反硝化微生物燃料电池的基础研究

在启动双室型反硝化微生物燃料电池的基础上,研究了阴极溶解氧及外电阻对其产电性能和污染物去除效果的影响.结果表明,以乙酸钠为阳极电子供体,硝酸钠为阴极电子受体,在25℃的环境温度下,采用先间歇后连续培养的方式,42d内成功启动了反硝化微生物燃料电池.在阴极进水含氧的情况下,氧和硝酸盐可共同用作阴极电子受体.在较小电流密度区域内,氧是阴极的主要电子受体,相应的最大功率密度为26.0W/m3NC;电流密度增加到一定程度后,硝酸盐逐步变为阴极的主要电子受体,相应的最大功率密度为20.9W/m3NC.外阻变化对COD去除及反硝化程度影响较小,阳极COD去除负荷维持在1.2kg/(m3NC·d)左右,出水NO-2-N保持在0.05mg/L以下;但外阻减小有利于提高阴极脱氮效果,外阻为5 Ω时NO-3-N去除负荷达0.111kg/(m3NC·d).     

电化学生物膜反硝化磁场促进效应

针对BER(电化学生物膜反应器)的传质问题,设计了MBER(磁场-电化学生物膜反应器).通过对不同电流强度下BER和MBER中NO3--N,NO2--N,NH4+-N和TN去除或产生情况的对比,以及不同电流强度下电流利用效率的分析发现,在HRT为10 h,温度为25℃,进水pH为7.8,进水ρ(NO3--N)为30 mg/L的运行条件下,MBER对NO3--N的去除率高出BER13%～38%,MBER对TN的去除率高出BER 10%～30%.且MBER在电流强度为70 mA时就达到最高去除率,而BER则需要电流强度为80 mA时才能达到最高去除率.试验证明磁场的存在促进了BER反硝化,提高了电流利用效率,使得MBER可以在较低电流强度下达到优于BER的脱氮效果.      

基于3D激光扫描技术的绕腰法采空区资源回收方法研究

针对大多数矿山采空区残留资源回收探测中存在人员、设备进入难,精度低、危险高等问题,我们通过采用三维激光扫描技术恰恰克服了以上困难。应用三维激光自动扫描新技术对采空区进行精密探测,能够安全准确地获取采空区的三维形态和矿石空间分布位置,再通过三维建模软件 Surpac 建立三维可视化实体模型,为回收残留矿石资源提供重要依据;最后通过应用绕腰法综合回收残留矿石,不仅能够减少采准工程量,并把采准与采矿工作很好地结合起来,而且达到了能够高效安全地回采采空区残留矿石目的。工程实例的成功应用,表明此方法在给矿山和国家带来良好的经济社会效益的同时,能够在同类矿山中推广应用。     

计及多类约束的安控系统在线校核技术

通过对安控装置运行状态进行实时监视与识别,准确获取安控系统运行状态,对分散的安控系统策略进行结构化统一建模,实现了安控当值策略的快速识别,为离线策略在线校核提供基础数据,并进行了安控系统的静态安全、暂态安全和动态稳定的全面校核。研究结果表明一种计及多类安全稳定约束的安控系统在线校核技术对防止安控系统离线策略控制量不足或者不匹配等情况有很好的指导意义。     

基于HCNAM-BN的化工过程爆炸事故致因链分析

为了从源头上预防化工过程爆炸事故,依据风险耦合理论,探讨了各风险因子非线性耦合演化为爆炸事故的机理,构建了层次耦合网络分析模型（HCNAM）;从多因素风险耦合角度分析了国内外44起典型化工过程爆炸事故,统计了各风险因子之间的耦合概率并进行了耦合致因重要度分级;采用耦合概率与二态分布相结合的条件概率分布,将层次耦合网络分析模型转化为贝叶斯网络,并对氯乙烯单体槽爆炸性混合气体爆炸事故进行了应用研究。结果表明:91种双因子耦合风险状态中,47种呈现弱耦合致因特性;7种因子双耦合形成风险的概率较大;基于HCNAM-BN模型分析事故,可有效辨识事故最可能致因因素,获取各事故致因链的发生概率并确定事故网络关键节点。     

哈尼梯田地区农户粮食作物种植结构及驱动力分析

哈尼稻作梯田系统作为全球重要农业文化遗产（GIAHS）,具有极高的生态、经济、文化价值。近年来,以粮食产量增长为导向的农耕技术和作物品种单一化趋势,给哈尼梯田地区带来了严重的生态和食品安全问题。论文以农户生产行为作为切入点,从主要粮食作物的经济效益、耕地资源特征、村落发展类型、农户的家庭特征与资源禀赋进行实证研究,分析了哈尼梯田地区农户粮食作物种植结构现状及驱动因素。结果表明：1）调查涉及的41.23 hm²有效耕地中,按种植总面积排序,杂交稻、玉米、水果类作物位居前三。2）本地传统粮食作物--梯田红米,种植总面积和户均种植面积远小于经济效益较高的杂交稻和兼有饲料用途的玉米。同时,农户倾向于将其种植在质量较差、海拔较高的耕地上。3）作物的经济效益和耕地海拔及质量对替代性作物（如杂交稻和红米）的种植选择影响较大;个体农户层面上,农户特征与资源禀赋在不同程度上对不同作物的种植选择产生影响。     

基于统计的百花湖表层水中重金属分布特征

以云贵高原深水湖泊百花湖为研究对象,研究其表层水中9种重金属(As,Hg,Cd,Pb,Fe,Cu,Zn,Mn和Cr)的分布特征并开展溯源研究. 结果表明:各采样点之间重金属含量变化较大,变异系数为5.6%～147%,同一采样点水质中重金属元素含量变化顺序为Fe>Mn>Cr>Zn>Cu>As>Pb>Hg>Cd;地统计分析从空间角度表明百花湖不同水域重金属含量分布差异较大;ρ(Ca)与ρ(Cu),ρ(Pb)的相关系数(R2)分别为-0.771(P<0.01)和-0.692(P<0.05);主成分分析揭示了该湖泊水体重金属含量主要受4个因素的影响(分别解释了总因子的33.88%,19.32%,18.02%和11.81%),其中一些重金属同时受2个以上主成分因素的影响;聚类分析将这9种重金属归为4类,Fe单独为一类,Cd,Pb,Hg,As和Cu为一类,Zn,Cr为一类,Mn独自为一类. 地统计分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析的应用使得影响因素复杂的水环境问题的研究相对简单化.      

南宁城市内河水体和表层沉积物中有机氯农药分布特征

采用改进的固相萃取、加速溶剂萃取和气相色谱-电子捕获检测器,对广西壮族自治区南宁5条城市内河的水体和表层沉积物样品中7种痕量有机氯农药(OCPs)的残留状况进行了分析测定. 结果表明,南宁城市内河水体有机氯农药以HCHs为主,ρ(OCPs)为nd～0.141 μg/L. 5个点位沉积物中w(总OCPs)为2.13～2.80 μg/kg,均检出4,4′-DDE和4,4′-DDD,w(DDD)/w(DDE)<1,且DDTs在沉积物中的含量普遍高于HCHs. 各点位沉积物中有机氯农药各组分含量均低于美国环境保护署采用的无毒害风险浓度.      

胶束形态对十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)增溶典型苯系物行为的影响

研究了30℃条件下,浓度为1.2×10-4mol·l-1—2.88×10-2mol·l-1的阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液的吸光度及相应浓度条件时对典型苯系物(苯、甲苯和乙苯)的增溶作用.利用表面活性剂的紫外吸收随浓度变化这一特性,从其不同的拐点处求得CTAB的第一、第二临界胶束浓度分别为7.2×10-4mol·l-1和9.6×10-3mol·l-1.在实验浓度范围内,CTAB溶液对苯、甲苯和乙苯的表观溶解度增溶曲线上同样得到两个拐点,即苯7.2×10-4mol·l-1和9.6×10-3mol·l-1,甲苯7.2×10-4mol·l-1和7.2×10-3mol·l-1以及乙苯7.2×10-4mol·l-1和9.6×10-3mol·l-1,这与第一、第二临界胶束浓度相等或相近.由于溶液中CTAB胶束形态随浓度增加而变化,表明胶束形态对CTAB增溶苯系物的行为有显著影响。     

危险废物焚烧设施二噁英类排放特征及周边土壤污染调查

调查了13座不同类型的危险废物焚烧设施及二噁英类排放模式及部分设施土壤的污染水平.结果表明,排放浓度同焚烧处理量没有显著的关系.4—6氯代PCDD/Fs和7—8氯代PCDD/Fs呈现出了不同的排放特征.4—6氯代PCDF/PCDD比值为60.58±1.98(95%置信区间),较通用的总PCDF/总PCDD比值更适于描述危险废物焚烧设施二噁英排放的特征.使用PCA及聚类分析方法将设施排放模式归类为3种模式.分布模式同焚烧设施炉型、处理量以及尾气处理方式等因素相关性并不显著.2,3,4,7,8PeCDF对I-TEQ的贡献为35%—45%,并与I-TEQ具有很高的相关性.厂区土壤中二噁英浓度水平约为8—14ngI-TEQ.kg-1,周边土壤浓度为1—4ngI-TEQ.kg-1左右,均处于较低水平,调查设施周边土壤的使用目前尚无明显风险.危险废物设施对周边土壤的环境风险需要进一步评估.