低浓度溶解氧下猪粪固体有机物水解产酸研究

本文以猪粪为发酵原料,通过批式实验研究不同溶解氧(DO)浓度(0—0.26 mg.L-1)、发酵时间(3—12 d)和挥发性固体(VS)浓度(11.14—111.35 g.L-1)对猪粪固体水解酸化过程的影响,确定了低DO浓度下固体有机物优化水解产酸工艺条件:中温35℃,初始VS浓度37.11 g.L-1,初期的DO浓度0.1—0.26 mg.L-1.在此条件下,发酵时间3 d,DO浓度下降到0.10 mg.L-1以下.猪粪发酵液pH值由7.45±0.10降低到5.86±0.17,VS降解率(25.67±1.20)%,挥发性脂肪酸(VFA)中乙酸(3895±91)mg.L-1、丙酸(2313±82)mg.L-1、正丁酸(1361±17)mg.L-1、正戊酸(540±11)mg.L-1.优化条件下的猪粪水解酸化液进行厌氧产甲烷发酵,发酵10 d内产气停止,低溶解氧水解酸化和厌氧产甲烷发酵累计时间仅为13 d,甲烷体积分数(69.5±0.2)%,VS产气率为(0.282±0.011)L CH.4g-1VS.研究结果表明,适当延长发酵时间能够增加VFA中乙酸的含量,初始VS浓度差异对发酵液VFA浓度和VS降解率的影响较显著,低溶解氧能够促进猪粪固体有机物水解过程.     

三峡库区马尾松(Pinus massoniana)林林分结构特征对灌木层物种多样性的影响

林分结构特征对灌木层物种多样性有重要影响,对其之间关系进行研究,可为提高生态系统功能稳定性、进行合理的林分经营管理提供理论依据。以马尾松林为研究对象,采用多元逐步回归、因子分析和典型相关分析等方法分上林层、中林层和下林层研究林分结构对灌木层多样性的影响。结果表明:(1)Pearson相关分析结果表明,上林层是影响灌木层物种多样性的主要层次,而林分总体结构特征与灌木层物种多样性无显著性关系;(2)用13个林分结构参数和灌木层物种多样性各参数进行多元逐步回归,拟合方程都通过显著性检验,R2为0.246-0.630,且仅剔除了树高和大小比数2个变量而保留了其它11个林分结构变量,说明林分结构的综合作用对灌木层物种多样性有较大影响;(3)林分结构可分为3类,分别为林分竞争状况因子、水平结构及冠幅因子和垂直结构及生长因子;(4)上林层林分结构总体上与灌木层物种多样性之间存在着较强的相关性,典型相关系数为0.822(P=0.014),其中垂直结构及生长因子为主要影响因子,权重为0.962。在马尾松林中,上林层林分结构中的垂直结构与生长因子和灌木层物种多样性表现为正相关关系,在经营管理中,可通过调控上林层林木的胸径、冠长及冠层垂直结构等以达到提高林分灌木层物种多样性的目的。     

电芬顿氧化法处理酸性橙Ⅱ模拟废水

为分解酸性橙Ⅱ分子结构中的偶氮键和萘环,提高酸性橙Ⅱ废水的可生化性,采用电芬顿氧化法处理质量浓度为300mg/L的酸性橙Ⅱ模拟废水,研究了不同电流密度对电芬顿系统处理效率的影响.结果表明,在不同电流密度条件下,模拟废水ρ(CODCr)由377.8 mg/L快速降至276.9 mg/L时,消耗的电量分别为300 C(10.0 mA/cm2)、810 C(7.5 mA/cm2)、2 190 C(5.0mA/cm2)和1 710 C(2.5 mA/cm2),说明在高电流密度条件下,电芬顿反应器能够高效快速地分解酸性橙Ⅱ,同时消耗最低的电量.电芬顿系统处理出水的紫外可见光谱检测结果表明,在较高电流密度(7.5 mA/cm2)条件下,电芬顿系统仅需要10 min就能够基本完全分解酸性橙Ⅱ分子结构中的偶氮键和萘环,提高废水的可生化性.      

汉江旬阳至白河段万年尺度洪水流量恢复比较研究

对汉江上游旬阳至白河段基岩峡谷进行了详细的野外调查,在全新世黄土地层中发现了古洪水滞流沉积层。综合野外宏观特征和粒度分析,并与现代洪水滞流沉积物的对比,判定是典型的古洪水滞流沉积物。通过全新世地层关系对比和光释光(OSL)测年表明,古洪水事件发生年代距今为1800~1700 a(A.D.200-300)。汉江上游旬阳至白河段万年尺度流量恢复比较发现,由古洪水SWD厚度与含沙量关系法恢复的洪水水位和流量更为合理。这些成果为汉江上游水资源开发与重大水利工程的安全校核提供了重要的科学依据。     

下辽河平原景观生态安全评价及空间结构分析

以东北三省开发强度最大的辽河中下游———下辽河平原为研究对象,根据景观格局与生态安全的关系,通过景观干扰度指数和景观类型脆弱度指数构建景观生态安全指数,并借助地统计学和空间自相关模型分析的理论方法,对下辽河平原景观生态安全的空间分布特征、变异规律及空间结构进行了分析。结果表明:1)块金值C0所占比例在3个年份间有逐步上升的趋势,表明非结构性因素对景观生态安全演变的影响程度不断加深,但结构性因素(地形地貌、水文、土壤植被类型等)仍然对本区景观生态安全的空间分布起决定性作用;5 km采样间距内研究区景观生态安全具有高度的空间相关性;2)1989—2010年下辽河平原景观生态安全总体呈略微下降趋势,各安全分区的面积比例和空间结构均发生了明显变化;3)1989—2010年研究区景观生态安全Moran's I表现为一定程度的正相关,且相关程度呈略微下降趋势,研究区景观生态安全局部空间自相关和显著性水平均发生了明显变化。     

被动采样法监测乌鲁木齐市及周边地区BTEX污染现状

应用被动采样法对乌鲁木齐市及周边地区BTEX的浓度水平、组成特征、来源和污染情况进行研究。结果表明:冬季乌鲁木齐市及周边地区苯平均浓度为22.487μg/m3,甲苯平均浓度为8.188μg/m3,乙苯平均浓度为8.336μg/m3,二甲苯平均浓度为17.597μg/m3,BTEX平均浓度为56.465μg/m3,污染整体水平较高。BTEX的浓度排序为:苯>二甲苯>乙苯>甲苯。其中苯和二甲苯占总量的70.81%,为本地区BTEX中的主要组分。各采样点苯与甲苯比值为1.21~4.60,表明乌鲁木齐市及周边地区BTEX的主要来源为煤炭燃烧。监测数据客观体现了乌鲁木齐市及周边地区BTEX污染现状。     

微生物改性肥槽回填土试验

现代城市建设中,狭长且超深的基坑肥槽因作业空间受限回填质量普遍偏低,肥槽回填土后期易产生不均匀沉降、渗水以及抗浮等问题,亟待采取新型有效的措施提高肥槽回填质量。微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)作为一种新型加固技术,可用于提高回填土强度并降低回填土渗透。为探究MICP技术应用于肥槽回填土的改性效果,以室内试验为先导,探讨2种改性方法在不同菌液细胞浓度、胶结干粉施加比例及胶结液浓度的配比下的改性效果,再将最佳配比的改性方法应用于实际工程验证。结果表明：2种改性方法中渗流法相较于拌制法胶结质量可控、改性效果更好。渗流法最优添加物配比为10倍稀释的菌液及低浓度0.5 mol/L∶0.5 mol/L(尿素与氯化钙浓度比例)的胶结液。现场验证试验改性后肥槽回填土相较于常规措施回填土,无侧限抗压强度提升174.2%～772.7%,压缩系数值减小0.09～0.41,孔隙比减小0.08～0.5,渗透系数降低1～4个数量级。改性后肥槽回填土对比常规措施回填土不均匀沉降基本消除,阻隔地下水渗流能力增强,回填质量显著提高。     

夏季南亚高压年代际变化及其对长江中下游降水的影响

夏季南亚高压对我国长江中下游旱涝分布有重要影响,为深入认识长江中下游夏季降水年代际演变规律和机理,提高其短期气候预测水平,利用1960~2015年NCEP/NCAR再分析资料和地面气象站降水资料,分析夏季南亚高压年代际变化及其对长江中下游降水的影响。结果表明：夏季南亚高压强度、面积、南界、东伸脊点、西伸脊点和脊线均存在显著的年代际变化,长江中下游夏季降水也有明显年代际转折,南亚高压脊线与长江中下游夏季降水相关最好,呈显著负相关。夏季南亚高压脊线年代际偏南期,南亚高压偏大偏强,长江中下游高层气流强,且形成发散;副高增强西伸,印度有稳定低压存在,长江中下游处于副高西北侧和西风槽前,盛行西南风,与北方来的偏西气流汇合;低层风场有明显切变和辐合,从孟湾、南海输送来的水汽在长江中下游辐合上升,导致降水偏多。1990s初至2000s初,夏季南亚高压年代际减弱西撤,副高减弱东撤,但由于两个高压减弱程度较小,长江中下游夏季降水仍偏多。     

汉江上游郧西段全新世古洪水水文学研究

通过对汉江上游的考察,在郧西段归仙河口(GXHK)发现了典型的全新世古洪水滞流沉积剖面。采集滞流沉积层样品,进行粒度、磁化率等分析,证明研究地点具有典型的古洪水滞流沉积层。通过地层学对比分析,确定两次古洪水事件分别发生在3 000-2 700 aB.P.和公元100-200年(即1 850-1 750 aB.P.)。利用沉积学、水文学方法计算出GXHK的古洪水流量介于63 090～64 320 m3/s之间。用2010年、2011年大洪水洪痕的现代水文学验证和美国学者Baker提出的河流流域面积与大洪水洪峰流量关系进行对比分析,证明古洪水水文学计算结果合理可靠,从而为汉江上游的工程建设及沿岸地区的防洪减灾提供参考。