基于多时相遥感数据的村镇聚落格局演化及机理研究——以江苏省为例

快速城市化背景下,村镇聚落的空间格局正在经历前所未有的变革和重塑过程,探寻其演变规律、研判其背后动力机制对于实现城乡统筹发展意义重大.基于多时相遥感影像的村镇点位数据,运用最近邻比率、核密度、空间自相关等GIS和统计分析方法,以江苏省为例,从省域和县域尺度探讨快速城市化地区村镇聚落格局及演变机理.结果表明:(1)省域尺度上,江苏省村镇聚落整体呈集聚分布,但集聚态势略有减弱;核密度的区域差异显著,整体东部小于西部,苏北连续性较强而苏南较为破碎;密度核心普遍收缩,苏南地区收缩最为显著.(2)县域尺度上,村镇聚落集聚格局依旧,与省域尺度一样,其集聚程度随时间推移而降低;冷热点分布较为分散,"热点区"主要分布在苏北地区,"冷点区"均位于苏南地区;时间维度上,"热点区"有扩大趋势,"冷点区"则呈收缩之势;苏南和苏北地区的村镇聚落格局在该尺度上变化均较为明显.(3)演变机理上,自然地理、社会经济、政策制度和其他因素共同作用于村镇聚落空间演化过程,在本文研究时段内,交通、城市化和政策3个因子对江苏省村镇聚落的格局改变具有显著性.     

顶空固相微萃取-气相色谱法测定饮用水中的百菌清

建立了顶空固相微萃取(HS-SPME)-气相色谱法(GC-ECD)分析饮用水中百菌清的方法。对HS-SPME的各项参数进行了优化:萃取纤维应选择弱极性的聚二甲基硅氧烷(PDMS,100μm),水样分析前应加入一定量的H2SO4溶液和Na Cl固体,调节pH和离子强度,可显著提高萃取效率。萃取温度70℃,萃取时间30 min,搅拌速度250 r/min,解吸时间3 min。根据优化后的条件,从线性、检出限、回收率、精密度等方面对整个方法进行了验证,结果表明,该方法线性良好,相关系数大于0.999,回收率与精密度均符合要求。取样量为10.0 mL时,检出限为0.09μg/L,可完全满足饮用水分析的需要。     

高效液相色谱法测定土壤中多环芳烃的条件优化

研究了加速溶剂萃取(ASE)、固相萃取柱净化(SPE)、高效液相色谱仪(HPLC)联合测定土壤中16种多环芳烃(PAHs)的分析方法,选择以正己烷/丙酮(1+1,V/V)作为ASE提取溶剂,提取液经SPE硅胶小柱净化,正己烷/二氯甲烷(1+1,V/V)进行洗脱,洗脱体积为10 m L,洗脱液经旋转蒸发浓缩至近干,过0.22μm有机滤膜,用乙腈定容至1 m L,最后用HPLC-紫外检测器对提取液中16种PAHs进行定量分析。土壤中16种PAHs的方法检出限为2.8~4.9μg/kg,加标回收率为81.9%~102%,相对标准偏差为2.5%~6.2%,完全满足土壤中PAHs分析的质量控制要求,该法稳定性好、准确度高、可操作性强,适合于土壤样品中16种PAHs的准确测定。     

机器学习在有机固废全链条处置中的应用进展

有机固废热转化过程会发生一系列复杂的热化学反应，给深入理解其机理、优化转化过程技术参数及实现产物定向调控等带来挑战。基于数据驱动的机器学习建模方法可推动有机固废的智能化和精细化处置。综述了基于机器学习的智能建模方法在有机固废全链条处置中的应用，总结了机器学习对有机固废上游产生量与理化特性、中游热转化过程及产物特性、下游产物利用与效益评估等的预测并对比了不同模型的适用场景及优缺点，以期构建有机固废全链条智能化处置方案，实现集无害化、减量化、资源化、高值化及智能化于一体的有机固废高效处置模式，为实际固废的有效管理提供一定的指导意义。     

固相微萃取—气相色谱法测定水中痕量硝基苯类化合物

建立了固相微萃取种类与气相色谱联用测定地下水中12种硝基苯类化合物的分析方法,对萃取头种类、萃取时间、萃取温度、进样口衬管种类等分析条件进行了优化。实验结果表明,该方法的检出限为0.001~0.050 μg/L,线性范围0.005~500 μg/L（相关系数大于0.997）,加标回收率为72.1%~122.0%,相对标准偏差为3.65%~12.60%。应用该方法对地下水及地表水样品进行分析,结果表明该方法具有环保、灵敏、快速、简便等特点,适用于水中痕量硝基苯、硝基甲苯类化合物和硝基氯苯类化合物的测定。     

氢气压力和进水流速对氢基质生物膜反应器同步去除溴酸盐和高氯酸盐的影响

为了考察氢基质生物膜反应器(MBfR)中氢气压力和进水流速对溴酸盐(BrO_3~-)和高氯酸盐(ClO_4~-)同步去除的影响,基于短期系列实验,研究了不同氢气压力和进水流速下BrO_3~-和ClO_4~-的去除效率、去除通量、当量电子转移通量及还原反应动力学。结果表明:氢气压力从0.02 MPa提高至0.08 MPa时,BrO_3~-和ClO_4~-的去除率分别升高了12.5%和17.2%,去除通量分别升高了0.001 2 g·(m~2·d)~(-1)和0.002 g·(m~2·d)~(-1),但BrO_3~-和ClO_4~-去除率并未随氢气压力持续升高而呈线性升高趋势;当进水流速从1.0 mL·min~(-1)提高至4.0 mL·min~(-1)时,BrO_3~-和ClO_4~-的去除通量由0.005 g·(m~2·d)~(-1)和0.006 g·(m~2·d)~(-1)分别升高至0.014 g·(m~2·d)~(-1)和0.017 g·(m~2·d)~(-1),但BrO_3~-和ClO_4~-的去除率BrO_3~-和ClO_4~-的去除率明显降低;结合还原反应动力学研究,MBfR运行效能最佳的氢气压力和进水流速分别为0.04～0.06 MPa和2.0 mL·min~(-1)。生物膜当量电子转移通量分析表明,反硝化对电子供体(氢气)的竞争性抢夺比BrO_3~-和ClO_4~-还原更加激烈;还原反应动力学级数揭示了BrO_3~-和ClO_4~-还原对进水流速加快的敏感性比氢气压力变化更加强烈。为了获得更高的污染物去除效能,可以适当控制进水流速和水中共存NO_3~--N的竞争性抑制。     

调理料添加比例对菇渣基质发酵效果的影响

为探讨废弃蘑菇基料菇渣改性生产有机栽培基质技术,直接采用菇渣为主要原料,以猪粪作为调理料进行好氧发酵,研究猪粪的不同添加比例对菇渣好氧发酵腐熟条件中的温度、挥发性固体(VS)、p H、全氮、全磷、种子发芽指数(GI)的影响。结果表明,猪粪适宜作为菇渣改性生产有机基质的调理料,发酵过程始终维持含水率在65%左右,3个处理高温持续时间均在5 d以上,满足基质无害化卫生标准要求,发酵完成后p H均符合腐熟基质标准,GI均达到60%以上。而猪粪添加量较少时,可以缩短进入高温发酵期的时间,堆体达到的最高温度较高,堆料腐熟较快,且最有利于氮素的保存和全磷的浓缩。综合以上实验结果表明,在菇渣发酵中添加15%的猪粪有利于改善发酵条件,提高堆体的养分含量。     

针对含砷硫酸烧渣酸浸液的铁盐沉淀固砷

为考察含砷硫酸烧渣中酸浸脱砷效果和铁盐沉淀固砷行为,采用常温常压酸浸法脱除硫酸烧渣中的砷,并对进入浸出液中的砷以铁盐沉淀的形式脱除,进而对沉淀渣的浸出毒性进行研究。同时,研究了磨矿细度、酸浓度、固液比、浸出时间对硫酸烧渣中砷脱除效率的影响。结果表明,通过控制浸出参数可以将硫酸烧渣中砷的质量分数降低到0.2%以下,通过调节浸出液的pH和Fe/As摩尔比将其中的砷以沉淀的形式脱除。当Fe/As 2、pH=4～6时,溶液中砷浓度降到了0.5 mg·L~(-1)以下。沉淀砷渣主要是以非晶态的形式存在,提高铁砷比有利于提高砷渣稳定性,从而降低浸出毒性。在Fe/As=3、pH=6.04～6.22的条件下,得到的沉淀渣的浸出毒性为0.711 mg·L~(-1)。因此,通过酸浸脱除硫酸烧渣中的砷,进而采用铁盐沉淀的方法能够实现硫酸烧渣中砷的安全处置。     

无砂浆自嵌固砌体墙体抗震性能分析

提出了一种无砂浆自嵌固的砌体结构形式,主要目的是用于建造村镇低层住宅。通过合理的嵌固和填充设计,使这种新型砌体结构在保证足够抗震性能的同时,尽量降低结构造价,增快建设速度,同时降低对工人技术的依赖,特别适合我国经济不发达地区的村镇房屋建设。提出了水平、竖向都可以自嵌固的混凝土砌块。对砌块的抗压、抗剪强度,进行了数值计算,对3个不同高宽比的顶部受重复侧向位移作用的砌体墙进行了数值模拟。研究表明,该类砌体结构有良好的抗震承载能力和一定的变形能力。     

两相厌氧工艺处理高浓度丙烯酸生产废水

利用两相厌氧工艺处理高浓度丙烯酸生产废水。实验结果表明：在较高进水COD和容积负荷的条件下，系统具有良好、稳定的处理效果;在负荷提高及稳定运行阶段，将生活污水与丙烯酸生产废水的体积比调整为5∶1，容积负荷最大提高至12.3 kg/（m3·d），两相厌氧反应器可长期稳定运行，总COD去除率基本维持在90%以上，出水COD小于323 mg/L;当进水甲醛质量浓度为800~1 733 mg/L时，总甲醛去除率基本稳定在95.6%~99.3%;在负荷提高及稳定运行阶段，水解酸化相反应器和产甲烷相反应器的出水pH分别为6.2~7.6和7.6~8.1，出水总碱度分别为1 220~1 820 mg/L和1 800~2 620 mg/L。