一硫代砷在针铁矿上的吸附及影响因素

以一硫代砷酸盐(monothioarsenate, MTA)为研究对象,查明其在针铁矿上的吸附特征,分析砷酸盐、亚砷酸盐、胡敏酸(humic acid,HA)、硝酸盐和磷酸盐对针铁矿吸附MTA的影响并识别作用机制.结果发现:①当溶液中仅有一种砷形态时,MTA、砷酸盐和亚砷酸盐在针铁矿上的吸附平衡时间分别为8、 2和4 h,吸附过程均符合假二级动力学模型,平衡吸附量(q_e)分别为2 129.851、 3 291.838和1 788.767mg·kg~(-1);当溶液中两种砷形态(砷酸盐与MTA,或亚砷酸盐与MTA)共存时,MTA在针铁矿上的吸附过程仍符合假二级动力学模型,但q_e显著减少,分别为1 236.941mg·kg~(-1)和1 532.287mg·kg~(-1),主要原因是砷酸盐和亚砷酸盐均能与MTA竞争吸附位点.②MTA在针铁矿上的q_e随着HA浓度(10～50 mg·L~(-1))的增加而逐渐降低,因为HA大量的官能团抢占了针铁矿表面吸附点位,从而抑制了MTA的吸附;③当溶液中添加磷酸盐时, MTA、砷酸盐和亚砷酸盐在针铁矿上的q_e显著降低,分别为492.802、 815.782和303.714mg·kg~(-1),这是因为P与As存在竞争性吸附;当添加硝酸盐时,溶液中电子受体数量和Eh增加从而使得3种砷形态的q_e均增大,分别为2 211.030、 3 444.023和1 835.537mg·kg~(-1).     

资源环境承载力评估新视角:行星边界框架的源起、发展与展望

将人类活动规模与强度控制在自然生态系统可承载限度之内,是可持续发展理论的核心要义。行星边界框架所秉持的“地球系统观”,为资源环境承载力评估提供了新视角,一经提出便在国际可持续发展领域引发极大关注与热烈讨论。本文系统阐述了行星边界框架的理论基础及其内涵演进,着重论述了该框架在国家、省域、市域和组织等不同尺度的发展与应用,深入探讨了其面临的挑战与改进方向,并与传统资源环境承载力研究范式进行了比较。研究表明:行星边界框架以复杂系统稳态和突变理论为基础,是历史经验与科学研究有机结合的产物。作为对现有资源环境承载力评估体系的有益补充,该框架由全球尺度向区域尺度拓展时,遵循自上而下分配与自下而上整合两条路径。当前行星边界框架中关于生物物理过程的尺度效应与交互机制的阐述较为薄弱,导致其变量选取与边界设置仍存较大争议,在与环境影响评价相整合、向社会经济维度拓展等方面面临方法学挑战。今后应从理论基础、技术方法、实践应用等方面继续深化研究,提升行星边界框架在可持续发展目标（SDGs）等全球重大公共议题中的政策价值。     

基于模糊综合与可变模糊集耦合的地下水质量评价

模糊综合评价法和可变模糊集方法是常用的地下水质量评价方法,但可变模糊集评价法的隶属度计算复杂、可变参数多,而模糊综合评价法容易造成隶属度信息丢失.本文在充分吸取两者优点的基础上,构建了一种新的耦合地下水质量评价模型,优化了评价因子选择、权重确定、模糊算子选择等关键环节,并对青岛市大沽河水源地的地下水质量进行了评价和分析对比.结果表明,水源地中北部(W7~W11)地区,硝酸盐氮含量严重超标,耦合模型得到的水质等级均为4或5类水,评价结果符合该区域实际水质状况,说明新建的耦合模型是可靠的.另外,从监测井W2、W3、W4、W7、W10、W11、W12获得的最大隶属度小于0.5,说明模糊综合评价法不适用于这些点的水质评价,而耦合模型综合考虑了其它隶属度值对评价结果的贡献,其结果更加科学、合理.     

重庆市区域性暴雨危险性定量分析及其时空分布规律研究

区域性暴雨是重庆市危害性最大的自然灾害之一,对其研究有助于科学地开展防灾减灾工作。利用重庆市34个国家基本气象站逐日降水资料,采用概率统计、Matlab小波分析和ArcGIS空间分析等方法,研究1962~2016年重庆市发生的176场区域性暴雨危险度及其时空分布规律。得出如下结论:选择区域性暴雨平均降水量、日降雨极值、区域性暴雨覆盖范围和持续时间4个指标评价重庆市区域性暴雨危险度。在176场区域性暴雨中,轻度危险出现83次,占47.16%;中度危险49次,占27.84%;重度危险35次,占19.89%;极重度危险9次,占5.11%。从时间变化上看,6月和7月是重庆市区域性暴雨的多发期,7月区域性暴雨危险度平均指数最高,其他月份相对较低;重庆市年区域性暴雨危险度存在7a和28a的变化周期;各年代的区域性暴雨发生次数及其危险度差异较小,但各年代内区域性暴雨危险度等级构成差异较大。从空间分布上看,区域性暴雨中心地区差异明显,渝东北部地区的开州和渝西部地区的荣昌是重庆市区域性暴雨中心;各季节的区域性暴雨中心也存在明显差异,春季区域性暴雨中心主要出现在渝西部地区,夏季主要出现在渝东北部和渝西部地区,秋季主要出现在渝东北部地区。     

基于SWAT模型的东江流域径流模拟

基于分布式水文模型SWAT以及SUFI-2 程序对东江流域进行了51 a(1960-2010 年)月径流模拟,并在此基础上讨论了东江流域水文过程的空间差异。模拟结果表明,河源站受新丰江水库影响,模拟结果不确定性较大,确定性系数R2和Nash-Sutcliffe 效率系数相对其他站点较低,龙川站、岭下站、博罗站R2和Nash-Sutcliffe 效率系数皆满足模型适用性要求。流域出口博罗站率定期R2、Nash-Sutcliffe 效率系数分别为0.83、0.83,验证期为0.84、0.84,模型模拟精度较高。东江流域径流深主要受降水空间不均影响,形成由北向南先增后减的趋势。流域下垫面差异对产流过程也有一定影响。其中土壤含水量受土壤性质、人类活动等影响,由北向南差异明显;蒸散发量受植被覆盖影响亦较为明显,北部蒸散量占降雨量的比例大于中部及南部。     

空气污染物远程传输对海岛型城市污染的影响

为探明海岛型城市的污染成因,采用MM5/CALPUFF模型定量测算区域传输对舟山群岛大气环境的影响.结果显示,舟山在冬季主要受西北方向大陆上空高浓度污染物传输影响,上海对其外来影响最大,SO2和NO2的贡献率在71%~79%和72%~83%之间;而在夏季受偏南气流影响,浙江省对其影响最大,SO2和NO2贡献率在52%~63%和49%~55%之间.舟山群岛在高频率、高风速的持续性西北风和偏北风作用下,易形成重污染天气,各监测点NO2最大小时浓度在122~194μg/m3之间,区域传输的贡献率在98%以上.开展区域联防联控工作,才能根本改善舟山群岛环境空气质量.     

二氧化锰氧化降解五氯酚

以二氧化锰为氧化剂,研究了pH 4.12的水溶液中五氯酚氧化降解的反应动力学,并讨论了反应溶液的pH对反应动力学的影响.结果表明,五氯酚对二氧化锰的氧化作用具有较强的反应感受性.在pH一定和二氧化锰充分过量的条件下,随着反应的进行,五氯酚的降解速度变慢,遵循的不是简单的准一级反应动力学而是复合的反应动力学.此外,随溶液pH由3.5升高6.6,五氯酚的降解速度发生显著地下降.运用溶剂萃取和气质联用仪的分析方法,检测到2个主产物和1个次产物.其中,次产物是由四氯-1,4-氢醌与四氯儿茶酚组成的混合物;2个主产物是由五氯酚氧自由基偶合而成的二聚体,且是同分异构体.在观测到的表面反应动力学和降解产物的基础上,提出了五氯酚被二氧化锰氧化降解的反应流程图.     

喀斯特坡地土壤稳渗率空间分布变化特征研究

为查明高异质性背景条件下喀斯特坡地土壤稳渗率空间分布变化特征,在6类典型人为活动方式石灰岩坡地针对4类主要生境类型(土面、土石面、石沟、石缝)开展生境空间分布调查和土壤理化性质分析,并利用Guelph入渗仪进行稳渗率实验。通过对比分析各生境土壤性质和土壤稳渗率关系,结合人为作用方式探讨各生境土壤性质和稳渗率空间变化特征及其演化规律。结果表明:1)喀斯特坡地土壤稳渗率普遍高于非喀斯特地区,喀斯特坡地土壤稳渗率受土壤孔隙和岩石裂隙耦合作用影响。2)各生境条件下土壤稳渗率具有高度的空间异质性,呈现"斑块状"空间分布特征。3)坡地人为作用方式变化将改变原有生境的土壤性质,进而导致各生境土壤稳渗率随人为活动进程发生相应变化。人为踩踏作用影响较小的原生林、次生林和乔灌林坡地土面和土石面生境土壤稳渗率普遍高于石沟和石缝生境,但转变为人为踩踏作用强烈的放牧灌草地或火烧人为干扰地后,土面和土石面生境土壤退化严重,土壤容重和粘粒含量增大,稳渗率显著降低。而石沟和石缝生境土壤性质和稳渗率受影响程度明显小于土面和土石面生境,土壤稳渗率仍可维持较高水平。     

A cleaner two-step synthesis of high purity diallyldimethylammonium chloride monomers for flocculant preparation

In order to improve the flocculation efficiency of polydiallyldimethylammonium chloride（PDADMAC）, high molecular weight PDADMAC should be prepared from high purity diallyldimethylammonium chloride（DADMAC） monomers. In this paper, a cleaner method with microwave irradiation and alkali solidification was proposed for preparing high pure DADMAC by selective heating under low temperature, and the prepared high purity DADMAC is characterized using FTIR and atomic absorption spectrometry. The new method provides a solution to the key technical problem of PDADMAC synthesis. Comparing with the conventional methods, the results showed that the advantages of the novel synthesis include： （a） high purity DADMAC is improved from 57% to 71% ; （b） reaction time of tertiary amine preparation is shortened from 6 h to 7 min; （c） water instead of acetone was used as reaction medium; （d） toxic by-products, wastewater and waste gas are eliminated. Flocculant made from the synthesized high purity DADMAC monomers was proved more efficient in flocculation tests.     

海水养殖场底泥中转化硫和磷化合物的微生物及其多样性

对福建某近海养虾场底泥环境中硫和磷2种元素的微生物代谢进行了研究.结果表明,细菌代谢有机硫和无机硫产H₂S是养殖过程中造成H₂S污染的主要因素,利用半胱氨酸和硫代硫酸钠产生硫化氢的细菌数量分别为 1.6×10⁶和4.35×10³ 个·g^-1底泥;进一步研究发现,芽孢杆菌属、盐芽孢杆菌属和微杆菌属等细菌是产H₂S的优势菌群,而硫酸盐还原菌的数量较少,仅为25个·g^-1,其产H2S的作用不明显.研究还发现,转化有机磷和无机磷酸盐的优势菌群属于好氧细菌,其中分解卵磷脂的细菌和产磷酸酯酶细菌的数量分别为2.17×10⁵和 1.21×10⁶个·g^-1,转化磷酸钙的细菌数量为6.96×10³个·g^-1.本文从微生物学的角度探讨了养殖环境中硫、磷化合物的转化,提出细菌好氧代谢产H₂S是养殖环境潜在的污染因素,给出了一些改善和修复养殖环境生态的建议.