生物炭的制备及其镁改性对污染物的吸附行为研究

以小麦和玉米秸秆为原料,于不同温度下制备了生物炭样品,并采用氯化镁(MgCl_2)、乙酸镁(Mg(CH_3COO)_2)和硝酸镁(Mg(NO_3)_2)对秸秆及其生物炭进行改性.通过分析各生物炭产率、pH、元素分析、比表面积、CEC、XRD及FT-IR,探究了生物炭理化性质的变化规律.各样品对氨氮、Pb(Ⅱ)及乙草胺的吸附试验结果表明:小麦秸秆经Mg(CH_3COO)_2改性后得到的生物炭的饱和吸附量最大;对3种吸附质的吸附过程均符合准二级吸附动力学方程;低浓度下吸附过程均可自发进行,对氨氮的吸附符合Langmuir模型且以离子交换作用为主,对Pb(Ⅱ)的吸附符合Freundlich模型且以离子交换作用为主,对乙草胺的吸附符合Langmuir模型且以分配、氢键和π-π电子受体供体作用为主.     

我国纸包装废物产生特性和回收状况研究

纸包装被广泛应用于各个领域,消费量巨大,废物的产生量也巨大,但我国对其产生特性和回收体系研究较少。首先分析纸包装的生产量、消费量、废物产生量和回收量,指出我国纸包装废物回收率,远高于废纸的统计回收率;其次,综合分析纸包装废物的回收特性和回收体系状况,指出纸包装废物主要流向和关键环节;然后,对纸包装消费趋势进行预测,最后,提出纸包装废物回收存在的问题和对策措施。     

Influences of working pressure on properties for TiO2 films deposited by DC pulse magnetron sputtering

TiO2 films were deposited at room temperature by DC pulse magnetron sputtering system.The crystalline structures,morphological features and photocatalytic activity of TiO2 films were systematically investigated by X-ray diffraction (XRD),atomic force microscopy and ultraviolet spectrophotometer,respectively.The results indicated that the working pressure was the key deposition parameters influencing the TiO2 film phase composition at room temperature,which directly affected its photocatalytic activity.With increasing the working pressure,the target self-bias decreases monotonously.Therefore,low temperature TiO2 phase (anatase) could be deposited with high working pressure.The anatase TiO2 films deposited with 1.4 Pa working pressure displayed the highest photocatalytic activity by decomposition of Methyl Orange solution,which the degradation rate reached the maximum (35%) after irradiation by ultraviolet light for 1 h.     

基于DPSIR模型的生态港口指标体系研究

生态港口指标体系的建立是生态港口从理论研究阶段进入可操作的实际应用阶段的重要步骤,建立生态港口指标体系的实质就是确定生态港口的具体建设内容和考核标准体系.在生态港口内涵的分析基础上,提出了建立生态港口指标体系的基本框架、原则和方法,并根据"驱动力-压力-状态-影响-响应"模型框架,以天津生态港口建设为背景,建立了天津生态港口建设与评价指标体系.     

天津港运输船舶大气污染物排放清单

运输船舶产生的大气污染物对港口大气环境有重要影响,但我国对这部分内容的研究却相当薄弱.本文首先对天津港运输船舶的总体情况进行调研,根据其排放控制技术水平合理选择了排放因子;而后采用基于燃料消耗的方法,对2006年天津港运输船舶排放的NOx、HC、CO和PM_(10)进行了计算,建立了天津港运输船舶大气污染物的排放清单;最后对2010年和2020年天津港的运输船舶大气污染排放情况进行了预测.该清单的估算和预测可以为加强排放控制和制定相关法规提供重要依据.     

石油污染土壤物化修复前后生物毒性效应

采用作物种子的发芽率作为生态指标对石油污染土壤进行毒性分析,并以蚯蚓为实验生物,研究了石油污染物的生物效应及其对土壤生态系统的影响.结果表明,不同的作物种子对石油污染表现出不同的耐受性,对照清洁土壤,大多数作物种子的萌发都明显受到石油污染的抑制,其中受石油污染影响最严重的是黄豆、蚕豆、玉米.相比之下,在不同石油污染水平下绿豆具有较高的耐受性,且种子发芽率均在90%以上.蚯蚓在受到污染胁迫时,在生理水平上会发生明显的变化,进而影响其存活和生长能力,实验观测到随着石油污染加重蚯蚓存活时间显著下降.在高污染水平石油污染的土壤中(石油污染水平>30 000 mg.kg-1),蚯蚓的耐性降低,仅可以存活5 d左右,说明石油烃对蚯蚓的毒性较大,主要是因为蚯蚓直接与石油接触导致其中毒脱水而死亡.处理后油田污染土,即使在污染水平很低(≈30 mg.kg-1)的情况下,蚯蚓存活时间依然很短(3 d左右),是因为经过石油醚处理过的土壤,其营养物质也随着石油而被处理掉,而土壤中有机质等营养物对蚯蚓的生存具有很大影响.     

鄱阳湖南矶湿地沉积物粒级组成特征及搬运趋势分析

沉积物的粒级组成特征对于分析湿地沉积环境和搬运趋势有着重要意义。基于自然保护区沉积物样品，利用粒度分析、Shepard三角图、C-M图、端元分析和GSTA搬运趋势模型，研究分析了鄱阳湖南矶湿地沉积物的粒级组成特征、沉积类型、动力环境和泥沙搬运趋势。结果表明，鄱阳湖南矶湿地沉积物主要以细粉砂为主，平均值为55.35%。沉积物粒度参数中平均粒径均值为5.24Φ，空间分布上具有由西南至东北Φ值逐渐减小的趋势。沉积物质地类型主要为粉砂、粘土质粉砂、砂质粉砂和粉砂质砂，其中粉砂约占62.5%。端元分析的结果显示EM1和EM2可能与鄱阳湖本身湖流带来的沉积物搬运有关，EM3则指示了赣江泥沙来源，EM4可能与局地小环境的水动力变化有关。鄱阳湖南矶湿地沉积物粒径趋势格局以东部向西部、北部向南部最为显著，鄱阳湖南矶湿地是在赣江与鄱阳湖之间复杂交互作用下形成。     

基于GF-1 WFV影像和BP神经网络的太湖叶绿素a反演

叶绿素a浓度是可直接遥感反演的重要水质参数之一,常用来评价湖泊水体的富营养化程度.太湖是典型的二类水体,光学性质复杂,应用一类水体线性反演模式拟合较为片面且难以找到最佳拟合模型.BP神经网络模型具有模拟复杂非线性问题的功能.为研究高分一号卫星16m多光谱相机WFV4结合BP神经网络进行太湖叶绿素a浓度监测的可行性,实验利用GF-1 WFV4影像和实时的地面采样数据,建立了BP神经网络模型,同时采用波段比值经验模型进行对比.经精度检验,BP神经网络模型预测值与实测值之间的可决系数R2高达0.9680,而波段比值模型的R2为0.9541,且均方根误差RMSE由波段比值模型的18.7915降低为BP神经网络模型的7.6068,平均相对误差e也由波段比值模型的19.16%降低为BP神经网络模型的6.75%.结果证明,GF-1 WFV4影像应用BP神经网络模型反演太湖叶绿素a浓度较波段比值模型精度有所提高.将经过水体掩膜的GF-1 WFV4影像用于训练好的BP神经网络反演太湖叶绿素a浓度分布,结果显示,叶绿素a高浓度区集中分布在湖心区北部、竺山湾、梅梁湾区域,与之前的研究一致.本文研究结果验证了采用BP神经网络模型对GF-1 WFV4影像进行太湖叶绿素a浓度反演的可行性.     

US/UV-Fenton体系处理高浓度罗丹明B特性研究

以罗丹明B为目标污染物,探索US/UV-Fenton体系对高浓度染料的降解规律.首先对比了Fenton、US-Fenton、UV-Fenton以及US/UV-Fenton体系降解RB的效果,通过建立反应动力学方程,发现各体系反应均符合伪一级动力学,进而分析US/UV-Fenton体系之间的协同因子.考察了初始溶液pH值、H₂O₂的投加量、H₂O₂与Fe²⁺摩尔比、反应时间和超声功率5个因素对US/UV-Fenton体系降解污染物的影响.结果表明,在最佳条件下罗丹明B溶液脱色率为99.9%,COD_Cr和TOC去除率分别为91.2%和61.85%,废水可生化性（BOD₅/COD值）由0.277提高至0.503.最后根据反应规律,分析了US/UV-Fenton体系的反应机制,深度探讨了体系之间的协同促进作用.     

Microprofiles of activated sludge aggregates using microelectrodes in completely autotrophic nitrogen removal over nitrite (CANON) reactor

Microsensor measurements and fluorescence in situ hybridization (FISH) analysis were combined to investigate the microbial populations and activities in a laboratory-scale sequencing batch reactor (SBR) for completely autotrophic nitrogen removal over nitrite (CANON). Fed with synthetic wastewater rich in ammonia, the SBR removed 82.5±5.4% of influent nitrogen and a maximum nitrogen-removal rate of 0.52 kgN·m⁻³·d⁻¹ was achieved. The FISH analysis revealed that aerobic ammonium-oxidizing bacteria (AerAOB) Nitrosomonas and anaerobic ammonium-oxidizing bacteria (AnAOB) dominated the community. To quantify the microbial activities inside the sludge aggregates, microprofiles were measured using pH, dissolved oxygen (DO), NH4+, NO2− and NO3− microelectrodes. In the outer layer of sludge aggregates (0–700 μm), nitrite-oxidizing bacteria (NOB) showed high activity with 4.1 μmol·cm⁻³·h⁻¹ of maximum nitrate production rate under the condition of DO concentration higher than 3.3 mg·L⁻¹. Maximum AerAOB activity was detected in the middle layer (depths around 1700 μm) where DO concentration was 1.1 mg·L⁻¹. In the inner layer (2200–3500 μm), where DO concentration was below 0.9 mg·L⁻¹, AnAOB activity was detected. We thus showed that information obtained from microscopic views can be helpful in optimizing the SBR performance.