混凝/平板膜光催化联合反应器工艺处理高速公路桥面雨水径流研究

运用混凝/平板膜光催化联合反应器工艺对穿越自然保护区的高速公路桥面雨水径流进行处理。首先,利用混凝沉淀将雨水中的悬浮物(SS)和CODCr进行去除。以SS、CODCr为去除对象,通过试验对聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铝(PAS)两种混凝剂进行性能测定和比选,考察混凝剂的处理效果,以确定合适的混凝剂。结果显示,混凝剂PAS对雨水的处理效果好。经药剂混凝之后的水再用平板膜光催化反应器进行处理,其中膜技术可以将小分子及剩余SS去除,光催化技术可以将难降解物质去除,同时光催化技术中紫外灯可将出水中的细菌消灭,达到光催化降解污染物和消毒的双重功效。在最佳工艺运行条件即100 mg/L混凝剂聚合硫酸铝(PAS)投量下,经曝气量250L/(m2·h)、停留时间20 min的光催化平板膜反应器处理后,出水SS、CODCr去除率分别为100%和94.5%,可达到地表水环境质量标准(GB 3838—2002)Ⅱ类水的水质要求。     

核壳模型下黑碳的吸收对南京大气消光贡献研究

黑碳是气溶胶粒子中最重要的吸收性组分,对大气辐射过程、气候系统具有重要影响.理论上黑碳的光吸收能力除了与质量相关外,还与粒径分布、混合方式有关,由于黑碳粒子的不可溶性,核壳结构可能是含黑碳气溶胶粒子的重要存在形态.本研究利用2013年10月15日—11月13日的观测数据,结合κ-EC-米散射模型对核壳结构假设下的大气气溶胶的消光特性进行了定量分析,计算了核壳结构假设下气溶胶的吸收系数和吸收对消光的贡献,并对不同粒径段吸收系数随相对湿度增长的规律进行了分析.结果表明,观测期间吸收对消光的平均贡献在干态下为5.8%,而在环境相对湿度下只有3.4%,在所有粒径段消光系数随相对湿度都是显著增加的,而吸收系数的吸湿增长曲线与气溶胶粒径密切相关,小粒径段的吸收随相对湿度的增加而增加,而大粒径段的吸收随相对湿度的增加而减小,在不同粒径段的粒子综合作用下吸收随相对湿度变化不明显.     

颗粒活性炭促进高温厌氧消化的研究

近年来的研究表明,颗粒活性炭（GAC）可以通过种间电子传递（DIET）过程,来提高中温厌氧消化（MAD）产甲烷.然而,GAC是否能够提高高温厌氧消化（TAD）产甲烷,以及其促进产甲烷原理尚不明确.通过乙酸钠为基质的批试验研究了投加GAC对高温消化产甲烷的影响.批试验结果表明GAC的加入促进了高温消化效果.定量PCR结果表明GAC的加入对生物量的贡献微小,说明促进效果可能不是通过生物量实现的.高通量测序结果发现高温下添加GAC富集了Thermodesulfolbiaceae,Anaerobaculaceae,以及古菌Methanosacinacea.该研究推测GAC的促进作用可能与直接种间电子传递有关.     

热带树木燃烧颗粒物中脱水糖和醋菲烯的排放特征

森林植被燃烧是大气颗粒物的重要来源之一.为研究生物示踪物,对22种东南亚典型热带树木进行开放式燃烧实验,这些树木主要可分为常绿乔木、落叶乔木和灌木这3大类.分析植被燃烧产生的脱水糖、醋菲烯(acephenanthrylene)、醋蒽烯(aceanthrylene)、惹烯等生物质燃烧示踪物的排放因子特征.22种典型东南亚热带树木燃烧产生的颗粒物中3种植物类型的总糖平均排放因子大小趋势为:常绿乔木(1.56 g·kg~(-1)±1.01 g·kg~(-1))灌木(1.99 g·kg~(-1)±0.64 g·kg~(-1))落叶乔木(5.38 g·kg~(-1)±7.18 g·kg~(-1));醋菲烯平均排放因子趋势为常绿乔木(2.63 mg·kg~(-1)±2.44 mg·kg~(-1))≈灌木(2.46 mg·kg~(-1)±2.14 mg·kg~(-1))落叶乔木(6.07 mg·kg~(-1)±8.50 mg·kg~(-1)).关于示踪物特征比率,乔木、灌木的左旋葡聚糖(Lev)/甘露聚糖(Man)平均值分别为20.6±11.9、23.2±9.20,总范围为5.80~51.5;两者的醋菲烯(AP)/醋蒽烯(AC)平均值分别为7.13±5.18、5.53±1.51.相较于受影响条件较多的脱水糖,芳烃类化合物分析方法简捷,其中AP/AC虽然较荧蒽(FL)/芘(PY)的稳定性略差,但受到的其他污染源干扰少、特异性高.因此,在生物质源解析方面可以综合考虑各示踪物的优缺点以提高准确性,其中醋菲烯是作为生物示踪物的较优选择.     

京津冀城市群环境规制强度与城镇化质量的协调性分析

城镇化与生态环境之间存在复杂的非线性耦合关系,而环境规制作为人类对环境的主动调节行为,能够对城镇化与生态环境间的协调关系产生积极影响。论文以京津冀城市群13个地级以上城市为例,以成本-效益理论和效率-水平理论为基础,分别构建环境规制强度和城镇化质量评价指标体系,结果发现：京津冀城市群环境规制强度和城镇化质量在时空格局上呈现高度吻合,两者均以京津为双峰值点,并向南北两翼梯度递减。之后,采用象限图分类识别方法对京津冀城市群环境规制强度和城镇化质量协调类型进行划分,从而判断两者协调性状况及时空演变特征,结论如下：1）京津冀城市群环境规制在一定程度上促进了城镇化质量的提升,两者相关系数为0.82,但环境规制强度和城镇化质量不协调状态同样显著,两者基本协调的样本数仅占样本总数的13%,说明正处于初级协同阶段;2）京津冀城市群环境规制强度和城镇化质量整体水平偏低,达到高水平的城市仅有北京市和天津市,但两者整体水平增强态势显著,石家庄市、唐山市等次级中心城市,以及秦皇岛市、沧州市等经济较发达城市已由低水平步入中等水平;3）京津冀城市群环境规制强度和城镇化质量协调性呈现圈层状空间格局,主要分为核心圈层、中间圈层和外围圈层3个圈层,且核心圈层协调性优于中间圈层,再优于外围圈层。     

航海雷达溢油监测技术研究

航海雷达可以克服夜间或者恶劣天气,全天时探测海上溢油目标,在海上溢油监测领域中具有广阔的应用前景。以大连"7.16"事件中监测到的雷达溢油图像为数据基础,基于航海雷达溢油监测原理,提出了采用卷积、Otsu和均值滤波算法,进行雷达图像降噪处理;利用图像整体均值运算,确定溢油监测的有效范围;采用阈值二值化与面积判别的方法,锁定油膜位置。相对专家解译和C-V水平集方法,本文所述的方法能够自动识别油膜信息,且具有较高的运行效率。     

哈法亚油田注水井管材腐蚀规律研究

目的合理地进行井筒选材和更好地开展防腐工作。方法通过高压釜模拟哈法亚油田注水井腐蚀介质环境,研究温度、压力和pH对注水井油管L80钢腐蚀规律的影响。结果随着实验温度的升高,L80钢表面腐蚀产物越来越疏松,腐蚀速率增大;随着注水压力的升高,腐蚀速率增大,局部腐蚀逐渐增强;随着pH的升高,L80的腐蚀速率有所降低,主要发生全面腐蚀;腐蚀产物主要为铁的氧化物和CaCO_3。结论该研究为井筒选材和防腐工作提供一定的技术支持。     

重庆地区石笋δ13C记录的全新世气候环境变化

本文利用重庆市青木关镇狮子洞石笋QM09铀系测年数据和氧碳稳定同位素数据,重建了研究区9.4~0 ka BP的古气候环境演化历史。依据狮子洞石笋δ~(13)C记录变化趋势,将其划分为2个阶段:(1)9.4~3.0 ka BP期间,狮子洞石笋δ~(13)C记录除了在4.2 ka BP附近发生一次短暂的偏重事件外,整体变化比较平缓,石笋δ~(13)C值比较偏轻;同时石笋δ~(18)O值在该期也较为偏轻,暗示了此时段季风强盛,气候温暖湿润,地表植被变化稳定。此时人类活动比较弱,对自然环境的影响小,植被变化主要受自然气候环境的影响;(2)3.0~0 ka BP期间,石笋δ~(13)C记录不再呈现如第一阶段般平稳变动的趋势,在3.0 ka BP时开始波动下降,在经历1.7 ka BP大幅下降后,δ~(13)C便频繁波动大幅升降。石笋δ~(18)O记录显示该时段季风减弱,气候变干,植被退化,土壤水中溶解的CO_2含量减少。加之该期人类活动剧烈,地表自然植被遭到破坏,当地无机环境更多的参与到地下水循环体系中来,使得石笋δ~(13)C逐渐加重。     

嘉陵江梯级水库水化学特征及氮硅的时空分布研究

随着水电开发的迅速兴起,河流筑坝拦截引起的生态环境效应已不容忽视。为探究筑坝拦截对流域内营养元素生物地球化学循环过程的影响,本研究于2016年1月和7月对嘉陵江中下游4座梯级水库的入库、库内及出库水体进行采样,分析了营养盐(TDN、NO_2~-、NO_3~-、NH_4~+、DSi)及水化学组成;研究在大坝拦截作用下,嘉陵江流域水库水体营养盐及主要阴、阳离子浓度的时空变化特征。结果发现,沿程Na~+、K~+浓度上升的变化趋势表明从上游到下游人为因素的影响在不断加强。受降水稀释影响,TDN和DSi浓度枯水期(冬季)高于丰水期(夏季);剖面水体氮和硅的浓度呈现出表层低、深层高的特征,夏季尤为显著;NO_3~-浓度与NH_4~+和NO_2~-浓度存在负相关关系。上述结果表明氮的转化在表层水体以藻类的吸收同化为主,浅层水体以硝化反应为主,深层水体以反硝化反应为主。     

砂岩和花岗岩岩石表层光释光信号晒退速率对比及测年意义

光释光信号已被成功地应用于岩石表层暴露、埋藏年龄的测定以及判别岩石经历的曝光和埋藏历史。本文选择红褐色石英砂岩和灰白色黑云母花岗岩进行了岩块和岩片晒退不同时间的实验研究,结果显示:岩石光释光信号(IR_(50);IRSL)可被光(阳光和全光谱模拟太阳灯灯光)快速晒退。曝光一定时间后,岩块表层一定深度的光释光信号可以归零,且随曝光时间的延长,自暴露面向内的光释光信号归零深度也随之加深。砂岩和花岗岩光晒退对比实验结果显示:与深色砂岩相比,浅色的花岗岩有更高的光释光信号晒退速率。实验同时揭示:本研究所采用的红外光源激发获得的光释光信号来自岩片(1.2 mm)表层一定深度,并没有完全穿透该岩片。该研究为了解不同岩性岩石的光释光信号晒退速率、测年对象的合理选择以及岩石样品采集、前处理和测试等提供了实验数据支持。