锐钛矿{001}面TiO2纳米片对NOx的光催化氧化性能

以钛酸丁酯为前驱物,HF为形貌控制剂,采用水热法合成{001}面TiO2光催化材料.通过X射线衍射、紫外\可见光吸收光谱、扫描电镜及透射电镜等手段对样品形貌及结构进行表征,并在紫外光下考察其对NOx的光催化氧化活性.结果表明,{001}面TiO2具有良好的锐钛矿晶型,为{001}面暴露率约50%的纳米级片状结构,在紫外波段具有强烈的光吸收.经过碱液洗涤去除表面F离子后的{001}面TiO2与{101}面TiO2及P25相比,其对NOx去除效果显著.在催化反应达到平衡后,其NO转化率为{101}面TiO2的2倍及P25的3倍.并且NO去除量增加的同时NO2的相对生成量却减少,导致光催化反应进行得更彻底.     

Effects of ethyl 2-methyl acetoacetate (EMA) on the growth of Phaeodactylum tricornutum and Skeletonema costatum

We investigated the effects of ethyl 2-methyl acetoacetate (EMA) on growth of the marine diatom algae Phaeodactylum tricornutum (P. tricornutum) and Skeletonema costatum (S. costatum). Growth of P. tricornutum was significantly inhibited by the minimum concentration (3.5 mmol·L ^?1) of EMA at lower initial algal densities (IADs) (3.6×10⁴ and 3.3×10⁵ cells·mL ^?1). However, at the highest IAD, significant growth inhibition was found at above 7 mmol·L ^?1 of EMA exposure. In S. costatum, EMA concentrations of 10.5 mmol·L ^?1 or more significantly inhibited growth at lower IAD (3×10⁴ and 1.8×10⁵ cells·mL ^?1); at the highest IAD, only EMA concentrations above 14 mmol·L ^?1 obviously inhibited the growth of S. costatum. Changes in specific growth rates and pigment were consistent with algal growth, but only at higher EMA concentrations or lower IAD values was the ratio of chlorophyll a (Chla) to carotenoid significantly lower than the control. Medium effective concentration (EC ₅₀) values were in the order 4.07, 8.03 and 12.27 mmol·L ^?1 for P. tricornutum and 7.48, 11.92 and 17.22 mmol·L ^?1 for S. costatum. All these results show that the effect of EMA on the growth of algae was species specific and mainly depended on IAD, which might be an important factor to influence algal growth.     

自然灾害对我国农业的影响研究

通过对2000-2008年自然灾害发生面积与我国农业发展过程中的各项指标进行了对比分析和回归分析,得出了自然灾害对我国农业发展影响较为显著,并具体指出了旱灾、水灾等自然灾害对我国农业发展的影响.自然灾害通过影响农业单产、农业有效利用面积及农业总产值来影响农业,不同种类自然灾害的发生面积都处于不断波动之中,并呈现逐步提升之势,具有一定的区域性.最后指出了通过增强农业本身抵御自然灾害的能力和更好的预测农业自然灾害等,为各级政府制定抗灾减灾对策提供依据.     

聚羟基丁酸酯(PHB)对水中微量多环芳烃的仿生吸附

基于生物体组织可对水体中低浓度有机污染物的高倍富集现象,以一种微生物细胞内广泛合成的聚羟基丁酸酯(PHB)为吸附剂,对水溶液中微量的多环芳烃(PAHs)进行仿生吸附研究.实验选取萘、菲和芘为模型污染物,考察了温度、时间、溶液pH和吸附剂用量等因素对吸附效果的影响,并分别以经典的吸附动力学模型、等温吸附模型和吸附热力学模型对吸附过程的机理进行了分析.结果表明,PHB对微量的萘(<1500μg.L-1)、菲(<1000μg.L-1)和芘(<130μg.L-1)具有较高的吸附速率,分别在60、120、80 min即可基本达到平衡,吸附动力学符合拟二级动力学模型;3种多环芳烃的等温吸附曲线用Henry、Langmuir和Freundlich方程进行拟合,线性关系良好,反映出PHB仿生吸附剂与PAHs之间存在着"吸溶"作用而非通常的位点吸附;考察分配系数Kd与Kow、温度的关系,发现Kd与Kow呈正相关,与温度呈负相关;低温有利于吸附,PHB对菲和芘的吸附为自发过程,而对萘的吸附为非自发过程.上述仿生吸附原理的阐明对微污染水处理技术的研究具有重要指导作用.     

冻融作用下盐碱水田土壤含水率和氮素对有机碳影响研究

选择吉林西部前郭县盐碱水田土壤,进行实验室模拟冻融实验：以-5℃冻结1 d、5℃消融1 d作为1次冻融循环,揭示不同含水率和含氮量处理条件下土壤有机碳（SOC）的变化规律。结果表明,土壤含水率和含氮量是影响SOC含量的2个重要因素,冻融次数、土壤含水率、土壤含氮量以及冻融次数和土壤含水率、冻融次数和土壤含氮量的交互作用对盐碱水田SOC含量的影响显著（P〈0.05）。在1~3次冻融循环过程中,SOC含量明显降低,随着循环次数的增加,SOC含量降低速度减缓;适量的氮素和较低的含水率有利于SOC的稳定,初始含水率为50%的SOC含量明显低于含水率30%和40%的土壤,加入20%硝酸铵的SOC含量明显低于对照组和加入10%硝酸铵的土壤。研究结果对深入研究季节冻土区冻融期盐碱水田SOC变化规律,评估全年候SOC储量有重要意义。     

Kinetics of oxidation of dimethyl trisulfide by potassium permanganate in drinking water

Metabolites of algae such as geosmin, 2-methylisoborneol etc. are reported to induce pungent odors into drinking water and attract additional scientific attention. Recently, in China, taste and odor outbreaks in drinking water supply have become increasingly common. In source water affected by eutrophication, dimethyl trisulfide, speculated to be produced by decayed algae, was found to be the source of taste and odor issues and can be removed effectively by usual oxidation agents. In this experimental study, batch scale tests were carried out focusing on the removal of dimethyl trisulfide. Reaction kinetics of dimethyl trisulfide oxidized by potassium permanganate in water had been studied; influence factors such as pH, organic substrate, other existed taste, and odor contaminant in equivalent concentration were also discussed. Results showed that dimethyl trisulfide can be removed by potassium permanganate efficiently; the ratio can reach more than 70% with oxidant dosage of 4 mg·L^-1 and contact time prolonged to 120 min. The dimethyl trisulfide decomposition followed a second-order kinetics pattern with a rate constant k = 0.00213 L·(min·mg)^-1. Typically, the degradation rate of dimethyl trisulfide was increased with the increasing KMnO₄ dosage, but dramatically dropped with the increasing levels of humic acid (1.8–4.5 mg·L^-1) and other odor-causing compounds (e.g. β-cyclocitral, 0–1886.0 μg·L^-1). Solution pH (5.2–9.0) and initial dimethyl trisulfide concentration did not significantly affected the degradation. This study demonstrates that KMnO₄ oxidation is an effective option to remove dimethyl trisulfide from water.     

三峡库区小城镇污水处理工艺现状调查

通过对三峡库区重庆段小城镇10家污水处理厂处理工艺和运行效果的调查,针对库区情况,分析比较了所调研污水处理厂使用工艺的处理效果、运行稳定性、自控要求、二次污染(剩余污泥产量)等技术指标以及建设投资、占地面积、处理成本、能耗等经济指标。对三峡库区小城镇排水工程规划建设,污水处理工艺的选择与开发,污水处理方案的优化提出明确的技术经济指标和建议。     

湖南鼎城农业旱灾脆弱性的变化及原因分析

农业旱灾的形成是降水不足或不均与农业生产系统脆弱性共同作用的结果,承灾体脆弱性的高低会起到“放大”或“缩小”灾情的作用,降低承灾体的脆弱性是抗灾减灾的主要和有效途径。选择湖南省鼎城区为研究区,发现在降水量及其季节分配相似,即致灾强度相似的两个年份（1988年和2001年）,粮食因灾损失量前高后低。通过建立包括作物需水亏缺指数、耕地的灌溉便捷指数、耕地平坦指数、耕地生产投入指数等7个指标的评价指标体系,分别对1988年和2001年该区的农业旱灾承灾体脆弱性进行评价。结果显示该区的承灾体脆弱性明显降低,分析其原因,发现作物结构调整（中稻播种面积比例的适当增加）、耕地条件和生产力的改善、利用灌溉条件能力的提高有效地降低了该区农业旱灾承灾体脆弱性,减小了粮食生产的因灾损失。为致灾因子相似、承灾体脆弱性不同会“放大”或“缩小”灾情提供了实证案例。     

洪湖水环境现状及主导因子分析

利用2003年夏季在洪湖采集的20个水体样本的测定结果分析了洪湖目前的水体化学性质。根据分析洪湖夏季为Ⅲ类水,则其他季节的水质等级很有可能在Ⅲ类以下。洪湖水体的理化性质各方面状况有利于水生生物的生长和繁殖。运用模糊数学方法得到的结果表明2003年水质状况以Ⅲ类水为主,表明洪湖近年来的水质呈现下降的趋势,这与人类对洪湖水生资源的过度开发有直接的联系;通过主成分分析方法,得到了目前洪湖水质的三个主要控制因素。洪湖水质主要受到氮盐营养元素和生物活动的控制,其次是悬浮物和水体的离子属性,第三是水体的磷化合物。尽管磷是大多数湖泊水体富营养化的关键物质,但它对洪湖湖水而言,并不是最重要的控制因素,所以洪湖富营养化不是水质变化的主要原因。     

珠三角干季海陆风特征及其对空气质量影响的观测

通过2004年10月在珠江三角洲（以下简称“珠三角”）开展大气边界层观测试验得到的垂直风温资料和逐时PM_2.5浓度资料,利用局地环流指数（RF）等方法研究了珠三角海陆风特征及其对空气质量的影响.结果表明：局地环流指数是表征局地大气输送能力的有效指标;冷暖气团对峙导致珠三角污染日背景风场较弱,沿海海陆风活动活跃,空气质量指数与RF系数相关性颇高,珠三角沿海100~400m处RF系数值主要分布在0.5~0.8之间;在海陆风影响下低层风场的有效输送能力较弱,不利于污染物的输送扩散.而随着冷空气全面控制珠三角,垂直风场RF系数值高达0.9以上,海陆风难以发展,风场输送能力强,能够持续的将污染物输送出去.观测发现沿海观测点试验期间海陆风发生频率约为47.8%,其中72.7%的海陆风日出现了污染天气,海陆风日地面风向呈现出明显的随时间顺时针偏转特征,海风约从16：00时开始出现,并在20：00达到最大影响高度约为600~800m.夜间海风将污染物输送回内陆观测点,导致内陆PM_2.5浓度在19：00~21：00时出现浓度峰值,呈现出明显的双峰结构.