Adsorption of Pb, Cd to Fe, Mn oxides in natural freshwater surface coatings developed in different seasons

Metal oxides( Fe, Mn oxides) in natural surface coatings(biofilms and associated minerals) are believed to play a significant role n the fate and transport of trace metal in aquatic environments. Seasonal variation of Fe, Mn oxides and organic materials in surface oatings, which were developed periodically on glass slides in Nanhu Lake, Jilin Province, China over the time frame of three seasons,was investigated in order to understand the influence of metal oxides on Pb and Cd adsorption to heterogeneous surface coating materials(biofilm). Pb and Cd adsorption was measured under controlled laboratory conditions( mineral salts solution with defined speciation, ionic trength 0.05 mol/L, 25~C and pH 6.0). The classical Langmuir adsorption isotherm was applied to estimate equilibrium coefficients of Pb nd Cd adsorption to the surface coatings. In general, components in the surface coatings varied greatly with seasons altering and btained higher concentrations in summer while the content of iron oxides always exceeded that of manganese oxides. Correlation nalyses between the maximum adsorption of Pb and Cd and components in the surface coatings developed periodically indicated that Pb hase association with Mn oxides and Cd phase association with Fe oxides as well as Mn oxides were statistically significant. Effect of Mn xides on Cd adsorption was confirmed in view of its higher content in the surface coatings. The importance of ferromanganese oxides for b and Cd adsorption to the natural surface coatings developed in different seasons was evidenced.     

“三江”河源地区主要河流的水资源特征

该文在长江、黄河、澜沧江河源地区水资源特征分析研究的基础上,重点对河源地区主要河流的水化学特征进行了较为全面的研究。分析了各干、支流河水的主要离子成分、水化学类型、河水的矿化度、总硬度、总碱度以及河水的主要微量元素组成。并根据中国生活饮用水水质标准和工农业生产用水标准的要求,对“三江”河源地区主要河流的水质状况进行了评价。     

TRMM卫星降水数据在雅鲁藏布江流域的适用性分析

以雅鲁藏布江流域为研究区,利用16个气象站点的实测降水量在月尺度和日尺度上验证了TRMM(Tropical Rainfall Measurement Mission)卫星降水数据的精度,并在此基础上基于TRMM月降水数据分析了雅鲁藏布江流域的降水时空分布特征。结果表明:在整体上,TRMM月降水数据与站点实测降水量相关系数R=0.902,斜率K=0.849,数据精度较高,数值上比站点实测降水量略微偏低;就单个站点而言,大部分站点相关系数较高,偏差较小,但波密站相关系数相对较低,江孜站和南木林站数据偏差相对较大。TRMM日降水数据与站点实测降水量相关系数R=0.466,斜率K=0.451,数据精度较低,与站点实测降水量一致性较差。在降水空间分布上,雅鲁藏布江流域整体呈现由西向东逐渐递增的趋势,不同区域间差异极其明显;在降水时间分布上,大部分降水集中在6至9月,12月至第二年2月很少有降水发生。     

一种新型电化学法处理硝态氮废水的初步研究

通过对Pd-Me双金属催化还原NO 3--N和折点氯化法处理NH 4+-N的相关理论分析,提出了一种基于电化学法的新型NO 3--N废水处理工艺.即利用具有电子空轨的常见金属元素修饰Ti基获得催化阴极,在电场的作用下,将NO 3--N催化还原;通过调整催化元素的配比和电解条件,控制NO 3--N还原产物主要为NH 4+-N;利用阳极氧化Cl-生成高氧化性物质HOCl,将NH 4+-N氧化为无害产物N2-N.结果表明,金属元素Co和Cu修饰Ti基制得阴极可以有效地催化还原模拟废水中的NO 3--N;按前驱物溶液金属元素摩尔比1∶1制得Ti基Co-Cu复合涂层催化阴极,可以将NO 3--N高效催化还原为NH 4+-N;电解体系中引入Cl-后,通过阳极作用可将NO 3--N还原生产的NH 4+-N有效地氧化为N2-N.在100 mg/L NO 3--N模拟废水中添加1 000 mg/L Cl-,设置极板间距6 mm、电流400 mA,电解2.5 h后出水NO 3--N、NO 2--N、NH 4+-N和TN分别为2.9、0.5、1.7和6.0 mg/L.     

重金属和有机氯农药在沈阳郊区农田土壤中的吸附和迁移

采用静态吸附和土柱淋溶实验研究了重金属和有机氯农药在沈阳郊区农田土壤中的迁移转化规律.吸附实验结果表明,土壤对Pb和Cd阳离子的吸附大于对Cr(VI)和As(V)阴离子的吸附,对Cr(VI)的吸附大于对有机氯农药六六六(BHC,包括α-BHC、β-BHC、γ-BHC、δ-BHC)和滴滴涕(DDT,包括o,p'-DDT、p,p'-DDT)的吸附能力.土柱淋溶实验结果表明,Cr(VI)和As(V)在耕层土壤中的迁移速度远大于Pb、Cd的迁移速度,α-BHC由于淋溶液初始浓度较低,因而迁移速度较慢.淋溶实验后,具有较高生物可利用性和迁移性的可交换态重金属的相对含量增加了1.2%～5.4%,从而增加了Pb、Cd、Cr和As等重金属对生态系统的威胁.结合吸附和迁移实验结果可知,所研究污染物中,Cr(VI)和As(V)对地下水的威胁较大,Pb和Cd对农业生产的威胁较大,而目前有机氯农药已被国家明令禁止使用,土壤中的部分残留有机氯农药由于土壤的吸附作用,使得其对农业生产的威胁逐渐减小,对地下水的威胁性也较小.     

果蔬废弃物两相厌氧消化特征研究

厌氧消化在处理果蔬废弃物具有较高的处理效率,同时可获得甲烷等能源气体,具有很大的技术优势和广阔的应用前景。本文通过研究两相厌氧系统启动及试运行,深入分析了该系统处理果蔬废弃物的消化特征。酸化初期,苹果和白菜两种底物在酸化过程中均降解迅速。约10d即可分解70％80％的还原糖;当系统运行40d后,pH稳定在7．5左右,反应器已形成较好的缓冲体系：氧化还原电位稳定于-460--540mV之间。适宜产甲烷阶段的进行。挥发性脂肪酸的分析表明,果蔬废弃物置于循环反应体系中。仍有一段时间的酸化过程。该过程中丁酸由2000mg／L增加至2600mg／L,戊酸由600mg／L增加至1300mg／L。乙酸含量基本稳定在1000mg／L左右,丙酸含量略有提高,由450mg／L增加至600mg／L。此阶段发酵类型为丁酸型发酵．各挥发酸所占比例由高到低依次为丁酸、戊酸、乙酸和丙酸,所占比例分别为45％、23％、20％和10％。     

河西走廊西部夏季降水发生概率时空变化的隐马尔科夫模型分析

使用隐马尔科夫模型分析了河西走廊西部地区5个站点1955—2013年共59年的夏季逐日降水数据。结果表明4个隐状态能较好地描述研究区域的夏季日降水发生模式,状态1与2描述的区域环流特征区分了地理位置对日降水模式的影响,状态3与4表征了大尺度大气环流模式下5个站点同时下雨或都不下雨的情形。5个站点的日降水模式存在显著性的区域差异,日降水发生概率呈由东向西逐渐减小的趋势。隐状态的年际变化分析表明,所有站点(包括西部站点)的降水发生概率都存在增加趋势,东部站点湿润而西部站点干燥的情景呈显著性减少趋势,这可能与全球变暖导致的夏季风北移使该区域不同站点降水模式趋于一致有关,其原因有待进一步研究。     

畜禽粪便有机肥中重金属在水稻土中生物有效性动态变化

通过土壤淹水培养试验和土壤淹水培养不同时间后同时开始的水稻生物盆栽试验,研究不同畜禽粪便有机肥中Cu、Zn、Cd、Pb在水稻土中生物有效性动态变化以及与等量重金属无机盐的差异,明确不同畜禽粪便有机肥中不同重金属生物有效性差异及动态变化规律.结果表明,水稻土施入畜禽粪便有机肥后30~60 d内,畜禽粪便有机肥处理土壤溶液中重金属含量显著低于等量重金属无机盐处理,重金属无机盐处理土壤溶液中Cu、Zn、Cd、Pb的含量分别是鸡粪处理的2.4倍、3.1倍、3.9倍和327.3倍,分别是猪粪处理的2.0倍、2.2倍、15.6倍和4.0倍.60d后畜禽粪便有机肥处理和对应等量重金属无机盐处理土壤溶液中Cu、Zn、Cd、Pb的含量变的无差异.不同施用时间的畜禽粪粪便有机肥处理水稻体内Cu、Zn、Pb含量均显著低于对应的等量重金属无机盐处理,施用畜禽粪肥处理降低了土壤中Cu的生物有效性.畜禽粪便有机肥中重金属的生物有效性随施用后不同时间的变化呈现先升高后降低再升高规律,在施用后2个月时畜禽粪便有机肥中重金属的生物有效性最低,只相当于对应的等量重金属无机盐的13.0%~30.0%.     

泗河水环境容量及最大允许排污量计算

规范了水环境容量的定义和分类,建立了符合泗河水文、水资源特征和水环境状况的河流水环境容量模型,与GIS技术结合构建了适合北方地区的河流水环境容量计算程序和方法;摸清了水功能区-入河排污口-点源排放口的一一对应关系,提出了将水域环境容量转换为陆域点源最大允许排污量的估算方法。计算了泗河在满足水功能区划条件下的水环境容量及最大允许排污量,从而为制定该河流水污染物容量总量控制方案提供了科学依据。     

基于物质流分析的建筑垃圾产生量预测

针对建筑垃圾产生量激增但其统计数据缺失问题,基于1stOpt拟合平台和Visual Basic编程软件,构建城镇住宅和非住宅建筑垃圾产生量动态预测模型,定量模拟不同建筑寿命情景下建筑垃圾产生量及其组分的变化趋势。结果表明:我国城镇住宅建筑和非住宅建筑存量面积分别在2058年和2064年达到峰值(657.35亿和569.41亿m²)。在短、中、长建筑寿命情景下,住宅和非住宅建筑的新建面积均在21世纪20年代达到峰值,拆除面积峰值将在21世纪下半叶实现。在短、中、长寿命3种情景下,我国城镇住宅建筑垃圾总产量分别于2072年、2081年和2100年达到峰值(28.69亿、21.71亿和16.50亿t);非住宅建筑垃圾总产量分别于2077年、2084年和2100年达到峰值(26.25亿、20.29亿、15.48亿t)。2000年之前,建筑垃圾主要成分为施工垃圾,2000年之后,以拆除垃圾为主,至2100年拆除垃圾占比达98%。其中,混凝土、砖块、钢铁分别占44%~71%、22%~51%、0.50%~2.89%,其他成分占2.76%~4.68%。综合考虑建筑流量发展趋势和建筑垃圾产生特征,政府部门应宏观调控减缓人均建筑面积增长速度,延长建筑使用寿命,提高建筑垃圾循环利用率和二次建材原料的市场消纳量,从而减少建筑垃圾产生量,降低建筑垃圾对生态环境的破坏。