绵竹市典型河流水污染特征及水质评价

于2017年3月、8月和11月,每月月初对绵竹市两条典型河流(绵远河与马尾河)5个监测断面表层水样进行采集,选取8个水质指标进行因子特征分析,并采用单因子评价法、综合污染指数法和主成分分析法对河流水质进行评价。两条河流水体呈弱碱性。单因子评价法表明,总磷(TP)为两条河流水质的主要限制因子。综合污染指数法表明,除马尾河中间断面外,其他水质状况均为轻度污染,且枯水期水质最差。主要污染因子为氨氮(NH3-N)、TP和高锰酸盐指数(CODMn)。主成分分析表明,断面水质主要受砷(As)、溶解氧(DO)、CODMn、氟离子(F^-)、TP和NH3-N等多个因子影响,出境断面水质优于中间断面。3种方法结合定性和定量评价,评价结论不一致,所以应用多种方法来评价水质具有重要意义。     

湿地植物水蓼(Polygonum hydropiper L.)对镉的富集特征及生理响应

以人工湿地修复镉污染水体时,植物在镉离子的沉淀、吸收和积累等过程中起着关键作用,但当前报道的镉富集植物种类较少,湿地植物对镉胁迫的生长及生理响应缺乏系统研究,限制了湿地植物在镉污染水体修复中的应用。笔者以常见湿地植物水蓼(Polygonum hydropiper L.)为对象,设置了4个镉处理浓度(0、0.5、1和2 mg·L~(-1)),研究了水蓼对镉的富集特征以及生长和生理响应。水蓼根、茎和叶的镉含量(以干重计)随镉处理浓度的增加而升高,处理30 d时,在2 mg·L~(-1)处理下分别达到134、47和48 mg·kg~(-1)。处理30 d时,在1 mg·L~(-1)的镉处理下,水蓼的地上部及地下部富集系数和转运系数最高,地上部和地下部富集系数分别为45.6和111.7,转运系数为0.41。在处理15 d时,水蓼生物量、叶绿素含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性在2 mg·L~(-1)处理下显著降低。在处理30 d时,水蓼的总生物量在不同镉浓度下无显著差异,但丙二醛(MDA)含量、SOD和过氧化氢酶(CAT)活性在0.5～2 mg·L~(-1)镉处理下均显著升高,叶绿素含量下降。这些结果表明,水蓼可以通过提高抗氧化酶活性等机理抵抗镉胁迫产生的氧化伤害,并且水蓼对镉的富集和转运系数较高,具有在镉污染水体修复中应用的潜力。     

Utilizing transparent and conductive SnO2 as electron mediator to enhance the photocatalytic performance of Z-scheme Si-SnO2-TiOx

• A novel Z-scheme Si-SnO₂-TiO_x with SnO₂ as electron mediator is first constructed. • Transparent and conductive SnO₂ can pass light through and promote charge transport. • V_O from SnO₂ and TiO_x improve photoelectrochemical performances. • Efficient photocatalytic degradations originate from the Z scheme construction. Z-scheme photocatalysts, with strong redox ability, have a great potential for pollutants degradation. However, it is challenging to construct efficient Z-scheme photocatalysts because of their poor interfacial charge separation. Herein, by employing transparent and conductive SnO₂ as electron mediator to pass light through and promote interfacial charge transportation, a novel Z-scheme photocatalyst Si-SnO₂-TiO_{x (1<x<2)} was constructed. The Z-scheme photocatalyst displayed an order of magnitude higher photocurrent density and a 4-fold increase in open-circuit potential compared to those of Si. Moreover, the onset potential shifted negatively for approximately 2.2 V. Benefiting from these advantages, this Z-scheme Si-SnO₂-TiO_x exhibited efficient photocatalytic performance toward phenol degradation and mineralization. 75% of the phenol was degraded without bias potential and 70% of the TOC was removed during phenol degradation. Other typical pollutants such as bisphenol A and atrazine could also be degraded without bias potential. Introducing a transparent and conductive electron mediator to construct Z-scheme photocatalyst gives a new sight to the improvement of photocatalytic performance in Z scheme.     

CNT-PVDF复合中空纤维膜的制备及其电辅助抗膜污染性能

电辅助膜过滤是减缓膜污染的有效方法,但是受限于缺乏稳定性好、机械强度高、制备工艺简单的导电膜。通过在PVDF膜表面真空抽滤CNT制备得到了导电的碳纳米管-聚偏氟乙烯(CNT-PVDF)复合中空纤维膜,然后利用酸化CNT表面羧基与聚乙烯醇的羟基发生交联反应来固定CNT,以提高导电功能层的稳定性。抗污染实验结果表明:单纯膜过滤在5个运行周期内的膜通量衰减72%,反冲洗再生后膜通量为初始通量的58%;而在电辅助下(2 V电压,膜作为阴极),静电排斥作用可以有效降低膜通量衰减速度,减缓膜污染程度,5个运行周期内的膜通量衰减均小于10%,反冲洗再生时能完全恢复膜初始通量。以上研究结果可为推进电辅助缓解膜污染技术的实际应用提供参考。     

长江中下游流域人类活动强度及其对湿地景观格局影响研究

目前关于大尺度下人类活动强度对湿地景观格局影响的研究较少,为揭示长江中下游流域湿地景观格局与人类活动强度的关系,以1995～2015年的土地利用数据为基础,综合运用人类活动强度模型和景观指数等方法,分析研究区人类活动强度演变特征、湿地景观格局特征及人类活动强度对湿地景观格局的影响。结果表明:(1)人类活动高强度带面积增加,低强度带面积减少;1995～2015年,各强度带的人类活动强度平均值均呈增长趋势,强度带等级越高,平均值增幅越大。(2)20年间,湿地面积不断增加,占比分别为5.14%、5.27%和5.30%;湖泊和沼泽地分别减少了70.73 km~2和216.53 km~2,而水库坑塘面积增加了1 155.32 km~2,对湿地增加的贡献率达94.75%,研究期主要是人工湿地在扩张,而自然湿地在萎缩;湿地景观的破碎度减弱,景观多样性减少。(3)伴随人类活动强度的增强湿地相对变化呈"收缩"效应,且在人类活动强度越高的区域,"收缩"效应越明显;随着人类活动强度降低,湿地景观破碎度减弱,聚集度下降,景观多样性增强,景观形状趋于复杂。研究结果可为长江中下游湿地保护和人类活动管控提供决策支持。     

基于人员心理-环境因素的火灾疏散速度修正方法研究

为探究人在火灾环境下的行为心理对疏散效率的影响,基于火灾下人员行为心理特征具有复杂、抽象、难以直接量化的特性,通过模糊逻辑方法,应用模糊集合、模糊规则和隶属度函数量化人的行为心理,研究其对疏散速度的影响;考虑火灾烟气和群体行为对疏散的影响,通过对高层建筑火灾状况下的烟气进行数值分析,并运用公式法得出人员的疏散速度折减值;以某高层商业建筑火灾疏散为例,将修正后人员的疏散速度和疏散路径引入疏散分析并与未修正的结果进行比较。结果表明:未修正的商业建筑疏散时间为470 s,修正后的疏散时间为670 s,修正后的疏散时间更长,人员危险性更大。     

"哨兵-3"卫星OLCI影像MPH算法反演太湖叶绿素a及藻草区分的研究

利用"哨兵-3"卫星OLCI影像数据,基于其619,665,681,709,753和885 nm中心波长对应的6个波段构建的最大特征峰高度(MPH)算法,采用SNAP 7. 0遥感专业软件,计算了典型日期太湖MPH算法得到的叶绿素a浓度、浮藻区、藻水混悬区、水草区的分布。结果表明:(1) MPH算法能够精确地识别太湖水草和蓝藻;(2) MPH算法能够提取稠密铺集水表层的"浮藻区",并区分出藻密度较小、水华现象轻微～轻度、蓝藻主要浸没在水面以下的"藻水混悬区"。与MODIS、VIIRS等常用的蓝藻水华遥感传感器相比,OLCI展现了更出色、更精细化的水生态遥感监测能力,可提高蓝藻水华预警预报水平。     

垃圾填埋气收集控制的CFD数值模拟应用研究

基于多孔介质渗流理论,给出了填埋气在填埋场内流动控制方程组及其定解条件,但实际填埋场的不规则边界使其很难求得解析解。建立填埋场竖井抽气物理模型,采用计算流体力学数值模拟软件PHONEICS求得控制方程的数值解,并用相关文献的结论进行校验,结果与前人结论相吻合。将该方法应用于实际填埋场抽气系统的设计,通过PHONEICS软件编程接口二次开发计算负压抽气条件下流入抽气系统的外部空气量,由此引入抽气效率做为抽气效果的评价指标,模拟了传统等边三角形布置竖井抽气系统的运行效果,并根据模拟结果对传统竖井抽气系统进行优化。