缝洞型管道瓦斯爆炸特性数值模拟研究

为探究采空区遗煤、松散破碎岩块对瓦斯爆炸的影响，建立缝洞型管道模型，采用数值模拟与理论分析结合方法研究采空区内缝洞型管道内瓦斯爆炸的传播规律及管道长径比对瓦斯爆炸过程中速度与冲击波的影响。研究结果表明:在缝洞型结构内，随着火焰沿管道向前传播，各监测点速度逐渐变大、压力先增加后降低，而压力上升速率则表现出不规则的变化；缝洞结构加剧了火焰燃烧的剧烈程度，提高了管道内各监测点的温度峰值；在缝洞型管道内随长径比r增加，各监测点最大压力峰值以及速度大小依次降低。     

丰水期东洞庭湖超微型浮游藻类时空分布特征及其影响因子

超微型浮游藻类(3μm)主要包括超微蓝藻(PCY)和超微真核藻(PPEs),是浮游生态系统的重要组成部分,在水体物质循环和能量流动中起着重要作用.为了解通江湖泊中超微藻动态变化特征及其关键影响因子,于2019年洞庭湖丰水期(5～8月)每月对东洞庭湖进行采样调查,研究了丰水期间东洞庭湖超微藻生物量和丰度的时空演变规律及其与环境因子的关系.结果表明,东洞庭湖丰水期超微藻生物量和丰度均表现出显著的时空演变规律(P0.05).整个丰水期间,超微藻Chla平均浓度为8.52μg·L~(-1),其对总浮游藻类Chla的贡献率平均为41.6%;从5～8月,随着水温的增加,超微藻Chla浓度不断增加,尤其是东洞庭湖北部湖区和南部湖区;东部行洪道超微藻Chla浓度全湖最低.PCY是东洞庭湖超微藻的主要优势藻,其丰度平均是PPEs的3.4倍.PCY和PPEs丰度表现出相似的时空分布规律:时间上,从5～8月均呈现先增加后降低的趋势;空间上,随着丰水期的推移,超微藻丰度峰值由北部湖区向南部湖区迁移,到8月丰水期末期超微藻丰度逐渐降低,北部湖区超微藻丰度最高.分析结果表明,丰水期超微藻表现出了显著的时空分布规律,水位和N∶P比是影响东洞庭湖PCY和PPEs丰度组成比例变化最重要的因子.     

采砂迹地型湿地恢复过程中植物群落分布与土壤环境因子的关系

利用TWINSPAN（双向指示种分析）和CCA排序（典范对应分析）的方法,对北京西卓家营采砂迹地型退化湿地植被进行了群落类型划分,并探讨了湿地植被空间分布与土壤环境因子关系,确定了影响湿地植被空间分布的关键因子。结果表明：38个样方40个植物种可划分为7个群落类型,即茭白＋针蔺群落（Zizania latifolia＋Eleocharis congesta）;牛鞭草＋旋覆花＋野艾蒿＋竹节灯心草＋茵陈蒿＋扁杆藨草群落（Hemarthria sibirica＋Inula japonica＋Artemisia lavandulifolia＋Juncus turczaninowii＋Artemisia capillaries＋Scirpus planiculmis）;千屈菜＋苣荬菜＋小香蒲群落（Lythrum salicaria＋Herba Sonchi Brachyoti＋Typha minima）;竹节灯心草＋问荆＋酸模叶蓼＋芦苇群落（Juncus turczaninowii＋Equisetum arvense＋Polygonum lapathifolium＋Phragmites australis）;针蔺＋扁杆藨草＋茵陈蒿＋野艾蒿群落（Eleocharis congesta＋Scirpus planiculmis＋Artemisia capillaries＋Artemisia lavandulifolia）;鬼针草＋狗尾草＋香蒲群落（Bidens pilosa＋Setaria viridis＋Typha orientalis）和朝天委陵菜＋猪毛菜＋大刺儿菜＋稗群落（Potentilla supine＋Salsola collina＋Cephalanoplos setosum＋Echinochloa crusgalli）。植物群落物种和土壤因子的CCA分析表明：益母草、大车前、猪毛菜主要受土壤pH的影响;茭白主要受氨氮、土壤有机质（SOM）的影响;马唐、鸡眼草主要受土壤全氮（TN）和Mg2＋的影响;针蔺、狼杷草受土壤K＋的影响;苦苣菜、苣荬菜、牛鞭草主要受土壤Na＋的影响;黄香草木犀主要受土壤Cl-的影响;灰绿藜、大刺儿菜、球穗莎草主要受土壤NO3-的影响;扁杆藨草、小香蒲主要受全磷（TP）和含水率的影响。研究结论将为采砂迹地型湿地恢复提供科学支持。     

综采工作面双重空气幕隔尘技术数值模拟研究

为提高空气幕隔尘性能,改善采煤机司机主要活动区域作业环境,提出双重空气幕阻止截割粉尘扩散至采煤机司机主要活动区域。利用ICEM进行了建立综采工作面三维几何模型,采用气-固两相流理论建立数学模型,并利用FLUENT软件对空气幕隔尘性能进行了数值模拟研究。模拟结果表明:涡流致使截割粉尘污染人行道;单条空气幕射流发生扭曲,致使截割粉尘透过速度低位区扩散至人行道上方区域;双重空气幕能够削弱外侧空气幕对粉尘的卷吸作用,同时内侧空气幕能够加强涡流并将粉尘限定于涡流区内,说明双重空气幕能够降低粉尘对司机主要活动区域的污染。     

碱蓬修复黄河三角洲原油污染土壤试验研究

原油污染已经成为黄河三角洲滨海湿地生态系统退化的重要影响因素,开展植物修复关键技术的研究对于退化湿地生态治理和恢复具有重要意义。采用室外盆栽方式开展碱蓬(Suaedasalsa)修复原油污染试验,试验设计3个原油污染水平(2、4、6g?kg~(-1),分别对应低、中、高水平处理);以无碱蓬种植处理为对照,每个处理设置3个重复。以月为观测时间尺度,通过测定和分析碱蓬生理指标、根际土壤原油含量和微生物特征等,研究碱蓬对原油污染土壤的修复过程。结果如下:在3个石油污染浓度条件下,碱蓬均能萌发和生长,但是低污染水平处理的碱蓬株高、生物量及主根系长度明显高于其他处理。原油降解变化与碱蓬生长特征具有一致性,表现为碱蓬生长初期和后期降解效率较低,而快速生长期时降解效率高。低、中和高水平处理下碱蓬对原油的降解率分别为38.61%、47.54%和30.89%,其中对饱和烃的降解作用较大。碱蓬根际区为发生原油降解作用的主要区域,基于分子手段鉴定出根际附近的变形菌为丰度最高的优势降解菌群。通过一级衰减方程拟合降解曲线,得出碱蓬对3个污染水平原油的降解速率常数分别为0.19、0.12和0.11,表明碱蓬对低污染水平原油的降解效率高于其他处理。研究结果可为碱蓬修复原油污染土壤提供参考依据。     

生物电化学系统3种典型构型及其应用研究进展

生物电化学系统(Bioelectrochemical system,BES)是一种交叉学科的前沿技术,随着全球淡水资源和可利用能源日益剧减,BES构型及应用受到广泛关注.简述微生物燃料电池和微生物电解池结构、原理和国内外研究动态,系统介绍BES及其影响因素,其中微生物活性、阴阳电极材料及电池构造最为重要;概述增加电极室、增加反应室和微型传感器等三方面构型及近年来的应用研究进展,比较单电极室和多电极室的优缺点,以微生物脱盐电池、微生物电解脱盐电池、微生物产酸产碱脱盐池为基础介绍增加反应室构型,重点综述BES在生化需氧量监测方面的研究.由于多室微生物燃料电池构造复杂且产能低,单室将是未来生物电化学系统发展趋势;增加反应室主要以脱盐目的为主,且脱盐池的研究仍需要围绕优化阴阳离子交换膜、维持阳极室内pH平衡以及降低空气阴极溶解氧对反应器性能影响;微生物电极传感器可拓宽应用于更多领域,其敏感性和长期稳定性有待进一步提高.目前对产电微生物群落丰度和活性的研究还相对较少,未来电池构型和增加应用范围依然是BES的研究热点.     

不同修复剂对重金属污染土壤修复的研究

试验采用哈尔滨依兰农场土壤,以腐殖酸、绿肥和沸石为土壤的改良剂.选用玉米种子,观察玉米植株幼苗的根系长度,以及单一重金属对植物根部的影响,之后加入修复剂,观察植物长势和根的状况,从而判断出修复剂的效力.结果表明,重金属浓度影响玉米根的条数、根的重量、根的长度,低浓度促进作物根生长,120mg/g根长度是0 mg/g的1.24倍;480 mg/g根长度是0 mg/g的0.59倍.重金属对植物根的影响既有促进又有抑制,实验结果对土壤修复具有指导意义.     

长江中下游湖泊超微型真核藻类遗传多样性研究

用流式分选结合末端限制性片段长度多态性的方法对长江中下游30个湖泊中超微型真核藻类的遗传多样性进行了研究,以了解不同环境条件下超微型真核藻类多样性的分布规律及其影响的主要因子.长江中下游湖泊大都已富营养化,但超微藻的群落组成差异仍然很大,T-RFLP分析共发现197个T-RFs,有45%的T-RFs(89个)仅在不到3个湖泊中检测到,聚类分析中各湖相似度均低于80%.中营养水平湖泊中多样性指数较高,总氮浓度与超微型真核藻类群落结构显著相关(P=0.006),CCA分析中,第一轴与第二轴共解释了10.0%的超微型真核藻类群落组成的变化.本研究表明,湖泊中超微型真核藻类群落组成的环境异质性明显,其多样性与湖泊营养水平密切相关,此外其它非生物因素对其群落组成也可能存在重要影响.     

人工湿地处理富营养化水体的效果研究

通过在北京市野生动物救护中心构建表流湿地与潜流湿地相结合的复合人工湿地处理富营养化水体,研究该复合人工湿地对总氮（TN）、总磷（TP）及水体浊度的去除效果。结果表明：人工湿地对TP的去除效果好于对TN的去除效果,经过人工湿地处理的富营养化水体,表流湿地、潜流湿地和复合人工湿地对TP的平均去除率可分别达42%、55%、60%,对TN的平均去除率分别为27%、30%、34%,对水体浊度的平均去除率分别达43%、55%、75%。复合人工湿地对TP、TN以及浊度的去除效果受水体温度和溶解氧（DO）的影响,通过相关性分析发现,TP、TN和浊度的去除量与水体中的DO水平之间存在显著的负相关性,而与水体温度有正相关性,在显著性水平为0.05的条件下,相关系数分别为-0.829、-0.767、-0.765和0.674、0.757、0.774。复合人工湿地对TP、TN及浊度的去除率高于表流湿地和潜流湿地,表明复合人工湿地具有优于表流湿地和潜流湿地的整体性功能,能有效提高人工湿地对TN、TP以及浊度的去除率。