Enhanced methane production in an anaerobic digestion and microbial electrolysis cell coupled system with co-cultivation of Geobacter and Methanosarcina

The anaerobic digestion(AD)and microbial electrolysis cell(MEC)coupled system has been proved to be a promising process for biomethane production.In this paper,it was found that by co-cultivating Geobacter with Methanosarcina in an AD–MEC coupled system,methane yield was further increased by 24.1%,achieving to 360.2 m L/g-COD,which was comparable to the theoretical methane yield of an anaerobic digester.With the presence of Geobacter,the maximum chemical oxygen demand(COD)removal rate(216.8 mg COD/(L·hr))and current density(304.3 A/m_3)were both increased by 1.3 and 1.8 fold compared to the previous study without Geobacter,resulting in overall energy efficiency reaching up to 74.6%.Community analysis demonstrated that Geobacter and Methanosarcina could coexist together in the biofilm,and the electrochemical activities of both were confirmed by cyclic voltammetry.Our study observed that the carbon dioxide content in total gas generated from the AD reactor with Geobacter was only half of that generated from the same reactor without Geobacter,suggesting that Methanosarcina may obtain the electron transferred from Geobacter for the reduction of carbon dioxide to methane.Taken together,Geobacter not only can improve the performance of the MEC system,but also can enhance methane production.     

锅炉烟囱高度设置合理性论证的实例分析

污染物高烟囱排放对改善污染物对地面的影响是很明显的,但是过高的烟囱不仅对企业投资是一种负担,而且还可能对周围环境产生景观上的不协调影响,因此环境影响评价中开展对烟囱高度合理性论证是非常必要的。以延安市某集中供热工程为实例,依照相关技术规范对烟囱高度的明确要求,并利用新版大气环境影响评价技术导则中推荐的SCREEN3模式,论证了该工程拟建设的120m高烟囱是合理可行的,同时得出了"高烟囱的设置可促成酸雨的形成"以及"过高的烟囱对环境质量的改善是并不明显的"这一结论。针对研究时存在的不足之处,最后提出了继续深入研究的方向。     

温度、氨对鲢、鳙、草、鲤鱼的影响

为制定热排放标准的需要,用动态实验和静态实验方法研究了热冲击与氨对鲢、鳙、草、鲤鱼的急性和亚急性效应。结果表明：选择温度与起始致死温度（TL₅₀）值随着驯化温度的升高而增大,鳙鱼对热冲击的反应较敏感。氨对鲢、鳙、鲤鱼的急性毒性（96h）LC₅₀值分别为0.38、0.30、0.66mgNH₃/L（非离解氨）。水温升高5℃,鲤鱼的（96h）LC₅₀。值从0.66mgNH₃/L下降到0.44mgNH₃/L,热冲击明显提高了氨对鲤鱼的毒性。氨对鲤鱼的亚急性毒性结果表明,鳃、肝组织出现了病理改变。以上室内实验结果可作为评价监测热污染水质的科学依据。     

地震作用下地裂缝场地土体的损伤量化分析∗

为研究地震作用下地裂缝场地的破坏特征和损伤变化规律,以西安f4地裂缝场地为背景,进行振动台模型试验。基于希尔伯特边际谱理论,通过土体内部实测数据对地裂缝场地损伤过程进行分析。结果表明:(1)地震作用下,地裂缝场地上、下盘土体变形不一致导致主裂缝两侧产生张拉应力,使得主裂缝不断开裂、扩展,破裂面为锯齿状,且上盘区域产生的次生裂缝更多;(2)损伤指数的发展规律与试验现象较为吻合,说明此损伤量化方法适用于评价地裂缝场地在地震作用下的损伤特征;(3)地表各测点的损伤指数和峰值加速度分布规律表现出较高的一致性,均在靠近地裂缝处达到最大,随着与地裂缝距离的增大而递减,表现出“上、下盘效应”,土体的损伤状况与输入峰值加速度、土层类别等因素有关。     

天津市采暖季PM2.5组分消光特性及来源分析

为了解天津市采暖季细颗粒物组分对能见度的影响、明确消光组分来源,对天津市2017年采暖季大气PM_2.5样品进行了为期一月的连续采集,并测定水溶性离子、有机碳和元素碳的含量,通过修正IMPROVE方程研究了细颗粒物消光特性,并采用主成分分析—多元线性回归模型(PCA-MLR)对其来源进行解析,同时应用潜在源贡献因子(PSCF)和浓度权重轨迹(CWT)明确PM_2.5质量浓度的潜在污染源区域。结果表明,OC、EC以及SNA(NO3^?、NH₄⁺、SO₄^2?)的生成和积累对于能见度的下降具有重要影响,且能见度随SOR和NOR二次转化程度的升高而下降;2017年天津市采暖季日均消光系数为(294.56±262.89)Mm^?1,其中OM(34.86%)、硝酸盐(22.84%)、硫酸盐(11.59%)和EC(11.54%)为主要消光组分,硝酸盐和硫酸盐的增加对于能见度的下降起主要影响作用;根据PCA分析结果可知,天津市采暖季PM_2.5中的碳组分和水溶性离子主要来源于燃煤、生物质燃烧(68%),受扬尘(22%)和海盐(8%)的影响较小;区域传输分析结果表明天津市采暖季PM_2.5污染源潜在区域主要分布在河北中西部、河南北部、山西北部和内蒙古中部、西部。     

中国古典园林元素在现代园林景观中的应用

为探究现代园林设计对古典园林元素的继承与运用,分析了中国古典园林的古典元素设计特点,列举了中国古典园林元素设计手法:抑扬衬托,隔而不塞,空间效果以小见大,欲露先藏,曲径通幽.提出了古典园林元素在现代园林景观中的应用,包括在古典山石元素、建筑元素、园林植物、理水中的应用.应参考古典园林造景设计方式,创造出一种具有中国特色...     

裸蒴根的化学成分

首次对我国特有属药用植物裸蒴的化学成分进行研究.采用色谱方法分离化合物,以波谱技术鉴定其结构;并采用MTT法对其进行体外细胞毒活性测试.该植物根部的乙醇提取物中分离出4个化合物,分别鉴定为5-癸酰基-2-壬基吡啶(1)、豆甾烷-3,6二酮(2)、豆甾-4-烯-3,6二酮(3)和胡萝卜苷(4).其中化合物1~3为首次从裸蒴属植物中分离得到,这3个化合物对人肝癌细胞(SMMC-7721和Hep3B)的增殖均显示一定的抑制活性.     

工业和建筑固体废弃物再生研究

为了减轻我国的工业/建筑固体废弃物的污染压力,通过对工业和建筑固体废物、粉煤灰、水泥以及外加剂的组合配比实验,优化制作具有轻质高性能的混凝土建筑砌块的方法,并对所研制的混凝土砌块的强度和导热性能进行了测试,最终结果显示砌块性能良好。预计此类复合建筑材料可以在未来的市政建筑中发挥应有的作用。     

High CO<Subscript>2</Subscript> adsorption by amino-modified bio-spherical cellulose nanofibres aerogels

Climate change has become increasingly serious due to the greenhouse effect. It is therefore necessary to control the content of greenhouse gases such as carbon dioxide in the atmosphere, using, for instance, CO₂-adsorbing materials. Here, we synthesized ultra-lightweight and spherical cellulose nanofibres aerogels by a suspension titration method using an efficient amination process. These functional materials with high porosity, higher than 96.54%, and three-dimensional network structure, were prepared by freeze-drying spherical cellulose nanofibres hydrogel. Their maximum CO₂ adsorption capacity reaches 1.78 mmol/g, and they show excellent regeneration, of more than 10 cycles. This synthesis of bioaerogels represents a new method for the preparation of bio-CO₂ adsorbents.     

2种类型多壁碳纳米管对蛋白核小球藻的毒理研究

碳纳米材料由于其具有优异的性能,得以广泛生产和使用,其不可避免会进入水环境中,对水生生态系统造成潜在影响。多壁碳纳米管(P-MWCNTs)和羟基化多壁碳纳米管(MWCNTs-OH)作为纳米材料的典型代表,应用非常广泛,其潜在的环境效应受到人们越来越多的关注。为此,本文以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)作为受试生物,通过暴露实验,研究了P-MWCNTs和MWCNTs-OH对蛋白核小球藻的生物学效应。研究结果表明：1)当P-MWCNTs浓度≤10 mg·L-1、MWCNTs-OH≤20 mg·L-1浓度时对蛋白核小球藻生长未造成影响;2)暴露96 h后,当P-MWCNTs≤10 mg·L-1、MWCNTs-OH浓度≤20 mg·L-1时,蛋白核小球藻细胞可溶性蛋白质含量增加,当P-MWCNTs浓度≥20 mg·L-1、MWCNTs-OH浓度≥40 mg·L-1时,2种类型MWCNTs均对蛋白核小球藻造成毒性效应;3)随着2种类型MWCNTs浓度的增加,蛋白核小球藻细胞总抗氧化能力(T-AOC)值减少,蛋白核小球藻细胞丙二醛(MDA)含量显著增加,细胞的健康程度逐渐恶化,细胞结构受到严重损伤;4)MWCNTs-OH比P-MWCNTs具有更好的生物相容性。