微生物燃料电池恒电流预培养阳极生物膜分析表征

阳极性能是影响微生物燃料电池(Microbial Fuel Cells,MFCs)性能的关键因素之一,同时阳极的接种挂膜过程是影响微生物燃料电池启动效率的关键因素.因此,本课题组提出了预培养阳极作为微生物燃料电池的一种新型阳极的概念,在三电极体系下,通过外加恒定电流预培养阳极,在不同条件下对阳极表面进行电化学选择和生物膜驯化以丰富生物膜结构和厚度.结果表明,阳极的性能与预培养电流大小密切相关,预培养阳极CF-4i(外加4 A·m-2电流密度)通过循环伏安法、塔菲尔曲线、电化学阻抗谱测试,性能好于其他测试组及对照组,装配阳极CF-4i的微生物燃料电池能实现最大功率密度968.20 m W·m-2,是对照组的2.53倍.同时,通过共聚焦显微镜观察发现,生物膜大体分两层,外层的活细胞及内层的死细胞,外层活细胞长在内层死细胞之上.这种结构分布表明,阳极生物膜中的活细胞部分绝大多数都分布于生物膜的外侧,而不是均布于整个阳极生物膜中;同时这也表明不是整个阳极生物膜都具有新陈代谢活性,但死亡的细胞可以继续积累在电极表面附近,活的外层膜负责电流的产生,而内层的死细胞作为一种导电基质.     

基于互联网大数据的成都餐饮源细颗粒物排放空间分配研究

餐饮过程排放的废气正成为大城市大气污染的重要来源之一.根据成都市2013年排放清单更新的研究成果,综合运用本地化的餐饮排放因子、排放活动水平的调查成果和成都市统计年鉴的统计数据等信息,对成都市餐饮源的PM_(2.5)排放总量进行了估算,其结果为4740 t·a~(-1).为了对区域的餐饮废气排放进行空间分配,本文抓取了互联网兴趣点POI信息.通过这些信息,对成都市的社会餐饮、学校食堂餐饮和家庭餐饮的空间来源进行了表征,对成都市生活源中餐饮污染物排放的空间分布规律进行了探索,并提出了新的餐饮源高分辨空间分配方法.结果表明,基于POI空间分配的2013年成都餐饮源单位面积年排放强度均值为0.29 t·km~(-2)·a~(-1),主城区均值为3.47 t·km~(-2)·a~(-1),全市的排放量分布区间为0~35.7 t·km~(-2)·a~(-1).互联网POI信息可以作为研究城市餐饮源空间分布的重要数据来源,在实际应用上更适于表征社会餐饮点源污染.     

聚环氧琥珀酸萃取锰泥残渣中铬的研究

聚环氧琥珀酸(PESA)是一种具有无磷及非氮结构、环境友好型水溶性聚合物,且具有螯合多价金属阳离子的性能和可生物降解性的特征,选取其作为锰泥残渣中铬的螯合萃取剂,研究了不同pH、螯合萃取剂剂量、搅拌时间下PESA对铬的萃取率。结果表明:(1)最佳萃取条件为pH=4、PESA剂量30mg/g、搅拌时间60min;在最佳萃取条件下,铬的萃取率可达95%。(2)从结构上看,PESA是由醚基和羧基基团组成的高分子聚合物,羧基基团是与金属离子作用的主要官能团,它对Ca2+、Mg2+、Zn2+、Cr(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)和Pb2+等有较强的螯合能力;从溶液的配位角度看,PESA与金属有较强的结合能力。因此,PESA对锰泥残渣中的铬有萃取作用。     

中国流域内农业水费的分担模式

阐释了建立流域内农业水费分担模式的必要性及内在要求,针对当前几种典型的分担模式进行了经济学的对比分析,进而通过综合考虑农业用水供需双方的经济利益,建立起灌区供水单位与农民用水户的节水激励模型并对其进行数理分析,考察了基于节水激励的农业水费分担模式,并在此基础上设计了流域内农业水费分担模式的运作流程。研究得出,财政直接补贴农户的方式增加了消费者福利的同时,可以避免间接补贴方式下"鼓励浪费"现象的发生,相比之下较为有效。然而,目前过低的农业水价大大限制了市场的调节功能,为此适当提高现行水价,并在此基础上实行政府对农户的直接财政补贴,不仅能够减轻现阶段农民水费负担,而且可以对农业用水的供需双方产生节水激励,有助于缓解我国水资源的短缺与发展节水农业。在具体操作流程中,应采取补贴农户与补贴灌区相结合的方式。     

我国流域水生态完整性评价方法构建

流域水生态完整性评价是指通过对水生态系统中不同水生态指标(生物和非生物)的监测以及由数学方法综合形成的综合评价指数,来反映水生态系统完整性状况。近年来,世界各国水环境管理政策发生了变化,开始强调生态保护,重视水体的生态质量。中国现行的常规理化监测指标(如COD、氨氮、BOD5)很难满足水环境管理的需求,难以全面准确地反映水环境质量变化的趋势。因此,在借鉴欧美发达国家流域水生态完整性评价方法的基础上,结合中国目前监测现状以及流域水环境管理需求,构建了包括物理生境指标、理化指标、水生生物指标在内的流域水生态完整性监测与评价方法,以期为中国流域水质目标管理技术体系的业务化运行提供可资借鉴的技术支撑,实现从单一的化学指标监测转向综合的水生态系统监测,实现流域水生态完整性的监测与评价。     

安全文化产业发育研究

通过问卷调查和资料研究,分析了中国安全文化建设与安全文化产业发育的相互关系,研究了安全文化建设与安全文化产业发育两者之间影响和关系,指出二者共同发展的必要性和重要性,以及影响我国安全文化产业发展的有关因素,提出了我国安全文化产业发展的建议。     

烟气脱硝技术应用现状与研究进展

氮氧化物的污染危害是一个不容忽视的问题,有效控制氮氧化物污染已经刻不容缓。针对目前氮氧化物污染状况,分析了烟气脱硝的重要性与紧迫性。介绍了国内外烟气脱硝技术应用现状和研究进展,对各类烟气脱硝技术进行了分析和对比。针对目前烟气脱硝技术以干法为主的现象,着重介绍了SCR和SNCR两种脱硝技术。     

基于WebGIS三峡干流水质模拟平台研究

三峡蓄水成库后仍属于典型的河道型水库，其总体水流、水质运动特性符合一维水流水质运动规律。针对三峡库区总体水流、水质运动特性，采用一维水流水质模型对三峡库区水流和水质进行了模拟。以该模型为核心，利用Web Services技术开发并在互联网上发布了模型服务，在此基础上采用成熟的WebGIS和富客户端Flex等技术构建了适用于三峡库区的干流水质模拟平台；能够实现包括各计算断面流速、流量、水位以及污染物浓度时空过程在内的三峡库区干流流速场和浓度场的数值模拟。以库区干流清溪场至十里铺断面内的江段作为模拟实例，利用该平台模拟计算江段内水流和水质状况，并以水文水质同步观测数据对模拟结果进行验证，结果表明其具有较好的模拟效果；为三峡库区污染物总体输移扩散特性研究提供了有利工具，同时也为国家和地方政府进行库区水环境决策提供了技术支持     

煤矿复垦区土壤重金属分布特征与质量评价

为保证煤矿复垦区种植农作物的充填复垦土壤的生态安全,以淮南矿区煤矸石充填复垦地为研究对象,通过对研究区内Cd、Cr、Ni、Pb、Cu、Zn和Hg 7种重金属不同深度含量分析,总结其纵向分布特征,并将研究区土壤重金属含量与淮南市土壤背景值、《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)作比较,分析这7种重金属的污染程度.结果表明,这7种重金属都有不同程度的污染,其中土壤受Cd污染最严重,土壤中重金属垂直方向上无确定分布规律.总体而言,土壤重金属潜在生态风险属于强生态危害.从垂直方向来看,重金属潜在生态风险指数(RD随着深度的增加出现先下降后升高的趋势,其中40～60 cm深度的RI最大.重金属生态危害程度依次为Cd＞ Hg＞ Ni＞ Cu＞ Cr＞ Pb＞ Zn,其中Cd为矿区土壤中最主要的重金属污染生态风险因子.     

香溪河库湾氮的时空分布及影响因子分析

为研究解决香溪河库湾水体富营养化问题，需探明库湾水体氮的时空分布及影响因子。2010年12月—2011年11月对香溪河与水库干流交界处至香溪河库湾尾部共12个采样点进行连续监测，分析香溪河库湾氮的时空分布，结果表明，香溪河库湾氮存在明显的时空分布规律。空间上，回水末端处TN和NO₃^--N浓度低，河口处浓度高，随着与回水末端距离的增加，浓度逐渐升高。在时间上，香溪河库湾TN和NO₃^--N浓度的变异系数随着与河口距离的增加总体上逐渐增大，研究时间内的变化程度逐渐变大；且香溪河库湾TN和NO₃^--N浓度在三峡水库不同运行阶段的时间变化规律不同。