A new approach for modelling potential effects in cation adsorption onto binary (hydr) oxides

The current approach for modelling ion adsorption onto binary (hydr)oxides using homogeneous surface complexation models involves the assumption of either an ideal mixture of the two surfaces (i.e. two surface sites on one surface) or a patchwise surface (i.e. two surfaces with one surface site on each surface). As the physical truth should be between these two limiting cases, a model which assumes a patchwise surface constituted of three patches is proposed. Two patches represent the distinct (hydr)oxides, and the third one a mixture of these distinct (hydr)oxides. Using the diffuse layer model, the three approaches are applied to literature data for Cd adsorption onto binary mixtures of alumina-coated silica at total constant Cd concentration and varying amounts of alumina coatings. For Cd adsorption onto these binary (hydr)oxide systems, the new approach explains the observed potential effects. The proposed model, which contains two additional adjustable parameters in terms of site concentrations or one adjustable parameter in terms of specific surface area, is more successful than the two limiting cases. The new model is then validated by predicting Ca and Zn behaviour on the same binary (hydr)oxide system.     

膜生物反应器生物降解与膜分离共作用特性研究

膜生物反应器实质是生物降解与膜分离相互影响,共同作用的过程,污泥浓度与通量之间存在一定的相关关系,膜分离对生和性能尤其是细菌活性有着重要的影响,而生物反应器内细菌胞外聚合物,溶解性有机物及微细胶体可能成为形成凝胶层导致通量下降的主要因素。     

基于精细化观测的沙尘通量分布特征

研究沙尘随高度的变化特征对揭示沙尘物质在近地层分布特征具有重要意义。为揭示0—80 m沙尘通量的垂直分布规律,在野外实测的基础上,选取2008年7月20日、8月7日、8月19日、8月29日4次沙尘天气,对贴地层（0—0.05 m）、中间层（0.05—2 m）、近地层（2—80 m）的沙尘通量进行对比分析。结果表明：贴地层（0—0.05 m）,沙尘通量随着高度的增高呈增加趋势,最大值为1604.29 g?mm^?2。中间层（0.05—2 m）,沙尘通量随高度分布的关系为幂函数关系,且随着高度的升高沙尘通量减小,决定系数R²值均在0.9以上。近地层（2—80 m）,沙尘通量随高度增加呈分段函数分布,32 m、48 m处为沙尘通量的拐点高度。由此看出,研究沙尘通量对阐明沙尘输送机制非常重要,不仅可加强对沙尘输送的定量研究,还可为沙尘输送的数值模拟提供重要参数。     

Phytotoxicity and groundwater impacts of leaching from thermal treatment residues in roadways

The use of coal fly ash (CFA), municipal solid waste incinerator bottom ash (MSWIBA) and flue gas desulfurization residue (FGDR) in road construction has become very common owing to its economical advantages. However, these residues may contain toxic constituents that pose an environmental risk if they leach out and flow through the soil, surface water and groundwater. Therefore, it is necessary to assess the ecotoxicity and groundwater impact of these residues before decisions can be made regarding their utilization for road construction. In this study, the physico-chemical characteristics, leaching and phytotoxicity of these residues were investigated. Specifically, multivariate analyses were used to evaluate the contributions of the leaching constituents of the CFA, MSWIBA and FGDR leachates to the germination index of wheat seeds. B, Ba, Cr, Cu, Fe and Pb were found to be more toxic to the wheat seeds than the other heavy metals. Furthermore, the leached concentrations of the constituents from the CFA, MSWIBA and FGDR were below the regulatory threshold limits of the Chinese identification standard for hazardous wastes. Analyses conducted using a numerical groundwater model (WiscLEACH) indicated that the predicted field concentrations of metals from the CFA, MSWIBA and FGDR increased with time up to about 30 years at the point of compliance, then decreased with time and distance. Overall, this study demonstrated that the risks resulting from MSWIBA, CFA and FGDR leaching could be assessed before its utilization for road construction, providing crucial information for the adoption of these alternative materials.     

中国东海至南大洋航线海洋近地层大气NOx分布特征

为了探究我国东海至南大洋航线海洋近地层大气NO_x的分布特征,于2015年11月-2016年1月,利用中国极地科学考察船"雪龙号"的观测平台,采用Saltzman法对中国东海至南大洋航线海洋近地层大气NO_x日均浓度进行了监测.结果表明,中国东海至南大洋航线海洋近地层大气ρ（NO_x）的变化范围为0.001~0.038 mg/m3,ρ（NO）的变化范围为0.001~0.033 mg/m3,ρ（NO₂）的变化范围为0（未检出）~0.015 mg/m3.中国东海至南大洋航线海洋近地层大气中,NO是NO_x的主要成分.南极圈外海洋近地层大气中NO_x的分布特征显示距离陆地越近,ρ（NO_x）越高,NO₂/NO（二者质量浓度比值）越大,反映出海陆差异及人为污染对海洋近地层大气的影响.远离陆地的南大洋航段ρ（NO_x）显示较低的大洋背景值.南桑威奇群岛的火山活动导致附近海域异常高浓度的NO_x分布,ρ（NO_x）最高值达0.160 mg/m3,ρ（NO）为0.145 mg/m3,ρ（NO₂）为0.015 mg/m3.西风带的阻隔导致该区域NO_x向周围扩散时,难以穿越西风带,向南极大陆边缘扩散的趋势更加强烈,影响大范围南大洋近地层大气NO_x分布.人为活动可能是南极半岛和中山站附近海洋近地层大气高ρ（NO_x）和高NO₂/NO的原因之一.      

WRF模式对污染天气下边界层高度的模拟研究

大气边界层高度是影响大气污染物浓度的重要因素之一,但数值模式中选择不同边界层参数化方案模拟的边界层高度有很大差异.利用WRF模式中5种边界层参数化方案及2006~2007年春、秋、冬3季河北香河地区激光雷达观测资料,对比分析了污染天气下,不同边界层方案对边界层高度的模拟效果,并分析了误差产生的可能原因.结果表明：5种参数化方案均能模拟出3季污染天气下边界层高度的变化特征,但各方案模拟的边界层高度与观测之间均存在较大误差.模拟的最大边界层高度月变化特征显示,秋冬季的模拟结果与观测值匹配较好,春季偏差较大;模拟的边界层高度日变化显示,均方根误差：春季 > 秋季 > 冬季,且误差在午后（14：00~18：00）更加明显;对该地区而言,非局地YSU方案能较好地模拟污染天气下的边界层高度;各参数化方案中边界层高度计算方法的不同及对大气廓线、湍流动能的模拟差异,可能是造成模拟边界层高度产生误差的主要原因.     

基于HLA的大气环境仿真应用研究

针对大气环境仿真的特点,采用HLA分布式仿真技术,论述了以HLA/RTI为支撑的大气环境分布式仿真体系结构、关键技术及实现方案,并对该环境下开发大气环境联邦成员进行了详细的说明,实现了大气环境建模与仿真应用的一体化设计,从而提高了大气环境仿真应用的互操作性和可重用性,为大气环境仿真向其它系统仿真应用提供了一种有效的手段。     

武汉阳逻砾石层ESR地层年代学研究

武汉"阳逻砾石层"是长江中下游新生代的一个重要的岩石地层单位,其形成年代一直是地质和地理学者关注的重要问题。为了更深入地探讨这一问题,在它的两个典型的剖面中采集了8个样品进行ESR地质年代测试,测试结果表明,阳逻砾石层形成于新近纪早更新世中晚期。将本次ESR测年数据与前人的热释光的测年数据、江汉平原西缘和北缘相同岩石地层层位和相同地貌位置的砾石层的测年数据、长江中下游网纹砾石层的测年数据比较发现,它们具有较好的一致性。     

湖南罕见的一次低温雨雪冰冻灾害天气分析及预警预报

2008年1月中旬至2月初,湖南出现历史上罕见的低温、雨雪、冰冻灾害天气。对此次冰冻灾害进行了分析并与历史同期进行了比较,结果表明：此次冰冻灾害天气的主要特征是影响范围广、持续时间长、灾害强度大。＂拉尼娜＂事件和大气环流异常为此次持续的灾害性天气提供了重要的气候背景,在此背景下欧亚大气环流的持续稳定则是此次湖南持续低温雨雪灾害的直接原因。通过对这次冰冻灾害的成因分析,得出了冰冻预报的着眼点,提出了各级气象台站如何做好预报预警服务的基本思路,为冰冻灾害天气的准确预报、预警服务提供参考,对各级台站重大灾害性天气的预报服务和应急响应,具有重要的指导意义。     

长期施肥对红壤稻田耕层土壤碳储量的影响

以红壤性稻田土壤为对象,研究了长期施肥（1990～2006年）对稻田表层土壤碳储量及固碳潜力的影响,讨论了耕层厚度变化对碳储量估算及处理间差异的影响.研究发现,与长期施用化肥相比,有机物的循环利用能显著提高红壤性稻田土壤碳储量,其碳储量为57.7～66.2 t/hm²,比试验前高出18.7～27.2 t/hm²,而长期施用化肥碳储量提高幅度平均为5.4 t/hm².红壤性稻田土壤饱和固碳量为84.0 t/hm²,与目前碳储量相比还有17.8～43.7 t/hm²的固碳潜力.研究证实,土壤碳储量与土壤容重和表层土壤厚度的变化密切相关,以20 cm或23 cm作为统计厚度估算表层土壤的碳储量将分别低估20.6％和11.3％,其中有机物施用处理碳储量低估幅度最大（分别为26.8％和18.9％）;另外,用相同统计厚度进行碳储量估算减小了不同施肥处理间的差异.从稻田土壤碳储量及固碳潜力来考虑,有机物配合化肥施用是红壤稻田较优的施肥方式.