碧水岩地下河中微量金属元素对降雨的响应特征及来源分析

在降雨条件下,利用自动采样器对广西碧水岩地下河出口进行高频采样,分析了碧水岩地下河出口水体中Cu、Pb、Zn、Cd等微量金属元素的水化学动态变化特征,探讨了地下河水中微量金属来源及其对降雨的响应机制.结果表明,地下河水化学组分表现出了较明显的规律,其中主要元素Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO-3等在降雨过程中稀释作用明显,而Al、Mn、TFe、Cu、Pb、Zn、Cd等金属元素对降雨响应敏感,其质量浓度在降雨过程中有所升高,相应质量浓度曲线均表现出多峰值特点,且在最大降雨发生后第9 h达到最大峰值.推断水岩作用、河底沉积物再释放和水土流失是导致河水金属元素浓度增高的原因,金属元素不同来源及地下河双入口的结构特征是形成金属元素质量浓度曲线多峰值的原因,其中水岩作用引起的水化学变化较河底沉积物再释放和水土流失更敏感,而后者是导致河水重金属元素增加的主要原因.监测期间,溶质在地下河中的平均迁移速度约为0.47 km·h~(-1),污染物运移速度较快,因此,通过对岩溶地下河水化学动态的监测,掌握微量金属组分来源及迁移特性,对于地下河水环境污染治理具有重要意义.     

Fe(Ⅱ)活化过硫酸钠深度处理工业园区污水处理厂出水

采用Fe(Ⅱ)活化过硫酸钠(PS)技术对工业园区污水处理厂出水进行深度处理,通过响应曲面法考察了PS/COD、Fe(Ⅱ)/PS和pH对COD和TOC去除率的单独和联合效应.利用紫外-可见扫描、凝胶色谱及三维荧光等手段表征深度处理前后的有机物特性变化.结果表明,PS/COD和Fe(Ⅱ)/PS对COD去除影响极显著;而PS/COD、Fe(Ⅱ)/PS和pH对TOC去除均有显著影响.PS/COD和pH联合效应对COD去除影响显著.最优工艺条件PS/COD比3.47、Fe(Ⅱ)/PS比3.32、pH 6.5时,COD和TOC去除率为50.7%和60.6%.Fe(Ⅱ)-PS氧化能将大分子有机物转化为小分子,削减类蛋白质、类富里酸和类腐殖酸的含量.     

基于"压力-状态-响应"框架的长江上游防护林健康评价

长江上游防护林健康评价对提高防护林生态服务功能有着重要作用。基于“压力 状态 响应”分析框架，选取20项指标建立了长江上游防护林健康评价指标体系，并利用熵技术修正层次分析法确定评价指标体系的权重；运用等级赋分法对评价指标无量钢化，使不同区域的防护林健康评价结果具有可比性。利用健康指数法对官司河流域的主要防护林群落马尾松林、柏树林、栎树林、松柏混交林、桤柏混交林健康水平进行定量化研究。评价结果表明：官司河流域防护林综合健康指数为46.95，各种类型防护林健康指数从高到低依次为：栎树林(55.43)＞桤柏混交林(52.54)＞松柏混交林(50.84)＞柏树林(49.68)＞马尾松林(38.92)。研究结果对于长江上游防护林的空间配置与结构优化有一定的参考价值。     

基于响应曲面法优化烧结烟气脱硫灰改性工艺

采用BOX-Behnken的中心组合实验设计及响应面分析方法对半干法烧结烟气脱硫灰进行改性研究,得到脱硫灰转化率的预测模型。结果表明:通过该预测模型可以很好地描述脱硫灰的转化率与反应温度、反应时间和气固比等重要操作参数之间的关系,R2=0.9903。因素分析表明,反应温度对脱硫灰的转化率影响最大,同时反应温度和气固比的交互作用与反应温度和时间的交互作用对脱硫灰的转化率的影响作用相同。利用得到的改进预测模型可以计算脱硫灰的转化率。     

对普光气田油菜的二氧化硫熏气实验

为探讨普光气田废气对周围农作物的影响和生物监测方法,选择气田周边油菜作为受试样本,对其进行二氧化硫现场熏气实验。结果表明,油菜在受到1.43 mg/m3浓度、3小时二氧化硫熏气后,植株耐受,不产生明显受害症状;叶片含硫量、MDA含量、可溶性蛋白含量等指标的测定结果与二氧化硫熏气浓度、熏气时间存在显著的相关关系。     

陕西省产业结构演变的城市化响应地域差异分析

将产业结构演变的城市化响应系数作为衡量区域产业结构演变城市化响应强度的变量指标，运用变异系数和离差分析方法对陕西省产业结构演变的城市化响应进行类型划分，可划分为强响应区、中等响应区、弱响应区三种类型区；运用广义脉冲响应法对三种类型区分别进行产业结构演变城市化响应系数与各影响因素之间相关性的动态研究，探讨陕西省产业结构演变的城市化响应时至差异性。     

基于景观尺度的流域土地覆被变化及其水文响应

水资源短缺已成为限制华北地区社会经济发展的主要因子之一，其中山区来水减少问题已成为该区域水资源研究亟待解决的关键问题。采用景观格局分析法及统计学方法对华北土石山区典型流域--红门川流域土地/覆被变化及其水文动态响应进行分析。结果表明：(1)1990～2005年流域景观呈破碎化趋势，其中，优势景观林地在研究时段内面积变化不大；耕地、建设用地面积增加趋势显著，增幅分别为431%和444%；水域减少趋势最为明显，减幅达208%。(2)土地利用/覆被变化对流域径流有显著调节作用：随着土地结构不断优化，森林、耕地面积的增加，1998～2005年流域平均年径流系数较1990～1998年下降77%；丰、平和枯水年径流系数则分别减少64%、31%和85%；当剔除降水因素后，土地利用景观结构优化使得月径流系数减少16%～100%。(3)土地利用/覆被变化对流域径流的调节作用呈现季节性,植物生长季径流调节尤为显著     

脂肽类生物表面活性剂液体发酵条件的响应面优化

通过Plackett-Burman和Box-Behnken实验对解淀粉芽孢杆菌XZ-173液体发酵生产表面活性素进行了响应面优化研究。首先使用Plackett-Burman实验对影响表面活性素产量的17个因素进行显著性筛选,结果表明,MnSO4、CuSO4、温度和转速为显著性因素。再运用Box-Behnken实验对这4个显著因素的取值进一步优化,得到各因素优化后的数值分别为4.4 mg/L(MnSO4)、0.18 mg/L(CuSO4)、29℃(温度)和163 r/min(转速)。响应面分析结果表明:该菌株产生表面活性素的最佳培养基为:葡萄糖15 g/L,蛋白胨5 g/L,L-谷氨酸钠6 g/L,KH2PO40.8 g/L,MgSO40.4 g/L,KCl 0.4 g/L,酵母提取物3 g/L,L-苯丙氨酸2.5 mg/L,MnSO44.4 mg/L,CuSO40.18 mg/L,FeSO40.12 mg/L;最适培养条件:pH 7.5,温度29℃,转速163 r/min,接种量5%,装液量50 mL/250 mL,摇床培养36 h。在优化后的条件下,表面活性素实际产量为336 mg/L,实际实验结果与模型预测结果相一致。表面活性素采用HPLC技术分离,发现其在浓度仅为50 mg/L时EI24就可达到70%以上,反映了表面活性素优异的乳化活性以及广阔的应用前景。     

响应曲面法优化复合絮凝剂的制备工艺

为了提高染料废水中COD和色度的去除效果,采用响应曲面法对聚硅酸类新型复合絮凝剂的制备工艺进行了优化实验研究。在单因素实验基础上采用Box-Behnken Design(BBD)实验设计方法,设计出了影响染料废水处理效果的3因素3水平共15组实验,其中n(Fe+Al):n(Si)的摩尔比为4～6,n(B+Mg):n(Si)的摩尔比为0.3～0.7,熟化时间为1～3 d。根据15组实验结果,以COD去除率和色度去除率为响应值分别建立了二次多项式响应曲面模型。模型优化结果显示,在n(Fe+Al):n(Si)摩尔比为5∶1,n(B+Mg):n(Si)为0.5∶1,熟化时间为2 d的条件下,制备得到的新型复合絮凝剂聚硅酸铝铁硼镁具有最佳的絮凝处理性能和脱色效果,能有效去除染料废水中的COD和色度,其中出水色度接近于0,COD的去除率达到87.65%,模型验证实验进一步验证了本文所建立的响应曲面法在复合絮凝剂制备工艺优化中的有效性。     

广州市某垃圾填埋场土壤磁学特征及其对重金属污染响应

为研究垃圾填埋场土壤重金属与环境磁学特征的关联，采集了广州市某垃圾填埋场41组土壤样品进行磁学和地化分析。磁学参数测定结果表明，土壤磁性以人为输入为主，组分主要是软磁性矿物，颗粒较粗。磁性矿物学研究表明，磁性颗粒物主要是磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿，可能还有针铁矿。重金属与磁学参数相关性分析表明，Zn存在于各种粒径的磁性颗粒物中，Cu、Cr与单畴和多畴磁颗粒共存，Pb、As与较粗的硬磁性矿物共存，Hg与多种矫顽力不同的磁性矿物共存，Ni、Cd与所有磁学参数都未有显著相关关系。可见，一些重金属与磁性颗粒物之间存在伴生关系。