九曲桥行人运动实验与模拟研究

公共场所中的人群疏散是行人疏散动力学研究中的重要内容。基于九曲桥行人运动观测实验对转角区域的行人运动特征进行研究,并利用人员疏散模拟软件Pathfinder模拟了因激励作用所导致的行人速度提高对通行效率的影响。结果表明,由于行人的停留、拍照行为导致转角内区域出现了明显的行人变换走道现象;行人在转角内区域出现的停留、超越行为导致行人速度出现大幅度波动,最低速度约为0.2 m/s,最高速度约为0.7 m/s;与转角后区域相比,行人密度变化对转角内区域的行人速度的影响更小,单位流量的影响更大;由于观测实验中行人停留、拍照等行为的存在,相同密度下转角后区域行人运动速度、单位流量均低于P&M平直通道模型;适当的激励作用有助于减轻行人拥堵,提高通行效率,当行人速度达到较高水平后效果不再显著。     

Fenton法处理垃圾渗滤液过程中有机物分子质量分布和荧光特性

采用Fenton氧化工艺对上海某垃圾填埋场垃圾渗滤液进行处理. 提取和分离了Fenton氧化前后腐殖酸组分(富里酸、胡敏酸),运用凝胶色谱法和三维荧光光谱技术对Fenton氧化前后各物质的分子质量分布和有机物荧光特性进行了研究. 结果表明:Fenton反应可使ρ(BOD₅)/ρ(COD_Cr)从0.011提高到0.285. 通过分子质量分布和三维荧光特性的测量可知,造成这种可生化性提高的原因是Fenton反应使垃圾渗滤液中有机物的分子质量降低,其中对高分子质量胡敏酸的去除以及对富里酸分子质量的降低起到了关键作用.      

西南喀斯特土地利用变化对植物凋落物-土壤C、N、P化学计量特征和土壤酶活性的影响

以贵州关岭花江喀斯特峡谷原生林、灌木林、草地和坡耕地这4种典型土地利用方式下的凋落物-土壤为研究对象,研究土地利用变化对西南喀斯特植物凋落物-土壤C、N、P化学计量特征和土壤酶活性的影响及其驱动机制.结果表明,4种不同土地利用方式的凋落物-土壤C、N、P含量和土壤酶活性存在显著差异.与其他区域相比,凋落物和土壤分别具有高C低N高P、低C低N高P的格局.脲酶、蔗糖酶和淀粉酶表现出原生林灌木林草地坡耕地,碱性磷酸酶则是原生林灌木林坡耕地草地.未来的生态建设应重视原生林的保护.土壤养分受凋落物C、N、P及其计量比的显著影响,但土壤酶活性与凋落物无显著联系.冗余分析表明,土壤酶活性与土壤TN、SWC、C∶N极显著相关(P 0. 01),与p H和N∶P显著相关(P 0. 05),重要性大小依次为TN SWC C∶N p H N∶P.     

Characterization of cake layer structure on the microfiltration membrane permeability by iron pre-coagulation

A cake layer is formed by coagulation aggregates under certain transmembrane pressure in the coagulation-microfiltration (MF) process. The characteristics of humic acid aggregates coagulated by different iron-based coagulants, such as charge, size, fractal dimension and compressibility, have an effect on the cake layer structure. At the optimum iron dose of 0.6 to 0.8 mmol/L for ferric chloride (FC) and polymer ferric sulfate (PFS) pre-coagulation, at the point of charge neutralization for near zero zeta potential, the aggregate particles produced possess the greatest size and highest fractal dimension, which contributes to the cake layer being most loose with high porosity and low compressibility. Thus the membrane filterability is better. At a low or high iron dose of FC and PFS, a high negative or positive zeta potential with high charge repulsion results in so many small aggregate particles and low fractal dimension that the cake layer is compact with low porosity and high compressibility. Therefore the membrane fouling is accelerated and MF permeability becomes worse. The variation of cake layer structure as measured by scanning electric microscopy corresponds with the fact that the smaller the coagulation flocs size and fractal dimension are, the lower the porosity and the tighter the cake layer conformation. This also explains the MF membrane flux variation visually and accurately.     

太湖地区不同土地利用影响下水稻土重金属有效性库变化

在太湖地区调查选择了乡镇工业环境、集约化农业丰产方及长期肥料试验地等几种人类农业利用类型和环境影响的地块,采集水稻土耕层样本作若干重金属的有效性库分析.结果表明,各种环境和利用影响下太湖地区水稻土重金属有效性库都存在升高的趋势,其程度介于30%至200%,且以表层最为突出.近工业区环境和长期单施化肥下这种有效性库变化最为剧烈,其土壤Cu、Pb有效性库分别达到7.96～2.15 mg·kg^-1、24.7～3.47mg·kg^-1和8.34～4.42 mg·kg、9.01～4.95 mg·kg^-1.这种有效性升高伴随着总量的积累趋势可能是太湖地区土壤环境质量演变的当前特点,这必须在本地区农业与食物安全中备加关注.     

Adsorptive removal of antibiotics from water using magnetic ion exchange resin

The occurrence of antibiotics in the environment has recently raised serious concern regarding their potential threat to aquatic ecosystem and human health. In this study, the magnetic ion exchange(MIEX) resin was applied for removing three commonly-used antibiotics, sulfamethoxazole(SMX), tetracycline(TCN) and amoxicillin(AMX) from water.The results of batch experiments show that the maximum adsorption capacities on the MIEX resin for SMX, TCN and AMX were 789.32, 443.18 and 155.15 μg/m L at 25°C,respectively, which were 2–7 times that for the powdered activated carbon. The adsorption kinetics of antibiotics on the MIEX resin could be simulated by the pseudo-second-order model(R~2= 0.99), and the adsorption isotherm data were well described by the Langmuir model(R~2= 0.97). Solution p H exhibited a remarkable impact on the adsorption process and the absorbed concentrations of the tested antibiotics were obtained around the neutral p H.The MIEX resin could be easily regenerated by 2 mol/L Na Cl solution and maintained high adsorption removal for the tested antibiotics after regeneration. Anion exchange mechanism mainly controlled the adsorption of antibiotic and the formation of hydrogen binding between the antibiotic and resin can also result in the increase of adsorption capacity. The high adsorption capacity, fast adsorption rate and prominent reusability make the MIEX resin a potential adsorbent in the application for removing antibiotics from water.     

碳酸盐岩抑制煤中有害元素释放和迁移能力的研究

为了揭示碳酸盐岩地质背景下碳酸盐岩对煤中有害元素的抑制作用,以煤和碳酸盐岩为实验材料设计了3个不同组合的淋溶柱,采用淋溶实验方法,探讨了碳酸盐岩对煤中Fe、Mn、Cu、As等元素释放和迁移的抑制能力.结果表明:碳酸盐岩能有效中和煤中黄铁矿等硫化矿物氧化产生的酸,淋溶液pH值显著升高;碳酸盐岩对煤中硫的释放和迁移能力的抑制作用不明显,对煤中Fe、Cu和As元素的释放和迁移的抑制能力较强,但对煤中Mn、Pb和Cd元素的释放和迁移的抑制能力相对较弱.碳酸盐岩能有效抑制酸性矿山废水的形成和演化,可作为碳酸盐岩地区酸性矿山废水防治的理想材料.     

贵州兴仁煤矿区水环境的水化学特征

贵州省兴仁县煤矿区水体水质的分析结果表明,矿山水、地下水、河水水质类型分别为[S]CaⅡ型、[C]CaⅠ型、[S][C]CaⅠ型。矿山水具有高矿化度、高硬度、高电导率、低pH值的特征。而地下水和河水具有矿化度偏高、总硬度中等的水化学特征。煤矿开采过程中对研究区地表水的水质有较大的影响,矿山水水体中的Fe、Mn、Al含量明显超标,水化学演化受控于矿业活动和地质背景条件。     

贵州兴仁煤矿开采旧址重金属Cd、 Hg和As在常见蕨类及其根际土壤中的含量与积累特征研究

本文对贵州兴仁某处煤矿区旧址自然定居的优势蕨类7科10属(分别为蕨菜、华中介蕨、栗蕨、狗脊、芒萁、顶芽狗脊、耳羽岩蕨、光里白、蜈蚣草和岭南铁角蕨)及其根际土壤重金属(Cd、Hg和As)含量进行了调查分析。结果表明,植物根际土壤Cd含量为0. 03～1. 9 mg/kg,超过了国家土壤二级标准; Hg和As含量分别为0. 5～15 mg/kg和537～5 330 mg/kg,均超过了国家土壤三级标准,其中As超标严重。蕨类植物中蜈蚣草富集As效果最佳,地上部分As含量达1 710 mg/kg,转运系数为1. 4。岭南铁角蕨地上部分Cd含量可高达1 490μg/kg,转运系数达56,具有极强的Cd富集能力。通过相关性分析发现,蕨类吸收Cd和As的量与根际土p H呈显著正相关关系(P0. 05),吸Hg量则与p H呈显著负相关(P0. 05)。土壤中重金属的可交换态与蕨类对重金属的吸收总量均呈显著正相关关系(P0. 05)。单因子污染指数法计算结果显示,废渣堆附近土壤Hg和As污染十分严重,其中As污染已扩散到下游区域。潜在生态风险程度评估表明,该煤矿区重金属Cd、Hg和As复合污染严重,其高风险程度应引起相关部门重视。     

基于神经网络的三江源区草地地上生物量估算

三江源区位于青藏高原腹地,作为长江、黄河、澜沧江三大河流的发源地,是我国重要的水源涵养和生态功能保护区.为了及时准确地获取该区域草地生物量信息,根据三江源区高寒草甸、高寒草原采样点的地上生物量实测值,结合遥感植被指数、海拔、气象观测数据（光合有效辐射、年均气温、年降水量）构建BP神经网络模型,估算2001—2010年三江源区的草地地上生物量,并对其进行分县统计和年际变化分析.结果表明:① 通过多次反复的训练与测验得到的BP神经网络模型,对高寒草甸、高寒草原的地上生物量模拟值与实测值的R2分别为0.73、0.79,表明BP神经网络模型具有较好的模拟效果.② 2001—2010年三江源区草地地上生物量多年平均值为172.34 g/m2,其中高寒草甸为214.81 g/m2,高寒草原为130.07 g/m2.③ 三江源区草地地上生物量的空间分布具有明显的空间异质性,呈从东南向西北递减的趋势.其中,位于东部的河南县草地地上生物量最高,为413.46 g/m2;而北部的曲麻莱最低,仅为69.04 g/m2.④ 2001—2010年三江源区草地地上生物量呈缓慢波动上升趋势,平均升幅为0.93 g/（m2·a）.研究显示,利用站点地上生物量实测数据构建BP神经网络模型并对地上生物量进行模拟,对于分析区域尺度的草地地上生物量分布格局和变化趋势行之有效.