海南南渡江下游二维水动力及水生态数值模拟

为了模拟河流水生态系统演变,探讨热带河流浮游植物和浮游动物生物量在流量影响下的沿程变化规律,在求解河流二维浅水方程的基础上,考虑浮游动物、浮游植物、悬浮碎屑、无机氮、无机磷等输运和演变子模型以及各子模型间的耦合作用机制,构建水生态动力数学模型,并将该模型应用于我国热带河流—海南南渡江下游龙塘坝至入海口段（长约28 km）.数学模型采用ADI-QUICK格式差分方法对水动力学方程和对流扩散方程进行离散求解,进而驱动各类生物变量输运和演化.通过对河流水面线高程、营养盐含量、浮游生物生物量模拟值与实测值加以对比进行验证.实证结果表明,在生态参数合理率定前提下,忽略河流流量的时间变化,采用丰水期、平水期和枯水期工况下的代表流量加以概化,数值模拟仍能获得局部河段浮游生物生物量模拟值与实测值整体相符合的结果.浮游植物和浮游动物生物量均沿水流方向逐渐降低,但随流量的增大整体上呈降低趋势,丰水期上游浮游生物生物量为下游的1.6倍,枯水期达到9.3倍.受海水入侵、沿程污染排放等因素的影响,枯水期浮游生物生物量模拟值与实测值的偏差远大于丰水期.枯水期河道浮游植物和浮游动物生物量模拟值的最大值分别为77.71和38.56 mmol/m3（均以C计）,约为丰水期的3.8倍,说明枯水期水质富营养化风险远高于丰水期.      

基于太湖微囊藻毒素的叶绿素a阈值研究

以探讨叶绿素a(Chl-a)阈值为主要目的于2013年6~10月间每月在太湖采样,通过固相萃取超高效液相色谱串联质谱法对水体中3种微囊藻毒素(MC-LR、MC-RR、MC-YR)进行检测.利用SPSS软件分析各种形态的微囊藻毒素(MCs)与总氮(TN)、总磷(TP)、Chl-a、高锰酸盐指数等富营养指标的相关性,分析了MC-LR、MCs与Chl-a的关系.结果表明,太湖MCs污染较严重,其浓度的空间分布特征为:梅梁湾>贡湖、西部沿岸区>湖心区>胥湖区、南部湖区,并以MC-LR浓度最高;相关性分析表明MC-LR、MC-RR、MC-YR及MCs均与高锰酸盐指数、TN、TP、Chl-a呈极显著正相关(P<0.01).结合饮用水中MC-LR和MCs的标准限值分析得出,太湖Chl-a的阈值是12.26 mg·m-3,与美国北卡罗莱纳州湖泊的Chl-a标准值比较属于安全阈值,具有一定的科学性.     

岭南亚热带森林冠层大气挥发性有机物污染特征及区域人为源的影响

大气中挥发性有机物(VOC)对空气质量、气候变化和人体健康均有重要影响。我国南方亚热带森林地区大气VOC浓度易受区域人为源排放影响。为定量探究其影响,于2019年8—9月在鼎湖山和车八岭自然保护区森林站点,通过无人机机载设备采集并分析了午后和晚上林冠层上方不同垂直高度的大气VOC和臭氧浓度,结合WRF-GC模型模拟和情景分析定量评价了区域人为源排放对林区大气环境的影响。结果表明：林区大气植物源VOC(BVOC)浓度低,人为源VOC(AVOC)浓度相对较高;车八岭AVOC浓度低于鼎湖山,BVOC浓度则高于鼎湖山,受区域人为源排放的影响较鼎湖山小;〔甲基丙烯醛（MACR）+甲基乙烯基酮（MVK）〕/异戊二烯比值高,说明2个站点BVOC大气转化均较快;2个站点不同采样高度上AVOC物种浓度差异均不显著,车八岭BVOC物种浓度差异也不显著,但鼎湖山异戊二烯和α-蒎烯在25和100 m处浓度差别较大,垂直湍流扩散可解释这一差异。此外,WRF-GC模型对鼎湖山林区大气污染物地表浓度的模拟效果较好。在关闭区域人为源情景下,鼎湖山异戊二烯日均模拟浓度增加4倍,臭氧浓度降低3倍,说明我国南部亚热带森林大气受区域人为源排放影响,BVOC向其氧化产物的转化加快,可能促进植物源二次有机气溶胶(SOA)的生成,而臭氧浓度超过植物耐受阈值,长期暴露会引起林区植被损伤。

     

低温环境汽油机颗粒捕集器再生间隔里程评估方法

对汽油机颗粒捕集器（gasoline particulate filter,GPF）碳载量估算的温度修正方法,以及低温环境下的GPF再生间隔里程进行研究。利用发动机台架试验测量了GPF颗粒物再生反应速率,通过对数作图法拟合反应速率得到再生反应活化能,氧和颗粒物的反应活化能为81.6~91.4 kJ/mol,二氧化碳和颗粒物的反应活化能为159.2~218.9 kJ/mol。基于反应活化能计算了不同环境温度下颗粒物再生反应速率的修正系数;测量试验车低温冷启动阶段颗粒物累积速度,计算颗粒物排放的温度修正系数。以轻型车排放国六标准I型试验为基础,利用颗粒物再生反应速率和排放的温度修正系数对低温环境下GPF主动再生间隔里程进行了仿真。与寒区道路试验中获得的实际GPF颗粒物累积数据对比,仿真结果能较为准确地预测GPF在寒区不同工况下的颗粒物累积速度。试验和仿真结果均显示车辆低速行驶时GPF内颗粒物累积速度更易受低温环境影响。

     

SiC颗粒尺寸对喷射共沉积7075 Al/SiCp挤压及轧制的组织和性能的影响

研究了喷射共沉积方法制备的7075 Al / SiCp复合材料挤压及轧制过程中SiC颗粒的分布.通过拉伸实验、微观组织的金相及拉伸断口SEM观察分析了SiCp颗粒尺寸对材料组织和性能的影响.实验表明,SiCp在挤压过程中沿厚度方向形成分层分布,SiCp的尺寸及粒度分布对于聚集有较大的影响;轧制过程对挤压时形成的SiCp分层分布有一定的减弱作用,但改善程度和SiCp的尺寸有关;SiCp颗粒尺寸对复合材料的力学性能及断裂机制有很大的影响.     

金属喷涂层在青海盐湖水中的腐蚀初探

喷锌、喷铝、喷锌铝合金三种保护层材料在青海格尔木盐水湖进行1年暴露试验,采用电化学方法研究了该金属喷涂层材料的腐蚀情况,并将其与碳钢的实验结果相对照,初步探讨了其耐蚀机理。     

丛枝菌根真菌对不同含盐量湿地土壤中芦苇生长的影响

采用温室盆栽实验的方法,研究接种Claroideoglomus etunicatum(CE)、Rhizophagus intraradices(RI)、Funneliformis mosseae(FM)和Glomus versiforme(GV)对非盐渍化和盐渍化湿地土壤上芦苇(Phragmites australis)菌根侵染率、生物量、矿质营养吸收、C∶N∶P生态化学计量比和Na+、Cl-含量的影响,旨在为我国湿地生态系统的生态恢复和盐碱化修复提供理论依据和技术支持.结果表明,在2种湿地土壤上4种AM真菌的平均菌根侵染率为2.5%~38%,接种CE的侵染率显著高于其它接种处理;盐渍化湿地土壤上芦苇菌根侵染率与非盐渍化湿地土壤间无显著性差异,非盐渍化湿地土壤芦苇生物量、矿质营养元素的吸收显著高于盐渍化湿地土壤,而Na+和Cl-的含量显著低于盐渍化湿地土壤.对于非盐渍化湿地土壤,接种GV处理显著增加了芦苇地上部的干重,促进了芦苇地上部对N、P、K、Ca和Mg等5种营养元素的吸收,接种GV和RI则显著促进了芦苇根部对P和K的吸收;4种接种处理显著降低了芦苇地上部N∶P,接种FM和GV显著降低了根部C∶N和C∶P;4种接种处理也显著降低了芦苇地上部Cl-的含量,接种RI处理显著降低了芦苇地上部Na+的含量.对于盐渍化湿地土壤,4种接种处理对芦苇生物量、矿质营养吸收和Na+、Cl-的含量均没有显著性影响.结果也表明,AM真菌对于不同含盐量湿地土壤芦苇生长的影响表现出不同的菌根效应,在非盐渍化湿地土壤上对芦苇生长的有益作用明显好于盐渍化湿地土壤.应结合相应的技术措施进一步通过野外实地实验筛选接种效果好的AM真菌菌种,探讨菌根技术对不同含盐量湿地土壤上芦苇生长的实际作用.     

Bioconcentration kinetics of PCBs in various parts of the lifecycle of the tadpoles Xenopus laevis

Polychlorinated biphenyls （PCBs） in Xenopus laevis have been reported only for a few congeners. Additionally, there is very little information on the ability of Xenopus laevis to bioconcentrate PCBs. To address these issues, the tadpole Xenopus laevis was exposed to Aroclor 1254 mixtures in water at room temperature for 110 d followed by an additional 110 d of nonspiked PCBs in the water for the control group. During the whole process, bioconcentration factors （BCFs） of PCBs ranged from 1180 to 15670. For most PCB congeners, the highest and lowest bioconcentrations of the kinetic curves were found to be remarkably simultaneous, respectively. All 141 PCB congeners under the same experimental conditions had no linear correlation on the lgBCF versus lgKow relationship. The relationship between lgBCFs and lgKow followed a parabolic pattern indicative of selective bioconcentration, suggesting that the kinetic curves of the PCB congeners observed in the lifecycle of the tadpoles may be concentrated due to the amphibian special species and internal metabolism. In contrast, lgBCFs for PCBs were inversely related to lgKow, suggesting that a metabolism of the higher Kow PCB congeners occurred. These results support the author＇s conclusion that the tadpole Xenopus laevis plays major roles in the bioconcentration of PCB congeners, and demonstrated that the exposure kinetic curves of PCB congeners are complex. Besides the amphibian metamorphous development, the lifecycle of the tadpole Xenopus laevis also may be of importance in determining the bioconcentration of PCB congeners.     

基于PHA-LEC法金属矿山盲竖井工程安全分析研究

针对盲竖井工程的危险、有害因素的危害程度及特殊工艺,将盲竖井施工系统分为卷扬机硐室开凿、盲竖井掘进、爆破、吊桶提升、出碴、竖井提升装置安装、施工通风7个主要子系统,在对矿山的盲竖井施工事故数据充分调查和分析的基础上,运用预先危险性分析法(PHA)对盲竖井施工的危险、危害因素进行辨识和定性分析,结合生产作业条件安全评价方法(LEC)对盲竖井系统中各子系统进行危险性评价,定量分析计算PHA的危险等级,提出科学预防措施。PHA-LEC法为盲竖井施工安全分析提供了新的模式,为制定防范措施和管理决策提供科学依据,具有一定的实际指导意义。     

铝铁电极换向电源电凝聚法处理活性黑KN-B染料废水的研究

针对普通电凝聚技术处理染料废水过程中采用单向电流易造成阳极损耗增加处理成本的缺点,对传统的电凝聚法进行改进,采用换向电源、铝铁分别作为两极的新型电化学反应器,以色度和CODCr去除率作为指标,利用电凝聚技术处理活性黑KN-B染料模拟废水.通过周期性改变电解电流方向,实现金属铝和铁电极均可溶解,同时产生具有絮凝作用的金属离子,并减缓金属阳极的损耗速度.结果表明,该方法对活性黑KN-B模拟染料废水具有较好的处理效果.其最佳处理条件为: 电解时间30 min,电解电压10 V,电源换向周期10 s,染料质量浓度100～300 mg/L,电解质(Na2SO4)浓度0.01 mol/L,搅拌速度1 000 r/min,极板间距1.0 cm,pH=5～9.在此条件下,色度去除率可达99%以上,CODCr去除率可达50.0%以上.电解时间、电解电压、换向周期、染料质量浓度、电解质(Na2SO4)浓度、搅拌速度、极板间距、pH值等因素对色度和CODCr去除率均有一定程度影响.色度主要是由于活性黑KN-B染料发生化学反应,染料分子中的发色基团-N=N-键被打开,生成苯环衍生物而得到去除;CODCr的去除则主要是絮凝和气浮现象共同作用的结果.扫面电镜测试(SEM)结果表明,该方法可以有效减缓阳极损耗过程.