改性土-膨润土阻隔墙阻控离子型稀土矿氨氮污染

以土-膨润土为阻隔材料,使用硅灰及水泥对其进行固化改性,研究改性后阻隔墙对离子型稀土矿原地浸矿氨氮污染的阻控效果。通过了解阻隔墙材料的渗透性能、力学性能,并结合阻隔材料对氨氮的吸附效果、穿透效果和数值模拟结果,探讨改性土-膨润土阻隔材料对氨氮污染的阻控性能。结果表明:硅灰改性土-膨润土阻隔材料,最佳质量配比为硅灰∶土=1∶10,最佳含水率为67.80%;改性阻隔材料生成的铝硅酸盐提高了阻隔墙防渗性能,渗透系数为2.36×10~(-9) m·s~(-1);CaCO_3提高了材料的力学性能,使抗压强度达到0.896 MPa;改性阻隔材料对氨氮的吸附过程符合准二级动力学模型及Langmuir等温模型。这说明该吸附过程以化学吸附为主,并且该吸附是放热过程。在不同氨氮浓度的穿透下,渗透系数呈逐渐减小的趋势,实验期间并未达到穿透浓度。利用Visual MODFLOW数值模型对阻隔墙的阻控效果进行模拟发现,7 300 d后NH_4~+扩散范围小,未穿透阻隔墙。硅灰改性土-膨润土阻隔墙用于对离子型稀土矿氨氮污染阻控的效果较好。     

表面活性剂增效电动技术修复多环芳烃污染土壤

研究了电动修复过程中修复时间和表面活性剂Triton X-100、鼠李糖脂对多环芳烃芘污染土壤的修复效果的影响。结果表明,在电动修复过程中,随着修复时间的增加,芘的去除率相应提高。通过向电解液中添加表面活性剂Triton X-100,芘的去除率从11.64%提高到了23.42%,当在电解液中添加浓度为40倍CMC的鼠李糖脂后去除率升高至36.29%,阳极附近土壤甚至达到了92.49%,这表明Triton X-100和鼠李糖脂均能促进土壤中芘的溶解和迁移,鼠李糖脂的促进作用高于Triton X-100。     

天津市近岸海域水质变化趋势分析及水质目标研究

掌握海域水质变化趋势、制定科学合理的水质目标,有助于精准实施重点海域排污总量控制,制定有效的污染物管控政策。利用广义加性模型（GAM）,基于2007—2018年天津市近岸海域营养盐浓度及降水量数据,建立水质变化趋势分析模型和水质目标确定方法,在评估天津市近岸海域12个监测站位无机氮和活性磷酸盐浓度变化趋势的基础上,提出天津市近岸海域水质控制目标,并分析水质目标的合理性和可达性。结果表明：2013—2018年与2007—2012年相比,天津市近岸海域无机氮浓度总体呈下降趋势,下降比例为13.19%,95%的置信区间为−30.37%～3.96%;活性磷酸盐浓度总体呈上升趋势,上升比例为7.01%,95%的置信区间为−11.43%～25.45%,尚未恢复到2007—2012年的平均水平;提出2025年天津市近岸海域无机氮、活性磷酸盐二者综合优良水质比例达到75%的控制目标;将天津市近岸海域划分成7个区域,建议据此实施海域水质分区管理,进一步加强农业面源污染防治,强化流域上下游协同治理和省际水污染联防联治,持续改善天津市近岸海域水质。

     

机械活化煤气化细渣资源化利用及残碳燃烧反应动力学探究

随着我国煤气化技术的快速发展,气化渣的产生和排放量逐年增加.煤气化细渣的大量堆存,给当地的环境保护造成了巨大的压力,已经成为限制煤化工产业基地可持续发展急需解决的重大问题.本文针对气化细渣中残碳反应活性低和转化难度大的问题,研究了机械活化法对气化渣残碳反应动力学的影响.采用Coats-Redfern法分析了机械活化对残碳反应活化能的作用规律.结果表明,机械活化8 h,残碳燃烧反应活性显著提高,650℃下的活化能由63.2 k J·mol^-1降到28.4 k J·mol^-1.不添加其他化学试剂,1000℃烧制高强度轻质陶粒,其堆积密度为0.867 g·cm^-3,筒压强度为7.67 MPa.相关研究可以为我国气化细渣的资源化利用提供一定的数据和技术基础.     

基于二维和三维生态足迹的长三角城市群自然资本可持续性分析

城镇化和工业化进程的不断推进给城市群自然资本及其可持续利用带来较大的威胁。为明确城市群建设过程中自然资本可持续性变化特征,以长三角城市群为研究对象,采用二维和三维生态足迹评价模型,同时添加水资源账户对原模型进行改进以反映长三角地区水资源潜力与压力,研究分析了2005—2019年长三角城市群生态足迹、生态压力指数和生态协调指数变化、自然资本存量消耗和自然资本流量占用情况及其影响因素与作用机制。结果表明：1）研究期间,长三角城市群人均生态足迹和生态承载力分别为4.46和1.59 hm²/人,平均人均生态赤字为2.87 hm²/人,但万元GDP生态足迹不断下降,资源利用率不断上升;2）2005—2019年,长三角城市群生态压力指数由2.48升至3.25,生态协调指数由1.30变为1.25;3）基于改进三维生态足迹模型发现,长三角城市群资本存量利用程度越来越大,且对自然资本流量的更新起到较大抑制作用,2019年研究区自然资本存量的消耗量是资本流量占有量的2.26倍;4）影响因子分析表明,工业产值、能源消耗总量、建筑用地面积和城镇化率对生态足迹起到了正向促进作用,对自然资本的可持续性产生了较大压力。

     

飞灰/水菱镁石新型复合脱硫剂的性能研究

采用飞灰和水菱镁石水合搅拌制备飞灰/水菱镁石新型复合脱硫剂,模拟湿法烟气脱硫过程,采用正交实验分析法探讨了液固比(质量比)、反应温度、搅拌速度以及鼓泡深度4个因素对脱硫效率的影响。结果发现:复合脱硫剂的比表面积增大,这有利于该复合脱硫剂与气相SO2的接触和反应,因而提高了脱硫效率。复合脱硫剂的最佳反应组合:液固比为15.0∶1.0、反应温度为常温(20℃)、搅拌速度为150r/min、鼓泡深度为2.0cm,该条件下脱硫效率为98.58%。     

生物质灰结渣和腐蚀特性

针对目前生物质燃料燃烧过程中存在的灰结渣和受热面腐蚀问题,通过分析生物质灰的元素成分、矿物组成、理化特性及熔融特性等,探讨了灰结渣的形成过程和受热面腐蚀的机理。研究表明:生物质燃烧灰结渣的主要原因为碱金属硫酸盐及氯化物的形成降低了飞灰熔点,增加了飞灰的表面黏性,黏结在受热面表面形成结渣;此外,由于燃料中的氯化物在高温下参与氧化还原反应生成HCl和Cl₂,再与金属受热面发生化学反应,形成了受热面腐蚀。通过研究燃料成分、炉膛温度、过量空气系数、受热面材质等因素对结渣和受热面腐蚀的影响,得出可以采用生物质与煤混烧、加入添加剂、水洗及金属表面防腐等防治措施避免或减少结渣和腐蚀现象发生。     

北京地区夏冬季颗粒物污染边界层的激光雷达观测

在对激光雷达测量数据处理方法讨论的基础上,根据"北京空气污染物垂直结构测量试验"(BAPIE)冬季和夏季测量的数据,对北京地区气溶胶高度分布及近地面气溶胶污染边界层指标、气溶胶污染边界层统计特征、气溶胶输送南北通量高度分布、API-Ⅰ级优质大气和Ⅴ级重度污染个例等,进行了讨论。      

空气负离子与温湿度的关系

研究了在自然条件下温度、湿度和温湿度同时改变时空气负离子浓度的变化规律。实验表明,湿度对负离子浓度有明显作用,随湿度逐渐升高(相对湿度10%～80%),负离子浓度从200个 cm3升至8000个 cm3以上,负离子浓度上升的幅度随湿度增加逐渐增大;负离子浓度也随温度升高而升高(在5～40℃之间);温湿度同时变化时,负离子浓度变化率增大。      

南阳盆地区耕地利用效率演变及其影响因素

研究耕地利用效率演变规律关乎农业产业振兴与国家粮食安全。在使用DEA-GWR指数模型测算出南阳盆地区12县（区）2000年、2010年、2016年耕地利用效率的基础上,结合趋势面分析和$G^{*}_{i}$ 指数研究耕地利用效率的时空格局演变特征,并分析其影响因素。结果表明： （1）2000年、2010年和2016年研究区综合效率整体呈上升趋势,2000年和2016年规模效率对综合效率的作用更大,而2010年纯技术效率则对综合效率更具影响。（2）从全局视角看,三个时期耕地利用综合效率高值区从东南部向中部及西北部转变,呈现出明显的地域分异规律;从局部视角来看,相对高值（低值）耕地利用综合效率在空间上呈现出较强的组团式集聚。（3）在耕地利用效率影响因素中,影响程度的绝对值由大到小依次为：农业劳动力>复种指数>农业机械总动力>化肥施用量>人均耕地>地形条件>农村居民人均可支配收入>城市化水平。