地热环境下NO3-在多孔介质中的运移机制研究

以河南省新近系明化镇组热储层细砂为多孔介质,在15～60℃的低温地热范围内,以硝酸盐为示踪剂开展室内土柱试验,并采用CXTFIT 2.1软件进行数据拟合来研究其运移机制.首先在40℃,达西流速2.62 cm/h、6.18 cm/h时研究了硝酸盐的运移机制及其时空变化规律,然后探讨了运移参数随温度的变化规律.结果表明,溶质的运移主要集中在可动区,不可动区的运移及质量传递可忽略,一维对流-弥散模型可以很好地表征其运移机制,并能有效预测硝酸盐质量浓度的时空变化情况.硝酸盐的纵向弥散系数、分子扩散系数、机械弥散系数及多孔介质的弥散度值均随温度升高而增加,但Peclet数相反,由弥散引起的溶质运移作用随温度升高而逐渐增强.     

瓦斯在多孔介质燃烧器中燃烧排放物实验研究

基于自行搭建的多孔介质瓦斯燃烧实验系统,设计了3种由不同孔径泡沫陶瓷组合的多孔介质燃烧器并对其开展实验研究,主要研究3种多孔介质组合在不同当量比、不同混气流速下燃烧产物的排放情况。研究表明,瓦斯气体在泡沫陶瓷内部燃烧时,NO的浓度在相同当量比下随混合气体流速的增大而增大,在相同流速下随当量比增大而增大;3种组合的NO排放浓度为组合3最高,组合1最低。CO的浓度高低取决于燃烧温度,排放浓度与NO的正相反。实验结果对瓦斯在多孔介质内燃烧的排放特性有一定参考价值。     

多孔介质模型校验水平潜流人工湿地水力特性的研究

水平潜流人工湿地对污废水有较好的处理效果,湿地内水力特性对其处理效果有较大影响。理解湿地内部各处的水力特性及优化湿地结构参数是正确构建水平潜流人工湿地水质处理数学模型的前提。运用地下水流多孔介质水力方程建立了水平潜流人工湿地水流特性的数学模型;借助计算流体动力学模拟技术实现了湿地水力模型的数学求解,所得模拟示踪物数值与实测示踪物数值基本吻合,验证了人工湿地中多孔介质模型的正确性。探讨了湿地表面长宽比、水力负荷和水力传导度对湿地水力停留分布密度RTD函数的影响,并计算了人工湿地水力效率。结果表明:长宽比和水力传导度对湿地水力效率影响较大,水力效率随长宽比增大而增大,随水力传导度增大而减小,且水力传导度间接反映颗粒粒径对水力效率的影响;水力负荷对水力效率影响不大,但影响RTD曲线的形状,使湿地水力停留时间改变较大。     

铀在黄壤中的胶体迁移研究

利用南方某核生产企业所在地表层黄土和深层黄土,对铀进行了胶体迁移的批试验,分析了溶液中胶体量、胶体载铀量及其影响因素。结果表明,表层土壤较深层土壤产生更多的胶体,单位胶体的载铀量与接触的铀质量浓度呈正相关。铀在胶体上的吸附量与pH值呈非线性关系,表层土单位胶体的载铀量最大为0.17 mg/g,出现在pH=6.0左右;深层土单位胶体的载铀量存在峰值0.51 mg/g,出现在pH=5.0左右。振荡时间对胶体量影响很小,对胶体的载铀量有影响。外加离子和腐殖质会影响土壤胶体量及胶体的载铀量。     

渐变型多孔介质中低浓度瓦斯燃烧特性数值模拟

利用模拟软件Fluent6.3建立二维模型并进行合理设置,对多孔介质中的煤矿低浓度瓦斯燃烧进行数值模拟,研究了均匀型和渐变型燃烧器中的温度分布和NOx生成情况,以及三种不同渐变型多孔介质组合燃烧器中的温度分布和NOx生成情况。结果表明,渐变型多孔介质燃烧器的温度分布比均匀型燃烧器更加均匀;同一瓦斯当量比和流速下,渐变型多孔介质燃烧器的NOx产生量比均匀型燃烧器低很多,有利于减少污染物排放;三种不同渐变型多孔介质组合的温度分布和NOx生成有着不同特点,燃烧器设计时,可根据不同需求选取不同组合形式,综合考虑各因素,组合一燃烧特性最佳。     

高温矿井多孔介质相变蓄热降温研究及设计

为了解决机械通风难以满足高温矿井降温需求的问题,提出由石蜡和膨胀石墨构成多孔介质相变蓄热模块来达到巷道降温效果的方法,基于Fluent模拟软件,对通风和相变蓄热联合降温多条件下巷道温度场进行数值模拟,确定相变蓄热模块的设计参数,最后对掘进巷道热环境进行模拟研究和方案设计。研究结果表明：相比于仅通风降温,联合降温效果明显;采用双侧布置相变模块降温效果明显优于单侧布置工况;随着风速逐渐递增,降温效果下降,且降温幅度减小;模块厚度分别为100,200 mm时降温效果基本一致,厚度300 mm时,巷道温度明显升高。     

昆明地区双酚A的多介质环境归趋研究

采用修正后Ⅰ级多介质逸度模型研究了典型内分泌干扰物双酚A(BPA)在昆明地区各环境介质间的分配行为。结果表明,4个主要环境介质对BPA的容纳能力由大到小为土壤(逸度容量Z=1.53×109mol/(m3·Pa)、沉积物(Z=5.50×108mol/(m3·Pa))、水体(Z=1.42×105mol/(m3·Pa))、大气(Z=2.41×10-2mol/(m3·Pa))。昆明环境中残留的BPA主要存在于土壤中,约占总量的55.02%;虽然水体对BPA的容纳能力远低于土壤和沉积物,但废水排放是BPA的主要环境来源,因此,水体中残留BPA仍占较高比例(18.94%);环境残留的BPA在沉积物中的分配比例约占26.01%;而在大气中分配比例几乎可忽略,仅占0.03%。介质间迁移过程主要为水体向沉积物的迁移,因此,Ⅰ级多介质逸度模型可以描述和预测BPA在昆明地区各主要环境介质中的环境归趋。     

基于多孔介质流固耦合计算的浅层流工程危害预测

依据某深海区断块油气藏的地质相关数据,基于地层多孔介质变形机理和多孔介质流固耦合理论,在ADINA软件中通过组合应用Parasoid建模方法,建立三维实体元模型,通过建立固体与流体模型、加载荷载以及选择模型参数,分析地层变形情况,计算不同参数下的井眼流速,从而进行钻遇浅层流时的灾害预测。     

温度对多孔射气介质氡析出影响试验研究

为了研究围岩中温度对氡析出率的影响,选取某铀矿铀尾矿矿砂试样,根据相似准则设计并制作了测量多孔射气介质氡析出率的室内试验装置。采用RAD-7氡测量仪,运用等时间间隔取样方法测量氡浓度。采用对照试验的方法研究了温度对多孔射气介质氡析出率的影响规律。试验结果表明,在自然压力下,在温度为20℃到60℃范围内,随着温度的升高,多孔介质氡析出率逐渐增大,并且氡析出率与温度符合线性函数关系。     

水环境模拟中多孔介质场空间变异性研究方法述评

阐述了研究多孔介质空间变异性的经典统计法、地质统计学方法以及新兴的分形方法.经典统计方法由于不考虑研究对象的空间相关性,已经不能对这种变异性做出客观的分析;地质统计学方法很好地克服了经典统计学的缺点,是目前应用最多的一种方法;分形的研究对象为无规则和具有自相似性的体系,这一特性决定了它研究这种变异性有着独特的优点.最后对多孔介质空间变异性研究的趋势进行了展望.     

贵州西部煤矿区不同类型河流沉积物重金属含量及生态风险评价

通过对典型煤矿区的河流表层沉积物进行调查与采样分析,探讨不同类型河流沉积物重金属质量比的变化及对水生态环境的影响。结果表明,受矸石堆场排水、矿井排水和洗煤排水的影响,煤矿区污染河流的沉积物可分为砂质沉积物、黄色泥质沉积物和黑色泥质沉积物。黄色泥质沉积物中Fe、Cd、Hg的平均质量比分别是黑色泥质沉积物的4.46倍、2.19倍、1.59倍,是砂质沉积物的2.36倍、2.43倍、1.59倍;而黄色泥质沉积物中Cr的平均质量比分别是黑色泥质沉积物和砂质沉积物的1.20倍和8.5%;黄色泥质沉积物中Pb、As的平均质量比分别是黑色泥质沉积物的22.62%和45.85%,是砂质沉积物的47.21%和88.84%。3种沉积物之间Fe和Pb的平均质量比差异较大,其次为Cd和As,再次为Hg、Zn、Mn。通过对沉积物重金属进行潜在生态风险指数(RI)分析、覆水释放与隆线溞生物毒性试验,发现3种沉积物重金属都具有很强的生态风险,其强度从大到小表现为黄色泥质沉积物、黑色泥质沉积物、砂质沉积物。     

引黄济青调水沿程氮污染物的迁移转化研究

2011年4—6月在引黄济青工程输水沿程11个采样点进行4次取样,分析氮污染物的迁移转化。结果表明,总氮在沿程呈下降的趋势,但不同月份存在差别;硝酸盐氮是氮污染物的主要存在形式,与总氮呈正相关;氨氮和亚硝酸盐氮质量浓度较低,沿程有一定波动,但变化较小。沉砂池对硝酸盐氮有一定的去除作用,但对总氮的作用在不同月份存在差异。农业面源污染、植物残体分解、泥沙沉积作用、植物同化作用、微生物作用等因素会影响引黄济青沿程氮污染物质量浓度变化。     

《安全与环境学报》2007-2017年文献计量分析

运用文献计量学方法,对《安全与环境学报》(下称《学报》)2007-2017年刊载的4147篇论文进行了文献计量分析。从《学报》论文的时序产出与影响、分类产出与影响、期刊层面的知识流动及主题热点4个方面讨论了《学报》的文献计量学特征。结果表明,《学报》经过多年的发展,产出、影响力及知识密度不断提升,产生了一大批有影响的地区、机构、作者等。《学报》保持期刊内外的知识流动、交换和更新,使得期刊充满知识活力。经过长期的积累,《学报》已经形成了安全工程与管理、环境科学、环境工程,以及特色专题--安全与环境事故和事件统计快报4个方面的主题方向。《学报》的这些文献计量指标,为全面认识《学报》及未来发展提供了详实的科技情报。     

基于多种空间静态指标的土地生态安全评价——以精河县为例

生态安全是区域可持续发展的核心问题,是地区安全和社会稳定的重要组成部分。以精河县为例,综合应用数字高程模型(DEM)、TM遥感数据和各种数据,在地理信息系统(GIS)支持下建立了生态安全指标体系。结果表明,1)精河县生态安全水平呈现明显的空间差异性,整体由中部绿洲向周边逐渐降低。2)从空间分布来说,研究区中部的土地生态安全要优于北部和南部,中部大部分土地处于安全和临界安全状态;南部山地土地生态安全类型分布零散,临界安全区、安全区交叉分布;极不安全和临界安全区集中在艾比湖周围、古尔班通古特沙漠及南部山区;很安全区所占比重较小,集中在绿洲内部。3)1998年和2013年各生态安全等级分布面积由大到小排序为生态安全区、生态临界安全区、生态极不安全区、生态很安全区。研究表明,精河县土地生态状况整体良好,与实际情况相符合。今后应加强土地利用结构优化,减少水土流失与土壤的盐渍化,保证土地生态系统健康稳定。     

盐度胁迫对云纹石斑鱼鳃离子调节酶及渗透压的影响

为探讨云纹石斑鱼鳃离子调节酶活力及血清渗透压对盐度骤降的响应,设置4个盐度梯度(27、21、15和9)对云纹石斑鱼进行盐度骤降胁迫试验,在0、1 d、2 d、3 d和7 d时取样,测定其鳃中Na+/K+-ATP(NKA)酶、Ca~(2+)-ATP酶(Ca~(2+)-ATPase)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、乳酸脱氢酶(LDH)活力及血清渗透压。结果表明,盐度21组与15组NKA及Ca~(2+)-ATPase活力在第1 d大幅上升,显著高于对照组(p0.05),随后下降趋于稳定,而盐度9组NKA及Ga2+-ATPase活力一直呈下降趋势;血清渗透压呈先下降后上升的变化趋势(p0.05);SDH活力变化与离子酶一致(p0.05);LDH活力变化与离子酶相反(p0.05)。研究表明,在盐度骤降的情况下,云纹石斑鱼鳃进行渗透压调节分为两个阶段,一是应激反应阶段,此时NKA及Ca~(2+)-ATPase迅速升高,血清渗透压降低;二是适应阶段,离子酶活力下降趋于稳定,血清渗透压升高恢复至正常水平,而且SDH与LDH酶活力也相应变化,为渗透压调节提供能量。     

兰州地区人群对六六六的暴露及健康风险评价

为研究兰州地区六六六(HCH)对人群的健康风险,应用改进的美国环境保护署(US EPA)多介质暴露模型,结合兰州地区人群状况,计算了各年龄人群通过11种暴露途径对六六六的暴露量.结果表明,兰州地区居民对环境中六六六的终身日平均暴露量为2.01×10-5 mg/(k·d)(儿童)和2.53×10-5 mg/(kg·d)(成人).暴露途径中以食物暴露为主导,其次是呼吸暴露,皮肤暴露作用很小.食物中贡献较大的为谷物和蔬菜.相应的健康风险度分别为5.40×10-9 a-1(男性)和6.30× 10-9a-1(女性).兰州地区六六六居民人体健康风险度低于可接受健康风险度标准,兰州地区六六六人群暴露水平与天津、太原、太湖地区相比存在一定的差异,女性对六六六的暴露量高于男性.兰州人群成人的六六六暴露量大于儿童,成人是六六六暴露风险最高的群体.各项参数中,谷物和蔬菜摄食量和相应的六六六残留浓度是影响暴露的重要因素.通过蒙特卡罗模拟得到各年龄段人群对HCH的日均暴露量的分布特征,各输出变量均服从对数正态分布.     

水稻土壤组分去除有机质和游离氧化铁后对As5+吸附解吸特征的影响

采用平衡液吸附法、NaCl解吸剂解吸法研究了名山河流域水稻土原土及各粒径组分去除有机质和游离氧化铁后对砷(As~(5+))的吸附解吸特性,同时运用热力学和动力学方法,研究了去除有机质、游离氧化铁后的土壤微团聚体(0.25~2 mm、0.053~0.25 mm、0.002~0.053 mm、0.002 mm)对砷(As~(5+))的吸附解吸过程。结果表明:1)同时去除有机质和游离氧化铁后,水稻土原土及各粒径组分对砷(As~(5+))的吸附量有所减小,吸附量从大到小依次为(0.002 mm)、0.002~0.053 mm、原土、0.25~2 mm、0.053~0.25 mm。砷(As~(5+))的动力学吸附量随时间延长而逐渐降低,60 min内反应迅速,在600min达到吸附动态平衡,动力学吸附以Elovich方程拟合最佳;2)等温吸附量随砷(As~(5+))的初始质量浓度增加逐渐增加,初始质量浓度0~100 mg/L时反应快速,在砷(As~(5+))初始质量浓度达到160 mg/L时吸附趋于饱和,等温吸附以Freundlich方程拟合最佳;3)易解吸量随时间和浓度的增加而增加,易解吸率顺序与吸附量顺序相反,易解吸率也随着有机质、游离氧化铁含量的减少而增加;4)去除土壤中的有机质、游离氧化铁后,砷的吸附减少量随时间和浓度增加而增加,吸附减少量与有机质、游离氧化铁去除量呈正比。     

两种有机酸对茶园土微团聚体等温吸附锌的影响

为了明确茶园紫色土Zn容量及潜在污染状况,利用虹吸沉降和离心冻融法进行批量培养,研究区域土壤及不同粒径微团聚体等温吸附Zn~(2+)的水平,以及去除有机质和外源添加柠檬酸、乙二胺四乙酸(EDTA)对吸附的影响。结果表明:1)以专性吸附为主的多层吸附随Zn~(2+)质量浓度增至200 mg/L总体接近饱和,吸附量从大到小依次为0.002 mm、0.002~0.05 mm、原土、0.25~2 mm、0.05~0.25 mm,游离Zn~(2+)向较小粒径富集趋势明显,去除有机质弱化了微团聚体的吸附能力;2)吸附过程为自发吸热反应,热力学Freundlich方程(R2=0.9722~0.9995)整体拟合水平优于Langmiur方程(R2=0.9505~0.9987),土壤吸附能力与有机质、游离氧化铁、CEC呈正相关;3)两种有机酸均以0.1 mmol/L为阈值,随浓度增加均表现为低浓度增强Zn~(2+)积累、高浓度加快迁移,最大吸附量呈"峰形"变化,有机酸浓度"峰值"在去除有机质后增大到1 mmol/L;在未去除有机质土壤及结构单元中,EDTA对Zn~(2+)的释放能力更优,柠檬酸能更好地吸持,大粒径微团聚体0.25~2 mm及原土随有机酸浓度变化吸附量差异明显;去除有机质使两种有机酸促进及抑制功能削弱明显。     

DEP、DOP暴露对鲤鱼的酸碱性磷酸酶的影响

为了研究酞酸酯类对水生生物的毒性作用,将鲤鱼暴露于DEP与DOP的6个质量浓度组中进行96h-LC50急性毒性试验,测得其半致死质量浓度(96 h-LC50)分别为41.50mg/L与7.95 mg/L。分别设置3个质量浓度和1个对照组,测定DEP与DOP对鲤鱼肝脏及肌肉组织酸性磷酸酶(ACP)与碱性磷酸酶(ALP)活性的影响。结果表明:DEP与DOP对鲤鱼肝脏及肌肉组织ACP活性的影响趋势均表现为低质量浓度诱导,高质量浓度抑制;DEP对鲤鱼肝脏及肌肉组织ALP活性的影响亦表现为低质量浓度诱导,高质量浓度抑制;而DOP对鲤鱼肝脏ALP活性的影响表现为随着暴露质量浓度的增大而活性降低,呈现出明显的剂量-效应关系。酸性磷酸酶和碱性磷酸酶可能在鱼体抵御酞酸酯毒性作用中有重要作用,其机理有待进一步研究。