铁锰双金属材料对砷和重金属复合污染土壤的稳定化研究

由于矿产资源的共生、伴生现象及历史上采选冶技术的相对落后,我国矿区附近的重金属污染场地多存在复合污染的情况,而稳定化技术是解决该问题的有效措施.本文通过室内模拟培养实验和静态吸附试验,研究了人工合成的铁锰双金属材料(FMBO)对矿区复合污染土壤中As、Pb、Cd等重金属的稳定化作用和机制.毒性浸出实验结果表明,在3种不同的As和重金属复合污染土壤中,FMBO材料能够对As和Pb等重金属起到较好的稳定化作用,在5%的最大添加量下,FMBO对As、Pb的稳定化效率分别能够达到95.2%~100%和95.5%~97.5%,同时不会引起Cd、Zn和Cu等重金属的活化.由连续提取实验结果可知,FMBO能够使土壤中As和Pb由酸可提取态向可还原态转变,稳定性增强.微观特征分析结果表明,FMBO材料对As的稳定化主要通过表面羟基(—OH)基团的吸附作用,而对Pb、Cd等金属离子则通过吸附、沉淀等多种方式起作用.总体看来,FMBO材料适用于As、Pb等重金属复合污染土壤的治理.     

高效重金属捕集剂EDTC的结构表征及对酸性络合铜的去除特性研究

以乙二胺和二硫化碳为反应物,无水乙醇和去离子水的混合溶液为溶剂,制备了一种巯基类重金属捕集剂N,N-双(二硫代羧基)乙二胺(EDTC),采用紫外光谱、红外光谱和元素分析对其结构进行表征,重点研究了其对EDTA络合铜、柠檬酸络合铜和酒石酸铜3种酸性模拟络合铜的去除性能及螯合沉淀物的溶出特性,并探讨了EDTC脱除络合铜的机理.研究结果表明,处理50 mg·L-1的含铜废水,p H值范围为3~9,EDTC投加量为mEDTC/mCu=8(质量比),反应时间3 min,PAM投加量为1 mg·L-1,此时出水Cu2+浓度均低于0.25 mg·L-1,去除率达到99.5%以上.螯合沉淀物在弱酸性和弱碱性条件下很稳定,不易产生二次污染.红外光谱图分析结果表明,EDTC与Cu会发生螯合反应,即EDTC直接脱出络合铜中Cu2+,并与Cu2+生成难溶的螯合产物EDTC-Cu,进而有效地去除废水中Cu.     

贵州省主要森林类型土壤有机碳密度特征及其影响因素

森林土壤有机碳是全球土壤有机碳库的重要组成部分,研究森林土壤有机碳对于减缓大气中CO2浓度持续升高具有重要的意义。本研究采用野外调查和室内分析相结合的方法,以贵州桦木、栎类、柏木、云南松、杉木、马尾松、华山松等7种主要森林类型为主要对象,分析贵州主要森林类型土壤有机碳密度特征,探讨不同植被类型和环境因子对其的影响。结果表明:(1)贵州森林土壤有机碳密度约为180.62Mg/hm2,高于同纬度地区江西省森林土壤平均有机碳密度102.1Mg/hm2,表现出贵州森林土壤具有较高的固碳能力;(2)不同森林类型土壤有机碳密度变化范围为:114.52~388.29Mg/hm2,且差异显著(P0.05)。各种森林类型土壤有机碳密度大小为:华山松林杉木林柏木林栎类林马尾松林桦木林云南松林;(3)不同植被类型下各层土壤有机碳密度大小均以表层土壤为最大,且随土壤深度增加而降低;(4)在立地条件上,贵州森林土壤有机碳密度与海拔显著相关,与坡度、经度、纬度相关关系均不显著。     

基于GIS的安徽省耕地畜禽养殖废弃物氮负荷估算及污染潜势研究

利用2012年安徽省各县市区的畜禽养殖统计数据及耕地面积,估算了安徽省畜禽养殖废弃物氮负荷,并利用德尔菲法和层次分析法确定了安徽省耕地畜禽养殖废弃物氮养分污染潜势评价的影响因素及权重,在此基础上,利用GIS空间分析技术对安徽省耕地畜禽养殖废弃物氮养分污染潜势进行了评价分析。结果表明,2012年安徽省的耕地畜禽养殖废弃物氮负荷分布很不均匀,最大值为217.08kg/hm~2,最小值24.27kg/hm~2,平均值为81.99kg/hm~2。绝大部分县市区都未超过170kg/hm~2的限量标准,但太湖县、歙县、砀山县和宁国市分别达到了217.08、212.76、197.82和192.95kg/hm~2。从空间特征看,安徽省各县市区耕地畜禽养殖废弃物氮养分污染潜势评价结果差异较大,大部分区域都属于一般等级以下,污染潜势高的区域主要分布在安徽省的东南部及西部的山地丘陵区,主要包括宁国市、歙县和太湖县,污染潜势较高的区域有长丰县、休宁县、绩溪县、黄山市市辖区、金寨县、岳西县、明光县及潜山县的部分区域。     

磁化率对城郊耕地土壤重金属污染的指示研究——以许昌市为例

为探讨磁化率对土壤重金属污染的指示作用,利用磁化率仪和X射线荧光光谱仪对许昌市的城郊耕地土壤样品磁化率和重金属含量进行定量分析。结果显示,许昌城郊耕地土壤磁化率为35×10~(-8)~126×10~(-8)m~3/kg,平均值为94×10~(-8)m~3/kg,频率磁化率变化范围在4.7%~11.6%之间,平均值为7.9%。土壤中Pb、Cu、Zn、Cr含量分别为18.35~53.29、18.66~43.86、55.88~169.81和60.28~82.13μg/g,平均值分别超过背景值1.31、1.23、1.41、1.11倍。磁化率与Pb和Cu呈显著正相关,与Zn和Cr相关性不显著,表明磁化率可以指示Pb和Cu含量。土壤的污染负荷指数为0.95~2.03,平均值为1.24,表明许昌城郊耕地土壤重金属污染主要为中度污染水平,土壤磁化率与重金属污染负荷指数呈显著正相关,磁化率可以指示土壤重金属污染水平。     

废旧光盘的热解实验研究及其回收利用

为了探索光盘的热解试验,利用TG/DTG和DSC技术对废旧光盘的热解特性和热值进行试验研究。由废弃光盘得出的曲线与PC曲线相似,说明光盘的主成分为聚碳酸酯,聚碳酸酯的着火点低、燃尽温度高、燃烧热值高。废旧光盘中含有聚碳酸酯,可以将其作为钢铁冶金或者火力发电等高能耗生产中的固体燃料。这样既减少废旧光盘造成的固体污染,也使资源得到充分利用。由实验获得废旧光盘的热分解开始温度为460℃终止温度870℃,热值达到-19 258 J/g。     

大连湾和大窑湾表层沉积物病毒分布特点

为了揭示近岸沉积物环境中的病毒-细菌关系,以及探讨病毒对污染环境的响应,本研究利用SYBR Green I染色计数法,分别对2012年5月(春季)、8月(夏季)和11月(秋季)大连湾和大窑湾表层沉积物中的病毒和细菌丰度进行了检测。结果表明:大连湾表层沉积物病毒丰度的季节变化表现为夏季春季秋季,最高值1.59108VLP/g(湿重)出现在夏季;最小值1.53106VLP/g出现在春季。平面分布春季为湾中 湾顶 湾口,夏季和秋季分布特点为湾中 湾口 湾顶。病毒和细菌有显著相关性(R2=0.80,n=20)。而大窑湾表层沉积物病毒丰度的季节变化则变现为夏季秋季春季,最高值7.08107VLP/g出现在夏季,最小值1.16106VLP/g出现在春季。大窑湾区域分为湾内和湾外,3个季节的平面分布均表现为湾外湾内。病毒和细菌的关联性较大连湾差(R2=0.50,n=12)。大连湾及大窑湾表层沉积物病毒与细菌之比分别为4.12和4.09。两个海湾沉积物病毒分布有所差异,可能与沉积物环境有关系,有待进一步研究。     

盐城北部潮间带表层沉积物重金属分布特征及污染评价

对采自盐城北部潮间带的241个表层沉积物样进行测试分析,探讨了沉积物中重金属(Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As、Hg)空间分布特征及各元素相关关系,并采用Hakanson潜在生态风险指数法进行了污染评估。结果表明:1)研究区重金属Zn、Pb、Hg含量均符合国家规定的一类沉积物标准,Cr、Cd、Cu、As含量在大部分站位也都低于一类沉积物标准,其中Cr仅在个别站位处达到二类沉积物标准,Cd、Cu、As在少数站位达到二类沉积物标准。2)研究区Cu、Pb、Zn、As四种元素在物源或迁移累积特征上具有相似性,Cd元素不受元素粒度控制律控制。3)研究区重金属总体污染和潜在生态危害处于低风险级别,重金属潜在生态危害系数由大到小依次为:CdAsCuPbCrZnHg。     

辽河口春、夏季浮游动物空间生态位的比较

春、夏季开展了辽河口周边海域浮游动物优势种的空间生态位研究,运用Levins公式和Petrailis指数测定了优势种的生态位宽度和生态位重叠程度,通过典范对应分析（CCA）研究了浮游动物生态位分化与环境因子的关系。结果表明,辽河口浮游动物优势种（类）季节演替明显,从春季到夏季优势种（类）的更替率为77.8%;优势种（类）的生态位宽度B_i变化范围为0.08~0.71,可分为广生态位（B_i>0.60）、中生态位（B_i=0.30~0.60）和窄生态位（B_i < 0.30）三大类型。广生态位的代表种有小拟哲水蚤和太平洋纺锤水蚤等,中生态位的代表种包括双毛纺锤水蚤和强额拟哲水蚤等,窄生态位的代表种有火腿伪镖水蚤和拟长腹剑水蚤等;生态位宽度相近的优势种（类）,其生态位重叠指数较高。CCA分析的结果表明,春、夏季影响浮游动物分布的主要因子均为盐度和DO。     

基于IMU智能安全帽姿态估计

提出一种基于9轴IMU的智能安全帽姿态估计算法,实现智能安全帽实时姿态估计。通过对IMU采集到的物体加速度和物体所在地磁感应强度数据进行分解,得到物体静态四元数数据;然后根据物体角速度数据和四元数的微分关系对动态四元数进行估计,实现物体的姿态估计。同时,文中提出修正转轴补偿的方法,解决由于物体俯仰角为±π/2时分解四元数计算横滚角时出现的奇异值问题。实验结果显示,文中算法可以实现智能安全帽的姿态估计,在估算精度和实现性上均有良好表现。