产气肠杆菌燃料电池产电机制研究

基于铁还原菌的微生物燃料电池（MFCs）与基于产氢细菌的MFCs各有优劣,前者能量利用效率高,但底物利用范围有限;后者底物利用广泛,但其依靠悬浮细胞产电,电子回收率较低.本研究以1株具有铁还原活性的产氢菌Enterobacter aerogenes XM02为产电微生物,构建了3种不同阳极材料的空气阴极MFCs,通过输出电压和库仑效率的比较以及扫描电镜观察阳极形貌等方法对此菌的产电机制进行探讨.结果发现,采用比表面积大且具有氢催化活性的碳毡作为阳极材料时,可显著改善MFCs性能,库仑效率由载铂碳纸阳极MFC的1.68% 提高至42.49%,远高于已报道的其它产氢菌燃料电池.扫描电镜证实大量细菌细胞附着在阳极表面,形成阳极生物膜.采用非生长基质实验排除悬浮细胞的产电作用,证明附着在阳极的生物膜对产电起主导作用,认为生物膜原位产氢-氧化是此菌的主要产电机制.     

单室型微生物燃料电池处理黄姜废水的性能研究

以黄姜废水为底物,采用单室型微生物燃料电池,验证了MFC处理黄姜废水的可行性,研究了进水COD和SO42-浓度对产电性能的影响.控制电导率和COD等条件一致,黄姜废水最大功率密度为葡萄糖配水的80.3%.低COD浓度条件下MFC产电稳定,功率密度随COD浓度上升而提高,最高为322 mW/m2;当COD提高至2766 mg/L以上时,MFC稳定产电的时长缩短且更新基质后无法恢复最佳产电水平,表明过高的COD负荷会抑制产电微生物活性.COD最终去除率在68.2%~84.8%之间,且随着初始浓度的提高去除率有所下降.进水SO42-浓度的提高使MFC输出功率密度增大,但当SO42-浓度>7 716 mg/L(电导率>8.19 mS/cm)时,继续提高SO42-浓度无法使功率密度增大.与沉淀SO42-后的废水比较,含硫原水的最大功率密度平均下降14.5%,其库仑效率也随SO42-浓度提高明显下降,表明存在SO42-作为电子受体被还原,降低了MFC的效率.     

湿地泥沙环境动态评估方法及其应用研究——(Ⅱ)应用

以1994年和1995年对深圳湾潮间带湿地沉积物进行的基线调查结果为基础，结合1996年至1999年间每年于1、4、7、10月对该湿地9个采样点的沉积物和底栖动物的20次定期采样结果进行分析，得出了深圳湾湿地1996年以来的环境质量变化状况。评价结果表明，深圳福田一侧的环境质量状况保持良好，而香港米埔一侧的环境质量则发生了一定程度的退化。     

黄河中游水保措施对入黄干支流泥沙特性的影响:Ⅰ.泥沙粒径变化

过去关于水土保持措施影响的研究多侧重于减水减沙的影响，对泥沙组成影响的研究则相对较少。本文以大量的实测资料为依据，以河口至龙门间区域自然与水土保持条件为背景，将水保措施类型、河道水流泥沙条件与流域地貌条件结合考虑，借助统计分析方法对采用水保措施前后该区域（尤其是与黄河中游水土流失密切相关的黄土高原与沙砾丘陵区域）的泥沙粒径分布变化进行了探讨。分析表明，泥沙粒径分布变化极其复杂，对应于不同地貌类型条件的泥沙组成遵循不同的分布规律。黄土丘陵区河流中的悬移质泥沙级配服从正态分布规律，而沙砾丘陵区河流中的泥沙级配则服从皮Ⅲ型分布规律。当分布函数的类型确定后，泥沙粒径分布由该分布函数的几个参数共同决定，这些参数分别反映了泥沙从流域表层搬运到对应级别河流的过程中地貌形态及水土保持措施的影响。文中由多学科综合研究得到的结论，对黄河中游水土保持效益研究具有重要意义。     

Fenton氧化与生化组合技术处理油田采油废水的研究

采用Fenton氧化与生化组合技术处理生物难降解的采油废水的研究结果表明，Fenton氧化技术不但对采油废水中有机质有较好的去除率，而且大大地改善了废水的可生化性，在H2O2的投加浓度和Fe^2 与H2O2的摩尔比分别为10mmol／L和0．1的条件下，经过30min氧化后可使废水BOD值由原来的5mg／L上升至40mg／L；同时随着氧化时间的延长，废水中残余的有机物分子量逐渐降低。30min氧化后的废水经过生物处理，其出水COD值为102mg／L，可以满足国家综合污水外排标准，经济分析结果表明，该技术处理采油废水的运行成本为1．47元／t。这一技术在解决石油行业采油废水的外排达标方面具有很好的应用前景。     

双酚A和典型类固醇环境激素迁移转化研究进展

近年来有关环境激素污染的认知、研究与防治已经开始受到全球的重视,其中双酚A(BPA)和类固醇是环境中检出频率较高的几种环境激素.国外有关BPA和类固醇环境激素的调查和其迁移转化的研究已经广泛展开,但我国仍处于起步阶段.综述了国内外BPA和两种典型类固醇激素17β-雌二醇(E2)和17α-乙炔基雌二醇(EE2)的研究进展,介绍了其基本性质、用途、危害、环境中浓度和其迁移转化规律;指出为了阐明BPA、E2和EE2在环境中危害,有关其吸附、生物降解和光降解等迁移转化规律,及各迁移转化过程之间协同作用与相互影响的研究还有待于进一步深入.     

人工神经网络在强化一级处理系统过程模拟与优化中的应用

针对化学强化一级处理系统(CEPT)处理废水时影响因素多,难以进行适当的控制和处理效果的预测等问题,建立起基于BP人工神经网络的CEPT法处理猪场稳定塘废水预测模型,并应用该模型对烧杯试验进行了模拟.结果表明,预测值和实测值吻合较好,模型对COD、总磷、浊度去除率预测的平均相对误差分别为7.5%、4.8%和4.9%.通过对pH值和絮凝剂投药量等可控参数进行优化计算,得到CEPT系统的最佳操作条件和最合理操作条件.该模型的建立为CEPT法处理废水工艺系统实现自动化控制提供了一条简便实用的途径.     

湿地综合分类研究:Ⅰ.分类

目前湿地研究中存在的主要问题是湿地分类标准不一，不同学科间的湿地分类系统缺乏可比性，且缺乏类别界定的定量指标。本文在总结吸收湿地分类已有成果的基础上，比较了已有方法的优劣，提出了一种动力与成因相结合的综合分类法，并讨论了各个分类等级上分类因子的定量描述方法，从而在一定程度上保证了湿地分类的通用性和定量性。这一综合分类方法的提出有助于用数学模型对湿地动态变化进行定量描述①。     

全球水系格局与水网构建研究进展

在水资源时空分布不均匀、社会经济发展不均衡以及全球气候变化条件下,科学合理的水网构建已成为新时期实现水资源高效利用和促进区域可持续发展的重要途径,因此在多目标下如何把握各级水系对应水网构建的“度”也就成为当前关注的核心问题.本文回顾了全球天然水系格局、识别与表征方法、形成机制、时空分布及演化特征等方面的研究进展,分析了典型水系格局所对应的流域水资源禀赋和水资源结构特征,指出了水系格局的若干生态环境效应.进一步在对世界著名大河跨流域引水工程与骨干水网构建关系典型案例分析的基础上,指出了面向生态的水系格局优化与骨干水网构建的发展趋势.     

模拟煤环境中几种无机硫的热分解行为

采用活性焦作为构造煤大分子网络的基质,将无机硫(黄铁矿、硫酸亚铁)混合于其上,形成模拟煤的环境.利用程序升温热解-火焰光度检测器或质谱联用(TPD-FPD/MS)技术和X-射线吸收精细结构(EXAFS)光谱对比研究了FeS₂、FeSO₄在活性焦上及纯态下热分解过程中硫逸出的动态特征及结构变化.结果表明:担载于活性焦上FeSO₄的分解主要发生在200℃～500℃,而纯态FeSO₄的分解温度范围为450℃～600℃,说明活性焦的存在使其分解温度显著降低,且硫的逸出情况更为复杂.黄铁矿与活性焦的物理混合并没有使FeS₂的分解温度降低,但对其分解程度有一定的影响,并与热解气氛密切相关;温度高于400℃后FeS₂分解的硫开始大量逸出,在550℃左右基本失去结构中与铁配位的第2层硫原子而形成FeS.