底泥重金属污染现状及修复技术进展

底泥是水体中重金属的主要富集地,底泥中重金属是水生环境中潜在的危险污染物,对水体生态环境具有重要的影响。当今,水体底泥重金属污染日益严重,河流、湖泊等水体底泥重金属污染问题已引起全世界的广泛关注。介绍了我国水体底泥重金属污染的现状,分析表明我国河流、湖泊等水体底泥已受到不同程度的重金属污染。总结了物理修复、化学修复、生物修复技术对底泥重金属修复的优点和缺点,以及国内外各学者对物理、化学、生物修复技术的研究进展,以期为我国水体底泥重金属污染治理提供一定参考。     

不同碳负荷梯度下稻田土壤有机碳矿化特征

易利用态有机碳是土壤微生物的重要碳源,影响土壤有机碳的矿化和累积过程,而易利用态碳源的输入量尤其是相对于土壤微生物生物量碳的不同输入负荷,对土壤有机碳的矿化影响机制尚不明确.因此,本研究采取室内模拟培养实验,选择不同浓度梯度添加[0. 5、1、3、5倍微生物量碳(MBC)]~(13)C-葡萄糖,分析葡萄糖-C的矿化特征及其激发效应.结果表明,葡萄糖-C矿化率随着外源碳添加量的增加而显著增加;葡萄糖-C向快库、慢库分配的比例也分别与碳添加量呈指数关系(R~2=0. 99,P 0. 05和R~2=0. 99,P 0. 05).在高添加量处理(3×MBC、5×MBC)中,葡萄糖的添加抑制土壤原有有机碳的矿化,即表现出负激发效应;而在低添加量处理(0. 5×MBC、1×MBC)中,表现为正激发效应,60 d培养结束后累积激发效应分别为160. 0 mg·kg~(-1)和325. 1 mg·kg~(-1).相关性分析结果表明在培养实验前期,累积激发效应主要受MBC、MBN和DOC的影响,而在后期主要β-葡糖苷酶、几丁质酶和铵态氮的影响.因此,稻田土壤有机碳矿化和激发效应与易利用态有机碳添加的碳负荷密切相关,并通过微生物量和酶活性调控土壤碳的矿化过程.本研究对于揭示稻田有机碳累积行为与推动农业可持续发展具有重要的科学意义.     

柱形压力容器开口泄爆过程数值模拟研究

为研究柱形压力容器泄爆规律,采用经典流体力学软件FLUENT对典型的柱形压力容器泄爆过程进行数值模拟,分析从泄爆口开启到泄压结束时间段压力发展、火焰传播、气体流动及可燃气体浓度变化特性。结果表明:不同泄爆压力下容器内压力发展变化呈现不同特点,在较小泄爆压力情况下会出现压力再度上升的双峰现象。泄爆过程中产生的湍流沿泄爆口附近容器壁拉长火焰面,并加快燃烧速率。同时就容器内不同点火位置对爆炸强度影响进行研究,得出在泄爆压力为0.04 MPa时,底面点火对本柱形压力容器产生的最大升压速率约为中心点火最大升压速率的1.4倍。     

基于文献计量的过去30 a稀土开发环境效应研究综述

稀土开发环境效应是地球环境及可持续发展领域的重要课题,过去30 a以来,全球稀土产量增加了400%,但稀土开发环境效应研究一直缺乏系统综述。以Web of Science核心合集和中国知网（CNKI）数据库为基础,基于定量分析与定性认知相结合的判读方法,对过去30 a以来稀土开发环境效应研究文献进行计量分析并开展讨论,揭示稀土环境效应研究发展特点与发展趋势。研究表明：稀土开发环境效应研究文献从2011年开始呈现快速增长,但研究团体具有明显地方性且协作程度较低;中文文献侧重于稀土开发的宏观环境问题研究,而外文文献则侧重于微观机理研究;中国是重要的知识创造中心,美国是国际合作网络中心;研究主题主要包含环境效应来源、影响因素、环境后果以及技术方法等。未来需要加强稀土开发环境效应的全过程生命周期研究,提升中国合作中心地位,强化对稀土开发的深度认知和数据积累。     

UASB反应器对晚期渗滤液的碳氮协同削减效应

为了强化UASB反应器对厌氧+好氧反应器末端出水的生物处理过程,采用厌氧+好氧反应器+UASB反应器工艺,通过生物处理方法实现了难降解有机物与氮的协同削减.结果表明:①通过控制UASB反应器中ρ（NO_x--N）,优化微环境中最佳ORP范围,当ORP为（-300±10）mV时,ρ（COD_Cr）（此时主要以胡敏酸和富里酸等难降解的腐殖性有机物为主）由313.00 mg/L降至106.00 mg/L,ρ（TN）由139.60 mg/L降至60.30 mg/L,去除率分别达66.13%、56.81%.②傅里叶红外光谱分析结果显示,出水中含羧基、羟基、醌基、酰胺、苯环取代基等相关官能团的有机物减少,含脂肪族官能团的有机物增多.③16S rRNA结果显示,厌氧+好氧反应器+UASB反应器中的优势菌属分别为VadinHA17、Clostridium（梭菌属）、Anaerolineaceae（厌氧绳菌属）、Denitratisoma,其丰度占比分别为3.29%、35.17%、8.60%、2.84%.VadinHA17通过降解UASB反应器中的多种复杂有机物,为反硝化过程提供碳源;Clostridium利用UASB反应器中丰富的硝酸盐激活Clostridium胞外氧化酶,强化Clostridium对难降解复杂有机物的降解能力,将自身的胞内电子通过细胞膜上的细胞色素传递到胞外电子受体上,使NO_x--N得到电子还原为氨,降低氮含量;Anaerolineaceae与Denitratisoma则分别作用于UASB反应器的厌氧消化过程及生物脱氮过程.研究显示,UASB反应器中由于VadinHA17、Clostridium、Anaerolineaceae与Denitratisoma的作用,COD_Cr和TN去除率分别为66.13%、56.81%,实现了晚期渗滤液中难降解有机物与TN的协同削减.      

东北亚冬季PM2.5水溶性离子空间分布特征及来源

为探讨东北亚冬季PM_2.5水溶性离子空间分布特征及来源,测定了2017~2018年沈阳冬季PM_2.5水溶性离子浓度.结果显示：沈阳冬季PM_2.5水溶性离子平均质量浓度为28.5±11.9μg/m³,二次离子（SO₄^2-、NO₃^-和NH₄⁺）的浓度最高,分别占总水溶性离子质量浓度的31.0%、22.4%和19.2%.运用离子化学计量学关系、相关性和主成分分析,探讨了沈阳冬季PM_2.5水溶性离子的可能来源.并整合了东北亚冬季（中国东北、韩国、日本）近20a来PM_2.5水溶性离子数据,发现沿着东亚冬季风,东北亚冬季PM_2.5水溶性离子浓度从中国东北,经韩国海岸、韩国和济州岛,日本海岸至日本整体呈下降趋势,在韩国和日本出现局部上升,且在不同区域,不同水溶性离子占比明显不同.其中,韩国冬季PM_2.5中SO₄^2-、Ca²⁺和K⁺受外来源影响显著,NO₃^-和NH₄⁺主要来自本地源,Cl^-、Na⁺和Mg²⁺主要来自本地源或海源;日本中部冬季PM_2.5中SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺和K⁺主要来自本地源,Cl^-、Ca²⁺、Na⁺和Mg²⁺主要来自本地源或海源.     

硅藻土负载MnFe2O4纳米颗粒活化PMS降解金橙Ⅱ

采用溶胶-凝胶法制备硅藻土/MnFe₂O₄复合型催化剂（DMF）,以金橙Ⅱ为目标污染物,分析DMF活化过一硫酸盐（PMS）的性能和作用机制。结果表明:1） MnFe₂O₄颗粒均匀负载于硅藻土上,使DMF具有更好的分散性和活化性;2） DMF对PMS的活化能力优于单一MnFe₂O₄,DMF （1:1）/PMS体系降解金橙Ⅱ符合准一级动力学模型,且降解速率是MnFe₂O₄/PMS体系的2.16倍,0.5 g/L DMF和0.5 mmol/L PMS在40 min内对50 mg/L金橙Ⅱ降解率达到93.1%;3）反应体系中存在·OH、SO₄-·、1O₂、·O₂- 4种活性物种,其中·OH和SO₄-·起主导作用;4） DMF复合材料具有更好的结构稳定性,金属离子溶出量远低于MnFe₂O₄。研究结果可为新型高效PMS催化剂在处理工业废水的实际应用提供参考。     

农业节水和南水北调对华北平原可持续水管理的影响

针对华北平原可持续水管理中存在的问题，采用MIKE SHE模型和SD模型耦合的方式，设定现状保持、农业节水和南水北调等3种情景，模拟2014~2028年农业节水和南水北调对华北平原可持续水管理的影响。结果表明：（1）农业节水的实施对华北平原可持续水管理有一定影响，模拟期末的缺水指数下降15.8%，非充分灌溉和减少灌溉量分别使得地下水储量恢复约0.06和0.12 m；（2）南水北调显著降低缺水指数（下降50.7%），地下水水位和含水层储量出现较大的恢复（含水层储量恢复1.12 m）；（3）华北平原短期内无法解决缺水问题，但通过多种途径结合，倡导节约用水，提高用水效率，引入区域外的水，可以有效地缓解华北平原的缺水问题，保证水资源的可持续利用和发展。     

粉煤灰活性炭处理含铜废水的性能

为了研究粉煤灰活性炭的吸附性能,以原粉煤灰和纯活性炭作对照,比较3种吸附剂在不同时间、pH和投加量下处理含Cu(Ⅱ)废水的性能.结果表明,在pH 5,吸附时间60 min的条件下,纯活性炭、粉煤灰活性炭和粉煤灰对含Cu(Ⅱ)废水的去除率依次为100%、97%和78.7%,粉煤灰活性炭吸附性能接近纯活性炭.Cu饱和的粉煤灰活性炭,用0.2 mol.L-1浓度的HCl清洗解吸效果最好.在饱和吸附和解吸重复10次后,再生粉煤灰活性炭的吸附容量下降20%,接近活性炭的18%,充分说明粉煤灰活性炭有较好的可再生性.粉煤灰制成粉煤灰活性炭,用于含金属废水的治理,不仅效果好、成本低,还是粉煤灰资源化的重要途径,有广阔的应用前景.