北京北部水系沉积物中重金属的研究

主要研究了北京市北部水系沉积物中重金属(As、Hg、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Ti和Zn)含量和来源.在潮白河及密云水库流域采集了17个沉积物样品,温榆河流域采集了5个样品,重金属含量As和Hg采用原子荧光光谱法测定,Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Ti和Zn含量用电感耦合等离子发射光谱法测定.研究结果表明,沉积物中重金属元素没有出现明显的富集状况,只有Hg、Cd、Cr和Zn在一些采样点有较高的富集.相关性分析表明Hg、Cd、Zn和Cu互相之间呈显著正相关(r0.06;p0.01),而Hg与Cr、Mn、Ni、Pb和Ti没有明显的相关性.通过主成分分析研究重金属的来源,发现前3个主成分贡献率分别为38%、23%和17%.因此,Hg、Cd、Zn和Cu作为第一主成分被认为与人类活动的工矿业开采有关,第二主成分As和Mn与人类活动的农业生产和生活污水排放有关,第三主成分Cr、Ni和Ti与岩石风化和土壤侵蚀有关.     

自然资源与环境安全研究进展

跟踪研究自然资源的演化、开发利用过程调控机理一直是中国科学院地理科学与资源研究所(以下简称我所)资源环境研究领域的重要研究任务和研究方向。论文总结了1950年以来我所自然资源与环境安全研究领域取得的成果与进展,在1950—1978年期间,我所自然资源与环境安全研究以大规模的自然资源调查与综合科学考察为主,丰硕的考察成果对中国的资源开发和区域发展提供了重要科学支持,做出了不可磨灭的贡献,而且在系统地积累科学资料和开拓资源科学方面也发挥了积极作用,它为了解我国资源环境、建立资源科学体系奠定了坚实的基础;1978—2000年期间,我所自然资源与环境安全研究转向了区域资源综合科学考察与资源科学研究并重的格局,完成的一系列考察报告为区域发展指明了路径,为全面认识中国自然资源和开展自然资源综合研究奠定了数据基础。2000年以来,我所自然资源与环境安全研究更加注重学科体系建设,促进了资源科学的学科体系建立;更加注重世界资源研究,将自然资源考察地域拓展到全球范围;更加注重机理过程研究,在资源环境承载力、资源流动、资源安全、生态服务功能等领域进行了理论开拓;更加注重资源开发利用技术研究,在环境修复的理论和技术方面取得了一系列成果。展望未来,我所资源与环境领域研究将会继续以国家重大战略需求为导向,以水资源、土地资源、生物资源、能源及矿产资源等关键资源为主要对象,在以下5个方面开展系统深入的研究,推动资源学科的建设与发展:①区域综合科学考察与资源科学综合研究;②水土资源可持续利用及其复杂性;③自然资源流动过程及其生态环境效应;④世界自然资源态势与国家战略性资源安全;⑤环境修复机理与废弃物资源化利用。     

我国资源经济与世界资源研究进展及展望

自然资源是人类赖以生存和发展的物质基础。资源短缺是我国社会经济发展的重要限制因素,未来这一矛盾将会更加突出。资源经济学是研究经济发展与资源开发、利用、保护、分配和管理之间关系的一门综合学科。加强资源经济与世界资源的研究,对实现我国可持续发展具有重要的战略意义。为适应国家发展的需求,我国在国内资源与资源科学领域研究已取得显著进展。同时,积极关注和研究世界资源问题,并取得了较大成就。这些研究为资源经济学发展提出新的需求,积累了丰厚的研究资料、实践经验、研究方法以及系统的理论准备,促进了资源经济的研究及学科不断成长与发展,并为国家发展做出重要贡献。论文着重分析资源经济学和世界资源的研究进展,对我国资源经济和世界资源研究进展及其成果进行总结和评析,对我国资源经济和世界资源研究发展趋势进行展望,提出新时期主要的研究方向和重点领域。     

添加剂和湿法除尘主要参数对炭黑去除效率的影响

选取十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、月桂醇聚氧乙烯(9)醚(AEO-9)和壬基酚聚氧乙烯醚(OP-10)4种表面活性剂配制成吸收液,采用伞形罩洗涤器对燃煤窑炉黑烟进行湿法除尘净化实验,探讨添加剂种类、入口含尘浓度(Cin)、入口风速(u)和液气比(L/G)参数的不同对炭黑(BC)去除效率(η)的影响,结合压降(ΔP,Pa)的变化提出高效脱黑的可行方案.结果表明,在实验条件同为Cin=2g·m-3、u=12m·s-1和L/G=0.2L·m-3条件下,4种吸收液脱黑效果差别不大,AEO-9吸收液具有略明显的优势,炭黑去除效率可达到99.5%(0.06mmol·L-1,AEO-9);在u=12m·s-1和L/G=0.2L·m-3条件下,Cin=5g·m-3时更利于洗涤器对黑烟的净化,AEO-9吸收液的炭黑去除效率近乎100%,ΔP变化不大;入口风速的变化对炭黑去除效率和压降的影响比较明显,当Cin和L/G分别为2g·m-3、0.2L·m-3时,最佳入口风速为12～14m·s-1,炭黑去除效率保持在99%以上;最佳操作液气比可控制在0.2～0.4L·m-3.     

A comparative investigation of NdSrCu_(1-x) Co_x O_(4-δ) and Sm_(1.8) Ce_(0.2) Cu_(1-x) Co_x O_(4-δ) (x:0–0.4) for NO decomposition

A series of single-phase T-structured NdSrCu 1-x Co x O 4-δ with oxygen vacancies and T -structured Sm 1.8 Ce 0.2 Cu 1-x Co x O 4-δ (x: 0–0.4) with oxygen excess were prepared using ultrasound-assisted citric acid complexing method, and characterized by means of techniques such as thermogravimetric analysis and NO temperature-programmed desorption (NO-TPD). The catalytic activities of these materials were evaluated for the decomposition of NO. It was found that the NdSrCu 1-x Co x O 4-δ catalysts were of oxygen vacancies whereas the Sm 1.8 Ce 0.2 Cu 1-x Co x O 4-δ ones possessed excessive oxygen (i.e., over-stoichiometric oxygen); with a rise in Co doping level, the oxygen vacancy density of NdSrCu 1-x Co x O 4-δ decreased while the over-stoichiometric oxygen amount of Sm 1.8 Ce 0.2 Cu 1-x Co x O 4-δ increased. The NO-TPD results revealed that NO could be activated much easier over the oxygen-deficient perovskite-like oxides than over the oxygen-excessive perovskite-like oxides, with the NdSrCuO 3.702 catalyst showing the best efficiency in activating NO molecules. Under the conditions of 1.0% NO/helium, 2800 hr -1 , and 600–900°C, the catalytic activity of NO decomposition followed the order of NdSrCuO 3.702 NdSrCu 0.8 Co 0.2 O 3.736 NdSrCu 0.6 Co 0.4 O 3.789 Sm 1.8 Ce 0.2 Cu 0.6 Co 0.4 O 4.187 Sm 1.8 Ce 0.2 Cu 0.8 Co 0.2 O 4.104 Sm 1.8 Ce 0.2 CuO 4.045 , in concord with the sequence of decreasing oxygen vacancy or oxygen excess density. Based on the results, we concluded that the higher oxygen vacancy density and the stronger Cu 3+ /Cu 2+ redox ability of NdSrCu 1-x Co x O 4-δ account for the easier activation of NO and consequently improve the catalytic activity of NO decomposition over the catalysts.     

温度对好氧颗粒污泥吸附铅离子的影响

由活性污泥培养得到好氧颗粒污泥,研究了温度对好氧颗粒污泥吸附Pb²⁺的影响.结果表明,好氧颗粒污泥主要含有C、H、N、O、P等元素,其经验结构式为C_5.7H_10.9O3.9NS_0.04.好氧颗粒污泥表面主要由球状细菌组成,具有明显的孔隙结构.在20～40℃时,Pb²⁺在好氧颗粒污泥上的吸附过程可以由Langmuir和Freundlich等温方程进行拟合（R²>0.914）.Pb2+最大吸附量Qmax由80.65 mg·g-1（20℃）增至97.09　mg·g-1（40℃）.吸附过程的表观自由能变ΔG<0、 ΔH>0、 ΔS>0,表明Pb2+在好氧颗粒污泥表面的吸附为吸热、熵增的自发过程.红外扫描分析(FTIR)结果表明,吸附过程Pb2+主要与—OH、蛋白质中的—COOH以及PO发生作用,与含氮官能团无关.     

中国南方森林黄壤的铝活化模式

将酸化模型应用于我国区域酸沉降影响的预测和控制对策的制定,需要选择有区域代表性的土壤铝活化模式并确定其参数.利用我国南方4个森林小流域的土壤化学长期观测资料,对常见的铝活化模式,如三水铝石模式、斜矾石模式、高岭石模式、伊毛缟石模式和有机质吸附模式等在中国南方森林黄壤的区域适用性进行了分析.结果表明,广泛应用于各种酸化模型的三水铝石模式实际上并不适用,而修正后的三水铝石经验模式在土壤水pH值≥4时能够适用,经验常数可取pK=-2.40、 a=1.65（上层土壤）和pK=-2.82、a=1.66（下层土壤）.其他模式与经验三水铝石模式相比,模拟性能并无明显的改善.观测结果还表明,当pH<4时,pAl不随pH明显变化,这些模式均不能解释其机制.     

生物因子控制反冲洗对BEAC滤池优势菌稳定性影响研究

针对用于生物增强活性炭工艺(BEAC)中的6株优势菌,利用生物因子研究反冲洗对优势菌群在活性炭表面稳定性的影响,确定适合的反冲洗方式及强度.中试试验表明,气冲强度对BEAC生物膜的影响作用要比水冲洗大,通过比较反冲洗前后优势菌群生物量,确定BEAC滤池启动期采用单独水反冲洗,稳定期采用气水联合反冲洗,优势菌群在活性炭表面的平均生物损失量为15.47%;利用生物量和生物活性的乘积(生物需氧量,BRP)确定最佳反冲洗气强度为8～10 L/(m~2·s),反冲洗前后的生物量和生物活性变化最小;扫描电镜和PCR-DGGE图片结果表明,启动期采用气水联合反冲洗导致优势菌数量减少,稳定期采用气水联合反冲洗可保持优势菌的稳定性,反冲洗前后优势菌在活性炭表面数量变化较小.     

厌氧氨氧化微生物在有机碳源条件下的代谢特性

通过多系列血清瓶实验并结合吉布斯自由能量分析探讨了厌氧氨氧化微生物在有机碳源条件下的代谢特性.实验结果表明：在葡萄糖作为有机碳源的条件下,低浓度的葡萄糖 (0.5 mmol·L-1) 能够促进厌氧氨氧化反应的速率,高浓度的葡萄糖 (≥1 mmol·L-1) 抑制了厌氧氨氧化活性;厌氧氨氧化微生物不仅具有厌氧氨氧化的代谢特性,还具有反硝化和硫酸盐还原的代谢能力.吉布斯自由能量分析表明： 在低浓度葡萄糖条件下,尽管最初厌氧氨氧化途径具有优势,但随后与反硝化途径展开竞争并处于劣势;在高浓度葡萄糖条件下,与厌氧氨氧化途径相比,反硝化途径完全占据优势;硫酸盐还原途径与厌氧氨氧化和反硝化途径相比不具有能量优势,只能发生在这两个途径之后.     

反相流动注射催化动力学分光光度法测定海水中的痕量Cu

在弱碱性的介质中,Cu能够对H2O2氧化对苯二酚的反应起到明显的催化作用,反应产物在500 nm波长处有最大吸收峰.据此,发展了一种反相流动注射催化动力学分光光度法测定海水痕量Cu的新方法.在最佳条件下,Cu2+的浓度在0～40 μg/L具有良好的线性关系,相关系数0.9993,检出限为0.2 μg/L,回收率为98.7%～104.2%,用5 μg/L标准溶液进样的相对标准偏差为1.03%(n=10).