基于GIS的东辽河流域生态安全空间差异评价研究

生态安全建设是协调经济开发与生态保护的重要战略.区域生态安全评价与预警研究具有空间特性、非线性、随机性,研究过程中必须处理大量的空间信息,而空间分析和空间数据管理正是GIS的优势,它使各环境要素的分布态势及彼此间的拓扑关系一目了然,并且图文并茂地展示全流域的生态安全格局.在充分研究辽河流域生态环境状况基础上,选取东辽河流域11个县市区,借助GIS格网赋值技术,讨论了基于GIS的东辽河生态安全空间差异的评价方法.首先,拟定"压力-状态-响应"(P-S-R)指标体系,实地调查并收集资料;然后,数字化流域,运用模糊AHP法赋权并量化计算;最后,建立东辽河流域生态安全指数GRID数据库,进行GIS的空间Interpolate运算和Assembly分析.结果表明,公主岭市是生态安全区,约占全流域面积的10.78%;西丰市和东辽县是生态不安全区,约占流域面积的13.07%;其余8个地区为生态安全中等区,约占全流域面积的76.15%.评价结果与各地区现状生态环境评价基本-致.提出了相应的生态保护建议.     

基于PBPK模型评价三氯乙烯的职业暴露健康风险

三氯乙烯(TCE)作为脱脂和清洗剂被广泛应用于五金、电镀和电子等行业。TCE的职业暴露会产生一系列健康风险,包括过敏症和致癌等。2012年TCE被美国环保局(US EPA)和国际癌症研究机构列为1类致癌物。采用吸附管采样-热脱附/气相色谱-质谱法分析了大连市某企业车间生产工况下空气中TCE浓度。基于生理学的药代动力学(PBPK)模型预测了呼吸暴露途径下TCE在职业工人体内组织中的动态分布、代谢产物生成情况和致癌风险。TCE在不同组织中预测的最大浓度呈现出脂肪肠充分灌注室支气管非充分灌注室肝脏静脉血动脉血的趋势。预测的与致癌有关的代谢产物最大浓度表现为三氯乙酸二氯乙酸三氯乙醛S-二氯乙烯基-L-半胱氨酸。在监测的TCE水平(39.2±24.4)μg·m-3下,暴露8 h·d-1,连续暴露20年,基于外暴露评价的职业工人致癌风险均值为1.31×10-5,该暴露水平下,基于PBPK模型预测的TCE内暴露与外暴露计算的致癌风险水平相近,但基于具有致癌性主要代谢产物的内暴露致癌风险值是外暴露风险值的1.17～1.73倍。TCE的暴露水平越高,基于内暴露方法和外暴露方法的致癌风险评价结果差异越大。敏感性分析表明,心输出血流量和充分灌注室血流量对PBPK模型输出结果具有重要影响。不确定性分析表明,模型参数变化会显著地影响PBPK模型输出结果,但变异在可接受水平。本研究结果说明,评价TCE暴露对人的致癌风险需要考虑其在体内的分布和代谢过程。     

单通道方形海水养殖池基于流场均匀性的结构优化研究

由于海水循环养殖生产中常见的方形养殖池存在较大的低流速容积（死区容积）,本文提出以圆弧角代替直角的方式对方形养殖池结构进行优化,既保持较高空间利用率,又可以改善养殖池的流场均匀性。本文建立了不同圆弧角尺度养殖池的三维湍流数值计算模型,运用计算流体力学技术（computational fluid dynamics,CFD）对养殖池流场均匀性开展研究,重点分析了养殖池内流速分布,并提出研究流场均匀性的判别系数UC₅₀（均匀系数）。研究结果表明:相比方形养殖池,0.2≤R/B（相对弧宽比）<0.4时养殖池内的中流速区占比相对较高,流场均匀性显著改善。本文的研究成果为方形圆弧角养殖池的设计给予了理论依据,为方形养殖池的结构优化提供优选设计参数。     

CNT-PVDF复合中空纤维膜的制备及其电辅助抗膜污染性能

电辅助膜过滤是减缓膜污染的有效方法,但是受限于缺乏稳定性好、机械强度高、制备工艺简单的导电膜。通过在PVDF膜表面真空抽滤CNT制备得到了导电的碳纳米管-聚偏氟乙烯(CNT-PVDF)复合中空纤维膜,然后利用酸化CNT表面羧基与聚乙烯醇的羟基发生交联反应来固定CNT,以提高导电功能层的稳定性。抗污染实验结果表明:单纯膜过滤在5个运行周期内的膜通量衰减72%,反冲洗再生后膜通量为初始通量的58%;而在电辅助下(2 V电压,膜作为阴极),静电排斥作用可以有效降低膜通量衰减速度,减缓膜污染程度,5个运行周期内的膜通量衰减均小于10%,反冲洗再生时能完全恢复膜初始通量。以上研究结果可为推进电辅助缓解膜污染技术的实际应用提供参考。     

城镇污水二级处理和再生水三级处理过程的雌激素活性变化

环境雌激素污染与野生动物性别比例和繁殖密切相关,是人体生殖功能紊乱、发育异常、心血管疾病和癌症发生等的重要因素之一。针对污水处理厂排水造成的环境雌激素污染,采用重组酵母菌方法研究大连、沈阳、哈尔滨和天津的5个典型城市污水厂和再生水厂水处理过程中雌激素活性的变化规律,分析二级处理和再生水厂三级处理对环境雌激素的削减效率。4个采用活性污泥法和紫外消毒工艺的污水厂出水的雌激素当量(EEQ)为0.5～1.5 ng·L~(-1)。再生水厂三级处理工艺的出水雌激素活性低于检测限(0.02 ng·L~(-1))。分级组分测试结果显示,污水雌激素活性主要由强极性组分和弱极性组分引起,紫外消毒后强极性组分雌激素活性升高。4个城市污水处理厂一级处理和活性污泥处理对环境雌激素的削减率为46%～81%,紫外消毒的削减率为5.2%～22%。某再生水厂混凝、微滤和反渗透对环境雌激素的削减率分别为63%、16%和98%。研究表明,活性污泥法二级处理排水回用仍造成一定程度环境雌激素污染,三级处理工艺可有效提高环境雌激素污染物削减率。     

基于 分析的余热发电对水泥熟料生产能源利用率影响评价

本文研究水泥熟料生产过程中各个生产系统的效率,并对余热发电前后每个系统的效率进行分析对比,从而得出各个系统的资源能源利用程度以及余热发电工程对每个系统能量利用率的影响,诊断水泥熟料生产过程的损失发生位置并发现系统的节能和余热回收利用的潜力,为管理者实施节能降耗的方案提供技术支持.研究表明,实施余热发电工程前,水泥熟料生产的原料制备系统、煤粉制备系统、回转窑系统的效率分别为4.5%、1.4%和33.7%;实施余热发电工程后,效率分别为7.8%、2.8%和38.1%.余热发电工程可回收回转窑系统总投入的3.7%,同时使原料制备系统、煤粉制备系统、回转窑系统的效率分别提高3.3%、1.4%和4.3%.     

喷施沼液对芸豆产量和重金属含量的影响

该研究通过田间试验,以芸豆为试材,开展了喷施沼液对其生长、产量、病虫害和重金属含量影响的测试,并采用目标危险系数法(THQ)评价了芸豆果实中重金属的健康风险。结果表明,喷施沼液促进了芸豆植株根系发育,果实籽粒生长,提高果实数量,降低了芸豆锈病和细菌性疫病发病率,减少了二十八星瓢虫的啃食作用,增加了果实产量,增产幅度为17.6%。芸豆果实样品中检测了5种重金属,其中Zn、Cu、Cr、Cd 4种重金属含量范围分别为31.93~38.88 mg/kg、5.56~8.29 mg/kg、0.64~1.29 mg/kg和0.09~0.15 mg/kg,未检测到Pb,喷施沼液芸豆中重金属含量满足《食品中污染物限量》(GB 2762-2005)规定。总目标危险系数显示食用喷施沼液的芸豆不存在明显的健康风险,但儿童潜在健康风险高于成人,城市人群高于农村人群。     

沿面放电氧活性物质注入协同SCR脱除烟气中NO_x

为了提高选择性催化还原(SCR)在低温区(200℃)的脱硝性能,提出利用插在烟道中的沿面放电反应器生成氧活性物质,部分氧化NO以实现低温快速SCR脱硝过程.同时,研究了氧活性物质注入实现快速SCR的脱硝性能,考察了氧活性物质注入降低二氧化硫和水蒸汽对SCR反应的影响.实验结果表明:在模拟烟气温度为150℃时,采用氧活性物质注入,部分氧化烟气中的NO以实现快速SCR反应条件下(NO/NO2浓度比为1),脱硝效率为51.9%,比标准SCR提升23%;当模拟烟气中存在SO2或H2O时,氧活性物质注入可有效降低SO2、H2O对SCR脱硝效率的影响.     

热水环境中Na+活化斜发沸石吸附钙离子除硬过程研究

本实验以Na+活化天然斜发沸石为吸附剂模拟研究其在工业热水环境中对钙离子(Ca2+)吸附除硬,考察了吸附剂的活化/再生条件、溶液p H等影响因素,并对Ca2+吸附动力学和热力学行为进行了分析探讨.结果表明:1该吸附过程具有准二级动力学特征且更符合Langmuir吸附等温模型;2温度升高可有效提升Ca2+吸附效率,而对其最大吸附量影响较小;3过程属化学吸附且为自发、吸热的熵增反应;4建议溶液p H控制在6~10之间,且当初始Ca2+浓度小于20 mg·L-1时活化斜发沸石可再生高效使用9次以上.研究证明活化斜发沸石是一种工业热能动力系统高温在线除硬的理想吸附剂.     

HPLC-MS/MS检测土壤中全氟烷基乙醇

文章建立了高效液相色谱-电喷雾离子源-串联三重四级杆质谱(HPLC-ESI-MS/MS)测定痕量全氟烷基乙醇(FTOHs)的分析方法。样品采集后,用9∶1(V∶V)乙腈:Na OH水溶液(20 mmol/L)做为萃取液,超声2次,每次30 min。采用多反应离子监测模式(MRM)和电喷雾负离子模式,流动相为甲醇和0.01%氨水,对目标物4∶2 FTOH,6∶2 FTOH,8∶2 FTOH和10∶2 FTOH进行检测。该方法测得的4种目标物的线性关系良好,线性相关系数在0.997~0.999之间,各组分的加标回收率在80.6%~103.9%之间,相对标准偏差在6.22%~9.26%之间。方法具有操作方便、灵敏度较高、回收率高的优点,可有效检测土壤样品中的4种FTOHs。