农田土壤重金属污染状况及修复技术研究

重金属污染因具有毒性、易通过食物链在植物,动物和人体内累积,对生态环境和人体健康构成严重威胁。随着工业快速发展、农药及化肥的广泛使用,农田土壤重金属污染越来越严重,研究农田土壤重金属污染现状及修复技术对农产品安全具有重要意义。综合国内外农田土壤重金属污染状况,农田土壤重金属污染主要来源于固体废弃物堆放及处置、工业废物大气沉降、污水农灌和农用物质的不合理施用。该文综述了国内外有关农田重金属污染土壤修复技术（物理修复、化学修复、生物修复、农业生态和联合修复）的研究进展,并针对各种修复方法,阐述了其原理、修复条件、应用实例及其优缺点,重点论述了植物修复的机理和应用,提出了草本与木本联合修复可有效提高农田土壤重金属复合污染的修复效率,为农田土壤土壤重金属复合污染修复提出了新的途径。最后在对已有研究分析的基础上,提出了联合修复技术（如生物联合技术、物理化学联合技术和物理化学-生物联合技术）可以在一定程度上克服使用单一修复手段存在的缺点,可提高复合污染的修复效率、降低修复成本,未来应深入探索联合修复技术间的相互作用机理,以期为农田土壤重金属综合治理与污染修复提供科学依据。     

生草栽培下果园土壤固碳潜力研究

果园是我国南方红壤丘陵区重要的土地利用类型之一,但目前丘陵区果园中存在一些不合理开发、传统粗放式的经营、水土保持技术缺乏等因素,导致水土流失严重,土壤退化严重。寻求合理的土壤管理措施,减少果园水土流失,增加红壤的碳汇功能一直是学术界和生产实践面临的重要问题。本研究以福建尤溪长期定位试验为研究平台,研究顺坡开垦＋清耕、梯台开垦＋清耕、梯台开垦＋套种平托花生Arachis pintoi这3种垦殖方式对红壤果园有机C含量的影响,并利用Jenny模型对不同处理的土壤有机碳动态进行模拟。结果表明,经过14年的垦殖,清耕模式导致土壤容重增大,而梯台生草处理土壤容重比开垦前降低了1.8%;生草栽培不但提高了果园土壤有机碳含量,且生草栽培处理的土壤有机碳储量比清耕处理提高了13.9%～34.7%,其与清耕处理间的差异达到显著性水平;本试验条件下果园土壤有机碳平衡值为16.607~25.608 g/kg,并以此估算得到生草栽培处理0~20 cm土层有机碳储量平衡值为54.801 t/hm2,其固碳潜力为24.6951 t/hm2,分别是顺坡清耕和梯台清耕处理的4.2倍和1.5倍。因此可以认为生草栽培有利于提高土壤的碳汇功能。     

破坏水库水温分层系统的能量效率估算:以金盆水库为例

为指导高效节能的破坏水库水温分层技术及系统的选择,需建立统一的能量效率基准.根据质量守恒和热量守恒定律,求出分层水库水体完全混合后的水温,计算水库水体混合前后的重心;采用库容以及与水温相关的密度等数据,对水深方向各微小水层的势能进行积分得到水体总势能,混合后水体总势能的增加量即为破坏分层所需的最小理论能量,应用耗电量估算法得到破坏分层所产生的最小碳排量;破坏分层系统的能量效率为破坏分层的最小理论能量与实际输入能量之比.以西安金盆水库为例,采用数值模拟方法计算不同水位下的水库库容,应用该方法估算了水库不同季节破坏分层所需最小能量和扬水曝气破坏分层系统的能量效率.采用数值模拟方法计算不同水位下的水库库容,计算破坏分层所需最小能量.结果表明随水体垂向温度梯度的增加而增大,在6~10月期间相对较高,7月达到最大值2432.08kW?h;该水库扬水曝气破坏分层系统的能量效率约为4%;在水温分层开始阶段运行破坏分层系统可有效降低破坏分层所需的能耗,减少碳排放量.     

废轮胎多孔隙消波结构物特性之初期研究

基于废旧轮胎再利用及研发简易且低廉的施工方法与维护成本,本研究以规则波水工模型试验研究提出应用于港口码头的多孔隙弹性帷幕的初步理念。利用模型车轮胎以模块化方式组装成弹性帷幕后安装于码头前壁,研究多种周期波浪作用及不同消波室纵深对波浪反射率的影响。实验结果表明,简单的单一消波室多孔隙弹性帷幕对短周期波浪的消波效果较显著,消波室纵深较大者反射率较低,但可能引致水体振荡,后续可再强化消波室的消能效果。未来如能妥善研究废旧轮胎应用于多孔隙弹性帷幕消波结构物的施工与维修方法,除可缓解废旧轮胎处理给环境带来的压力外,也提供一种可用于简易渔港的施工简单、维修容易且资源再利用的消能结构物,该工程技术亦可输出至发展中国家,符合可持续发展观。     

新型高效聚合铝的生产性试验研究

为进一步提高饮用水水质,通过系统研究筛选混凝剂及优化混凝过程来达到高效去除污染物,以提供经济合理的水处理工艺途径.结果表明:新型药剂具有显著提高出水水质的性能,改善了沉淀后水体颗粒物的粒度分布特征,提高了过滤效率.同时表现出明显优越的去除有机物能力,传统工艺TOC去除大约在9%～11%,而新型药剂则可以达到17%～20%.应用树脂分离分级对不同有机物表征的结果也得到进一步证实.原水的TTHMFP为20.98μg/L,而原有工艺为11.01μg/L,使用新药剂后仅为6.40μg/L.使用新药可以明显节约成本,具有显著的经济效益,同时降低生产工艺的复杂性.     

酶法原位制备过氧乙酸对活性艳蓝KN-R氧化脱色的工艺

利用过水解酶催化合成过氧乙酸,过氧乙酸原位氧化活性艳蓝KN-R脱色.在单因子试验的基础上,通过正交优化试验确定活性艳蓝KN-R的最佳脱色条件为:在5 m L反应体系中,最适p H 5.0,加酶量为20 U·反应-1,乙酸乙酯对过氧化氢的摩尔比率为40∶1和活性艳蓝KNR的浓度为80 mg·L-1.在此条件下反应6 h后,活性艳蓝KN-R的脱色率为81.11%,24 h后的脱色率为91.96%.在50倍放大试验中,该工艺24小时的脱色率为84.55%.     

乐清湾盐度环境梯度下浮游植物生态阈值研究

本文根据2004年5月乐清湾海域的调查数据,通过研究乐清湾海域浮游植物细胞密度与环境因子的响应关系,利用高斯模型分析研究了在盐度环境梯度下浮游植物细胞密度的生态阈值。结果表明,浮游植物生长的最适盐度值是26.12,盐度的生态阈值区间为[24.36,27.88],最适生态阈值为[25.24,27.00],实测数据中浮游植物细胞密度出现最大值时所对应的盐度为26.48,该盐度在所得最适生态阈值范围内。此研究结果可为该海域资源环境承载能力的监测与预警提供基准值及预警阈值,可用于乐清湾海洋资源环境承载能力预警模型的构建。     

除草剂阿特拉津的使用与危害

文章介绍了目前广泛应用的一种除草剂阿特拉津的使用和特性,阿特拉津被认为是安全的除草剂,但大量研究结果表明,其分子结构稳定, 使用后不易降解,在使用过的水体和土壤中均有检出,长期使用后可对水环境、土壤和动物产生一定的危害,尤其是作为一种环境荷尔蒙,已经发现它能够对水生生物的生长繁殖产生影响,可能产生变性反应,是人类潜在的致癌物.通过对其危害的研究和防范管理,可以减少和避免可能对人类、生态环境带来的进一步危害.     

长江经济带国家生态文明建设示范市县生态文明发展状况评估

研究长江经济带第一批国家生态文明建设示范市县的生态文明建设水平,可为下一步生态文明建设工作提供指导。选取生态环境、经济社会方面的6个关键指标,分析了各示范市县生态文明发展时空变化趋势。结果表明,各示范市县6个指标基本能实现稳定向好,到2019年指标值优于本省（市）平均指标值的示范市县数量分别占81.25%、87.50%、87.50%、68.75%、90.91%、56.25%。构建了生态环境-经济社会协同模型,将长江经济带16个示范市县分为4种类型,分析了各类示范市县2017年和2019年生态环境、经济社会协同发展状况,以及在发展中注重生态环境质量改善而经济社会发展缓慢或注重经济社会提升而生态环境改善较慢的问题。结果表明,大多数示范市县生态环境与经济的协同发展状况有所提升。到2019年,31.25%的示范市县和谐发展程度较高,17.65%的示范市县生态环境、经济社会发展较靠后,51.10%的示范市县在发展中侧重一方面,生态环境、经济社会发展协调度较低。     

Pt颗粒尺寸对Pt/CeO2催化氧化甲苯性能影响

使用乙二醇还原法制备了一系列不同尺寸的Pt-x纳米颗粒(x=1.41、1.57、1.79、1.95、2.12、2.32 nm),将其负载于棒状(rod)CeO_2载体上.考察了不同尺寸的Pt颗粒催化剂Pt-x/CeO_2-rod在甲苯催化氧化反应中的催化性能.结果显示,随着Pt颗粒尺寸的增加,催化剂活性先升高后降低.其中,Pt颗粒尺寸为1.79 nm时催化剂催化活性最好,T90=133℃.一般认为,Pt颗粒尺寸增加其分散度减小,导致催化活性降低.然而本实验结果表明,随Pt尺寸增加催化活性先升高后降低,并且基于催化剂表面Pt原子计算的TOFs(turnover frequencies)随Pt尺寸增加逐渐变大.紫外拉曼光谱(UV Raman)、XRD、XPS显示,随着Pt颗粒尺寸增加,催化剂Pt-x/Ce-rod表面氧空位的浓度逐渐增加.氧空位有效提高了催化剂晶格氧的流动,促进了氧气的吸附活化及传递过程.Pt/Ce催化剂催化氧化甲苯反应活性是Pt分散度以及CeO_2表面氧空位浓度双重作用的结果.