏障可用来固定尾矿堆场的重金属.针对尾矿风化淋滤形成的酸性采矿废水(acidmine drainage,AMD)与污泥屏障相互作用,可能会引起已固定重金属再次溶出问题,通过酸滴定实验,研究了不同厌氧培养时间的污泥悬液的酸缓冲容量及其对重金属再溶出的影响.结果表明,污泥悬液酸缓冲容量与悬液固液比成正比,并随着厌氧还原程度的加深而增加.碳酸盐缓冲体系和有机质缓冲体系对污泥悬液酸缓冲有重要意义.酸滴定实验发现,随着pH降至6.2以下,重金属Zn、Pb和Cu开始快速溶解释放,且释放量符合ZnCuPb.基于实验结果,建立了污泥屏障在AMD渗透条件下酸缓冲容量消耗的数学模型.模拟计算结果表明,对于厚度2.0 m的污泥屏障,即使在10.0 m水头的AMD渗透酸化条件下,有效酸缓冲容量经历666 a之后才能被耗尽,在此时间内污泥屏障具备对重金属的生物化学固定能力.     

全自动阵列离子迁移谱仪连续监测挥发性有机化合物

为了拓宽离子迁移谱仪的检测范围、提高化合物的识别准确度,研制了一套阵列离子迁移谱仪,该仪器基于63 Ni源正离子模式、63Ni源负离子模式和真空紫外灯光电离模式的组合电离源,可以连续监测空气中挥发性有机化合物.仪器采用全自动的采样进样系统,同时检测了二甲基亚砜的正离子和二氯甲烷的负离子,实现了正负离子的同时检测.通过对阵列离子迁移谱图的综合解析,识别了63Ni源正离子模式下难以鉴别的丙烯腈、间二甲苯和丙酮.连续4 d定量测定丙酮样品,结果表明仪器对丙酮的线性检测范围为2个数量级,线性相关系数R优于0.995,相对标准偏差控制在4.0%～18.3%.采用动态跟踪法,连续24 h在线监测了模拟泄漏的丙烯酸甲酯,监测结果直接反映了其泄漏的时间和浓度.     

石家庄市土壤中喹诺酮类抗生素空间分布特征及其与微生物群落相关性

微生物群落作为土壤生态系统重要组分,长期低含量抗生素干扰会影响土壤中微生物群落结构及其功能.选取石家庄市为研究区,在2020年9月采集12个样点的表层土壤（0~25 cm）,并根据空间方位将其划分为4个区（S1、S2、S3和S4）;运用超高效液相色谱-质谱联用（HPLC-MS/MS）方法测定土壤中典型抗生素——喹诺酮类（quinolones,QNs）含量,明晰QNs在土壤中的空间分布特征,同时利用16S rRNA高通量测序技术对土壤中微生物群落结构及功能进行研究,识别其主要环境影响因子.结果表明：①4个区域的QNs总含量平均值由大到小依次为：S3（313.5 μg·kg^-1）>S4（65.54 μg·kg^-1）>S1（46.19 μg·kg^-1）>S2（12.63 μg·kg^-1）.其中诺氟沙星（NOR）含量最高（平均值为91.99 μg·kg^-1）,而喹草酸（OXO）含量最低（平均值为0.4486 μg·kg^-1）;②土壤颗粒以粉粒（2~50 μm）占比最高（66.7%~93.2%）,而黏粒（小于2 μm）占比最低（2.50%~9.10%）;土壤中总磷（TP）和氨氮（NH₄⁺-N）无显著空间差异,而硝氮（NO₃^--N）、亚硝氮（NO₂^--N）和土壤粒径呈现显著空间差异;③6种,优势菌属有5种,其中放线菌门（18.3%~34.6%）和变形菌门（13.6%~34.1%）为主要优势菌门,Arthrobacter（3.24%~8.61%）和Nitrososphaeraceae（2.93%~9.46%）为主要优势菌属;α多样性分析结果表明,Shannon值在S2区最高（6.48）,而在S3区最低（5.89）;④相关性结果表明,QNs和土壤理化参数均会显著改变微生物群落的结构组成,OXO、NO₃^--N和土壤粒径会影响微生物群落多样性,而FLU、NH₄⁺-N和NO₂^--N和土壤粒径会对微生物群落的功能产生影响.因此,需进一步加强石家庄市土壤环境中抗生素的风险管控.     

澜沧江水系氮磷污染及硝酸盐来源解析

有效控制氮磷输入是水质持续改善的关键因素.为识别澜沧江水系水体中氮磷浓度、氮污染物来源及其空间分布特征,在澜沧江流域开展了干流和支流水样的采集,分析流域不同区域水体氮磷浓度,并利用氮氧同位素技术结合稳定同位素SIAR模型,解析了水系不同区域氮素来源及其贡献率.结果表明：①澜沧江水系氮浓度偏低,ρ（TN）分布在0.34~4.18 mg·L^-1之间,从上游至下游有升高趋势;ρ（TP）分布在0.11~2.34 mg·L^-1之间.②澜沧江水系的δ¹⁵ N-NO₃^-和δ¹⁸ O-NO₃^-值分别分布在-5‰~5‰和-16‰~16‰之间,主要落在降雨及肥料和土壤氮范围内,主要存在硝化作用.③澜沧江干流中土壤氮和化学肥料的贡献率分别为37.67%~42.41%和34.22%~38.56%,粪便和生活污水占15.01%~20.79%,大气沉降仅占4.49%~7.32%.中游支流和下游支流中土壤氮的贡献明显高于化学肥料,土壤氮的贡献率达53.97%~61.57%,化学肥料占33.37%~38.30%,而大气沉降、粪便和生活污水的贡献率较低.研究分析了澜沧江水系上、中和下游干流和支流的氮素来源,为该区域的水质管理和污染源治理提供了依据.     

地累积指数法评价多金属环境质量的方法优化探索:以农业发达地区为例

准确合理的土壤污染评价方法是进行区域性土壤污染评价的前提.将三角模糊数引入地质累积指数法,结合α-截集技术以及Latin Hypercube抽样(LHS)随机模拟方法对研究区重金属含量差异较大的5种不同土壤类型(潮土、风沙土、黄绵土、褐土和新积土)分别进行土壤重金属(Cd、Hg、As、Pb和Cr)累积性评价,能够避免因...     

农村人居环境综合整治技术管理政策不足及对策

通过分析我国农村人居环境综合整治的技术管理政策现状,指出现行技术管理政策的不足,包括技术政策方面存在针对性和前瞻性不足、评价政策方面缺乏严格的技术评价和审查制度以及支持政策方面存在研发支持和示范推广体系不健全等。在此基础上提出了强化技术政策的系统协调性,建立健全技术评价和审查制度,加大研发支持、健全示范推广体系及技术服务市场等对策建议。     

基于复杂系统理论的天津市环境与经济关系分析

基于区域环境与经济系统开放复杂性特点,利用最大流原理建立区域环境与经济复杂系统模型分析二者间的关系. 以天津市为研究对象,研究了其环境与经济系统在2001—2010年的发展过程,借助Matlab R2010a求ξ(系统稳定性系数),通过ξ的变化规律分析各组元间的相互作用和系统的整体发展状况. 结果表明:2001—2010年天津市环境与经济系统中各组元间的相互作用逐年增强,ξ逐年上升并在2010年达到最大值(18.615 4),表明该系统中环境与经济各组元间的相互作用逐渐协调,天津市的环境与经济发展呈相互促进的关系.      

基于生态过程模型和森林清查数据的森林生长量估算对比研究

利用遥感驱动的生态过程模型-Boreal Ecosystem Productivity Simulator （BEPS）、2001-2006年国家森林资源连续清查数据（一类清查-样地尺度）和2003-2009年森林资源规划设计调查数据（二类调查-区域尺度）,分别计算江西省吉安市的森林生态系统生长量,从不同空间尺度和森林类型对3种数据源估算的森林生长量进行了分析。结果表明,样点尺度上,BEPS模型模拟的森林生长量（4.18 Mg·hm^-2·a^-1）低于群落生长量（5.86 Mg·hm^-2·a^-1）,与乔木层生长量（4.29 Mg·hm^-2·a^-1）基本一致,模型模拟结果与两者的拟合R2分别为0.48和0.43。区域尺度上,BEPS模型模拟、二类调查数据计算的群落及乔木层生长量分别为4.65、4.36和3.34 Mg·hm^-2·a^-1,BEPS模型估算的吉安市各县森林总生长量与二类调查数据计算的群落、乔木层生长总量拟合R2分别达0.84和0.83。一类清查数据计算结果高于二类清查数据计算结果,BEPS模型模拟森林生长量分别与基于一类清查数据计算的乔木层生长量及二类调查数据群落生长量较为一致。从研究区两种主要森林类型来看,常绿阔叶林年平均生长量高于常绿针叶林,常绿针叶林与模型估算结果差异小于常绿阔叶林。最后利用模型估算了研究区2001-2010年平均生长量,为认识研究区的森林生长空间分布差异及更新森林生物量提供支持。     

淮河中上游参考作物腾发量趋势变化及其成因

参考作物腾发量(ET0)是由平均气温(Tm)、实际水汽压(ea)、风速(u2)和净辐射(Rn)等多个气候要素驱动的,因此,气候变化对ET0的影响是显而易见的。分析ET0和各气候要素的时空变化特征可以获得气候变化对ET0的影响。利用Mann-Kendall(MK)检验分析了淮河中上游流域1959—2009年ET0及各气候要素的变化趋势。并且利用偏相关分析和贡献分析获得ET0和主要气候要素之间的定性和定量关系。结果显示,大部分站点的年ET0表现出显著的下降趋势。在夏季,所有站点的ET0都表现出显著的下降趋势,且西北部地区尤其显著。其他3个季节显著下降的ET0趋势主要分布在淮河中上游流域的西北部地区。年及夏季的ET0在1970年以后表现出下降的趋势并且在1975年以后变的显著,其余3个季节ET0并无明显变化特征,说明夏季ET0的显著减少是年ET0显著减少的主要原因;实际水汽压与ET0之间表现出显著的负相关关系,而平均温度、净辐射和风速则表现出显著的正相关关系;无论从定性的偏相关关系还是定量的贡献分析都可看出虽然年及四季的平均气温是显著上升的,并且导致了ET0的增加,但是整个流域显著下降的风速和净辐射直接导致了年及夏季ET0的显著减少。     

旋转式滗水器的工作原理与变频调速控制

SBR法是目前应用较为广泛的一种污水处理技术,其关键的机械设备之一就是旋转式滗水器。通过分析旋转式滗水器的基本结构及工作原理,推导出堰口与驱动装置间的数学关系式,并运用列举法采样滗水过程中的运行数据。根据实际运行的经验对采样的数据进行整合,介绍利用变频调速控制技术实现匀速滗水的方法。