不同粒度煤的瓦斯解吸扩散规律实验研究

为了证实和完善极限粒度理论,制备了煤粒度毫米级至厘米级(>10 mm)的5种粒度煤样,利用H-Sorb 2600T高温高压气体吸附分析仪对不同粒度的煤样进行等温吸附-解吸实验,并采用动扩散系数模型计算了煤粒瓦斯解吸扩散系数,分析不同粒度煤的扩散系数变化特征。研究结果表明:粒度毫米级煤样单位瓦斯解吸量和瓦斯解吸率随粒度的增大呈现逐渐减小的趋势;粒度厘米级煤样单位瓦斯解吸量和瓦斯解吸率随粒度的增大降幅较小;煤粒度在毫米级范围内,初始有效扩散系数D0e和平均有效扩散系数Dae随粒度的增大快速下降;煤粒度为厘米级时,初始有效扩散系数D0e和平均有效扩散系数Dae随粒度的增大基本保持不变;极限粒度理论正确可靠,煤的极限粒度小于10 mm。     

基于微空间单元的岩溶峡谷区土地利用结构演变

采用2004年、2010年和2015年分辨率均为2.5 m的SPOT等遥感影像和社会经济数据,创建200 m×200 m网格的微空间单元,计算单元网格内地类面积占比、土地利用程度综合指数,并结合双变量局部空间自相关和热点分析法,深入研究岩溶峡谷区土地利用结构演变特征。结果表明：（1）2004年林地、耕地、聚落和裸岩裸土网格内平均占比分别为6.46%、11.76%、0.87%、28.86%,2010年分别为10.36%、8.77%、1.27%、27.13%,2015年分别为9.13%、10.30%、26.18%、1.29%;（2）各种土地利用类型在空间分布上具有明显的空间差异特征;（3）耕地热点区呈减少趋势,且后期主要集中在研究区西南部,林地热点区总体增加,裸岩裸土极热点区逐渐向研究区东北部收缩。而近几年土地利用程度热点区逐渐向研究区西北部延伸,花椒林则主要分布于北部干热河谷地带。简而言之,花江峡谷区林地面积增加,且逐渐向集中连片演变,而裸岩地逐渐向峡谷区北部以及东北部收缩,研究区农户生计多样化发展及交通条件的改善,使得土地压力减小,生态环境逐渐转好。本文以典型岩溶地貌单元为代表,揭示中国西南岩溶山地的土地利用演变规律及内部差异性,对研究更大尺度土地利用演变特征与规律具有重要意义。     

青霉素发酵尾气VOCs污染特征及健康风险评价

青霉素是制药行业中应用最广、历史最长的抗生素.青霉素属于生物发酵类药物,在其生产过程中会产生大量发酵尾气,其中所含有的挥发性有机物(VOCs)对环境造成了严重影响.本文从现状调研、现状监测和健康风险评估这3个方面研究了发酵尾气的污染特性,结果表明,在青霉素发酵尾气中共检测到23种VOCs,其中主要包括:乙酸乙烯酯、三氟三氯乙烷、二氯四氟乙烷、二氯甲烷等;在升温阶段、保压阶段、降温阶段和发酵阶段这4个阶段中氯代烃类所占比例最大(24.63%~78.83%),其次是酯类(11.16%~52.40%),这两类物质总量和占总挥发性有机物(VOCs)含量的90%以上;应用健康风险评估的模型对检测出的VOCs做污染水平分析,发酵尾气的非致癌风险值为4.98×10-5a-1,通过浓度梯度扩散法估算风险值远低于国际辐射防护委员会推荐的最大可接受水平(5×10-5a-1),不会对暴露人群造成非致癌危害,但发酵尾气中的VOCs对人群存在致癌影响,其中对人体造成健康危害的主要是1,3-丁二烯、二氯甲烷、氯甲烷、四氯化碳、苯、1,1-二氯乙烷.     

环鄱阳湖区农田土壤重金属空间分布及污染评价

为了解环鄱阳湖区农田土壤重金属污染状况,采用单因子指数法、内梅罗指数法、地质累积指数法、潜在生态危害指数法对环鄱阳湖区农田表层土壤(0~20 cm)中7种重金属元素进行污染及生态风险评价,并将地统计学方法与GIS技术相结合分析环鄱阳湖区农田土壤重金属的空间分布特征.结果表明:(1)土壤中重金属Hg、As、Pb、Cd、Cu、Cr、Zn的平均含量分别为0.12、13.15、35.44、0.18、38.45、81.91、80.45 mg·kg~(-1),与江西省土壤环境背景值相比较,均有不同程度累积,Cr、Cu、Cd累积富集情况最严重,内梅罗指数法与潜在生态危害指数法评价结果均表明,环鄱阳湖区土壤重金属综合污染情况为轻度污染,鄱阳县、进贤县、乐平市、南昌县、万年县、新建县以及余干县累积污染情况较严重.(2)以国家土壤环境质量二级标准为评价标准,超标率12.24%=CuCdAsHgCr=8.85%ZnPb,表明研究区部分农田土壤样点Cu、Cd、As、Hg、Cr累积程度已威胁到农作物产量和质量,但总体上为清洁状态.土壤中Hg、Cd达到中等生态危害程度,研究区农田土壤中重金属总体表现为轻微危害程度.(3)半方差函数模型拟合结果显示,Hg、Pb、Cr、Zn符合指数模型,As符合球状模型,Cu、Cd符合线性模型.As、Pb、Cd、Cu的含量总体上呈现出东部地区高、西部地区低的趋势,主要在鄱阳县、乐平市、万年县及余干县等地富集.Zn的含量在中北部地区偏低、在东南部地区较高,乐平市、万年县富集相对严重.Hg、Cr是由西南地区向东北地区递减的梯度变化,两种重金属元素均主要在南昌市各县区累积.     

鄱阳湖区景观格局季相变化及其优化调控研究

论文以自然属性确定的鄱阳湖区为例,基于景观生态学理论和GIS空间分析技术,定量描述和分析了鄱阳湖区景观格局的季相变化特征。研究结果表明：鄱阳湖区整体景观格局季节变化明显,枯水期较丰水期景观更加破碎,形状更加复杂,聚集程度更低,异质性水平更高;类别水平上,以滩地景观变化最为显著。枯水期和丰水期生态连通性也有较明显差异,枯水期景观生态连通性更差,景观单元间的生态阻力更大,生态流运行更加困难。在此基础上,借助最小累积耗费阻力模型和GIS空间分析模块,识别和构建了不同季相鄱阳湖区的源地、廊道（三类）、节点等生态组分,形成了“斑块-廊道-基质”模式的生态功能网络;并通过对不同季相景观格局优化组分的对比分析,辨识了年内能够持续发挥重大生态效益的景观组分,构建了更为合理的景观格局优化调控方案,以期增强鄱阳湖区景观网络的连通性,保障生态流的畅通运行,加强湖区生态系统的稳定性和可持续性,为鄱阳湖区生态规划和管理提供借鉴和参考。     

沉积物中有机碳特性的臭氧氧化分析技术

提出了一种现场、快速分析沉积物中有机碳特性的方法。对臭氧与沉积物中有机碳发生氧化反应过程中产生的化学发光动力学曲线特征进行了研究。利用原理试验样机获取了化学发光动力学曲线,根据动力学曲线分析了沉积物中对应的有机碳含量和有机碳组成特征,例如难氧化有机物所占比例、中等稳定有机物所占比例、易氧化有机物所占比例等性质。通过与现有检测方法相比较,验证了使用臭氧氧化发光分析方法分析沉积物有机碳含量以及组成特征的有效性。根据实验中得到的不同沉积物化学发光动力学曲线特征有很大特异性的现象,提出了建立沉积物中有机碳特征编码"有机碳指纹"的概念。     

连续加速溶剂萃取对环境介质中多环芳烃的提取特征

应用连续加速溶剂萃取(ASE)技术以4种不同的溶剂分别对2个土壤、 2个沉积物以及1个页岩样品进行3次抽提.结果表明,第1次得到的多环芳烃(PAHs)组分占据了全部含量的一半以上,甲苯是4种有机溶剂中抽提效率最高的;对于给定样品,连续ASE所得到的PAHs来源指标都相似,表明应用这些指标进行PAHs来源判定的可行性.     

脂肽类生物表面活性剂产生菌的分离及特性研究

从石油污染土壤中分离筛选获得一株产生生物表面活性剂菌株Y8A,经生理生化实验、16S rDNA序列分析等将其鉴定为芽孢杆菌属（Bacillus sp.）.Y8A能在22h内将发酵液的表面张力从68.3mN·m-1降到23.5 mN·m-1.经TLC和傅立叶红外光谱分析, 菌株Y8A产生的生物表面活性剂为脂肽类.20mg·L-1 Ca2+和Fe2+能显著促进其生长和表面活性剂的产生;菌株Y8A在20～30℃,pH 5～12范围内产生表面活性剂的能力较强;LB培养基中添加1%乳糖对生长的影响不大,但能够明显促进Y8A产生生物表面活性剂,而葡萄糖、蔗糖抑制表面活性剂的产生.Y8A能够促进石油降解菌Y1D和F11对石油的降解和功夫菊酯降解菌ZZH对功夫菊酯的生物降解.     

三峡水库蓄水至135 m后坝前及香溪河水域溶解无机汞分布特征研究

根据2004年8月在长江三峡水库坝前及香溪河水域对溶解无机汞浓度观测结果,分析了三峡水库蓄水至135 m(135～139m)1a后溶解无机汞的变化,初步探讨了影响溶解无机汞变化的因素,估算了蓄水对河流输送汞的影响.结果表明,三峡库区干流河段平均浓度为22.7ng·L-1,范围为未检出至82.6ng·L-1.较高浓度区主要集中在20m以浅的水体;香溪河溶解无机汞浓度与干流基本相当,平均浓度为18.0ng·L-1,浓度范围为未检出至61.4ng·L-1.蓄水后,溶解无机汞浓度显著升高,数量可观的汞将随着泥沙的沉降而滞留库区,值得关注和进一步深入研究.     

基于InVEST模型的白龙江流域水源供给服务时空分异

甘肃白龙江流域是我国嘉陵江上游水资源重要的补给地之一,对其开展流域生态系统水源供给服务功能空间定量评估研究,有利于水源区保护规划的制定和生态补偿机制的建立。论文基于研究区土地利用数据、气象、土壤和野外观测数据等,应用InVEST模型水源供给模块估算白龙江流域生态系统的水源供给量,并定量分析流域水源供给服务的空间分布特征及不同地形因子的影响。结果表明：白龙江流域生态系统水源平均供给量约在388 mm左右,且存在一定的空间异质性;中部干热河谷区域水源供给量相对较小,东南部山地林区降雨量大,水源供给量较高,林地（如云冷杉类、针叶林类等）和农田水源供给量较高。流域内水源供给量随海拔高度和坡度的增加呈现先增加后减小的趋势,其高值区主要分布在1 500~3 500 m和15°~40°区段;阴坡区域水源供给量大于阳坡区域。