崇明东滩围垦区芦苇湿地土壤盐分动态研究

2009~2013年对崇明东滩围垦区芦苇湿地10 cm和30 cm两个土层的土壤溶液电导率、水分、温度和相关微气象因子进行了为期5 a的原位同步连续监测,探讨了不同时间尺度的湿地土壤盐分动态。结果如下:(1)在年际动态方面,10 cm土层的土壤溶液电导率在5 a间逐年递减,年均降低8.10%,30 cm土层的土壤溶液电导率在前4 a逐年递减,年均降低6.06%,但2013年较2012年上升了16.34%。各个年份10 cm土层的土壤溶液电导率均值皆显著低于30 cm土层,且年均值的差异逐年递增。(2)在季节动态方面,各年份内,两个土层的土壤溶液电导率多表现为春、夏、秋升高,冬季下降的趋势,也多在秋季和冬季分别达到最大值和最小值。各年份间,10 cm土层春季和夏季以及30 cm土层春季的土壤溶液电导率呈逐年递减的趋势。(3)在日动态方面, 10 cm土层的土壤溶液电导率波动幅度大于30 cm土层,并且30 cm土层土壤溶液电导率日最大值和最小值出现的时刻较10 cm土层有一定的滞后性。综上所述,研究区在围垦后,耕层土壤每年都能以一定的速率脱盐,但在季节性气候影响下,严重的返盐现象仍可能在秋季发生,因而在秋季可以通过增加人工措施以防止土壤返盐。     

应急自动堵漏材料的设计制备及模拟实验

目的设计制备一种基于磷酸镁水泥的应急自动堵漏材料,并进行室内模拟实验。方法通过加入核桃壳粒和膨润土,为应急堵漏材料提供骨架支撑,调整材料密度。基于此进行单掺实验遴选抗分散组分、填料组分和膨胀组分种类,并确定各自掺量范围。而后,以聚丙烯酰胺(PAM)掺量、核桃颗粒级配和吸水树脂(SAP)掺量作为正交试验设计因素,开展三因素三水平正交试验,得到应急自动堵漏材料的基本配方。最后,根据不同漏口位置、漏口形状、漏口大小,掺加纤维搭建漏口阻挡体系,加入漂珠调节堵漏材料密度实现自动堵漏。通过初凝时间和终凝时间测试、置换法和p H值测试,分别测定应急自动堵漏材料凝结时间、密度和抗分散性,依据堵漏渗水的多少判定堵漏效果。结果通过单掺试验遴选材料和正交试验调整掺量,最后得到基于磷酸镁水泥应急自动堵漏材料基础配方为100%MPC+60%核桃壳颗粒+40%~100%漂珠+5%膨润土+0.6%PAM+4%SAP+3%~4%硼砂+0.4%减水剂+0~5%纤维,水固比为0.2~0.25,对基础配方改进后能对底部、侧部不同尺度漏口进行封堵。结论纤维能在漏口形成网架结构,实现刚性填料和弹性膨胀组分拦阻,核桃颗粒等填料可以在漏口内部狭窄处进行架桥,提供封堵层骨架,SAP等膨胀组分吸水可较密实地填充漏口,漂珠可以有效调节应急堵漏材料密度。     

咪唑烟酸高效降解菌的降解特性

从长期使用咪唑烟酸的非耕地土壤中,分离出两株高效降解菌ZJX-5和ZJX-9,经鉴定,分别为荧光假单胞菌Ⅱ型(pseudomonas fluorescenes biotypeⅡ)和腊状芽孢杆菌(Bacillus cereus).当咪唑烟酸的原始浓度为100mg/L,两株降解菌在2d内对其降解率均达70%以上.研究了单一菌株和混合菌株对咪唑烟酸的降解能力,结果表明,混合菌的降解能力明显优于单一菌株,尤其在咪唑烟酸浓度较高时,混合菌在降解率及耐性方面均比单一菌株明显提高.此外,外界环境条件对降解菌的活性也有显著的影响,当温度在30℃左右,反应液的pH值及降解菌的生物量越高,咪唑烟酸的原始浓度在低于适宜降解最高浓度(200mg/L)的情况下,降解菌的活性较强,对咪唑烟酸的降解较快.     

基于空腔流动理论的市政消火栓盲端铁迁移扩散机理研究

市政消火栓滞水严重，存在积累扩散亚铁离子（Fe²⁺）的问题，可能引发"红水"现象，威胁供水卫生安全.以往的管网水质模拟缺少对消火栓盲端支管的研究，难以准确模拟消火栓铁释放现象，使得计算精确度不足.针对上述问题，本研究尝试运用空腔流动机理分析市政消火栓构成的盲端支管内Fe²⁺迁移扩散现象，结合扩散实验和数值模拟，构建盲端支管Fe²⁺扩散的流体力学模型，定量分析管长、管径、流速等因素的影响规律，为精确模拟消火栓水质提供参考.     

密云水库上游流域不同尺度景观特征对水质的影响

选取北京市饮用水源地——密云水库上游流域为研究区,采用空间分析、冗余分析与多元线性回归等多种方法,识别不同空间尺度及季节变化下景观格局与水质的相关关系.研究结果表明,研究区河流水质与流域景观特征显著相关,景观变量能够解释水质变异的58%.子流域面积对水质的影响最大,其他影响变量依次为居民用地比例、林地比例及聚集度指数.季节性流量变化与人为活动的强度对景观与水质关系有很大的影响;雨季前景观对水质的影响最弱,雨季中景观对水质的解释能力最强,雨季后景观对水质的影响减弱,略大于雨季前.岸边带尺度景观对于水质的解释能力要大于流域尺度.通过比较50m,100m,150m,300m4个尺度岸边带景观对水质的影响,发现100m宽岸边带内景观与水质关系最为显著.研究结果对岸边缓冲带的设计及水污染的控制具有指导意义.     

稳定化处理对矿渣中重金属迁移转化的影响研究

土壤中重金属的不同存在形态会产生不同的环境效应,并直接影响重金属的毒性、迁移性和生物有效性.以石灰、粉煤灰、干化污泥、花生壳为稳定剂,对某金矿区含重金属矿渣进行组合处理;通过重金属形态分析、淋滤试验、植物盆栽试验,探讨矿渣中重金属的迁移转化规律.结果表明,添加稳定剂后,酸性矿渣的pH升高至中性以上,有机质含量显著增加.矿渣中As、Pb、Zn的主要存在形态为残渣态,添加粉煤灰、干化污泥和花生壳使矿渣中可交换态As和有机结合态As含量分别降低了65.6%、87.7%;添加石灰、粉煤灰和花生壳使矿渣中铁锰氧化物结合态As主要向碳酸盐结合态As转化;添加石灰和粉煤灰使矿渣中的可交换态、铁锰氧化物结合态和有机结合态Pb、Zn主要向残渣态Pb、Zn转化.经前期稳定化处理后,矿渣淋滤液中As、Pb、Zn的含量均有不同程度的下降,添加花生壳处理后淋滤液中的As、Pb、Zn含量进一步下降.其中,粉煤灰、干化污泥和花生壳处理后淋滤液中As含量下降最显著,降幅为57.4%;石灰、粉煤灰和花生壳处理后淋滤液中Zn含量下降最显著,降幅为24.9%.添加稳定剂处理矿渣明显有利于植物的萌发与生长,其中添加粉煤灰、干化污泥和花生壳效果最好,香根草的萌发率为76%.