2021年6月大兴安岭地区暴雨洪涝灾害成因分析

2021年6月黑龙江上游大兴安岭地区发生特大洪水,出现历史上罕见的洪涝灾害。利用大兴安岭地区国家地面气象观测站、区域气象自动站、水文和水位站资料,采用统计方法,分析降水变化和主要江河洪水的特征。同时,通过欧亚500 hPa高度和距平场、EC模式500 hPa高度和850 hPa风场、物理量场,采用天气学原理及诊断分析方法,分析了暴雨形成的机制,对2021年洪水与历史洪水年进行了对比。结果表明：(1)大兴安岭地区秋、冬、春季降水量均偏多,使黑龙江上游江段水位偏高,土壤底墒含水率多,增加黑龙江上游河槽蓄水量,使黑龙江上游江河底水高,超警戒水位;(2)汛期雨季来临早,受东北冷涡影响,6月中旬两次暴雨叠加,低层高温高湿的不稳定能量与中高层向南渗透的冷空气结合,导致中低层位势不稳定的建立,为暴雨过程提供动力、热力和水汽条件;(3)强降水集中,加之上游来水比重大,形成暴雨洪水,导致洪峰水位高,超警幅度大,造成2021年6月大兴安岭地区发生暴雨洪涝灾害。     

渤海直排海污染源排放特征及管理对策研究

本文根据2011－2020年渤海直排海污染源监测数据,分析了渤海直排海污染源污染物排放特征及变化趋势,总结了2017年以来特别是渤海综合治理攻坚战实施后直排海污染源治理成效,并提出相应的管理对策。研究结果表明:2011－2020年,渤海直排海污染源污水排放量与黄海、东海和南海海区相比一直处于低位,化学需氧量、氨氮、总磷等污染物排放量总体呈先增加后减少的趋势;从2018年渤海综合治理攻坚战实施开始,直排海污染源入海污水总量呈明显上升趋势,但化学需氧量、总磷、总氮等主要污染物总量和浓度比明显下降,直排海污染源达标率呈逐年上升趋势;空间分布上,山东省、辽宁省属于直排海污染源排放量和排放强度高的省份;时间分布上,2018－2020年第四季度化学需氧量、总氮、总磷、氨氮等主要污染物排放量呈明显上升趋势。结合渤海直排海污染源排放特征,建议应健全渤海直排海污染源管控体系,分类推进渤海直排海污染源精准整治,提升渤海直排海污染源监测能力,为深入开展渤海直排海污染源污染治理提供支撑。     

缺氧/好氧电化学膜-生物反应器强化脱氮效果及抗污染性能研究

研究了外加电压下电化学A/O-MBR的污染物去除效果和抗污染性能,分析了抗污染性能提高的原因.结果显示,外加2V电压时系统对COD和总氮的平均去除率分别为89.4%、92.2%,不加电压时COD和总氮的去除率分别为87.6%、77.3%,表明外加电压能够显著提高A/O-MBR的脱氮处理效果;研究同时发现,外加2V电压时,导电膜的平均运行周期为38d,相比不加电压时（平均26d）,运行周期有所延长.污染物与导电膜之间的静电排斥作用和H₂O₂的原位清洗作用是系统抗污染性能提升的主要原因.     

长江口滩涂湿地景观变化对N、P营养物质净化潜力的影响

基于长江口4期遥感影像及野外考察资料,并结合国内外文献报道的该研究区及其周边植被、气候等条件类似地区湿地对水体中N、P营养物质的去除潜力,估算了长江口滩涂湿地去除N、P营养物质的潜力及其变化。结果表明,随着围垦导致的陆域面积、湿地总面积扩大以及湿地景观类型的变化,长江口滩涂湿地年N去除潜力由1980年的710.53~4 039.37 t增加到2010年的5 137.68~9 305.83 t,P去除潜力由1980年的64.62~408.55 t增加到2010年的886.45~1 228.08 t。30 a来堤外3种典型盐沼植被对N的去除潜力约增加800~1 100 t,对P的去除潜力约增加60~70 t,但占总去除潜力的比例却分别下降约44~71和62~84百分点。其中,藨草群落和芦苇群落对N、P的去除潜力贡献均呈不断减少趋势,相反,外来物种互花米草对N、P的去除潜力贡献分别由0%和0%增加到17%~24%和10%~19%。湿地净化潜力评估可为长江口地区水质改善、水源与湿地保护提供科学依据。     

Fe3O4/C纳米粒子的制备及其对水中罗丹明B的去除

采用溶剂热-水热法合成了碳覆盖的Fe3O4纳米粒子Fe3O4/C,利用扫描电镜(SEM)与红外光谱(FT-IR)对其进行了表征,并研究了其对水中罗丹明B的吸附性能.系统考察了吸附动力学、吸附等温线、吸附剂用量对吸附性能的影响.Fe3O4/C对罗丹明B的吸附在3 h内即可达到平衡,最大吸附量可达13.23 mg.g-1.分别用Langmuir和Freundlich吸附模型解释了Fe3O4/C对罗丹明B的作用机理,吸附反应过程符合准二级动力学方程.结果表明,该吸附剂具有良好的磁效应和吸附性能,可快速去除罗丹明B,去除率高达90%以上;吸附剂可重复利用,成本低,具有环境友好的优势.     

土壤硒含量显著影响黑小麦与普通小麦的硒吸收

为了解黑小麦(Triticum aestivum L.)与普通小麦养分含量和硒吸收差异特征,通过成熟期田间取样,研究了富硒土壤(马三村,土壤硒质量分数平均值0.874 mg·kg~(-1))和缺硒土壤(韩村,土壤硒质量分数平均值0.205 mg·kg~(-1))对小麦不同器官组织养分及硒含量的影响特征。结果表明,富硒土壤上种植的小麦籽粒样品平均硒质量分数为0.205mg·kg~(-1),变幅为0.138～0.241mg·kg~(-1),95%小麦籽粒达到富硒标准,其中黑小麦籽粒硒质量分数平均为0.239 mg·kg~(-1),全部达到富硒标准。缺硒土壤上种植的小麦籽粒平均硒质量分数为0.040 mg·kg~(-1),变幅为0.030～0.057 mg·kg~(-1),均未达到富硒标准。小麦籽粒富硒程度与土壤硒含量的相关系数为0.954,当土壤硒质量分数达到0.810 mg·kg~(-1)时,小麦籽粒才能达到富硒标准。在硒水平相当的土壤上,黑小麦比普通小麦对硒的积累量大,富硒程度较高。马三村和韩村黑小麦籽粒硒含量平均分别比普通小麦高38.9%和34.2%。此外,黑小麦籽粒中氮和磷元素含量较普通小麦高,但富硒和缺硒土壤对相同品种籽粒N、P、K含量影响不大。因此,黑小麦富含丰富的营养物质,可作为富硒食品源。该研究可为富硒小麦品种与土壤硒含量间的相关关系研究提供理论依据。     

纳米聚合硫酸铁絮凝剂的水热法制备及其应用

水热法合成了一种新的无机絮凝剂-纳米聚合硫酸铁(PFS).运用傅立叶-红外(FT-IR)、X-rav粉末衍射、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等现代仪器对制得的纳米聚合硫酸铁进行了表征;讨论了聚合硫酸铁的絮凝机理以及纳米聚合硫酸铁的分子形态;考察了制备影响因素.为了检测样品的絮凝性能,实验选用传统的絮凝剂聚丙烯酰胺和聚合氯化铝作对比,分别对镇江段长江水样进行了絮凝烧杯实验.实验结果表明,在各自的最佳絮凝条件下,纳米聚合硫酸铁的CODCr,去除率和浊度去除率分别为82.9%和90.3%,比传统的絮凝剂具有更好的絮凝性能.     

共轭多孔有机聚合物的制备及其对核废料中碘的捕获

将1,3,5-三乙炔基苯与2,7-二溴-9,9-二苯基芴进行Sonogashira-Hagihara偶联反应,成功合成了一种共轭多孔有机聚合物(命名为LNU-15).该聚合物的骨架分解温度在350℃以上,且不溶于有机溶剂,具有良好的化学稳定性和热稳定性.LNU-15主要以1.379nm的均一孔径存在.由于单开放通道、大量的强亲和力结合位点以及π共轭结构,LNU-15对碘具有优异的捕获能力,获得2,400mg/g的捕获量.根据拟二级动力学方程可知, LNU-15对碘的吸附速率常数为0.003g/(g·min),理论平衡捕获量为2,490mg/g.实际捕获量为理论量的96.4%.此外,LNU-15可在空气中加热或乙醇溶液中可逆释放碘,且具有一定的循环稳定性.LNU-15破解了由孔隙堵塞造成的“死空间”以及客体分子不易进入骨架的问题,可用于环境碘污染控制,并为核工业发展提供重要支撑.     

锈蚀钢结构连接节点抗震性能研究进展

基于材料与连接构件层面,总结了近年来国内外既有试验研究及理论分析成果,主要包括腐蚀后的标准试件的单调拉伸、滞回性能退化分析,以及梁柱节点、框架结构的抗震性能研究,并给出了相应的力学性能退化模型,通过进行总结及对比分析后,为复杂环境下工程钢结构给出研究方向,同时也对我国工程结构的设计方法提供理论指导和参考依据。     

木耳菌糠生物炭对阳离子染料的吸附性能研究

为了有效处理印染废水,以废弃木耳菌糠（AG）为原料,采用限氧热解法在350、550、750℃的温度下制备木耳菌糠生物炭（AGBC）,处理含有孔雀石绿（MG）、番红花红T （ST）的有色废水.考察了不同初始pH值、吸附时间、初始浓度对AGBC吸附MG、ST的影响,讨论了吸附动力学及等温吸附特性.并利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等技术对吸附前后的菌糠生物炭进行表征,探究吸附机理.结果表明：随着热解温度的升高,吸附剂表面的含氧官能团数量逐渐减少,而比表面积和芳香化程度逐渐增加.MG的平衡吸附量随溶液pH值的升高而增大,而ST的平衡吸附量呈现相反趋势.AGBC对MG、ST的吸附分别在8h和4h基本达到平衡.AGBC对MG的吸附过程符合准一级动力学模型与Freundlich模型,说明吸附过程以物理吸附为主;对ST的吸附过程符合准二级动力学模型与Freundlich模型,说明吸附过程以化学吸附为主.与AG350和AG550相比,AG750对MG和ST的吸附量更高,经Langmuir模型拟合,其对MG和ST的最大吸附量分别为10249.79mg/g、3353.49mg/g.吸附机理表明,AGBC对MG的吸附主要为静电引力和π-π共轭作用,对ST的吸附主要为氢键作用、π-π共轭作用以及静电引力.说明AGBC对阳离子染料具有一定的吸附潜力,是一种经济高效的吸附材料.