Identification of heavy metal pollutants using multivariate analysis and effects of land uses on their accumulation in urban soils in Beijing, China

In order to evaluate the current state of the environmental quality of soils in Beijing, we investigated contents of 14 metals in Beijing urban soils inside the 5th ring road by even grids sampling. Statistic analyses were conducted to identify possible heavy metal pollutants, as well as the effects of land uses on their accumulation. Our results revealed that the urban soils in Beijing were contaminated by Cd, Pb, Cu, and Zn. Land uses and urbanization ages affected the accumulation of the four heavy metals in soils significantly. Soils in industrial areas have the highest average Cu and Zn contents, while Pb contents in park areas and Cd in agricultural areas are the highest. The accumulations of Pb and Zn in urban soils increase significantly with sampling plots approaching the city center. And Pb, Cd, and Zn contents in soils in traffic areas also tend to increase in the city center. However, residential areas have the lowest contents of all the four heavy metals.     

松嫩平原土地荒漠化动态监测与分析

土地荒漠化是土地退化的一种主要形式,也是生态环境恶化的一种主要表现,严重制约着农业生产的发展.以1975年MSS卫星遥感影像、1990年TM卫星遥感影像以及2001年ETM卫星遥感影像等数据为信息源,采用地理信息系统的分析方法,引入荒漠化动态度等表征参量,建立了科学的荒漠化土地类型和土地动态转化分级系统,对我国松嫩平原近30年来的荒漠化土地进行了动态变化分析.结果表明,在1975～1990年期间,松嫩平原荒漠化土地呈明显发展趋势,其面积增加了1368931hm2,荒漠化边缘地区恶化现象明显强于腹地;在1990～2001年期闻,松嫩平原荒漠化土地总面积缓慢减少.减少面积为297867hm2,荒漠化呈逆转趋势,逆转现象边缘地区强于腹地,土地荒漠化趋势基本得到遏制.     

拟合水工设计反应谱的人工地震波的生成与Huang变换校正

根据非平稳输入下建立的功率谱与均值反应谱之间的关系,合成基于水工设计反应谱的人工地震波,并对其幅值进行修正,降低了高频区误差作用;为了解决加速度时程积分后的速度、位移时程的零线漂移现象,利用Huang变换得到加速度时程的固有模态函数,由Huang变换方法得到的最低频率固有模态函数分量通常情况下代表原始信号的趋势或均值,对去掉均值后的加速度时程进行积分得到的速度、位移时程不存在零线漂移问题。     

基于FDS仿真火灾温度下隧道衬砌安全评估

为了研究火灾下隧道衬砌的安全性,首先采用火灾模拟软件FDS4．0模拟不同规模的火灾：通过许多小的长方体堆砌建立隧道的实体模型,并采用FDS4．0中的多重网格技术（Multiple Meshes）进行网格划分;然后结合仿真得到横断面的温度场与相应温度下的材料参数,应用荷载一结构模式（即直刚法）对二次衬砌的安全性进行评估。结果表明：小规模火灾下（〈20MW）,衬砌的安全性能够得到满足,在较大火灾规模下（≥20MW）,拱顶的安全性得不到满足,而其余部位的安全性满足要求;随着火灾规模的增大,衬砌安全系数逐渐降低,拱顶的安全系数降低梯度最大。最后,对衬砌的耐火措施提出了一些建议。     

“地震安全示范小区”的建设

地震是自然灾害之首,仅“5·12”汶川特大地震瞬间就夺去了近9万同胞的生命,伤亡总数近40万人,直接经济损失达1万多亿元人民币。     

膨胀土地基中大比例模型桩浸水试验研究

通过对埋设在膨胀土地基中的一试桩的长时间浸水试验观测，模拟了自然降雨气候条件下单桩位移、沿桩身轴力、侧摩阻力分布、地基胀缩及其时间变化等基桩一系列工作性状和桩-土共同作用规律。试验结果显示：桩顶位移呈现出先下沉后回升并最后趋于稳定的3阶段特征；桩身全长受拉，轴力沿桩身分布呈“波峰”形态。基桩的最大轴力位于桩的中下部，轴力峰值历经由小到大的过程；中性点在浸水过程中，其位置有从桩下部上移的现象；桩侧摩阻力与桩端阻力荷载分担比随时间呈现出先减小后增大并渐趋稳定的3阶段特征。研究结果对膨胀土地基中的桩基设计和施工提供了理论依据。     

柱生物曝气法吸附处理含铬废水

利用复合生物吸附剂FY01与活性污泥作为吸附材料,探讨了柱式生物曝气法对高浓度含铬电镀废水的生物吸附效果.研究结果表明,FY01性能稳定,耐进水pH冲击能力较强.当进水pH=2～5、流速为500 mL/h时,10 g FY01和5 g活性污泥联合处理60.4 mg/L含铬电镀废水2 h后,铬的去除率达78%以上;在4℃冰箱和23～28℃实验室保存50 d的FY01对铬的去除分别在78%～83%和77%～84%之间.柱式生物曝气吸附法对含铬废水的处理效果理想,运行稳定.串联处理2000 mL总Cr、Cu2 和COD浓度分别为60.4、4.51和48.2 mg/L的电镀废水2 h后,去除率分别高达92.1%、99.2%和71.4%.     

A/O脱氮工艺的控制策略和应用性研究

根据A/O脱氮工艺的运行状况和影响因素 ,提出了应用在线传感器连续测定曝气池中DO浓度、氨氮浓度和硝酸氮浓度 ,并据此调节供氧强度、内循环回流量、有机碳源的投加以及硝化区和反硝化区的大小 ,这是保证A/O脱氮工艺良好处理效果的重要控制策略和思想。同时对近年来国外A/O脱氮工艺自动控制的应用及研究进行了简单的回顾。     

餐厨垃圾混菌发酵制备燃料乙醇

以校园餐厨垃圾为原料,利用根霉和枯草芽胞杆菌进行糖化预处理,再接种啤酒酵母发酵产乙醇。通过单因素实验,以乙醇产量为响应值,对发酵条件进行优化。实验结果表明:乙醇产量最佳的发酵条件为:当底料含水率为22.79%,啤酒酵母接种量为15%,30℃培养条件下,经过5 d发酵,乙醇产量最高可达到6.67%。选用餐厨垃圾丰富了燃料乙醇的取材途径,实现了原材料的多元化,采用微生物预降解原材料为实现高产乙醇奠定了基础。     

生物炭/铁酸镧磁性复合材料的制备及对亚甲基蓝的吸附性能

为获得吸附性能良好、便于回收利用的新型吸附剂以处理染料废水,采用超声辅助溶胶-凝胶法将铁酸镧(LaFeO_3)经过一步热解负载于生物炭制得生物炭/LaFeO_3磁性复合材料(BC/FL)。其表面形态、结构和组成分析表明:BC/FL的比表面积、总孔容及平均孔径分别为34.67m2/g、0.041cm3/g和7.82nm,磁饱和强度达到40.283A/m,表面含有C=O、C=C=N、C≡C等官能团。批量吸附实验表明,25℃下,当亚甲基蓝(MB)的初始质量浓度为30mg/L时,BC/FL的最佳投加量为1.5g/L,吸附反应在120min达到平衡,去除率可达92.3%,且吸附效果基本不受pH影响。BC/FL对MB的吸附符合准二级动力学模型,Langmuir模型可描述其等温吸附过程。化学吸附占主导地位,主要机理为静电吸附、氢键和π-π共轭作用。吸附反应为单分子层吸附且为自发的吸热过程。