基于微电极的生物膜分析技术的研究进展

文章介绍了一类尖端直径为1μm～20μm的吸管型电化学传感器-微电极.由于其具有的较高空间分辨率,可用于废水生物处理反应器中生物膜及生物絮体内部等微环境的测试.综述了近年来微电极在生物膜微环境测试中的应用成果,并与一些其他的生物膜分析技术进行比较.探讨了微电极技术用于环境工程领域的发展前景和趋势.     

上海市“十四五”规划绿色发展驱动因素研究

本文首次以上海市“十四五”规划的视角,使用系统动力学方法研究上海市的绿色发展因素。首先确定了由经济、社会、环境、资源四个子系统交叉融合而构成上海市绿色发展系统,再基于系统动力学原理和上海市2012—2019年的数据构建上海市绿色发展模型,响应“十四五”规划在绿色发展方面设立的目标,构建多个未来发展情景并进行指标参数调控,依据各个情景的仿真结果,分析并总结了“十四五”规划背景下上海市的绿色发展特点。研究结果表明,影响绿色发展的关键因素由主到次依次为生态环境建设支出、研发支出、产业结构调整。相比于产业的投资结构调整,上海市对从业人员结构的调整可以高效平衡经济与环境的发展;加快科技创新可以在很大程度上抑制碳排放,从而快速实现上海市的“双碳”目标;针对化学污染物的治理,污染源防治不但十分有效,而且有利于持续性发展,这些措施应是上海市政府的首选。     

安徽省县域公路交通与经济发展空间格局及耦合研究

交通与经济系统相互影响又互为合作,二者的良性反馈与循环是区域协调均衡发展的切实保证。基于安徽省77个县(市)域研究单元,利用公路交通路网和社会经济数据,借助交通优势度模型、经济发展水平综合评价模型和耦合协调发展评价模型,考量分析了公路交通和经济发展的空间格局及其耦合协调特征。结果表明:(1)安徽省县域公路交通路网密度北高南低,总体较优;交通可达性呈"单核"圈层分异;区位优势度呈"多核"圈层分异;交通优势度正介于"多核"向"单核"圈层转变的过渡状态。(2)各县(市)经济发展水平整体呈"金字塔型"分化,低发展水平单元基数较大;优势单元多集中于皖江城市带地域;地级市市辖区经济发展水平普遍高于周边县(市)。(3)全省县域公路交通与经济发展耦合关系整体良好,但协调度水平总体偏低,绝大多数县(市)公路交通发展超前经济。如何依托既有公路交通支撑,加快推进县域经济发展,是打造全省公路交通与经济协调发展新格局的关键。     

地表水环境遥感监测关键技术与系统

介绍了地表水环境遥感监测的关键技术与系统及其典型应用,其代表性机理模型和应用示范成果主要来自于中国科学院遥感与数字地球研究所的高光谱遥感团队在最近几年中取得的一些研究进展,主要包括建立了基于改进双峰法的水体分布自动化遥感提取方法,实现了简单、高效和高精度的水体提取;提出了大型湖泊长时序水量估算方法,并以青藏高原湖区为例,重建了典型湖泊面积、水位和水量序列;发展了基于“软分类”的典型内陆水体叶绿素a浓度反演方法,构建了基于生物光学模型的高度浑浊水体悬浮物浓度遥感反演半解析方法,提高了反演方法的区域和季节适用性;构建了基于水色指数的大范围湖库营养状态和透明度遥感监测方法,实现了全球大型湖库营养状态遥感监测,以及全国大型湖库透明度遥感监测;在此基础上,开发了地表水环境遥感监测系统,提高了水环境遥感监测效率,促进了卫星遥感在水环境监测中的高精度业务化应用。     

基于资源环境承载力与开发建设适宜性的国土开发强度研究——以江苏省为例

以江苏省为研究区域,运用特尔斐法、线性拟合预测、Kaya分解模型和多要素空间叠置分析等方法,测算未来各地市基于资源环境承载力与开发建设适宜性的可承载国土开发强度,进而识别影响区域建设用地扩张的限制性因素。结果表明：（1）不同资源环境要素对江苏省建设用地扩张的约束作用呈现显著差异,水资源对国土开发的承载水平总体稍高于环境承载水平,而碳峰值承载水平为三者最低;（2）“不适宜”开发区主要分布在湖泊湿地和沿海滩涂地区,“适宜”开发区则以苏锡常环太湖一线、宁镇扬盐沿长江一线和滨海沿线为轴带集聚分布;（3）各地市未来可承载国土开发强度呈现地域性、时间性和结构性差异,苏南地区主要面临环境和碳排放的双重约束,苏中和苏北则受水、环境和碳排放的交替约束。国土开发强度承载水平预测可为制定区域差异化的用地规模调控与生态保护政策提供理论与数据支撑。     

近15年来长江口控制站徐六泾悬沙变化特征研究

基于近15年的实测数据,分析给出了长江河口控制站徐六泾悬沙浓度和组成的变化特性。研究表明：徐六泾站多年平均表层（2003～2017年）、中层和底层（2010～2017年）含沙量分别为0.07、0.07和0.13 g/L;表层（2004～2017年）、中层和底层（2009～2017年）的中值粒径分别为7.3、9.4和11.0 μm。研究期间,年平均含沙量呈显著下降趋势,洪季较枯季降幅更明显。其中2015～2017年均洪枯季表层含沙量较2003～2005年均值分别降低了57%和20%;表层含沙量在2008年出现明显降低的拐点,2008年之后的洪枯季表层含沙量较之前分别降低56%和44%。悬沙粒度具有一定的波动变化,但没有显著趋势性变化特征,或与样本数量限制和流域内人类活动有关。     

中国各省区工业用水效率影响因素的空间分异

工业用水效率是影响工业用水的直接因素,剖析其影响因素并找出空间分布规律是提高中国工业用水效率的关键。通过选取Super-SBM模型,引入非期望产出指标来测算中国31省2007～2016年的工业用水效率,并从多方面综合分析工业用水效率影响因素的空间动态演变状况,以求研究结果为制定有差异的区域集约型水资源管理政策提供依据。结果发现:(1)我国多数省份的工业用水处于无效率状态,同时高效率中心由东向西转移;(2)不同影响因素对工业用水效率的影响关系不同。水资源总量、地区生产总值、工业用水占比、RD投入占比的增多对工业用水效率有负向影响,工业用水效率会降低;而地区常住人口、城镇化率和人均教育支出的增多对工业用水效率有正向影响,促进工业用水效率提升。(3)不同影响因素对中国工业用水效率的影响程度存在空间差异。城镇化率、RD投入占比和人均教育支出对工业用水效率带来的影响作用在空间上相对集中,影响高值区主要落在中部和西部地区,低值区主要在东部沿海;而水资源总量、地区生产总值、工业用水占比和地区常住人口的影响在空间上呈现一种演变的状态,随时间发展影响高值区和低值区都发生了中心转移。     

锐钛矿-金红石混合晶型TiO2降解气相苯

用溶胶-凝胶法并通过控制煅烧温度合成不同晶相比的混合晶型纳米TiO_2,在紫外光光照下降解气相苯。考察了苯初始质量浓度、紫外灯光照强度和催化剂加入量对苯去除率的影响;探究了光催化降解气相苯的动力学特征。结果表明:450℃煅烧制备的催化剂降解苯效率最高,此催化剂金红石相质量分数为6.30%;在苯初始质量浓度为74.39 mg/m~3、催化剂加入量为7 g、光照强度为2.18 klux的最佳条件下反应84 min,苯去除率达99.73%;光催化降解率与光照强度之间符合0.5级动力学特征;当催化剂加入量为3 g时,单位时间单位质量催化剂降解苯的质量最多;苯的光催化降解反应均符合一级动力学方程。     

滤后水中NOM经臭氧氧化产生的小分子醛、酮和酮酸

以富集、分离得到的滤后水中6种不同特性的天然有机物(NOM)为对象,测定了臭氧氧化NOM各组分后小分子醛、酮及酮酸的生成情况.NOM各组分臭氧氧化后甲醛和丙酮酸产量最大,特别是憎水中性物质(HON)的甲醛产率是其醛、酮总产率的70.58%,单位DOC丙酮酸的产率达103.2 μg/mg;憎水性NOM组分的小分子醛、酮、酮酸产率比亲水性组分的高,特别是憎水中性物质(HON)和憎水酸(HOA)的小分子醛、酮及酮酸类总产率最高,二者之和分别占NOM各组分的醛酮总产率及酮酸总产率的55.56%和60%; NOM碱性组分的醛、酮、酮酸产量最低.用小分子醛、酮、酮酸总量折算DOC占氧化后NOM的DOC的百分比作为衡量氧化后各组分可生物降解性的参考,则臭氧氧化后HON和HOA的可生物降解性比其他组分高得多.     

膨润土对复合污染中表面活性剂的吸附及机理

选取阳离子表面活性剂氯化十六烷基吡啶(CPC)、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)及非离子表面活性剂Triton X-100(TX-100)为代表,研究了其在膨润土上的吸附行为,探讨了膨润土阳离子交换容量(CEC)、温度、盐度对CPC吸附的影响.结果表明,Na基膨润土对CPC的吸附性能最好,对SDBS基本无吸附,对TX-100的吸附介于两者之间.Na基膨润土对CPC的吸附是阳离子交换和疏水键缔合共同作用的结果,对TX-100的吸附主要是通过其与膨润土硅氧表面间的氢键作用,同时通过疏水键作用形成吸附双分子层;SDBS在Ca基膨润土上的吸附损失量先增大后减小,在1.5倍临界胶束浓度 (CMC)时达到极大值,主要机理是SDBS与膨润土中的Ca²⁺产生沉淀作用,而胶束具有再溶解沉淀的作用.膨润土对CPC的吸附量随着温度升高而降低,随着CEC的增大而增大,一定浓度NaCl的加入有利于其在膨润土上的吸附.