CuO-WO3/TiO2催化剂制备方法对NH3-SCR脱硝性能的影响

分别采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备xCuO-yWO₃/TiO₂催化剂(x,y分别代表样品中ω(CuO)和ω(WO₃)),并在微型固定床反应器中对制备的xCuO-yWO₃/TiO₂催化剂进行选择性催化还原脱硝(NH₃-SCR)性能评价。结果表明:采用溶胶-凝胶法制备的2CuO-6WO₃/TiO₂催化剂具有较好的脱硝性能,在250~350 ℃,NO_x转化率达到90%以上,相较于浸渍法制备的2CuO-6WO₃/TiO₂催化剂活性明显提高。并采用BET、XRD、H₂-TPR、NH₃-TPD和XPS等表征手段对制备的催化剂进一步表征分析,结果表明:通过溶胶-凝胶法制备2CuO-6WO₃/TiO₂催化剂的比表面积和表面化学吸附氧明显提高,且还原能力和酸性增强,对NH₃的吸附能力亦有所提高,因此溶胶-凝胶法制备的2CuO-6WO₃/TiO₂催化剂表现出较好的NH₃-SCR脱硝性能。     

零价铁对厌氧消化过程中氨氮抑制解除的影响

氨氮抑制是影响高含固有机固体废弃物厌氧消化产甲烷效率的重要因素.本研究通过实验室批量实验,考察了微米级零价铁对剩余污泥、热水解污泥厌氧消化的影响以及对高氨氮抑制解除的影响.结果表明,投加4 g·L~(-1)和10 g·L~(-1)零价铁对剩余污泥、热水解污泥厌氧消化过程中的产甲烷速率、迟滞时间和产甲烷潜势等动力学特征均未有影响.但是,在高氨氮抑制的厌氧消化过程中, 4 g·L~(-1)和10 g·L~(-1)的零价铁投加可使厌氧消化受氨氮抑制的产甲烷迟滞时间由对照组的18.61 d分别缩短为17.22 d和16.18 d,最大产甲烷速率(以VS计)由对照组的6.34 mL·(d·g)~(-1)提升为7.84 mL·(d·g)~(-1)和7.39 mL·(d·g)~(-1).零价铁并未通过化学反应对厌氧消化的pH缓冲体系产生直接影响,而是使氨氮抑制后的产甲烷优势古菌Methanosarcina的相对丰度(27 d)由对照组的30.71%提升到53.50%和60.30%.本研究证明了零价铁并不能提升污泥产甲烷潜势,而只是在受抑制影响的厌氧消化过程中,刺激产甲烷微生物的代谢活性,强化如氨氮抑制影响的快速解除.     

羟胺对氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的竞争性选择

有效抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)是实现稳定短程硝化的关键.使用运行方式为厌氧/好氧/缺氧(A/O/A)的SBR反应器,探究羟胺(NH_2OH)对氨氧化菌(AOB)和NOB的竞争性选择.在混合液NH_2OH浓度分别为3 mg·L~(-1)和5 mg·L~(-1)条件下采用不同处理频率观察短程硝化的启动情况.结果表明,每2个周期投加1次混合液浓度为5mg·L~(-1)的NH_2OH时,亚硝态氮积累率(NAR)在6 d内从0.1%增长到57.4%,并保持在(62.0±4. 6)%至实验结束;通过分析第6 d的典型周期中可以看出:好氧阶段结束时,氨氮浓度由26. 05 mg·L~(-1)降至8. 06 mg·L~(-1),同时生成9.02 mg·L~(-1)的亚硝态氮和6.70 mg·L~(-1)的硝态氮;AOB最大活性(rAOB)与NOB最大活性(rNOB)的比值从第1 d的1.05增长到第9 d的4.22;通过进一步qPCR分析可以看出:实验第9 d时, AOB与NOB丰度分别下降至处理前的30. 2%和19. 1%.因此,基于NH_2OH对AOB和NOB的竞争性选择有望为城市污水短程硝化的快速启动提供可能.     

中国湖泊温度变化特征及其对气候变化的响应

利用2000~2015年MODIS温度产品数据MOD11A1,以中国不同自然地理单元且面积大于250km²的9大湖泊（呼伦湖、兴凯湖、洪泽湖、太湖、抚仙湖、纳木错、色林错、青海湖、博斯腾湖）为研究对象,利用小波变换的方法对湖泊温度的季节与年际变化特征以及对气候变化的响应进行了研究.结果表明：9大湖泊温度季节变化特征明显;湖泊温度的年温差从北向南随纬度变小而逐渐减小.在2000~2015年,湖泊温度的年际变化趋势均表现为先上升后下降.抚仙湖、色林错和博斯腾湖湖温年际变化的拐点均为2009年,其余6个湖泊年际变化的拐点均为2010年.根据再分析资料得到的湖泊气温均在2011~2015年呈下降趋势.所有湖泊水温对湖泊气温的响应程度强,湖温和气温的变化趋势基本一致.在气候变暖的背景下,各个湖泊结冰期出现了不同的响应特征.在2000~2015年,色林错结冰开始日期延后趋势最明显,而纳木错结冰开始日期提前趋势明显;呼伦湖融冰日期提前趋势最明显,而纳木错融冰日期呈延后趋势明显;呼伦湖和青海湖的结冰期缩短,纳木错和色林错的结冰期延长,而兴凯湖和博斯腾湖结冰期变化趋势不显著.     

食物贸易视角下的全球食物供需平衡及其演化分析

用食物供给量与生产量分别表示食物的可及性与自给率,其差值可表示食物贸易量,以人均每天卡路里为单位进行的折算可以更好地反映膳食营养的变化。从食物贸易视角分析了28年来食物供需平衡状况,结果表明:（1）1986—2013年,全球食物贸易量增加1.5倍;食物总产量增加0.75倍,贸易量在总产量中的比例增加约8个百分点,相当于7.9×10⁸ t食物进入国际市场,这成为改善膳食结构的重要因素。（2）28年来,食物可及性与自给率呈上升趋势,全球绝大部分人口已经达到最低2200 kal的营养标准。（3）食物可及性、自给率、贸易量均存在地域差异,非洲及南亚的部分国家是低值地区。（4）总体来看,全球人均每天热量与蛋白质供给量增加。低收入国家增速最快,中等收入国家增速次之,高收入国家增速最慢。但非洲、东南亚等地的一些欠发达国家仍未达到最低的营养标准,全球仍有一部分人处于营养不良状态。     

“新三农”视域下中国耕地利用的可持续集约化：概念认知与研究框架

耕地利用的可持续集约化为保障粮食安全、农业绿色发展和资源永续利用提供了新思路,对于深化农民主体地位、夯实农业发展的现代化导向、破解“新三农”复杂的问题集合具有重要的现实意义。系统梳理国外可持续集约化的思想缘起,辨析可持续集约化的内涵差异,厘清“新三农”视域下中国耕地利用可持续集约化的逻辑本源;基于要素融合—结构重整—功能优化的运行轨迹,遵循耕地利用系统过程—格局—机制—效应的逻辑进路,尝试从学理辨析、水平测度、演化机理和优化调控等方面厘清耕地利用系统基本问题域并阐释其研究主题,构建耕地利用可持续集约化的研究框架。探索性提出未来研究需重点关注的农业生态空间—人地关系—耕地利用可持续集约化等科学问题,探讨因素+机理、功能+系统、过程+格局、尺度+界面的关键路径。     

中国中部农区乡村重构特征及其地域模式——以江汉平原为例

以人地关系理论为基础,以乡村地域系统内部要素变化解析乡村重构特征、外部环境变化解读乡村重构机理、外源驱动因素与内生响应要素耦合解译乡村重构模式。基于江汉平原的实证研究表明：（1）研究期内乡村地域持续经历重构过程,表现为乡村重构综合指数不断增加,高值区主要沿域内交通干线分布、低值区主要分布长江沿线和平原腹地;（2）乡村重构机制主要表现为工业化、城镇化、市场化等外源驱动因素与经济、社会、空间等内生要素的耦合作用,非农产业规模扩张引发乡村人口外迁和就业转移,进而推动人口、土地和产业等乡村“存量”要素重组;（3）经济—社会重构主导是江汉平原乡村重构的主流模式,产业结构和生产方式变化加剧乡村生态环境和人居环境恶化,乡村振兴及其可持续发展面临水环境污染和水灾害侵袭的双重挑战。研究框架能够揭示江汉平原乡村地理剧变特征,中国中部农产品主产区的乡村重构具有与发达地区不尽相同的图景。研究结果意在为乡村地理研究和乡村振兴实践提供有益启示。     

某大型砷渣场地土壤As污染特征及生态风险评价

为精确识别大型污染场地土壤污染特征并评价其生态风险,以我国某大型砷渣场地为研究对象,采集场地土壤样品184个、周边农田土壤样品101个和砷渣样品14个,选择场地中特征污染物As,采用多元统计学、地统计学、地累积指数以及潜在生态风险系数等方法揭示研究区As污染特征和生态风险程度.结果表明,场地土壤、农田土壤及砷渣中As含量的平均值分别为1 333. 0、358. 1和17 316. 1 mg·kg~(-1),其污染程度均远高于国家土壤环境质量Ⅲ级标准.污染物垂向分布特征及3维空间分布范围结果显示,As在各土壤剖面深度内均有不同程度的累积,具有一定的空间异质性,场地表层土壤污染较为严重,场地土壤样点中As含量明显高于周边农田土壤.潜在生态危害系数评价结果表明,各土层的潜在生态危害系数平均值均超过了100,场地土壤和周边农田土壤所有样点中等危害程度以上的样点累积比例分别达到58. 21%和61. 39%,表明该场地及周边农田土壤区域存在着比较严重的生态环境风险.     

南阳市冬春交替期大气VOCs污染特征及来源解析

近年来我国中部地区臭氧污染问题日益凸显,而挥发性有机物(VOCs)作为近地面臭氧生成的关键前体物,有关其来源研究相较于我国东部地区相对欠缺.为了解我国中部地区VOCs污染特征及其来源,本研究于2017年2—3月在豫鄂陕三省交界处的河南省南阳市南阳理工学院站点开展了为期1个月的VOCs在线监测.测量结果显示,观测期间总VOCs平均浓度为(37.4±18.5)×10~(-9).与国内外已有研究的VOCs测量结果相比,本研究中烷烃、烯烃和炔烃的浓度处于中等偏上水平,而芳香烃浓度则较低.烯烃对臭氧潜势的贡献最高(37%),其次是芳香烃(28%).乙烯、二甲苯、甲苯、丙烯和C4~C5烷烃是最重要的活性组分.利用正交矩阵因子分析(PMF)解析出4个因子,分别是天然气/液化石油气使用+背景、交通排放、溶剂涂料使用和燃煤+生物质燃烧.观测期间南阳理工学院站点对VOCs浓度贡献最高的是燃煤+生物质燃烧因子,平均贡献率为35%,其次是交通排放因子(25%)、天然气/LPG使用+背景(23%)和溶剂涂料使用(17%).研究结果对于认识我国中部地区VOCs来源结构,进而开展VOCs和臭氧防治具有重要意义.     

广西西江流域土壤铜含量状况调查与风险评估

为系统了解广西西江流域农田土壤铜含量状况和空间分布特性,并评估其生态风险,2014—2016年间分别采集旱地土壤1 381个、水田土壤729个、矿区土壤129个和自然土壤293个,测试其铜含量。通过统计分析,探讨不同利用方式土壤对铜积累的影响,基于地统计分析了解其空间分布状况,并进行风险评估。研究结果表明,土壤样品中铜浓度的均值为27.60 mg/kg,旱地、水田、矿区和自然土壤4种类型的铜含量范围分别为0.3~317.91、3~495.81、7.5~2 287.66和0.68~284.27 mg/kg,均值分别为27.75、25.19、79.38和21.21 mg/kg,矿区土壤铜含量显著高于其他土壤。与土壤铜含量基线值相比,矿区土壤、旱地土壤和水田土壤的超标率分别为33.25%、3.76%和0.68%。西江流域铜表现为中等空间自相关,结构变异性强。西江流域有61%的土壤处于清洁水平;36%的土壤属于轻-中度污染,主要分布在南丹县、都安县、武宣县和桂平县,与砷矿和铅锌矿较为集中有关。总体来看,西江流域土壤铜虽然有一定积累,但污染较小,较为安全,南丹县、都安县、武宣县和桂平县等局部区域需防范其风险。