混凝过程中絮体形貌的PIV成像观测与表征

采用粒子成像速度场仪(PIV)对Taylor-Couette反应器内的混凝过程中絮体的微观形貌进行了观测与表征.结果表明,内筒转速在20～60r/min范围内,生成的絮体颗粒较大,粒径分布均匀,絮凝沉淀效果最好.由于内筒旋转速度的变化直接导致混凝流场形态的变化,所以混凝过程中流场形态的变化对絮体生长过程有重要影响,进而直接影响到混凝效果.混凝过程中流场的周期性变化、涡间存在液体传递的波状涡结构有利于絮体颗粒的结合生长,并导致较高的絮凝沉淀去除率.这也说明PIV技术能够在测量流场的同时较好地反映混凝过程中微絮体的形貌变化特征,从而实现对絮凝过程的原位观测与表征.     

生态沟渠净化稻田排水动力学分析和生物相特征

本研究以太湖流域常见的菱角、水葫芦、梭鱼草、圆币草等水生植物和人工水草、塑料立体弹性填料为生态强化载体,构建"水生植物-载体生物膜-菌藻"复合型生态系统,研究了稻田排水中的氮、磷等营养元素的去除特性,构建氮、磷污染物的降解动力学模型,并调查了沟渠内"微生物-藻类"生物相特征.结果表明,生态沟渠运行期间,随着水稻进入不同的生长阶段,系统内氮、磷等营养元素的去除率都呈普遍下降趋势,总磷、氨氮、总氮、硝态氮平均去除率分别达到87.1%、92.3%、77.5%、88.6%,其中氨氮的去除率最高,化学需氧量(CODMn)的去除效果并不显著,各实验周期的污染物降解趋势均符合一级动力学降解模型.经生物相分析揭示:随着复合生态系统运行延续,系统内微生物、藻类的种类及Shannon-Weiner index等多样性指数呈不断增长趋势,表明复合生态系统水质改善后更适于多种类细菌与藻类生存与繁殖;复合生态系统中的菌、藻、水生植物及其表面附着的生物膜对污染物的去除具有协同作用,强化了生态沟渠的自净能力.     

氧化锰与氧化铈协同等离子体催化氧化甲醇的活性差异研究

在等离子体催化系统中,不同催化剂常表现出显著的性能差异.本文通过表面氧物种表征及臭氧氧化原位反应,探究了α-MnO₂与CeO₂两种常用催化剂在等离子体催化系统中催化氧化甲醇性能差异的本质原因.等离子体催化氧化甲醇的性能评价结果显示,在相同输入功率下CeO₂对甲醇的转化率和CO₂选择性均高于α-MnO₂.氧气程序升温脱附（O₂-TPD）和X射线光电子能谱（XPS）等表征手段及甲醇常温催化、O₃分解和O₃催化氧化实验结果表明,CeO₂比α-MnO₂拥有更多的表面活性氧,能吸附活化更多的甲醇分子;同时,CeO₂能更有效地利用臭氧分解产生的活性氧物种对甲醇进行深度氧化.进一步通过原位DRIFTS实验研究两种催化剂协同臭氧催化氧化甲醇反应中间产物的变化,结果表明,CeO₂催化剂氧化甲醇的表面副产物较少,而α-MnO₂表面则会累积大量的副产物碳酸盐,从而影响其催化性能.     

青岛市农区地下水硝态氮污染来源解析

为了提高作物产量,肥料大量投入在农业种植区日益普遍,导致了农区地下水硝态氮（NO₃^--N）污染.农业面源污染是地下水硝态氮污染的主要原因.为了保障饮用水安全,明确农区硝态氮污染的来源是十分必要的.本研究分别于2009年和2019年在青岛农区随机选取35个采样点,借助反距离加权法（IDW）对硝态氮含量进行空间分布分析,通过测定氮、氧同位素进行溯源,运用SIAR模型量化污染源的贡献率.结果表明,青岛市地下水硝态氮含量（平均值）由2009年的38.49 mg·L^-1降低为2019年的22.37 mg·L^-1,但仍高于世界卫生组织（WHO）规定的饮用水中硝态氮的最大允许含量.2009年和2019年硝态氮含量都呈现由南向北逐渐增加的趋势,南部污染轻,北部污染重.δ15N-NO₃^-和δ¹⁸O-NO₃^-的交叉图显示青岛市地下水硝态氮主要来源是化肥、土壤氮、粪肥和污水.水同位素表明降水是青岛市地下水的主要来源.贝叶斯混合模型（SIAR模型）表明污染源贡献率为：粪肥和污水（47.42%） > 土壤氮（27.80%） > 化肥（14.35%） > 大气氮沉降（10.43%）.从2009~2019年青岛市地下水质量得到了改善,但硝态氮污染状况仍不容忽视,应根据硝态氮污染来源,有针对性地防治以确保农区饮用水安全和农业的可持续发展.     

环境砷中毒人群皮肤损害与DNA氧化损伤的关联性

选择内蒙古自治区某县长期暴露于高砷饮用水的人群中有皮肤损害者199人(病例组)和无皮肤损害者91人(对照组)作为研究对象,检测饮用水砷、尿砷和DNA氧化损伤的主要标志物8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)水平,以分析慢性砷中毒人群DNA氧化损伤与皮肤损害的相关性.结果表明,砷性皮肤损害组和无皮肤损害组人群尿中8-OHdG水平的中位数(四分位间距)分别为4.9(3.5~6.3)μg/g和5.3(4.1~7.2)μg/g,2组对象尿中8-OHdG水平间差异无统计学意义(P=0.074);多元Logistic回归分析结果显示,在校正了年龄、体质指数(BMI)、吸烟、饮酒和饮用高砷水时间等可能的混杂因素后,皮肤损害组人群尿中8-OHdG水平升高的比值比(OR)为1.1(95%CI:0.6,1.9),提示在砷暴露人群中,有无皮肤损害与8-OHdG水平的差异无统计学意义(P=0.863).慢性砷中毒人群皮肤损害与体内的DNA氧化损伤之间无显著的关联性,无皮肤损害人群同样有DNA氧化损伤的风险.     

中国资源性产业空间演变特征

受制于生产过程对资源的依赖性,资源禀赋条件被视为资源性产业在空间上集聚的主要原因。随着资源枯竭、环境能源压力上升,以及交通条件改善、技术进步和贸易条件改善等外部因素的变化,资源性产业有条件摆脱资源依赖,导致资源性产业格局发生变化。研究借助空间基尼系数及其分解,并通过进一步细分产业与地理空间,刻画了中国1998—2007年资源性产业的集聚变化特征,结果发现：① 资源性产业的空间集聚程度总体表现平稳,但其背后隐含着显著的空间格局变动。采掘业由于生产投入要素在空间上的灵活性较弱,故集聚程度整体高于资源性加工业,但采掘业集聚中心表现出更为显著的分散化特征。② 采掘业的空间格局与资源分布特征紧密相关,主要在内陆地区集聚。资源性加工制造业则主要在东部沿海地区集聚,或与其较好的制造业基础有关。虽然采掘业和资源性加工制造业空间均存在显著动态变化,但并未打破这一分异格局。产业亦未表现出沿港口集聚的特征。而资源型城市仍以采掘业集聚为主,资源性加工制造业的集聚特征并不显著,反映出资源型城市转型仍面临较大压力。     

壳聚糖助凝对PAC混凝过程的影响

以聚合氯化铝(PAC)为絮凝剂,壳聚糖(CTS)为助凝剂在Taylor-Couette反应器中进行混凝实验.采用粒子成像速度场仪(PIV)研究了不同内筒转速(水力学条件)下 CTS 助凝对PAC混凝过程中絮体形态和浊度的影响.结果表明,添加CTS后,相应的混凝效果都得到提高,但与单独使用PAC时产生的变化趋势一致,说明适宜的化学条件下,水力条件是制约混凝效果的关键因素;且添加助凝剂有助于降低混凝过程对流体力学条件的依赖性,提高混凝的稳定性.     

嘉陵江出口段硅藻水华发生规律

嘉陵江是三峡库区最大支流,是重庆主城区重要的饮用水源,其主城段硅藻水华的发生预示着水质下降. 2005年8月—2008年3月连续对嘉陵江出口段水体水华硅藻密度进行监测并对数据进行分析. 结果表明:水华优势藻种为星肋小环藻(原变种)(Cyclotella asterocoststs),于每年的冬、春之交(1—3月)发生,生长速度快,发生数量有明显峰值并在总藻比例中绝对占优(0.02＜优势度＜0.28),4月以后水华现象消失直至次年同期再次发生,具有明显的年规律性. 水华发生时,污染物含量较高的磁器口右岸与朝天门右岸2个采样点的水华现象严重,尤其在2008年3月,磁器口右岸小环藻密度达到269×104 L-1,占同期总藻密度的92%. 较短的生活世代(5～7 d)使小环藻在适宜的生境中迅速增殖并在短期内迅速成为嘉陵江出口段富营养化敏感水体水华的优势藻种.      

某典型废弃硫酸场地土壤重金属污染特征与评价

硫酸生产场地可能存在严重的土壤重金属污染,调查并分析硫酸场地土壤重金属污染及迁移规律是其安全利用的基础.本研究以某废弃硫酸场地为例,采集0-3 m深度范围的土壤样品,测定其中的Pb、Cd、Cu、Ni、As、Hg含量,分析重金属的空间分布特征、来源及迁移行为,并对其进行内梅罗综合污染指数和潜在生态风险指数评价.结果 表明...     

燃煤电厂脱硫石膏改良碱化土壤的施用量

利用燃煤电厂脱硫石膏改良盐碱地对于确保国家粮食安全和生态安全、发展循环经济具有重要意义. 选择具有典型代表性的宁夏西大滩碱化土壤,以降低土壤碱化度和总碱度为目标,采用盆栽试验和土柱模拟试验,确定了改良不同程度碱化土壤脱硫石膏的理论施用量:轻度碱化土壤为12 529.5 kg/hm2,中度碱化土壤为17 256.0 kg/hm2,重度碱化土壤为23 563.5 kg/hm2. 在脱硫石膏改良的碱化土壤上种植油葵的田间试验表明,由盆栽试验和土柱模拟试验得出的脱硫石膏施用量可以作为大田示范推广的参考值.