三里洞矸石废弃地人工植被群落构建初探

对矸石土样及植被材料进行采样测定,研究分析矸石的供肥能力、微量有毒元素含量、矿区植物中微量有毒元素的含量。研究结果表明:刺槐(Robinia pseudoacacia)对Cu、As元素吸收能力大于其它植物;荠菜(Capsella bursapastrois)对Zn元素的吸收能力较其他植物强;狗尾草(Setaria viridis)对Cr元素具有较强的吸收能力。依据矸石废弃地立地类型特点,矸石废弃地人工植被景观恢复过程中应选择臭椿(Ailanthus altissima)、刺槐(Robinia pseudoacacia)作为先锋树种,宜优先选用刺槐×沙棘×荠菜(Robinia pseudoacacia×Hippophae rhamnoides×Capsella)、刺槐×沙棘×狗尾草(Robinia pseudoacacia×Hippophae rhamnoides×Setariaviridis)、臭椿×沙棘×狗尾草(Ailanthusaltissima×Hippophae rhamnoides×Setaria viridis)群落与刺槐林、臭椿林配植模式。运用生态恢复的方法对矸石废弃地进行人工植被景观恢复与重建,恢复其受损伤的生态系统,这对矸石废弃地植被恢复有一定的理论指导意义。     

原生颗粒污泥单级自养脱氮工艺处理污泥压滤液的研究

在长期运行的处理污泥压滤液的气提亚硝化反应器中发现了单级自养脱氮反应,并形成了具有自养脱氮性能的原生颗粒污泥.以原生颗粒污泥启动并运行了单级自养脱氮反应器,对污泥压滤液进行脱氮处理取得了良好效果.进水总氮浓度为350 mg.L-1左右时,总氮平均去除率为74.81%,最高达86.92%,总氮平均去除负荷(以N计,下同)为0.68 kg.(m3.d)-1,最高达0.90 kg.(m3.d)-1.投加粉末活性炭后单级自养脱氮反应得到强化,运行稳定性得到提高.进水基质浓度、氮负荷及曝气量对自养脱氮反应影响较大.污泥压滤液中的有机物、pH值和碱度对单级自养脱氮反应影响较小.曝气量/ΔTN、曝气量/ΔNH4+-N及ΔALK/ΔTN比值可作为单级自养脱氮反应重要的运行指标.     

高速公路路面径流沉降过程中重金属去除特性

在对南京机场高速公路令桥段2008年2月~2009年2月15场降雨事件初期路面径流进行自由沉降试验的基础上,考察了自由沉降过程中Cu、Zn、Cd、Pb 4种重金属的去除率随时间的变化特征.同时,重点分析了重金属去除与截留沉速和悬浮固体(SS)去除的关系,并探讨了降雨特征和径流pH值对重金属去除特性的影响.结果表明,沉降开始30min内Cu、Zn、Cd、Pb去除率增长迅速,30min去除率均占2h总去除率的60%以上.Pb的2h平均去除率最高,可达25.62％,Cu、Cd和Zn的2h平均去除率分别为21.20%、19.97%和19.10%.同一重金属的沉降去除率每提高10%,截留沉速范围及上限值减少5倍左右.截留沉速相同时,Pb的去除效果最好,Cd、Cu、Zn的去除效果相差不大.SS与Cu、Zn、Cd、Pb沉降去除率之间的相关性存在差异,Pb多数以颗粒态形式存在,因而SS与Pb沉降去除率相关系数最大,其相关系数为0.8126(p=0.0002）;SS与Cd、Cu、Zn沉降去除率的相关系数分别为0.6871、0.6804、0.7653.路面径流pH值对重金属去除特性的影响显著,与4种重金属沉降去除率均呈正相关,且与Zn、Cd、Pb的相关系数均大于0.5;Zn主要以溶解态形式存在,因而Zn沉降去除率受pH值影响最明显,两者在0.05水平上显著相关(p=0.029).     

垃圾渗滤液中重金属在不同氧化还原带中的衰减

通过土柱模拟实验研究了垃圾渗滤液中的重金属在地下环境中的衰减效率和机理.结果表明,不同顺序氧化还原带对不同的重金属去除效率不同,硫酸盐还原带的去除效率最高,Cr、Ni、Zn、As、Cd和Pb的去除率分别为93.27%、73.33%、81.52%、76.83%、100%和100%;氧还原带的去除率最低,分别为36.13%、20.45%、7.45%、25.86%、13.04%和37.36%.各顺序氧化还原带沉积物对重金属的富集能力也不同,产甲烷带、硫酸盐还原带和硝酸盐还原带的富集能力相对较强,其中,硫酸盐还原带的富集能力最强,沉积物中Cr、Ni、Zn、As、Cd和Pb的含量分别增长了8.5%、11.3%、19.9%、75.6%、14.8%和14.3%;而铁还原带和氧还原带的富集能力相对较差,氧还原带沉积物中Cr、Ni、Zn、As、Cd和Pb的含量分别降低了1.86%、8.6%、22.1%、26.4%、5.8%和25.6%.因此,垃圾渗滤液地下环境中重金属的衰减受吸附、沉淀和络合等作用的控制.     

降水空间异质性对非点源关键源区识别面积变化的影响

针对地形起伏和降水空间差异较大的农业区非点源污染问题,基于SWAT模型评估了阿什河流域在异质性降水和均匀降水两种情景下总氮、总磷关键源区空间变化规律,统计了两种情景下识别的关键源区面积变化,并分析其与降水特征参数的关系.结果表明,降水量一定时,两种情景下识别的总氮、总磷关键源区面积变化趋势大致相同,且总磷关键源区面积不易受降水空间异质性的影响,但总氮关键源区面积却明显受到其影响.对各年份总氮和总磷关键源区面积与降水特征参数的相关分析表明,总磷关键源区面积与当年降水量呈显著正相关,而总氮关键源区面积却与前一年降水量呈显著正相关.研究结果对进一步探讨降水这一重要驱动因子的不确定性对非点源污染关键源区的影响,以及农业非点源污染的治理具有重要意义.     

闸控河段水质多相转化模型

针对闸控河段水质转化机理复杂的特点,提出在“水体-悬浮物-底泥-生物体”界面内开展水质多相转化研究的总体思路,推导了描述各种相态水质之间传质过程的数学表达式,构建了具有一定物理机制的闸控河段水质多相转化模型.结合槐店闸调度影响实验数据,对水质多相转化模型进行了参数识别和验证,进而模拟了不同相态水质成分的时空变化过程.结果发现:来水流量和闸门调度方式使闸上和闸下断面各相水质浓度发生变化,同时影响到藻类的生长和富集状态;闸门调度会改变闸上、闸下河段的水质主导反应机制;由于闸门调度增加了对水体的扰动,水体与外界的物质交换效果增强;在实验前期蓝藻数量的变化主要受水流的迁移作用影响,在后期闸上断面主要受闸门阻隔的影响,闸下断面主要受流速、流量和营养物质浓度改变等作用综合影响.     

青岛市挥发性有机物排放清单及重点行业排放特征研究

根据收集的青岛市九大类排放源的活动水平数据,本研究采用排放因子法结合调研实测等工作建立了青岛市VOCs源排放清单,结果表明,工业企业VOCs排放占总排放的比例达到43.17%。其中,工艺过程源类中排放占比较高的行业依次为橡胶和塑料制品业、非金属矿物制品业、原油加工及石油制品制造业、化学原料和化学制品制造业、黑色金属冶炼和压延加工业等;溶剂使用源类中排放占比较高的行业为金属制品业、皮革皮毛羽毛制品和制鞋业、印刷业、铁路船舶航空等设备制造业、汽车制造业等。通过对重点行业重点企业进行入场调研采样分析,本研究发现不同行业中VOCs组成特征有差异,多数行业VOCs物种排放以卤代烃、芳香烃、烷烃等为主,纺织印染业、制鞋业等部分行业以含氧有机物排放为主。通过调研和实测对部分行业的VOCs排放因子水平做了本地化深入研究,调研统计青岛市约49%的企业安装了VOCs治理设施;在企业所安装的VOCs治理设施中吸附法占比最大,占比为26%。     

锌在模拟工业大气环境下的腐蚀行为研究

目的研究不同时间下锌在SO2环境中的腐蚀特性。方法采用室内加速试验法,向大气加速腐蚀箱中通入25 mg/L SO2气体,进行模拟工业大气环境下的加速腐蚀试验。对腐蚀后金属材料进行质量增量测量和电化学测试,通过XRD,SEM等表征锌腐蚀产物及腐蚀形貌,研究腐蚀特性。结果初期阶段锌在SO2环境中的腐蚀速率逐渐增加,到腐蚀后期逐渐降低,1/Rct值先增大后减小,锌的腐蚀产物中的元素包括Zn,O和少量的S,主要产物为Zn4SO4(OH)6。结论初期在锌表面生成的腐蚀产物疏松,SO2能够通过产物层到达基体,促进腐蚀,不具有保护性。到后期,产物增多并且致密使SO2与基体接触的概率降低,从而使腐蚀速率减缓。     

中国铜产业体系演化的碳中和实现机制研究

本文研究了我国铜产业采选、冶炼、加工和再生等环节的演化趋势,构建了铜产业直接碳排放-能源间接排放-其他间接排放相结合的多层级碳排放核算模型,分析了我国铜产业各环节碳排放演变规律及碳中和实现机制。结果表明：①1980-2020年我国铜精矿、精炼铜、铜加工材、再生铜产品分别增长了6.6倍、 25.1倍、 88.5倍、 37.1倍,受碳中和目标实现对电力需求量增加的影响,预计2060年铜资源消费总量将较2020年提升62.3%,铜资源社会存量将达到3.9亿t,再生铜将于2030年超过原生铜成为主导资源类型。②2020年铜产业的碳排放总量达到2968.2万tCO₂e,其中,采选环节的吨铜碳排放量最高,达到了3.4tCO₂e,是第二位冶炼的2.3倍;冶炼环节的碳排放总量最大,达到铜产业的39.3%;再生环节的降碳效果突出,相较原生采选冶炼环节减少1251.2万tCO₂e;进出口贸易则进一步降低了该产业43.7%的碳排放总量。③预计2060年铜产业碳排放总量将达到1499.8万tCO₂e,通过促进国际贸易、循环经济、技术创新及环境市场建设等举措,可大幅降低产业的碳排放总量,其中国际贸易及循环经济情景的碳减排效果在2030年前均较显著、随后逐渐下降,技术创新及环境市场建设是该产业碳中和目标实现的根本,在2060年的减排潜力分别达到535.9万t及607.9万t。为了更好地促进该产业可持续发展及“双碳”目标实现,建议依托国内国际双循环格局合理调控铜产业结构,秉持全生命周期理念加快构建铜产业绿色供应链,紧随碳中和发展趋势促进资源循环减污降碳协同增效。     

单轴应力对煤自燃特性参数和导热系数的影响研究

为探究单轴应力作用下煤氧化和传热特性,利用自制荷载加压煤自燃特性参数测定装置对炉体内长焰煤煤样进行程序升温。结合程序升温过程中煤临界温度Tc和Tg,对其进行阶段划分:阶段1为30℃~Tc;阶段2为Tc~Tg。计算了不同单轴应力下2个阶段煤表观活化能和平均耗氧速率。根据能量守恒得出程序升温过程煤导热系数随温度的变化,进一步分析煤导热系数与单轴应力的关系。结果表明:阶段1单轴应力为4 MPa时为临界轴压,煤表观活化能最大,平均耗氧速率最小;阶段2煤表观活化能和平均耗氧速率随单轴应力增大均呈抛物线变化,单轴应力为2.7 MPa时为临界轴压,煤表观活化能最大,平均耗氧速率最小;阶段1和2煤导热系数随温度升高均先减小后增大,并且煤导热系数随单轴应力增大呈三次函数变化。