Dyes wastewater treatment by reduction-oxidation process in an electrochemical reactor packed with natural manganese mineral

A novel technology which combined electrochemical process catalyzed by manganese mineral with electro-assisted coagulation process was proposed in this study. The mineralization of organic pollutant from simulated dye wastewater containing an azo dye Acid Red B（ARB） was experimentally investigated using this method. It was found that the manganese mineral could catalyze the electrochemical process dramatically. The TOC removal percentage of electrochemical treatment catalyzed by manganese mineral was 43.6% while the TOC removal percentage of the process using the manganese mineral alone and using the electrolysis alone were 9.3% and 20.8%, respectively. Moreover, it was found that combined electroxidation with electro-assisted coagulation process could more effectively eliminate ARB. After a period of 180 min electrooxidation and 300 min electroreduction, almost 66.9% of TOC was removed, and the dissolved Mn^2＋. could be effectivly removed. The effects of the order of oxidation and reduction, the proper ratio electrooxidation/reduction time, and current density on the removal efficiency were investigated in detail. In addition, a proposed mechanism of manganese-mineral-catalyzed electrooxidation-reduction process was discussed in this paper.     

高海拔矿井风机气动噪声数值模拟及实验研究

为研究高海拔矿井风机气动噪声规律,建立小型轴流风机三维物理模型,利用CFD软件对环境气压分别为1,0.9,0.8,0.7,0.6及0.5 atm时的风机模型进行定常模拟、非定常模拟及噪声计算,并通过自主设计的压变实验装置对上述不同环境气压条件下风机转数分别为500,1 000,1 500和2 000 rpm时的风机噪声进行测试,分析风机叶片附近监测点噪声频谱曲线及压变环境风机噪声实验数据,结果表明:风机转数和环境气压是影响风机气动噪声的2个重要因素;环境气压P一定时,风机转数n越大,各频率下的风机气动噪声声压级SPL越大,且风机噪声总声压级Lp和平均声压级Lavg均随风机转数n的增大呈对数函数增加;风机转数n不变时,随着海拔高度的升高,环境气压P降低,各频段下风机气动噪声声压级SPL均将减小,且风机噪声总声压级Lp和平均声压级Lavg随环境气压值P的降低呈线性函数减小,环境气压每降低0.1 atm,二者分别降低1.47和1.29 dB。     

高海拔矿井掘进巷道瓦斯爆炸火焰传播规律数值模拟*

为研究高海拔矿井瓦斯爆炸火焰传播规律,运用数值模拟方法,建立矿井掘进巷道瓦斯气体爆炸数学及物理模型,并对海拔高度为0,1 000,2 000,3 000,4 000 m时的爆炸火焰传播速度、温度和冲击波压力进行研究。结果表明:瓦斯浓度和聚集体积量一定的掘进巷道发生瓦斯爆炸时,随着海拔高度的升高,火焰传播速度增大,且海拔每升高1 000 m,瓦斯气体聚集区和非聚集区的平均火焰传播速度分别增大4.7%和1.9%,掘进巷道内同一位置受到的瓦斯爆炸火焰最高冲击波压力随着海拔高度增加而显著降低,且呈二次函数关系,达到最大冲击波压力和最高火焰温度的时间缩短,最高爆炸火焰温度受海拔高度的影响较小。     

长江中游地区多尺度耕地景观格局演变特征

揭示区域耕地景观格局多尺度演变特征有助于从区域层面全面解读耕地利用状况,可为区域耕地保护和生态环境建设提供重要参考。采用景观格局指数分析方法和数理统计手段,选取10个景观指数,从城市群、省域、流域3个不同空间尺度分析了长江中游1995~2014年耕地景观格局变化特征。结果表明：（1）1995~2014年间,长江中游耕地总面积以平均每年30821 km2的降速大量减少。其中,湖北、湖南、江西3省年均降速分别为18512、7026、5276 km2/a,武汉城市圈、长株潭城市群、环鄱阳湖城市群三大城市群年均降速分别为18003、4819、5616 km2/a。（2）不同省份耕地景观变化的方向和程度存在较大差异。湖南省耕地连通性先增后减,景观的破碎度先减后增,而湖北省和江西省耕地景观的连通性和破碎度变化趋势则与湖南省恰好相反,且变化强度明显弱于湖南省。（3）不同城市圈（群）耕地景观变化的方向和程度差异明显,作为工业化快速发展地区,长株潭城市群耕地景观变化的剧烈程度明显高于长江中游经济带内的其他两大城市圈（群）。（4）不同尺度耕地景观格局在数量、面积、聚集度、多样性方面差异较大。而城市圈（群）作为省内重点发展区域,其耕地景观格局及其变化与其所处省份大致相同     

中国生态效率的区域差异及影响因素——基于时空差异视角的实证分析

“生态效率”这一概念同时将环境绩效和经济绩效内涵于其中,符合生态文明建设和可持续发展的科学理念。基于2004~2014年我国30个省级经济单元的面板数据,通过构建区域生态效率评价模型,运用探索性空间统计分析方法,实证测算并分析了我国区域生态效率的时空关联及集聚特征,研究了生态效率变动的驱动因素。结果表明：(1)我国生态效率区域差异显著,生态效率呈现“东—中—西—东北”的梯度递减格局。(2)区域生态效率呈现显著的正的空间相关与集聚特征,近地缘的各省域生态效率相互影响,空间扩散效应显著;忽视区域差异与空间因素,在理论上存在严重不足,也与现实不符。(3)经济发展水平、环境规制、结构变动、对外开放和城市化水平等因素,都会对生态效率变动产生显著影响。提高区域生态效率,中西部落后地区是重点,也是难点。     

长江中游经济带交通区位条件变化与建设用地扩张时空耦合规律

揭示区域交通区位变化与建设用地扩张的时空差异特征,是探索建设用地扩张驱动力,提升区域建设用地管控成效,推进区域协同可持续发展的重要基础。基于长江中游地区1990~2015年遥感和交通数据,通过空间计量方法揭示区域交通区位和建设用地扩张的时空分异特征,并从时序和空间两个层面探索了二者之间的相关性。研究表明：（1)交通通达度呈快速增长过程,县域平均交通通达度从1990的0.76增长到2015年的1.14,平均年增长幅度为1.52%,其中1990~1995年增长速度最快,而2005~2010年增长较慢,且较高水平通达度区域呈由零星点状分布向沿长江及其支流的线性分布转变的态势。(2）1990~2015年研究区建设用地面积总增加量达7 851.24 km²,扩张强度变化趋势为先减后增,其高值区也表现出类似的由零星点状转变为沿长江及其支流分布的空间变化趋势。（3)区域建设用地扩张不仅与其自身交通区位有关,受其邻域交通区位的影响也较大。各时段(1990~1995年、1995~2000年、2000~2005年、2005~2010年、2010~2015年)扩张强度取对数后与交通通达度的Pearson相关系数分别为0.577、0.567、0.470、0.591、0.501,扩张强度与交通通达度的Moran’s I指数分别为0.235、0.278、0.251、0.298、0.278。(4）不同时段交通通达度与建设用地扩张强度的空间聚集特征存在相似性：省会城市及其近邻地区因其区位优势,呈高-高聚集状态,而丘陵山地区因其经济活跃程度较低,地形条件所限,呈现低-低聚集状态。明确区域交通区位变化和建设用地扩张时空耦合关系,对于新时代背景下区域融合发展战略规划具有重要指导意义。     

环境风险评价中化学品苯泄漏的大气环境影响研究

以苯泄漏的大气影响为研究对象,模拟一起典型的突发性环境风险事故.依据<建设项目环境风险评价技术导则>,采用导则推荐的伯努利方程、质量蒸发量公式计算物质泄漏的源强,利用多烟团模式模拟计算其对环境的影响,预测出不同时间不同距离处的影响程度.根据这一预测结果,针对性地提出风险防范及应急措施,为环境风险事故的应急处置提供依据.     

铁-镧/壳聚糖复合材料在宽域pH范围内高效去除废水中的砷酸盐

采用原位沉淀方法制备了一种具有网格结构的铁-镧/壳聚糖微球(FLCB),该吸附剂可在较宽的pH范围内高效吸附砷酸盐.与壳聚糖微球(CB)相比,铁和镧离子的加入扩大了吸附剂的pH耐受范围.当pH=10时,其对砷酸盐的吸附效率高达80%.Fe—O键和La—O键的加入增加了FLCB的总正电荷密度,在一定程度上提高了FLCB的吸附容量.拟二级动力学模型和Langmuir吸附等温线(Qmax=105.01 mg·g^-1)可以更好地描述吸附过程.FLCB在砷酸盐上的吸附机理为：双齿双核或单齿单核形成的表面络合物占主导地位,吸附剂与砷酸盐的静电吸引占次要地位.     

活性炭性质对固定化生物活性炭净水效果的影响研究

对不同种类活性炭进行优势菌种人工固定化,通过相关性分析,研究了活性炭的性能指标对固定化生物活性炭(IBAC)净水效果的影响作用.结果表明:相关系数在0.7以上的活性炭性能指标为糖蜜值、摩擦系数、强度、单宁酸值、平均粒径、有效粒径、均匀系数,相关系数在0.5以上的活性炭性能指标为pH值、碘值、丁烷值、四氯化碳值.进一步的偏相关分析结果表明:对生物炭净水效果影响较大的性能指标为糖蜜值、强度、摩擦系数、均匀系数、平均粒径、有效粒径.产生这种影响的主要原因是以糖蜜值为代表的活性炭孔隙分布,为优势菌种提供栖息场所和调节食物供给;强度和摩擦系数代表了活性炭的耐破损能力,影响优势菌种生物膜的稳定性;活性炭的粒径大小和粒度分布均匀性,直接影响滤床水力剪切力,从而影响优势菌的固定稳定性.     

环境汞污染粮食长期暴露对大鼠脑神经递质的影响

为了探讨环境汞污染暴露对公众健康的潜在危害,采用汞矿地区环境汞污染粮食对大鼠进行长期暴露试验,研究不同暴露时间节点大鼠脑中神经递质乙酰胆碱(ACh)及其水解酶乙酰胆碱酯酶(AChE)的变化情况,并以市售上海粮食作对照.结果表明,环境汞污染粮食暴露7d后,大鼠脑中神经递质ACh出现显著升高;暴露30d后仍维持在较高水平.长期暴露90d后,脑中ACh出现了显著的回落.AChE的变化则与之相反.饲喂过程中,粮食中的硒对汞的蓄积及毒性有一定的拮抗效应.实验结果表明,实地环境汞污染粮食长期暴露后对大鼠表现出明显的神经毒性作用.环境汞污染长期暴露引起的ACh含量下降,AChE活力上升是否与阿尔茨海默病(AD)有关值得注意.