可见光响应型CuO/BiVO4的光催化活性研究

采用浸渍法制备了CuO/BiVO4光催化剂,通过X射线衍射(XRD)、热重/差示扫描量热(TG/DSC)和傅立叶红外光谱(FTIR)对其进行了表征,并在可见光照射下考察了其光催化氧化亚甲基蓝(MB)的动力学特性。结果表明,Cu的掺杂并未改变BiVO4的晶型结构;Cu(NO3)2/BiVO4在热处理(30～300℃)过程中,NO3-已经完全分解,Cu最终以CuO的形式存在于CuO/BiVO4光催化剂体系中;掺杂不同量Cu的CuO/BiVO4中的Cu2+/Bi+(摩尔比)实测值与理论值相近,该系列光催化剂的合成过程具有较高的可信度;在可见光照射下,CuO/BiVO4光催化降解MB反应符合表观一级反应动力学特征;当Cu2+/Bi+为0.050时,反应动力学速率常数(k)达到最高值(0.4334h-1),此时的k比单体BiVO4作用下的提高了1.04倍;由于异质结的存在,CuO/BiVO4与单体BiVO4相比,电子和空穴的利用率大大增加,使得CuO/BiVO4的光催化活性较单体BiVO4有了大幅度提高。     

海泡石负载型纳米零价铁对水中Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的去除研究

针对日益突出的水体重金属污染问题,采用液相还原法制备海泡石负载纳米零价铁(S-nZVI),并研究其对Cu(II)、Zn(II)的去除效果.同时,利用比表面积与孔径分析(BET)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)对制备出的材料进行表征,研究pH、S-nZVI投加量、重金属离子溶液初始浓度对去除率的影响,拟合S-nZVI材料去除Cu(II)、Zn(II)的动力学模型和吸附等温模型,并对反应后的S-nZVI进行回收及再生.结果表明,液相还原法可以成功制备出S-nZVI,且颗粒分布均匀.在60 min左右,S-nZVI对Cu(II)、Zn(II)的去除达到平衡.Cu(II)、Zn(II)的去除率随着pH值的升高而升高.当Cu(II)、Zn(II)溶液初始浓度为20 mg·L~(-1)时,最佳S-nZVI投加量分别为0.030、0.050 g,此时去除率分别为98.98%、98.97%.当Cu(II)浓度为90 mg·L~(-1)时,S-nZVI材料对Cu(II)的去除量最大,为127.57 mg·g~(-1);对Zn(II)来说,当浓度为110 mg·L~(-1)时去除量最大,为109.13 mg·g~(-1).去除过程符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型.S-nZVI可通过外加磁场进行回收,5次再生处理后其对Cu(II)、Zn(II)的去除率仍维持在96.84%、80.25%.实验结果显示,S-nZVI在废水除Cu(II)、Zn(II)领域具有很好的应用前景.     

萘降解菌N19-3的分离、鉴定和萘双加氧酶基因的检测

从石油污染土壤中分离到一株高效降解萘的N19-3菌株. 经形态观察、生理生化实验和16S rDNA序列分析等鉴定其为丛毛单胞菌属（Comamonas sp.）. 该菌株能在30 ℃,30h内将1 000mg/L的萘完全降解. 降解萘的适宜温度为20～30 ℃, 适宜pH为7.0～9.0. 0.1mmol/L的Ca2+和Fe3+对N19-3菌株降解萘有较强的促进作用, 0.1 mmol/L的Mn2+和Zn2+对N19-3菌株的生长和萘的降解也有一定的促进作用, 而0.1 mmol/L的 Cu2+则完全抑制了N19-3菌株的生长和萘的降解. 通过PCR方法在N19-3菌株中扩增出分别与C. testosteroni H菌株的萘双加氧酶铁硫蛋白大亚基基因（pahAc）与双加氧酶铁硫蛋白小亚基基因（pahAd）高度同源的核苷酸片断.      

欧洲环境空气臭氧污染防治历程、经验及对我国的启示

随着《大气污染防治行动计划》和《打赢蓝天保卫战三年行动计划》的深入实施,我国环境空气质量总体得到明显改善,大气颗粒物污染整体减轻,与此同时臭氧污染问题逐渐凸显,臭氧已成为继PM_2.5后影响城市空气质量改善和达标管理的另一主要空气污染物.欧洲作为国际上较早开始关注臭氧污染的地区之一,虽然尚未完全解决这一问题,但已取得了一定成效并积累了较为丰富的经验.目前我国的臭氧污染防治工作尚处于起步阶段,面临着多方面的挑战,研究欧洲臭氧污染防治经验对推进我国臭氧防控具有重要的指导意义.该研究全面收集和整理了欧洲国家臭氧污染防治相关法律法规、标准和管理制度等资料,梳理欧洲国家臭氧污染防治历程,分析欧洲国家臭氧前体物排放量变化趋势及臭氧污染演变特征;在此基础上,总结欧洲臭氧污染防治经验,结合对我国目前开展的臭氧污染防治工作以及存在不足的分析,得出对我国臭氧污染防控的几点启示:①加强臭氧污染防治顶层设计;②完善基础支撑科技能力建设;③深化臭氧污染防治科学研究;④加快长效环境行动计划的制定;⑤构建区域协调与协作机制.      

鄱阳湖生态环境监测布点现状及优化建议

通过分析环保、水利、国土、农业、林业、气象和高等院校科研单位等现有监测点位,提出鄱阳湖生态环境监测布点建议。在空间尺度上设置8个中心站,34个监测点,26个监测断面,当星子水位高于15. 99 m时加设12个监测断面;人类生产活动监测范围以环湖11县区覆盖范围为边界,生态环境监测范围小于人类生产活动监测范围;在时间尺度上以月为最大单位,每月采样时间在当月下旬且在采样当天前5天未降雨;气象、环保和水利等部门设置监测点要统一;生物多样性监测点在气象、水文和水质监测点半径5 km内设置。     

基于逻辑回归的地震滑坡易发性评价——以汶川地震、鲁甸地震为例

准确评估地震诱发的滑坡风险,并及时绘制滑坡易发风险图是灾害应急救援的科学前提和理论基础。目前机器学习在滑坡敏感性评估中具有广泛应用,但大多数研究缺乏对模型的普适性探讨,且该类预测模型缺乏定量评价地震动参数对模型精度的影响。该文以2008年5月12日的汶川8级地震和2014年8月3日的鲁甸6.5级地震为例,先通过相关系数及方差膨胀因子选择地震滑坡的影响因子构建数据库,并随机按照7∶3的比例分为训练集和测试集,再分析影响因子在滑坡和非滑坡样本中的频数分布,最后分别利用两次地震的训练集建立逻辑回归模型(Logistic Regression, LR)进行精度验证和易发性评估。结果显示模型在同一次地震的测试集下均达到较高的预测精度(>90%);但是基于汶川地震构建的模型对鲁甸地震诱发滑坡的预测精度整体下降了14%。此外,地震动参数(Modified Mercalli Intensity Scale, MMI)对模型预测精度贡献在5%~29%。结果表明基于历史地震事件建立的模型对未来地震引发滑坡的预测中仍具有较大的局限性,需要增加不同地区不同震情的样本量和新的机器学习方法提高预测模型的普适性。     

基于能源结构的IGT模型对CO2排放量的研究

将能源结构指标Es引入到IGT模型中,并用模糊矩阵对Es进行计算,同时,采用马尔可夫模型对湖南省能源结构进行预测,结果显示:到2020年,湖南省煤、石油、天然气、水电在一次能源消费中的占比为:54.75%:10.75%:2.75%:26.24%;在此能源结构的基础上,用基于能源结构的IGT模型对湖南省CO2排放量进行预测,预测结果显示:2020年湖南省CO2排放量为48 787.23万吨,是2010年的1.51倍,但其单位GDP的CO2排放量仅为1.19吨/万元,比2010年下降41.6%;2020年因能源结构优化而减排的CO2量为7 049.79万吨,占当年CO2排放总量的14.45%。此外,当湖南省单位GDP年均节能率达到7.8%左右时,其CO2排放量将维持2010年的水平不变,从而实现经济增长和CO2排放量的脱钩。     

耐高温α-淀粉酶基因在枯草芽孢杆菌中的高效表达

高温α-淀粉酶是发酵行业用量最大的酶类,为了实现高温α-淀粉酶基因的高效表达,本研究比较了不同启动子对地衣芽孢杆菌的耐高温α-淀粉酶基因在枯草芽孢杆菌中表达的影响.分别用强启动子P43和地衣芽孢杆菌的耐高温α-淀粉酶基因自身启动子构建了表达载体pP43NMK-amy和pUBCl9-amy,并在枯草芽孢杆菌BacillussubtilislA752S中进行表达.结果表明,与地衣芽孢杆菌的耐高温α-淀粉酶基闪自身启动子相比,采用P43启动子的耐高温α-淀粉酶其表达水平提高了8.9倍.而且在枯草芽孢杆菌B.subtilislA752S中分泌表达的α-淀粉酶仍具有耐高温的特性,酶反应的最适温度为90℃,表明酶的热稳定性南蛋白质本身的氨基酸序列决定的.     

脂肽类生物表面活性剂产生菌的分离及特性研究

从石油污染土壤中分离筛选获得一株产生生物表面活性剂菌株Y8A,经生理生化实验、16S rDNA序列分析等将其鉴定为芽孢杆菌属（Bacillus sp.）.Y8A能在22h内将发酵液的表面张力从68.3mN·m-1降到23.5 mN·m-1.经TLC和傅立叶红外光谱分析, 菌株Y8A产生的生物表面活性剂为脂肽类.20mg·L-1 Ca2+和Fe2+能显著促进其生长和表面活性剂的产生;菌株Y8A在20～30℃,pH 5～12范围内产生表面活性剂的能力较强;LB培养基中添加1%乳糖对生长的影响不大,但能够明显促进Y8A产生生物表面活性剂,而葡萄糖、蔗糖抑制表面活性剂的产生.Y8A能够促进石油降解菌Y1D和F11对石油的降解和功夫菊酯降解菌ZZH对功夫菊酯的生物降解.     

美国人为源VOCs管控经验及其对我国的启示

“十四五”期间加强对PM_2.5和臭氧(O₃)共同前体物VOCs的有效管控,对于我国持续改善环境空气质量非常关键,但目前人为源VOCs管控仍然是我国大气环境管理中的短板,我国亟待构建有效的人为源VOCs管控机制. 美国自20世纪50年代开始关注人为源VOCs管控,历经70多年取得了较为明显的成效. 学习借鉴美国人为源VOCs管控经验将有利于推动我国人为源VOCs的管控. 本文全面梳理了美国人为源VOCs的管控历程,总结其成效与经验,结合对我国自2000年以来人为源VOCs的管控状况与所存在不足的分析,提出“十四五”期间我国人为源VOCs管控建议. 研究发现,美国在人为源VOCs管控中,通过逐渐厘清VOCs的定义、认清VOCs与O₃、PM_2.5污染间的联系,逐步推进VOCs管控工作,逐渐形成了集科学认识、技术支撑、政策支持与公众参与为一体的有效的VOCs管控体系,因而在人为源VOCs排放量降低及有毒有害污染物、O₃、PM_2.5浓度降低方面取得了较为显著的成效. 目前我国人为源VOCs管控在管控框架、基础支撑、制度保障等方面均存在不足,为有效推进我国“十四五”期间人为源VOCs的管控,建议加强以下工作:①优化管控体系;②提升基础能力;③完善制度保障;④促进创新发展;⑤调动公众参与.