NOAA／AVHRR数据在植被生态环境监测中的应用探讨

介绍了ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ数据的特点。对利用ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ数据进行植被生态监测的原理及方法进行了探讨。并对该领域的最新成果及应用前景给予了论述，提出在新疆荒漠区进行监测的步骤和可能性。     

基于关系数据库的环境监测知识库的建立

“环境监测专家系统”可有效监控环境污染状况 ,对环境污染作分析、评价、分级、预警等 ,促进环境的管理和改善。环境监测知识库是该专家系统的核心 ,通过知识库 ,专家系统可以自我学习 ,自我诊断 ,自我发展。本文通过对知识库和数据库的分析比较 ,指出在关系数据库平台上建立环境监测知识库的可行性 ,给出了在关系数据库系统中建立环境监测知识库的方法 ,即如何在关系数据库环境中实现环境监测知识获取、表示和管理     

物候学在生态监测中的应用

本文介绍了物候学以及物候观测的主要方法,对物候学与生态监测的关系以及在生态监测中的应用进行了探讨.     

高超声速飞行器翼前缘射流降热研究

目的获得高超声速飞行器翼前缘射流降热机理。方法通过计算流体力学(CFD)方法,针对典型高超声速带翼飞行器开展飞行马赫数为15条件下的射流干扰热环境规律研究,分析无射流翼前缘气动加热特性,确定热流严酷射流开孔区域,分别在翼前缘激波干扰及翼后段布置射流孔,并设计射流流动参数,开展射流总压与来流总压比率在0.002～0.02范围内的流场仿真计算,获得局部流动及表面热流分布特性,针对计算结果进行对比分析。结果随着总压比率逐渐增大,激波干扰以及机翼后段射流孔区域热流均显著降低,降幅达76%～99%。翼中段无射流典型位置总压比率为0.002时热流增高,增幅为11%～24%,随着射流总压增大热流降低,降幅达68%～86%。高射流总压比率局部射流孔前热流增大2倍以上。结论射流影响下降热机理是射流将高温气体推离壁面,局部表面热流显著降低。低射流总压比率亚音速射流作用区域向下游延伸距离短,不会引起局部再附热流增大。高射流总压比率音速射流降热影响向下游明显延伸,增强射流强度可以增加延伸区长度,同时会诱导局部射流孔前再附热流显著增大。     

Catalytic activity of porous manganese oxides for benzene oxidation improved via citric acid solution combustion synthesis

Various manganese oxides (MnO_x) prepared via citric acid solution combustion synthesis were applied for catalytic oxidation of benzene. The results showed the ratios of citric acid/manganese nitrate in synthesizing process positively affected the physicochemical properties of MnO_x, e.g., BET (Brunauer-Emmett-Teller) surface area, porous structure, reducibility and so on, which were in close relationship with their catalytic performance. Of all the catalysts, the sample prepared at a citric acid/manganese nitrate ratio of 2:1 (C2M1) displayed the best catalytic activity with T₉₀ (the temperature when 90% of benzene was catalytically oxidized) of 212℃. Further investigation showed that C2M1 was Mn₂O₃ with abundant nano-pores, the largest surface area and the proper ratio of surface Mn⁴⁺/Mn³⁺, resulting in preferable low-temperature reducibility and abundant surface active adsorbed oxygen species. The analysis results of the in-situ Fourier transform infrared spectroscopy (in-situ FTIR) revealed that the benzene was successively oxidized to phenolate, o-benzoquinone, small molecules (such as maleates, acetates, and vinyl), and finally transformed to CO₂ and H₂O.     

三峡水库生态调度试验对四大家鱼产卵的影响分析

2011年以来,三峡水库持续开展了促进长江中游四大家鱼产卵的生态调度试验.采用鱼类早期资源调查方法研究了三峡水库生态调度实施以来四大家鱼自然繁殖、水文环境要素的年际变化特征,采用系统重构方法分析了四大家鱼自然繁殖的关键生态水文要素,提出了宜昌江段涨水过程的生态调度优化条件.结果表明:①2012—2018年三峡水库共开展了11次生态调度试验,生态调度使得宜昌江段持续涨水时间范围为2~9 d,水位日均涨幅范围为0.43~1.83 m,流量日均增幅范围为1 080~5 800 m3/s,起始水温范围为17.5~23.5℃.②沙市江段监测到四大家鱼鱼卵时的水温分布范围为19.2~25.5℃、平均值为22.5℃,流量分布范围为11 000~33 600 m3/s、平均值为16 890 m3/s;水温平均值在各年份间没有显著性差异,流量平均值在各年份间有显著性差异.③沙市江段四大家鱼鱼卵组成以草鱼和鲢为主,二者年均产卵量约占总产卵量的85%,青鱼和鳙年均产卵量约占总产卵量的15%.除2016年外,生态调度期间四大家鱼的产卵量占监测期间四大家鱼总产卵量的比例较大,变动范围为31.90%~66.58%.生态调度期间,四大家鱼自然繁殖性能普遍好于非生态调度时期,表现为产卵持续时间更长、产卵场范围更广、单次洪峰的产卵规模更大,证实了实施生态调度的有效性.④持续涨水天数、初始水位和产卵时序是影响2012—2018年宜昌至沙市江段四大家鱼产卵量的重要生态水文参数.⑤为增加宜昌至沙市江段四大家鱼产卵量,宜昌江段需满足的水文条件为断面初始流量达14 000 m3/s,持续涨水4 d以上,水位日涨幅平均大于0.5 m,流量日增幅平均大于2 000 m3/s,与前一次洪峰的间隔时间在5 d以上.研究显示,三峡水库连续实施生态调度对近年来长江中游四大家鱼的种群恢复起到了一定的作用,未来应将建模和监测手段整合到生态调度试验中以分析长期的生态响应,并建立一套科学的生态调度效果评价体系来评价流量调节对四大家鱼产卵活动的影响.      

炭材料强化污泥电脱水效果及同步燃料化处理

为研究炭材料调理对污泥电脱水性能及泥饼可燃性的影响,使用改性前后的活性炭和石墨对污泥进行预调理,对调理后的污泥进行电脱水实验,深入解析了炭材料调理前后污泥电脱水行为及泥饼可燃性的变化.研究表明：经炭材料调理后的污泥,阴极电脱水速率提升,相较于其他3种炭材料,石墨调理后的阴极电脱水速率提升最为明显,石墨的投加量5% TSS时,阴极平均脱水速率从0.074g/L上升到0.095g/L.炭材料可以提高污泥体系的电导性和污泥絮体的电泳淌度,使得阴极泥饼孔容有上升的趋势,阴极泥饼孔容从未投加炭材料时的0.1147cm³/g增加到AC-0、AC-1、AC-5、石墨的投加量为20% TSS时的0.119、0.122、0.146、0.157cm³/g;此外,炭材料加入后阴阳两极滤液中溶解有机物DOM和蛋白质组分浓度降低,可以缓解滤布堵塞;污泥电脱水过程中经炭材料调理后可以降低脱离每单位水所需要的能耗,未投加炭材料时去除每单位水所需能耗为6.75kW·h/kg_去除水,而当AC-0、AC-1、AC-5、石墨的投加量为20% TSS时,能耗分别降低到5.64、5.22、5.20、5.11kW·h/kg_去除水,且泥饼含水率从未投加炭材料时的58%降低至45%,固炭量增加,提高了泥饼的热值和可持续燃烧时间,当石墨的投加量为20% g/gTSS时,泥饼热值提高了17%.有利于后续焚烧资源化利用.     

上海河道浮游植物群落结构时空变化特征及影响因素分析

为探究上海河道浮游植物群落结构时空变化特征及影响因素,于2018年9～10月(秋季)和2019年7～8月(夏季)对上海中心城区、新城镇和农村地区河道总计44个样点的水环境和浮游植物群落结构进行调查.结果表明:①秋季和夏季浮游植物种类均以绿藻门为主,其次为蓝藻和硅藻;浮游植物密度以蓝藻占据绝对优势;浮游植物种类和密度均是夏季秋季,分别高出24%和2.77倍,硅藻门种类略微上升,而裸藻门种类稍微下降;秋季微囊藻(Microcystis sp.)优势度明显(Y=0.16),而夏季则无占绝对优势的优势种.②各地区浮游植物种数无明显变化;浮游植物密度和蓝藻门密度均呈现农村新城镇中心城区的规律,秋季3个地区的浮游植物密度无显著差异(P0.05),而在夏季农村所有浮游植物和蓝藻门密度显著高于中心城区(P0.05),分别高出1.82和1.93倍.③蒙特卡洛检验结果表明,影响秋季和夏季浮游植物群落结构的主要因子分别为透明度(SD)、总磷(TP)、总氮(TN)、浊度(Turb)和TN、 Turb、 SD、 pH.冗余分析(RDA)结果表明,秋季新城镇河道浮游植物群落结构主要受Turb、 TN和TP的影响,农村河道则主要受SD的影响,而夏季新城镇和农村河道浮游植物均主要受TN、 Turb的影响.两次调查时中心城区浮游植物的影响因素均较为复杂.     

酸性矿山废水中铜在含铬施氏矿物上的吸附及其对矿物溶解与相转变的影响

施氏矿物对水体中的重金属具有较强的吸附和固载能力,但随着环境条件的改变,施氏矿物可能会溶解并发生相转变,引起重金属的释放.利用化学合成的含Cr施氏矿物,探究其在不同Cu(Ⅱ)浓度与pH条件下含Cr施氏矿物的溶解和相转变.研究结果表明,在pH~3时,含Cr施氏矿物对Cu(Ⅱ)的吸附量较少,Cu(Ⅱ)对矿物溶解的影响不明显;在该pH条件下,含Cr施氏矿物会发生相转变生成部分针铁矿,但是随着溶液中初始Cu(Ⅱ)浓度的升高,矿物的相转变得到抑制.当pH升高至pH~5时,含铬施氏矿物对Cu(Ⅱ)的吸附量显著增加,Cu(Ⅱ)主要以Cu(OH)+与Cu2_(OH)_2~(2+)的形态吸附在含Cr施氏矿物表面,而高浓度Cu(Ⅱ)存在时也会生成部分Cu(OH)_2固体直接沉淀在矿物表面,覆盖矿物的反应位点从而阻碍SO_4~(2-)和CrO_4~(2-)的释放,而且随着Cu(Ⅱ)浓度的升高,这种抑制作用显著增强.在不同pH条件下,Cu(Ⅱ)的存在能够有效促进含Cr施氏矿物的稳定性,促进矿物对重金属Cr的固载能力,这些结果对酸性矿山废水环境中施氏矿物的稳定性和重金属污染控制具有重要意义.     

Fluorescence regional integration and differential fluorescence spectroscopy for analysis of structural characteristics and proton binding properties of fulvic acid sub-fractions

Structural characteristics and proton binding properties of sub-fractions (FA3–FA13) of fulvic acid (FA), eluted stepwise by pyrophosphate buffer were examined by use of fluorescence titration combined with fluorescence regional integration (FRI) and differential fluorescence spectroscopy (DFS). Humic-like (H-L) and fulvic-like (F-L) materials, which accounted for more than 80% of fluorescence response, were dominant in five sub-fractions of FA. Based on FRI analysis, except the response of F-L materials in FA9 and FA13, maximum changes in percent fluorescence response were less than 10% as pH was increased from 2.5 to 11.5. Contents of carboxylic and phenolic groups were compared for fluorescence peaks of FA sub-fractions based on pH-dependent fluorescence derived from DFS. Static quenching was the dominant mechanism for binding of protons by FA sub-fractions. Dissociation constants (pKa) were calculated by use of results of DFS and the modified Stern-Volmer relationship. The pKa of H-L, F-L, tryptophan-like and tyrosine-like materials of FA sub-fractions exhibited ranges of 3.17–4.06, 3.12–3.97, 4.14–4.45 and 4.25–4.76, respectively, for acidic pHs. At basic pHs, values of pKa for corresponding materials were in ranges of 9.71–10.24, 9.62–10.99, 9.67–10.31 and 9.33–10.28, respectively. At acidic pH, protein-like (P-L) materials had greater affinities for protons than did either H-L or F-L materials. The di-carboxylic and phenolic groups were likely predominant sites of protonation for both H-L and F-L materials at both acidic and basic pHs. Amino acid groups were significant factors during proton binding to protein-like materials of FA sub-fractions at basic pH.