填埋场底土污染物浓度实测值和理论解的比较

为了研究现场条件下污染物在粘性土中的运移机理,对运行13年的苏州七子山填埋场进行了钻孔取样.通过对土样进行分层切片、加去离子水混合并结合室内小型离心机分离,得到了填埋场底土中Cl-,Na+及COD的孔隙水浓度.将室内试验测试值和一维扩散理论进行了比较,结果表明,实测浓度剖面与扩散曲线差别较大,可见水力梯度引起的对流和机械弥散作用比分子扩散作用来得重要.将实测值与一维对流弥散解析解的计算值亦进行了比较,结果表明试验数据较为发散,但可以采用一维对流弥散理论进行大致的拟合,从而可得到运移参数的取值范围.进一步的理论预测表明,当填埋场运行30年之后,Cl-的影响深度可达到10 m以上.为了防止和延缓渗滤液污染物的进一步运移,填埋场应采取有效措施阻止渗滤液的扩散.     

微量肼对厌氧氨氧化生物膜长期运行效果的影响

为探究微量肼(N₂H₄)对厌氧氨氧化生物膜的长期影响,采用3个移动床生物膜反应器(moving bed biofilm reactor, MBBR)处理低浓度氨氮(50.9±3.6) mg·L⁻¹废水,分别加入0 mg·L⁻¹ (对照组,R1)、5 mg·L⁻¹ (R2)和10 mg·L⁻¹(R3)的微量N₂H₄后连续运行35 d,考察N₂H₄对MBBR系统中总氮去除速率(total nitrogen removal rate, TNRR)、生物量、胞外聚合物(extracellular polymeric substances, EPS)、血红素和微生物群落的影响。结果显示,运行末期相对于R1,R2和R3的NRR分别下降了53%和 64%。N₂H₄ 质量浓度为5 mg·L⁻¹时,生物膜的EPS分泌量提高,触发了生物膜保护机制;当N₂H₄ 质量浓度为10 mg·L⁻¹时,生物膜的EPS和血红素含量均明显下降,N₂H₄对生物膜产生抑制作用。长期添加微量N₂H₄导致门水平中Planctomycetes和Candidatus_Kuenenia的相对丰度降低,可见,N₂H₄的加入可以使NRR短暂增长,但长期加入会对厌氧氨氧化生物膜产生生物毒性,抑制厌氧氨氧化菌(AnAOB)的活性。整体而言,5 mg·L⁻¹和10 mg·L⁻¹的N₂H₄的加入都难以维持MBBR长期稳定高效运行,其对厌氧氨氧化生物膜的负面影响更为明显。     

等效排气筒有效高度计算方法的比选及其应用于大气污染预测的可行性

目前,等效排气筒多用于大气污染物总量控制,其预测精度和范围的不明晰限制了其在污染物运移扩散领域的进一步应用。基于《大气污染物综合排放标准》,依据所预测的范围和浓度精度对8种典型等效计算方法进行了比选,并验证了将等效排气筒用于不同工况下污染物运移扩散预测的可行性。改进的有效高度等效算法 (源强加权算术平均法) 综合考虑了不同高度和源强参数特征,以2个排放同种污染物的相邻排气筒为例,所计算的高斯模式下等效后下风向污染物浓度场总体分布趋势与等效前叠加计算结果一致,且预测精度优于《大气污染物综合排放标准》中提出的均方根平均法和其他等效算法。对不同风速条件下 (1.5~4.5 m·s⁻¹) 等效前后下风向污染物浓度场分布计算比较,发现即使风速改变仍可保证较高的最大落地浓度预测精度 (−6.87%~−2.21%),特别是风速较大时其预测精度更高 (达到−2.21%) 。这验证了该方法的有效性和稳定性。本研究探讨的源强加权算术平均值算法,进一步提升了等效排气筒相关参数计算的合理性,并拓展了其在大气预测评价中的应用。     

电阻焊电极材料热变形行为的研究

电阻焊电极在焊接过程中 ,承受着高温、高压和高电流的作用 ,工作条件十分恶劣。在导电、导热性能差不多时 ,其高温热稳定性的好坏直接影响它的使用寿命。因此 ,针对 3种典型的电极材料 (CuCr,CuCrZrMg ,弥散铜 ) ,进行了热变形行为研究 ,通过分析在不同高温情况下的应力 应变曲线 ,从而确定其高温热稳定性及使用寿命长短。     

生物炭和石墨的电化学性质对剩余污泥厌氧消化产甲烷的影响

以玉米秸秆为原料,分别在300、500和700 ℃的条件下热解制备生物炭(CS300、CS500、CS700),对其理化性质(pH、比表面积、灰分含量、元素组成)和电化学性质(电子供给能力(EDC)、电子接受能力(EAC)、导电率(EC))进行了表征,并将3种生物炭和导电型石墨分别加入消化反应器进行污泥中温厌氧消化批次实验。结果表明：CS300具有最高的EDC(0.598 mmol·g⁻¹),CS700具有最高的EAC(0.740 mmol·g⁻¹),石墨的导电性最强(2.0×10⁴ S·m⁻¹);4种碳材料对污泥厌氧消化产甲烷均有促进作用,CS300、石墨、CS500和CS700实验组的甲烷累积总产量比对照组分别提高了42.4%、38.9%、28.9%和11.2%。微生物群落结构分析结果表明：甲烷生成的主要代谢途径是CO₂还原代谢途径;3种生物炭材料均提高了Methanosarcina等氢营养型产甲烷古菌的相对丰度,CS300的富集能力最强,石墨的影响作用则不显著。冗余分析结果表明：4种碳材料的电化学性质对厌氧细菌群落组成变化的贡献度为52.7%,对厌氧古菌群落组成变化的贡献度为 64.4%;具有氧化还原活性的生物炭通过反复供给、接受电子大幅增加体系中微生物可用电子数量来提高互养微生物种间电子传递效率;而导电性能优秀的石墨则主要通过促进微生物的直接电子传递来提高甲烷产率。研究为解析具有电化学活性的碳材料对厌氧微生物菌群代谢特征和电子传递的影响规律提供了一定的理论支撑,对提高污泥厌氧消化效率、实现能源高效回收具有重要理论价值和现实意义。     

乌江汇入对三峡水库局部水体中磷质量浓度的影响

乌江水体中总磷与三峡水库相关水域存在差异。通过对相关水体中磷质量浓度变化特征的分析,结果表明：2008年前乌江TP显著低于三峡水库相关水域,其汇入对后者主要表现为“稀释”作用,可使清溪场断面TP年均值最大降低约0.02 mg·L⁻¹;2009年后乌江TP急剧升高,其汇入后清溪场断面2009—2013年TP年均值最大升高约0.057 mg·L⁻¹;2014年后乌江汇入基本不会使清溪场断面TP年均值明显改变;1998—2006年乌江TDP与三峡水库相关水域相近,乌江汇入对清溪场断面TDP年均值基本无影响;之后乌江TDP快速上升,2007—2013年乌江汇入最大可使清溪场断面TDP年均值升高约0.061 mg·L⁻¹;2014年后乌江TDP大幅回落,其对水库影响降低,最大可使清溪场断面TDP年均值升高约0.008 mg·L⁻¹;乌江汇入对三峡水库局部水体磷质量浓度的影响在不同时段其程度、趋势均不一致;乌江干流水电建设导致的水文条件变化和乌江上游区域磷矿开发过程中含磷废水排放使得乌江水体中磷质量浓度发生改变,进而间接、持续对三峡水库局部水体中磷质量浓度产生影响。该研究结果可为三峡水库的水生态环境监管提供参考。     

基于区间直觉模糊集的水资源配置群决策研究

水资源问题是我国面临的重要资源与环境问题。流域水资源配置的有效性缺失也使水资源问题进一步恶化,而水资源配置过程中大量不确定信息也使高效决策问题更加困难。基于区间直觉模糊群决策的水资源配置方案优化方法,分析了水资源系统作为复杂系统的特殊性和区间直觉模糊理论在群决策中应用的优势,利用区间模糊数来表达专家判断信息,提高了流域水资源配置方案的合理性。通过多个水资源领域专家的群体决策,从流域水资源可持续利用评价视角出发,针对流域的社会、经济、资源、环境等多个因素进行判断,利用IIWAA算子进行群体意见集成,最后根据流域指标与理想点逼近点的距离对流域水资源配置方案排序。通过赣抚平原灌区内的用水区域在不同方案情景下的水资源可持续利用实例分析表明,该方法能够比较准确地评估出流域水资源配置方案的可持续性,为流域的水资源配置方案制定提供有效合理的决策支持     

上海市典型城市河岸带不同植被类型下土壤反硝化作用研究

为了解城市河岸带不同植被类型下土壤的反硝化速率及其影响因子,在上海市城市河岸带的长风绿地选择了熊掌木、硕苞蔷薇和矮生百慕大草3种植被类型,于2012年3月（春初）、5月（春季）、7月（夏季）、11月（秋季）测定了其下不同深度（2～5 cm、12～15 cm、22～25 cm和32～35 cm）土壤的反硝化速率和土壤的粒度、含水率、SOC、NH4+和NO3-含量等基本理化性质。结果表明:长风绿地3种植被类型下土壤理化性质和反硝化速率具有一定的差异性,但均表现为2～5 cm深度土壤反硝化速率显著高于其他深度;熊掌木和硕苞蔷薇2~5 cm深度土壤反硝化速率均为春初显著高于其他季节,而草地2~5 cm深度反硝化速率在春夏季显著高于春初和秋季;其他深度土壤均不存在显著的季节性差异;植被类型、深度和季节对反硝化速率的单一和综合影响效应（除植被类型*深度外）均显著;反硝化速率与土壤的SOC、NH4+和NO3-含量呈极显著正相关（p<001）,而与土壤含水率和气温没有显著相关关系     

基于DOC+CDPF技术的公交车燃用生物柴油气态物道路排放特性

基于OBS-2200车载排放检测系统,试验研究并分析了催化型连续再生颗粒捕集器(DOC+CDPF)及生物柴油混合燃料B20(生物柴油体积占比20%)对国Ⅲ柴油公交车瞬态工况和稳态工况下气态物道路排放特性的影响.结果表明相较于B0(纯柴油),B20的一氧化碳(CO)、总碳氢化合物(THC)平均排放率偏低,其中,稳态工况下降幅分别为26.43%、10.44%,瞬态工况下降幅分别为22.78%、4.95%;二氧化碳(CO_2)和氮氧化物(NO_x)平均排放率偏高,其中,稳态工况下分别上升8.41%和8.26%,瞬态工况下分别上升7.15%、9.13%.相较于B0,DOC+CDPF对B20的CO和THC净化效果更为显著,其中,稳态工况下降幅分别达60.58%和79.92%,瞬态工况下,降幅分别达63.67%和82.57%.DOC+CDPF使用后,CO_2和NO_x的排放率略微下降.     

综放采空区瓦斯与煤自燃多场耦合模拟研究

为了分析瓦斯与煤自燃多场耦合致灾特性,结合瓦斯抽采引起的采空区混合气体流动、气体组分渗流与采空区渗透率变化、固气两相热量传输等多物理过程,建立了基于综放采空区高位钻孔瓦斯抽采的热-流-化多场耦合数学模型,采用COMSOL软件模拟了综放采空区高位钻孔抽采瓦斯诱导煤自燃过程,阐明了瓦斯与煤自燃多场耦合致灾机理,得到了寸草塔二矿31102综放采空区氧化带范围与高温范围,并探讨了抽采强度对综放采空区氧浓度场与温度场的影响。研究结果表明:高位钻孔抽采瓦斯有效地降低了回风巷瓦斯浓度,保证了31102综放工作面安全高效回采。增大综放采空区高位钻孔抽采瓦斯强度不能保证煤自燃安全性,二者存在矛盾,在得到高效抽采瓦斯的同时,会造成进风侧氧化带宽度增加,采空区氧化带边界向深处蔓延,扩大煤自燃高温区域,漏风携氧充分的参与煤氧复合反应,采空区最高温度逐渐上升,煤自燃风险增大。