复合生物阴极型微生物燃料电池处理废水及同步产电性能

为研究生物阴极在MFC（微生物燃料电池）中的应用,分别以粒径为2~4 mm的颗粒活性炭和粒径为2~4、4~8、8~12 mm的颗粒石墨为阴极基质材料,构建升流复合生物阴极型单室MFC,研究阴极基质材料的种类和粒径对MFC的产电性能和净水效能的影响.结果表明:当阳极基质材料为2~4 mm粒径的颗粒活性炭时,燃料电池中利用玻璃纤维取代离子交换膜,阴极基质材料为选用4~8 mm粒径颗粒石墨的反应柱产电量最大,为534 mV（外电阻为1 000 Ω）,最大功率密度达到631.6 mW/m3,库伦效率为3.82%;阴极的pH越低越有利于阴极的产电反应;不同阴极基质材料的MFC对COD_Cr去除率均在80%左右,TN、NH₄+-N及TP的去除率最高可分别达到79%、93%和34%.研究显示,阴极基质材料的种类和粒径对MFC的产电性影响较大,但对其净水效能的影响不大.      

Ambient volatile organic compounds pollution in China

Owing to rapid economic and industrial development, China has been suffering from degraded air quality and visibility. Volatile organic compounds (VOCs) are important precursors to the formation of ground-level ozone and hence photochemical smog. Some VOCs adversely affect human health. Therefore, VOCs have recently elicited public concern and given new impetus to scientific interest. China is now implementing a series of polices to control VOCs pollution. The key to formulating policy is understanding the ambient VOCs pollution status. This paper mainly analyzes the species, levels, sources, and spatial distributions of VOCs in ambient air. The results show that the concentrations of ambient VOCs in China are much higher than those of developed countries such as the United States and Japan, especial benzene, which exceeds available standards. At the same time, the ozone formation potential (OFP) and secondary organic aerosol formation potential (SOAFP) of various VOCs are calculated. Aromatics and alkenes have much higher OFPs, while aromatics have higher SOAFP. The OFPs of ambient VOCs in the cities of Beijing, Guangzhou and Changchun are very high, and the SOAFP of ambient VOCs in the cities of Hangzhou, Guangzhou and Changchun are higher.     

海洋功能区划保留区管控要求解析及政策建议

本文基于保留区选划的原因和分类,结合新一轮全国和省级海洋功能区划编制,汇总和比较全国、省级保留区管控规定,分析了目前各省保留区个数、面积、岸线长度、离岸距离等设置情况。据此,依据保留区内涵将保留区划分为五类,即功能待定区、发展预留区、整治修复预留区、保护缓冲区以及特殊功能预留区,分别提出五类保留区的使用管理要求和环境保护要求。最后,文章从保留区用海现状处理方式、开发利用条件、用海活动管理等方面提出政策建议。总体来说,保留区不允许随意利用但并不完全禁止利用,在不改变海域自然属性的前提下,当用海活动符合保留区用途及环境保护要求,不影响周边海域功能正常发挥的情况下允许进行开发利用。     

Impacts of climate variability and changes on domestic water use in the Yellow River Basin of China

We present a methodology for using a domestic water use time series that were obtained from Yellow River Conservancy Commission, together with the climatic records from the National Climate Center of China to evaluate the effects of climate variability on water use in the Yellow River Basin. A suit of seven Global Circulation Models (GCMs) were adopted to anticipate future climate patterns in the Yellow River. The historical records showed evidences of rises in temperature and subsequent rises in domestic water demand in the basin. For Upstream of Longyangxia region, the impact was the least, with only 0.0021?×?10⁸ m³ for a temperature increase of 1 °C; while for Longyangxia-Lanzhou region, domestic water use was found to increase to 0.18?×?10⁸ m³ when temperature increases 1 °C. Downstream of Huayuankou was the region with the most changes in temperature that gave the highest increase of 1.95?×?10⁸ m³ in domestic water demand for 1 °C of change of temperature. Downstream of Huayuankou was identified as the most vulnerable area, where domestic water demand increases nearly by 42.2 % with 1 °C increase of temperature. Judging from the trends of temperature range, we concluded that future temperature in Yellow River Basin has an increasing tendency. This could worsen the existing issues of domestic water demand and even more to trigger high competition among different water-using sectors.     

因子分析在黄河上游干流地区滑坡灾害中的应用

黄河上游地区干流滑坡灾害频繁发生,造成了严重的经济损失和人员伤亡。对该区滑坡灾害进行研究,对于指导该区的抗灾、减灾和预防工作意义重大。采用遥感技术和野外采样实测,获取了研究区的129处滑坡灾害数据,进而对滑坡灾害影响因素进行了因子分析。通过因子分析,得到公因子,并对公因子命名。在此基础上,计算了因子得分及综合得分,并对其进行了排序。研究结果表明:灾害数据变量之间有较强的相关性,滑坡发生主要受到滑体标高因子、滑体外形因子、地表因子、环境因子和滑体性质5个公共因子的影响。滑体标高、环境特征和滑体性质对滑坡的影响较大,滑体外形因素和地表因素对滑坡发生的影响相对较小。     

崇明东滩湿地干湿交替过程脲酶活性变化初探

以典型滨海湿地——崇明东滩为原型区域,采集湿地沉积物及海水样品,通过土柱模拟方法(30、35、40℃),研究了半月潮(15d左右为周期的"大潮")与日潮(一个太阴日内出现的涨潮和落潮)水分生态过程沉积物脲酶(Urease)活性及溶解性有机氮(DON)与铵态氮(NH+4-N)含量等的变化,计算了Urease活性的表观温度敏感性系数(Q’10),旨为揭示典型滨海湿地潮汐驱动下周期性干湿交替过程沉积物Urease活性的变化规律.半月潮过程,干燥沉积物(1%~3%)淹水后,Urease活性迅速增加.随着沉积物变干,酶活性逐渐下降.Urease活性对沉积物水分变化的敏感性随干湿交替频次的增加而下降.日潮过程对Urease活性的影响较小.30、35、40℃下,酶活性分别为(0.067±0.018)、(0.143±0.027)、(0.028±0.011)g·(10 g·h)-1.相比较而言,半月潮过程Urease活性明显低于日潮过程.这表明,干湿交替显著降低了沉积物Urease活性(30、35℃).半月潮过程中,沉积物Urease活性Q’10的最高值出现在35~40℃,而日潮过程中出现在30~35℃.因此,干湿交替可能增高了Urease活性Q’10的温度响应范围.此外,半月潮过程中,Urease活性主导着沉积物NH+4-N含量的变化(30、35℃),但其与DON含量之间并无显著相关性.日潮过程Urease活性与NH+4-N和DON含量之间均不显著相关.     

Fe3O4@SiO2-NH2磁性复合材料对水中单宁酸的吸附性能研究

通过简单方法制备出Fe3O4@SiO2-NH2磁性复合材料,并利用XRD、FT-IR、VSM和SEM等手段对其物理化学性质进行了表征,最后对水中单宁酸进行了吸附性能研究.结果表明,所制备复合材料上的氨基基团(N—H的特征吸收峰出现在1549.53cm-1)能够与单宁酸上的酚羟基反应,使—NH2质子化形成NH+3,并利用良好的磁性(42.5emu.g-1)使单宁酸从水中分离去除;对单宁酸的吸附符合Langmuir吸附模型和拟二级吸附动力学方程;在pH=6时,基于氢键和静电吸附的协同作用,吸附能力达到最强,为85.18mg.g-1(吸附温度为25℃,吸附时间为60min).研究证实,Fe3O4@SiO2-NH2磁性复合材料与Fe3O4@SiO2和SiO2相比,对单宁酸有更好的吸附性能,同时通过外磁场可以达到固液分离的效果.     

二氧化钛复合型催化剂制备及其微波辅助催化氧化甲苯性能

实验采用溶胶凝胶法和传统浸渍法制备了TiO2-分子筛复合载体及复合载体负载过渡金属与稀土元素催化剂,通过微波辅助催化氧化甲苯的性能实验考察其催化活性.结果表明,复合TiO2明显提高了载体结构的稳定性与耐温性,并使过渡金属铜(Cu)、锰(Mn)和稀土元素铈(Ce)等活性组分在催化剂表面的分散更均匀;在复合载体吸附、吸波性能与多相活性组分催化的共同作用下,Cu-Mn-Ce/TiO2-分子筛催化剂微波辅助催化氧化甲苯的完全燃烧温度仅为175℃,此时甲苯去除率可达99％;15 h的连续性实验表明,TiO2复合型催化剂具有良好的催化活性与稳定性.由催化剂表征分析结果可知,活性组分颗粒的均匀分布与铜、锰氧化物及铜锰尖晶石固溶物等活性相的存在促进了甲苯的催化氧化,锐钛矿型TiO2较高的电子迁移速率与催化剂孔径的增大均有助于甲苯的氧化降解.     

2株降解菲的植物内生细菌筛选及其降解特性

为了获得具有菲降解特性的植物内生细菌,通过选择性富集培养,本研究从多环芳烃污染区植物体内分离得到2株能够降解液体培养基中高浓度菲(200 mg·L-1)的植物内生细菌(菌株P1和P3).经形态观察、生理生化特征鉴定和16S rDNA序列同源性分析,分别将菌株P1和P3鉴定为寡养单胞菌属(Stenotrophomonas sp.)和假单胞菌属(Pseudomonas sp.)的细菌.菌株P1和P3均为好氧生长,28℃、150 r·min-1摇床培养7 d,2株菌对无机盐培养基中菲(100 mg·L-1)的降解率均高于90%.条件实验表明,温度20～30℃,pH 6.0～8.0,盐含量0%～4%,装液量10～30 mL(100 mL三角瓶)2菌株生长良好且对菲降解率高于70%.其最适生长和降解温度为30℃,pH为7.0,盐含量≤4%,装液量≤30 mL.综合比较2株菌对菲的降解特性,P1菌株高温耐受性稍强,而P3菌株对环境pH改变和缺氧的耐受性稍强.     

新安江流域土地利用结构对水质的影响

以新安江上游流域为研究区域,用该流域2010年5月TM遥感影像图作为底图,通过实地野外调查获取了新安江流域的土地利用图.运用ArcGIS的水文、空间分析功能,将流域划分为8个子流域,并分析各子流域的土地利用结构.根据2010年1～12月的水质监测数据,分析TN、TP、高锰酸盐指数、NH4+-N、粪大肠菌群的时空变化特征,以及与土地利用结构之间的定量关系.结果表明,TN和NH4+-N有明显的时间变化特征,为枯时期>丰水期>平水期,而其他几种指标没有明显的时间变化.在空间上,整体上呈现出渔梁、浦口污染最为严重.流域内土地利用结构与水质之间的相关关系表现为:耕地、水体、建筑用地起源作用,林地、草地起汇作用.在年度上看,耕地对TN、NH4+-N、高锰酸盐指数影响最大,草地对TP影响最大;不同水期上,枯水期和丰水期,对各指标影响最大的土地利用类型为耕地,在平水期,对TN、TP、粪大肠菌群影响最大的土地利用类型分别为耕地、草地、林地.