堆肥过程水溶性有机物组成和结构演化研究

基于Leenheer的分组方法,用XAD-8树脂将鸡粪不同堆肥阶段样品提取出的水溶性有机物(DOM)按极性和电荷特性分为疏水酸性组分(HOA)、疏水碱性组分(HOB)、疏水中性组分(HON)、酸不溶组分(AIM)及亲水性组分(HIM),采用元素分析、核磁共振(~1H-NMR)及红外光谱(FTIR),对各组分的组成和结构特征进行了研究.结果表明,堆肥DOM中HIM和HOA组分的含量分别为32%~44%和35%~47%,而HOB、AIM及HON组分之和不到25%,经堆肥后HIM组分含量下降,而疏水性组分含量增加.元素分析显示,堆肥过程N、C、S含量呈增加趋势,经堆肥后有机质H/C比降低,腐殖化率提高;~1H-NMR分析表明:HIM组分中烷基链烃的含量最少,支链最短,分支较多,碳水化合物含量高,而HON组分的组成恰好与之相反,AIM组分结构类似胡敏酸,HOB富含含氮化合物.FTIR分析表明,HOA和HOB组分富含羧基、酯基和醇羟基官能团,而AIM和HIM除上述官能团外,还含有大量苯环官能团,HON组分富含脂肪族官能团,该组分官能团种类最多,经堆肥后,脂族官能团含量降低,苯环官能团增加.     

纳米铁/石墨烯插层复合材料制备及Cr6+去除

近年来纳米铁(nZVI)技术用于废水处理受到广泛关注,因该技术具有廉价、高效、无二次污染等特点被认为是Cr~(6+)去除最有发展前景的方法之一。但nZVI技术在还原Cr~(6+)过程中因其颗粒微小易团聚、表面易钝化,导致nZVI的还原效力降低,限制了其在环境治理中的应用。为此,借用具有良好分散性的石墨烯为载体,设计nZVI纳米粒子插入石墨烯层间,构建新型纳米铁/石墨烯复合功能材料(G/nZVI)。通过探讨复合材料制备条件对G/nZVI去除Cr~(6+)效果的影响,优化制备过程,并利用红外光谱、XRD衍射光谱和TEM透射电镜技术对G/nZVI进行表层官能团、组成元素和表观形态进行研究;同时将G/nZVI应用于Cr~(6+)的去除效果分析。结果显示,将nZVI插层石墨烯片层结构可以有效地改善nZVI的分散能力,同时一定程度上提高了nZVI的抗氧化性,进而使Cr~(6+)的去除效果也得到很大提高。     

中国海洋经济发展质量研究

海洋作为重要的战略要地,推动其高质量发展对于海洋强国建设意义重大。基于2006—2017年沿海11省（市、自治区）数据,采用集对分析、核密度估计模型、标准差椭圆以及GMM模型对中国海洋经济发展质量进行测度,并对其时空演化特征及影响因素进行分析。结果表明：（1）总体来看,时间上,2006—2017年海洋经济发展质量呈上升趋势;空间上,分为高、中、低三类不同发展水平;全国海洋经济发展呈东北—西南格局,且重心一直位于长三角地区;三大海洋经济圈发展质量地区差异显著,整体呈北部、东部、南部三级格局分布。（2）分维度来看,时间上,样本期间内各个维度都取得不同程度的提升,均为海洋经济高质量发展不可或缺的部分;空间上,五个维度均呈向好发展趋势,各维度高、中、低水平的省（市、自治区）各不相同,差异显著。（3）影响因素上,海洋区位优势、城镇化水平、市场化水平、产业结构水平、陆域经济水平对高质量背景下海洋经济发展质量产生正向促进作用,而海洋资源利用度、环境规制强度对海洋经济发展质量产生负向抑制作用,各影响因素在不同的海洋经济圈中作用效果不同。     

负载铁生物炭对土壤-水稻系统As溶出特性与生物有效性的影响与机理解析

负载铁生物炭(FeBC)已证实对溶液体系和雄黄矿高砷(As)尾渣中的无机As具有极为显著的吸附钝化效能,但其对土壤-水稻系统中As的溶出特性和生物有效性的影响尚为空白.为此,本研究系统探析了FeBC处理对水稻根际As溶出特性、根表铁膜As持留-释放模式转化和As向水稻体内各器官转运积累的影响与发生机制.结果表明,FeBC处理条件下的水稻根际pH普遍高于对照(CK),而氧化还原电位(Eh)则低于CK;FeBC处理所导致的根际Eh下降几乎同步使根际孔隙水As、Fe浓度自分蘖期后均随FeBC比例的增加而升高,且孔隙水As、Fe浓度具有显著正相关性(p0.01).成熟期内根表铁膜Fe、As含量均随FeBC比例的增加而升高,这一点可由微区X射线荧光(μ-XRF)所显示的2%FeBC处理中水稻根系表面Fe、As浓度均显著高于CK得到印证,而这一特点导致FeBC处理下的白根和糙米As含量显著升高(p0.05).以上结果表明,FeBC能有效提高水稻根表铁膜形成量及其对As的持留,但超过特定阈值的铁膜浓度(20~25 mg·g~(-1))对As的大量富集却可成为根系对As的吸收源,促进As向根系内的转运,并导致稻米As积累量升高.由此可见,含Fe钝化剂对水稻根际As生物有效性的影响具有可变性,其应用风险和产生机制值得引起高度关注.     

低温等离子体技术在三废处理中的应用与研究

对“三废”的低温等离子体处理技术进行了综合分析，探讨了低温等离子体“三废”处理技术的应用前景，提出了低温等离子体技术在环境保护领域里应用的研究课题．     

响应曲面法优化沼渣混合物料堆肥配比研究

基于主成分分析,以WSC/WSN、E4/E6、NH4＋-N/NO3－-N、GI作为混合堆肥腐熟程度的判别指标体系,建立综合评价函数,确定综合评价值F,用于表征混合堆肥腐熟度.采用Box-Behnken设计,以F值为响应值,沼渣量、猪粪量、鸡粪量为3因素,设计了15组堆肥试验,建立二次多项数学模型,从腐熟度的角度确定沼渣、猪粪、鸡粪混合堆肥的最佳配比.结果表明:沼渣量、猪粪量、鸡粪量对响应值F影响的显著性顺序为:鸡粪量>沼渣量>猪粪量;鸡粪量一次项、沼渣量二次项达到极显著水平(P<0.01);沼渣量和鸡粪量的交互项、鸡粪量二次项达到显著水平(P<0.05);优化出的混合物料堆肥沼渣、猪粪、鸡粪最佳质量配比为5.83:7.95:7.54.由此可见,响应曲面法用于混合堆肥物料配比优化具有可行性.     

中药渣生物炭对磺胺甲基嘧啶的吸附及机理研究

以传统中药-黄芪废渣为原料,分别在200℃、400℃、500℃、600℃和700℃的厌氧氛围下热解制备生物炭材料（BC200、BC400、BC500、BC600和BC700）,并利用BET比表面积分析、FTIR光谱分析、扫描电子显微镜等方法对其进行表征,同时考察不同投加量、吸附时间、初始浓度和pH值下生物炭对磺胺甲基嘧啶的吸附特征.结果表明,随制备温度的升高,生物炭的表面积及吸附性能也显著增加.相比原状黄芪渣（S_BET=0.42m²/g）,BC700的BET比表面积（S_BET=155.69m²/g）增大370倍,对磺胺甲基嘧啶的吸附容量增加185倍.BC700对磺胺甲基嘧啶的等温吸附过程符合Langmuir模型（R²=0.9977）,最大吸附容量为11.96mg/g,吸附反应过程满足准二级动力学方程（R²>0.994）,且为化学吸附.同时随着溶液初始pH值和投加量的升高,生物炭的吸附容量先增大后减小,最佳吸附pH值为4.     

气温与湿度的交互作用对呼吸系统疾病的影响

为评价平均气温、相对湿度及其交互作用对呼吸系统疾病急诊就诊人数的影响,采用广义相加模型(GAM),在控制了时间长期趋势、"星期几效应"、节假日效应、空气污染等因素的影响后,分析2009~2011年北京市平均气温、相对湿度及其交互作用对呼吸系统疾病急诊就诊人数影响的暴露反应关系.结果显示,平均气温与呼吸系统疾病急诊就诊人数呈现近似U型的非线性关系,其作用临界点为12℃,当平均气温低于12℃时,气温每升高1℃,呼吸系统疾病急诊就诊人数减少2.26%(95%CI-2.43,-2.09);当气温高于12℃时,气温每升高1℃,呼吸系统疾病急诊就诊人数增加0.92%(95%CI 0.72, 1.11).相对湿度与呼吸系统疾病的效应也呈现U型的分布特征,作用阈值为51%,当相对湿度≤51%时,相对湿度每增加10%,呼吸系统疾病急诊就诊人数减少3.43%(95%CI -3.47%,-3.38%);当相对湿度>51%时,其每增加10%呼吸系统疾病急诊就诊人数增加1.80%(95%CI 1.76%,1.85%).平均气温对呼吸系统疾病的影响受相对湿度水平的调节.在低温环境下,相对湿度越小,气温对呼吸系统疾病的影响越显著,气温每升高1℃,呼吸系统疾病急诊就诊人数减少2.71%(95%CI -2.88,-2.53);;而高温环境下,当相对湿度较大时气温健康效应较强,即气温每升高1℃,呼吸系统疾病急诊就诊人数增加1.37%(95%CI 1.13, 1.61).     

贵州草海沉积物重金属分布及其对底栖动物群落的影响

基于原子吸收和ICP-MS,研究了贵州威宁草海4种重金属Zn、Pb、Cd、Ni的分布规律,并分析了其对底栖动物群落结构的影响.结果表明,表层沉积物中Zn、Pb、Cd 3种重金属含量已超过加拿大环境质量标准,超标样品量分别达到样品总数的82%、65%和47%,可能和周边历史上大规模的土法炼锌有关;草海表层水及孔隙水4种重金属含量均未超过国家I类地表水质量标准,表明污染的沉积物对水体重金属含量影响有限.表层沉积物中Zn、Pb、Cd均表现出湖中心及上游湖口含量更高的趋势,并和有机质呈显著正相关关系(r=0.837, P < 0.01; r=0.785, P < 0.01; r=0.780, P < 0.01),表明有机质在Zn、Pb、Cd的迁移和沉积中扮演了重要角色.在湖心沉积物柱中,Zn、Pb、Cd 3种重金属从剖面上部约10cm往上均有逐渐升高富集的趋势,与草海周边近几十年的大规模土法炼锌历史吻合.不管在表层沉积物还是在沉积物柱中Ni都呈现与其它3种重金属相反的分布规律,可能与Ni主要来源于自然背景有关.底栖动物群落结构调查表明,周边采样点比湖内采样点的底栖动物种类更为丰富,栖息密度也更大,这可能与草海湖内采样点重金属含量远高于湖周边采样点有关,具体影响及机制需要进一步深入研究.     

有毒气体泄漏无线报警及控制系统的设计

应用传感器和无线电技术,提出了一种有毒气体泄漏无线报警及控制系统的设计方案。该系统采用半导体气敏传感器QM-N10来检测有毒气体,通过检测电路把有毒气体浓度的变化转换为相应的电压信号,一旦超过设定的有毒气体的安全浓度值,系统启动发射电路工作。接收处理电路接收和处理发射电路发送的无线编码信号,同时输出控制信号启动扬声器报警,提醒工作人员采取安全防护措施。