全球大气硫循环及区域交叉影响

二氧化硫和硫酸盐是硫的重要存在形式,是影响环境空气质量的重要大气污染物.硫酸盐气溶胶是影响全球气候变化的重要大气组分,大气中的硫酸盐气溶胶生命周期短,其浓度空间差异大、时间变化显著.在区域尺度乃至全球尺度研究其迁移转化和区域交叉影响,具有十分重要的科学意义.本研究以2010年SO_2全球排放清单为基础,应用国际通用大气化学模式(Mozart-4),模拟全球大气硫的迁移转化及其季节变化和空间分布特征,并分析全球不同区域间的交叉影响.结果表明:1SO_2柱浓度全球年均值为424.73μg S·m~(-2),中东及南亚最高,达3629.27μg S·m~(-2),南美最低,为181.06μg S·m~(-2).2硫酸盐柱浓度全球年均值为1572.86μg S·m~(-2),东亚年均硫酸盐柱浓度最高,达4556.58μg S·m~(-2),南美最低,为1014.33μg S·m~(-2).3冬季SO_2柱浓度高于其他春夏秋3季,夏季硫酸盐柱浓度高于冬季,主要是由于冬季低温使SO_2不易转化为硫酸盐.4硫酸盐表现出明显的全球迁移特征,全球各区域间交叉影响显著.东亚的净输出量最大,达4.01 Tg S·a~(-1).非洲、中亚及俄罗斯硫酸盐柱浓度的外源影响比例分别高达80.54%和73.00%.     

含外来电的崇明县能源碳排放核算研究

能源消耗是中国最主要的碳排放源,而地方政府是碳管理的基层行政单元,因此,有效控制区域的能源碳排放是碳减排工作的重中之重。区域消耗的能源中,外来电是缓解当地用电压力的重要措施,但一般外来电引起的碳排放易被忽视。将外来电导致的碳排放纳入区域能源碳排放核算体系内,利用部门分析和范围分析法建立了包含外来电分析的能源碳排放核算系统,以上海市崇明县为例进行了应用。研究表明：（1）2000～2009年崇明的能源碳排放增长较快,由181万t增至477万t（CO2当量）;(2）碳排放总量的8212%来自3个部门：工业、建筑业和生活部门;(3）2009年,购买电力导致的间接碳排放达2316%,体现了实施碳管理时考虑外来电力的必要性     

溶解氧对序批式全程自养脱氮工艺运行的影响

在常温22~26℃下,接种成熟的全程自养脱氮(CANON)污泥至2个相同的SBR反应器,通过设置不同的初期DO及不同的DO梯度,考察了DO控制策略及DO值对CANON工艺脱氮性能,稳定性及污泥形态的影响.结果表明,初期DO为0.05~0.10mg/L的反应器可以稳定运行,氨氮和总氮的平均去除率分别为99%和85.4%,而初期DO为(0.40±0.5)mg/L的反应器的氨氮和总氮平均去除率分别为99%和0;在反应器运行稳定之后,逐渐增加DO浓度, DO为0,0.2,0.4,0.5mg/L时的厌氧氨氧化反应速率分别为35.95,23.89,31.50,19.25mgN/(L·h),延时曝气2h后反应器仍可正常运行.在一定DO范围内,CANON反应器的活性随着DO的升高而升高,较高DO对接种初期的CANON反应器冲击较大且不可逆,对稳定运行的CANON反应器的影响较小;但是当CANON工艺稳定运行之后,短时高DO对CANON工艺的影响是可逆的.显微镜照片显示稳定运行的CANON反应器内出现了颗粒化的趋势.     

绿洲边缘新月形沙丘表层沉积物粒度与重金属分布特征

本文以乌兰布和沙漠绿洲边缘工业化城市乌海市下风向典型新月形沙丘为研究对象,分析了新月形沙丘各部位0~10 cm沙物质、沙丘前50 m处大气降尘的粒度及重金属元素变化特征,探讨了重金属物质的来源及其与粒径的相关性,评价了重金属的潜在生态风险.结果表明:沙丘各部位沉积物粒度均以细砂为主,较对照沙丘极细砂含量增高而中砂含量减少.而降尘主要以极细砂、粉粒为主,降尘在沙丘表面的沉降堆积使沙丘表层沙物质细化.沙丘与降尘的重金属含量均为FeMnCrZnCu;Mn、Cu、Zn、Cr含量均高于背景值且发生富集.Mn、Zn含量在空间分布上呈中等变异;Fe、Cu含量在空间分布上为高度变异.Mn、Zn、Cu含量与细颗粒含量呈显著正相关,Zn、Cu含量与中砂含量呈负相关,Fe含量与细砂和中砂含量均呈负相关.Cu、Zn、Cr为人为污染因子,Mn、Fe为自然源因子,但Cr、Mn、Fe又受到自然地质背景和人类活动的共同控制.乌海市下风向新月形沙丘属于低生态风险状态,为轻度污染,需加强废气的治理控制以防重金属污染的进一步加深.     

南方丘陵地区河谷城市用地时空演变与驱动分析——以上饶市城区为例

以揭示中国南方丘陵地区河谷城市的空间演变过程和特征为目的,以上饶市城区为例,在遥感与GIS技术的支持下,对1988~2013年间上饶市城区城市用地的时空演变过程、特征及驱动影响因素进行了研究。结果表明,1988~2013年的25 a间,上饶市城区城市用地呈现出快速增长的态势,城市形态的演变具有明显的时空特征:时间序列上,不论扩展幅度还是扩展速度,2001~2013年间的值均高于1988~2001年间的值,前后两个时段的扩展特征呈现出明显的差异性;空间格局上,上饶市城区以老城区的中心广场为中心向四周扩展,先后经历了放射性扩展、组团式分散扩展两个阶段,同时呈现出明显的方向分异性,西南和西为其主要扩展方向,而其东南方向的扩展速度最为缓慢。自然环境中的地貌对上饶市城区城市用地的扩展起到很大的限制作用,经济社会的发展、政策规划等因素成为城市用地扩张与时空演化的外在驱动因素。     

光电催化氧化处理中各类活性物质的氧化机理

为了深入研究其中各类活性物质氧化机理,以难降解的3,4-二甲基苯胺（3,4-DMA）废水作为研究对象,通过研究不同抑制剂条件下的动力学规律,并以贡献度（k_f/K）来量化各活性物质的作用效果,得出氯类活性物质的贡献度为89.03%,羟基自由基（·OH）的贡献度为6.24%,而空穴和阳极直接氧化贡献度可以忽略.采用三聚氰胺法、二甲亚砜（DMSO）法和DPD法定性定量测定了空穴、·OH和自由氯的含量,结果表明：较高浓度的氯化钠降低了空穴和·OH的贡献度;·OH的产量符合零级动力学规律,其产生速率为0.106mg/（L·min）;自由氯的累积浓度分为3个阶段,第3阶段累积速率为0.159mg/（L·min）.自由氯仅占氯类活性物质氧化体系的一小部分,其他含氯氧化物质和氯类自由基的氧化占重要地位.通过GC-MS、UV-vis和TOC检测,发现在反应10.0min前,主要通过氯类活性物质对侧链的快速攻击,使3,4-DMA转化为苯甲醛等易分解的苯环类物质;10.0min后,主要通过·OH对苯环大π键的攻击,使苯环类物质转化为小分子物质,然后继续被·OH氧化直到矿化.     

石油降解固态菌剂的研制

用喷雾干燥和表面吸附固定化两种工艺对石油降解菌剂进行固态菌研制。结果表明:在对菌浓度为9.7×109 cfu/mL的500mL发酵液添加40g轻质碳酸钠后进行喷雾干燥,在进风温度为120℃,进样量为12mL/min的条件下,得到粉剂产品56g,含水量为4.6%,菌密度为10.05×109 cfu/g,产品得率为11.6%;在对菌浓度为9.7×109 cfu/mL的500mL发酵液添加1 500g麸皮进行吸附固定化处理,得到粉剂产品1 438.6g,水分含量为7.9%,菌密度为5.7×108 cfu/g,产品得率为16.9%。考虑到喷雾工艺设备投资大,能耗多等不利因素,因此建议使用吸附固定化技术作为石油降解固态菌剂的下游处理技术。     

冬季动态槽式堆肥温度的空间变异

以鲜鸡粪、蘑菇渣和污泥按照体积比3∶1∶1混合进行动态堆肥模拟试验.堆肥槽沿物料前进方向分为7个部分,对每个部分按等间距分别做5个水平方向上切分和5个垂直方向上切分,在形成的125个交叉点上进行温度监测.研究结果表明,第1天的混合物料温度在同一层中变异很小,不同层之间略有差异.随着动态过程的进行,同一层温度变异逐渐增大,从第一天相差1～3℃,增加到相差30～40℃,靠近墙体的堆料温度较低,远离墙体的温度较高.随着堆肥时间延长,差异增大.机械翻堆能起到通风的作用,同时使每一个堆方的堆料在纵向方向上上下混合,但达不到横向混匀,因此,靠近墙体两侧的堆料始终处于较低的温度,只有中部能达到较高的温度,以堆肥温度50℃作为无害化指标,自墙体向中心方向的1m为没有达到无害化厚度,无害化体积占堆肥总体积50%.整个动态堆肥过程符合二级动力学方程.     

污泥水解蛋白液对食用菌生长的影响研究

将污泥(食品工厂污泥)经过酸碱水解制备水解蛋白液(肽类和氨基酸复合物,属于微生物蛋白)、并与豆粕(植物蛋白)、屠宰厂动物羽毛(动物蛋白)水解蛋白液、以及常规食用菌氮源麸皮、大米制糖厂米渣作为平菇栽培氮源或营养添加剂,测试对平菇的菌丝生长、产量和生物转化率的影响。结果表明,几种水解蛋白液对平菇的菌丝生长、产量、生物转化率影响明显,污泥水解蛋白液对菌丝的生长效果最好,其余2种水解蛋白液也有促进作用。添加污泥水解蛋白液最高产量可达806 g/袋,添加豆粕水解蛋白液的最高产量为532 g/袋,添加屠宰厂动物羽毛水解蛋白液的产最高量为525 g/袋;对照为480 g/袋(常规棉籽壳)。生物转化率分别为161.2%、106.4%和105.0%,而对照生物转化率为96%;增产率分别为67.92%、10.83%和9.38%。因此,污泥、豆粕、屠宰厂动物羽毛蛋白水解液可提高平菇产量,该研究也为污泥资源化利用建立了基础。     

3种氯酚对噬热四膜虫的毒性效应

以原生动物噬热四膜虫作为受试生物,研究了3种氯酚的急性毒性和遗传毒性及环境因子对污染物的生物效应,探讨了水体硬度对3种氯酚生物毒性的影响.结果表明,3种氯酚毒性大小依次为五氯酚(PCP)>2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)>2,4-二氯酚(2,4-DCP),表明随着氯原子数目的增加,生物毒性增强.硬度实验结果显示随水体硬度升高,3种氯酚对四膜虫的急性毒性先降低后增加,但不同的水体硬度下2,4-DCP对四膜虫的24、48、72和96 h EC50值分别为3.69、3.54、3.02和2.34 mg·L-1;2,4,6-TCP分别为3.23、2.83、2.56和1.97 mg·L-1;PCP分别为0.63、0.45、0.34和0.28 mg·L-1,3种氯酚的EC50值分别在同一数量级上,表明对四膜虫的毒性影响不大.采用单细胞凝胶电泳技术(SCEG)研究了3种氯酚对四膜虫核DNA的损伤作用,结果显示氯酚类化合物具有细胞毒性,彗星实验可以较好地指示氯酚类化合物的遗传毒性.