高空核试验放射性烟云扩散的数值模拟研究

针对核试验期间的放射性烟云扩散,采用RAMS/CFORSⅡ模式,通过模拟两次高空核试验过程,研究烟云的空间分布、传输态势和地面沉降,模拟结果基本符合实际观测趋势.同时模拟得到了一些空爆核试验烟云在对流层和平流层中下层的传输规律.在空爆烟云的长距离传输中,主烟云受平流层西风急流影响明显,最快在爆后19 h东移出境;在西风急流之上和对流层中,传输速度明显减小,烟云的扩散和沉降维持了3 d以上.对流层中低层的天气系统对空爆烟云的近地面沉降有重要影响,较强的低压系统造成的地面沉降区域较小,接近均压场的天气形势造成的沉降区域较大,约比前者大1倍.较大的粒子主要在爆后前两天沉降在中国西部地区,东部以小粒子沉降为主,出现在第3 d.小粒子的放射性很小,日沉降量在10-2～101 Bq/m2之间,与天然放射性本底值相当.     

基于BP模型的土壤重金属对其生物毒性的贡献分析

通过BP神经网络模型对石油开采区土壤重金属的部分缺失试验数据进行补齐,并采用主成分分析法对石油开采区土壤中重金属进行源解析。结果表明,土壤中重金属的来源包括自然来源、农业来源、交通来源和燃煤来源。以不同来源重金属作为输入条件、土壤生物毒性作为输出条件构建不同来源重金属土壤发光菌生物毒性神经网络模型,模型验证结果表明,在0.05显著性水平下,25组验证样本模拟值和试验值之间的相关系数r为0.396,满足模型验证要求。结合相对灵敏度计算,获得不同来源重金属对土壤生物毒性的贡献率分别为自然来源26.68%、农业来源52.71%、交通来源4.67%、燃煤来源15.94%,即农业来源为石油开采区土壤中发光菌生物毒性的最主要来源。     

Adsorption of mixed cationic-nonionic surfactant and its effect on bentonite structure

The adsorption of cationic-nonionic mixed surfactant onto bentonite and its effect on bentonite structure were investigated. The objective was to improve the understanding of surfactant behavior on clay mineral for its possible use in remediation technologies of soil and groundwater contaminated by toxic organic compounds. The cationic surfactant used was hexadecylpyridinium bromide (HDPB), and the nonionic surfactant was Triton X-100 (TX100). Adsorption of TX100 was enhanced significantly by the addition of HDPB, but this enhancement decreased with an increase in the fraction of the cationic surfactant. Part of HDPB was replaced by TX100 which decreased the adsorption of HDPB. However, the total adsorbed amount of the mixed surfactant was still increased substantially, indicating the synergistic effect between the cationic and nonionic surfactants. The surfactant-modified bentonite was characterized by Brunauer-Emmett-Teller specific surface area measurement, Fourier transform infrared spectroscopy, and thermogravimetric-derivative thermogravimetric/differential thermal analyses. Surfactant intercalation was found to decrease the bentonite specific surface area, pore volume, and surface roughness and irregularities, as calculated by nitrogen adsorption-desorption isotherms. The co-adsorption of the cationic and nonionic surfactants increased the ordering conformation of the adsorbed surfactants on bentonite, but decreased the thermal stability of the organobentonite system.     

黄土丘陵沟壑区狼牙刺灌木林地的土壤水分动态

在陕北黄土区安塞县纸坊沟小流域,选择不同林龄的狼牙刺地块,对其土壤水分作了动态观测,并以柠条地和撂荒地为对照。分析研究得出如下结论:①在土层足够深的地块上,天然灌木狼牙刺年蒸散量约为590mm,单株平均耗水量约85mm。强烈耗水期是5月中旬至7月底,8月底土壤水分达到最低值,9月份以后开始恢复;②狼牙刺地土壤水分活跃层在0-2.5m之间,土壤水分的消耗强度随深度的增加而下降;③狼牙刺地干层超过10m,比同龄的柠条土壤干层(8m)深,在两个生长季中,干层没有进一步发展。     

长期储存亚硝化颗粒污泥的活化及菌群结构变化

采用无机人工配水,通过逐级提高进水氨氮负荷(0.32~0.64kg/(m³·d))和设定合适的初始游离氨浓度(3.7~7.2mg/L),在SBR反应器中对常温(24~29℃)下储存1a的亚硝化颗粒污泥(NGS)进行了活化,并使用Miseq高通量测序技术分析了污泥中微生物多样性的变化情况.结果表明,NGS的亚硝化性能可在短时间内恢复.运行8d后,反应器的氨氮去除率达到95%以上,亚硝态氮累积率超过了80%,但污泥粒径持续减小,胞外聚合物(EPS)含量明显降低.活化至第20d,NGS的氨氮比去除速率和亚硝态氮比累积速率分别达到24.6mg/(gVSS·h)、23.8mg/(gVSS·h),平均粒径稳定在0.5mm左右.在活化期间,绝大部分厌氧、异养菌属被洗脱,污泥的微生物多样性显著降低.Nitrosomonas等氨氧化菌的相对丰度由活化前的1%上升至约58%,同时,Nitrospira等硝化菌的生长受到了选择性抑制.这意味着即使经历长期的常温储存,NGS仍可作为SBR的接种污泥,实现反应器的快速启动.     

CFD技术在水处理紫外消毒中的应用

介绍了紫外消毒在水处理中应用的现状,阐述了计算流体力学(CFD)的基本原理及其应用背景;论述了CFD技术在紫外消毒模型建立方面的关键因素:水力、辐射和剂量模拟;从消毒效率预测和设备结构优化两个方面对CFD技术在水处理紫外消毒中的应用进行了分析,并对其前景进行了展望,提出了今后的研究重点。     

关于海洋资源的资产属性与资产化管理

通过对海洋资源的基本特性分析,论证了海洋资源的资产属性和把海洋资源纳入资产化管理的合理性,并从宏观与微观两个层面对海洋资源进行资产化管理的有关核算问题作了探讨。指出只有合理的海洋资源核算,才能明确界定海洋资源产权,实现海洋资源的高效利用。     

藻菌生物膜胞外聚合物与铅锌尾矿重金属的络合配位作用

矿产资源开采冶炼产生大量尾矿渣,其中富含的可溶性重金属引发的生态环境问题日益突显.铅锌矿是我国重要的矿产资源,尾矿露天堆放使得其富含的可溶性重金属淋溶迁移,对矿区周边地表环境造成严重污染.为探明自然水体环境中的藻菌生物膜与重金属的作用机理,采用三维荧光光谱技术研究干旱区天然湖泊中的藻菌生物膜EPS（胞外聚合物）与铅锌尾矿渣中5种重金属离子的络合配位作用.结果表明:①从藻菌生物膜EPS荧光光谱图中可检测出两个荧光峰,均来源于芳香类蛋白酪氨酸物质;②铅锌尾矿淋滤液中的重金属元素主要包括Pb、Co、Ni、Zn和Cd,且这5种金属离子均能有效淬灭EPS的荧光强度;③荧光淬灭滴定试验得出,Pb2+与EPS的络合能力最强,最大络合常数为4.523 1,最大结合位点数为1.177 5;Cd2+与EPS的络合能力最弱,最大络合常数为1.957 1,最大结合位点数为0.684 8;Co2+、Ni2+和Zn2+与EPS的络合能力相似.研究显示,藻菌生物膜EPS中含有的荧光基团与重金属离子的作用强度与金属离子的类型相关,二者的络合配位作用可能会影响重金属在水环境中的化学形态、迁移、生物有效性和生态毒性.      

集约化农区近50年耕地数量变化驱动机制分析——以河北省曲周县为例

根据曲周县历年耕地数量变化统计数据和1986年土地利用现状以及1986～2000年土地利用变更调查数据进行分析表明,曲周县耕地面积经历了增加→急剧减少→缓慢减少→快速上升→相对稳定的变化过程。1949～1957年为耕地增加期,全县年平均递增率达到0.43%;1958～1961年为耕地急剧减少期,年均递减1.55%;1962～1974年为耕地缓慢减少期,年均递减0.47%;1975～1985年为耕地数量快速增加期,年均递增0.63%;1986～1999年为耕地数量相对稳定的阶段,耕地年均递减0.026%。人口变化、自然因素变化、技术进步、区域经济发展和政策演变共同组成了耕地数量变化的驱动力系统。人口增加对粮食和住宅用地的需要为耕地数量的增加提供了最根本的需求;气候因素的变化为大量盐渍土的改良提供了基础,而只有技术进步才能使大量盐渍土变为耕地;以第一产业为主的经济结构组成,使耕地比重占据了土地利用结构中的主导地位;而国家政策的阶段性变化,促使耕地数量发生了相应变化。     

Applying a new method for direct collection,volume quantification and determination of N2 emission from water

The emission of N2 is important to remove excess N from lakes, ponds, and wetlands. To investigate the gas emission from water, Gao et al.(2013) developed a new method using a bubble trap device to collect gas samples from waters. However, the determination accuracy of sampling volume and gas component concentration was still debatable. In this study, the method was optimized for in situ sampling, accurate volume measurement and direct injection to a gas chromatograph for the analysis of N2 and other gases. By the optimized new method, the recovery rate for N2 was 100.28% on average; the mean coefficient of determination(R2) was 0.9997; the limit of detection was 0.02%. We further assessed the effects of the new method, bottle full of water, vs. vacuum bag and vacuum vial methods, on variations of N2 concentration as influenced by sample storage times of 1,2, 3, 5, and 7 days at constant temperature of 15°C, using indices of averaged relative peak area(%) in comparison with the averaged relative peak area of each method at 0 day.The indices of the bottle full of water method were the lowest(99.5%–108.5%) compared to the indices of vacuum bag and vacuum vial methods(119%–217%). Meanwhile, the gas chromatograph determination of other gas components(O2, CH4, and N2O) was also accurate. The new method was an alternative way to investigate N2 released from various kinds of aquatic ecosystems.