生态浮床对千岛湖水体氮磷净化效果研究

为探索生态浮床对较清洁型湖水的氮磷去除效果,以华东地区最大深水水库千岛湖为例,选取浮叶植物黄花水龙(Jussiaea stipulacea Ohwi.)、沉水植物绿色狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)、挺水植物菖蒲(Acorus calamus)为材料,采用氮磷浓度相对较高的库尾湖湾湖水进行生态浮床静态模拟试验,测定浮床植物生长及水体氮磷浓度变化,并利用膜接口质谱仪测定水体溶解性氮气(N₂)含量,研究浮床植物体内吸收、反硝化脱氮等综合脱氮除磷能力. 结果表明:①浮床植物的氮磷净化能力存在明显的季节性差异,春季浮床植物长势、氮磷去除效果、反硝化脱氮能力均高于秋季;②不同水生植物间的氮磷去除能力差异显著,试验水体中黄花水龙和绿色狐尾藻的总氮(TN)、总磷(TP)去除效率分别为2.22、0.07和2.89、0.08 mg/(kg·d),绿色狐尾藻体内吸收氮、磷最多,植物干质量的氮、磷含量分别为12.44~15.57和0.96~1.95 g/kg;③植物的生长大大增强了水体的反硝化脱氮能力,黄花水龙、绿色狐尾藻、菖蒲与空白对照组溶解性N₂差值（净脱氮差）分别为0.16~22.35、?4.14~24.63、?0.26~15.74 μmol/L,水生植物生物量是影响浮床系统反硝化作用的最关键因素. 研究显示,生态浮床是较清洁型湖水氮磷削减的一种可行技术,浮床植物组合方案设计应充分考虑不同植物的季节生长特性和反硝化脱氮能力.      

异形电极调控的体声波谐振器力–电多场耦合仿真与优化

目的 抑制压电薄膜体声波谐振器(FBAR)寄生振动模态干扰,提出一种异形电极调控的谐振器新结构,并进行力–电多物理场耦合有限元建模分析与参数优化。方法 基于压电薄膜体声波谐振器的力–电耦合方程,运用有限元方法进行参数影响仿真分析,获得不同电极结构形状与敏感几何参数对应的谐振器阻抗特性及寄生振动模态干扰的影响规律,并对提出的异形电极调控谐振器几何参数进行优化。结果 新型电极结构使得薄膜体声波谐振器的导纳特性曲线更加平滑,相位波纹减少,无明显寄生谐振峰。参数优化所得框状电极宽度为6 μm、厚度为0.1 μm,谐振频率为1.727 GHz。结论 通过异形电极结构形状设计,可以实现对谐振器寄生振动模态的有效抑制,提升谐振器的性能。     

农村分散式污水处理设施潜在致病细菌分布特征

污水是病原微生物传播的重要介质之一.目前我国大多数农村地区生活污水经生化处理后,极少进行消毒就直接排放至自然水体,这是否会造成农村地区污水中病原微生物的传播尚不明确.为此,以未开消毒设施的一体化污水净化槽为研究对象,在其稳定运行阶段,分析了不同处理单元、尤其是出水中细菌种群及潜在致病性细菌种类的特征.结果表明,与进水相比,净化槽各单元均包含一定量的潜在致病细菌,尤其是出水中,检出了20种潜在致病细菌,以Flavobacterium、Pseudomonas等为主.其中部分潜在致病菌随着污水处理流程其丰度呈现上升趋势.例如,Aeromonas、Klebsiella、Arcobacter和Bacteroides在进水中几乎未检出,其相对丰度分别为0％、0％、0.01％和0.21％,但其在出水中检出的相对丰度则为1.26％、0.70％、0.24％和2.63％.以上研究结果初步表明,在农村地区生活污水生物处理设施各工段中,均存在一定的潜在致病性微生物;尤其值得注意的是,在不进行消毒的状态下,出水中也包含多种潜在致病性微生物,其排放对周边环境及人体健康可能存在一定影响.本研究结果可为后续村镇小型污水处理设施的健康风险评估提供参考.     

溴化十六烷基吡啶改性沸石对水中菲的吸附作用

采用不同浓度的溴化十六烷基吡啶(CPB)溶液对天然沸石进行改性,制备得到了单层和双层CPB改性沸石,并通过批量吸附实验考察了这两种CPB改性沸石对水中菲的去除作用.结果表明,单层和双层CPB改性沸石对水中菲均具备良好的吸附能力.CPB改性沸石对水中菲的去除率随吸附剂投加量的增加而增加,而CPB改性沸石对水中菲的单位吸附量随吸附剂投加量的增加而降低.CPB改性沸石对水中菲的吸附动力学过程满足准二级动力学模型.CPB改性沸石对水中菲的吸附平衡数据可以采用线性模型和Freundlich模型加以描述.CPB改性沸石对水中菲的吸附过程是一个自发和放热的过程.单层CPB改性沸石吸附水中菲的机制主要是疏水作用,双层CPB改性沸石吸附水中菲的机制主要是有机相分配作用.当双层CPB改性沸石的CPB负载量为单层CPB改性沸石的CPB负载量的2倍时,前者对水中菲的吸附能力略微强于后者.以上结果表明,双层和单层CPB改性沸石均可以用于水中菲的去除;为节约成本,单层CPB改性沸石与双层CPB改性沸石相比更适合用于水中菲的去除.     

基于彩色图像的海上能见度估计

目的实现海上能见度实时估计。方法从图像处理的角度,通过多组多距离彩色模板拍摄实验,分析饱和度同能见度的响应关系,结合最小二乘法和多模型融合,通过误差分析寻找最优模型。结果发现多组彩色模版的图像饱和度同能见度存在一定的响应关系。结论所建模型可以对能见度进行快速、连续地实时观测。相对与传统方法以及各类仪器的观测更具便利性。     

山东黄河下游流域土壤碳储量及时空变化研究

全球气候变暖及其影响是当前人类面临的重大环境问题之一,大气CO2浓度的剧增为人类生活带来的诸多环境问题越来越严重。土壤有机碳是陆地生态系统碳库的重要组成部分,它的微小变化直接影响大气温室气体的浓度。本文利用2003~2010年多目标区域地球化学调查及20世纪80年代全省第二次土壤普查碳数据,对山东省黄河下游流域土壤碳密度、碳储量及时空变化规律和固碳潜力与机制进行了研究,结果表明,1.0 m土层有机碳库约占我国SOCP的3.28%;表现出"碳汇";水稻土碳密度最高、砂姜黑土次之,滨海盐土最低;研究区0~1.0 m土层固碳潜力为1.02×109t,相当于可减少大气中0.081%CO2浓度。通过相关性分析表明,在土壤中增施有机肥和N、P、K肥,以及施用Zn等矿质肥料可有效提高土壤中的有机碳量,提升土壤固碳能力,而含Cl量过高是滨海土壤固碳的破坏性因素。本研究为缓解大气CO2浓度的剧增的环境压力,发挥和提高我国土壤生态系统的固碳潜力提供了科学依据。     

磁性生物炭的合成及对土壤重金属污染的钝化效果

为提高生物炭对土壤重金属的钝化能力,通过温和液相还原再氧化法制备了磁性生物炭材料.利用土壤培养实验,以0%、 0.3%、 0.6%和1.0%(质量分数)的比例向重金属污染土壤中施加磁性生物炭,考察磁性生物炭对土壤重金属污染的钝化修复效果及对土壤理化特性的影响,并对修复机制进行了探讨.结果表明,添加不同比例磁性生物炭后,土壤中Cd、Cu、Ni、Pb和Zn有效态含量均呈现不同程度的下降,且随着该材料添加比例的增加土壤中重金属有效态降幅随之增加.培养24 d后,Cd、Cu、Ni、Pb和Zn的钝化效率分别达到了27.52%、 49.55%、 55.83%、 27.33%和26.01%(添加量为1%),但土壤中重金属的形态并没有发生显著变化,可能主要与重金属和生物炭之间相对较弱的结合机制有关.同时,磁性生物炭的添加改善了土壤的理化性质,其中pH值提高0.7个单位,脱氢酶活性提高6倍,过氧化氢酶活性和有机质分别提高37.06%和22.11%.     

微波辐射/Fenton试剂法处理聚磺钻井废水研究

采用微波辐射/Fenton试剂法对大湾404井完并聚磺钻井废水混凝水进行处理,考察了微波温度、微波功率、辐射时间对废水COD去除率的影响.结果表明,当微波温度为100℃,微波功率为400W,辐射时间为30 min,废水pH值为3.0,H2O2投加量为20 mL/L,FeS04投加量为0.1 g/L时,COD去除率较高,为60.50％,BOD/COD提高到0.5,因此该法可缩短聚磺钻井废水处理时间,提高COD去除率和可生化性.     

船舶引航员可靠性评价体系研究

为有效预测船舶引航员作业中的安全可靠性,预防引航事故,基于其职业特点,提出了情绪状态、注意力、心情状态等动态和静态评价指标各5个,并采用专家评价或自评的方式对指标赋值。采用专家调查、DEMATEL方法,研究、验证了指标的合适性和指标间关系的正确性,并确定了各指标的权重。结果表明:引航员心情状态的权重最大(0.123 6),基本生理素质的权重最小(0.082 6);最后通过案例分析,得到某一级引航员的可靠性值为91.342 5。引航员在工作中有良好的心理和生理状态以及良好的操作技能,有助于引航员可靠性的提高,从而减少引航事故的发生。