区域生态安全:概念及评价理论基础

借鉴国内外的研究成果,提出区域生态安全的概念是指在一定时空范围内,在自然及人类活动的干扰下,区域内生态环境条件以及所面临的生态环境问题不对人类生存和持续发展构成威胁,并且自然-经济-社会复合生态系统的脆弱性能够不断得到改善的状态。指出生态安全评价是一个多学科交叉的研究领域,其评价理论基础涉及可持续发展理论、生态系统服务功能理论、生态承载力理论、时空论和系统工程论等;生态安全是可持续发展的基础,两者具有内涵和目标的一致性;区域生态安全研究的目的就是平衡人类的自然资源利用与生存环境质量需求的矛盾,保证生态系统在持续安全的状态下提供服务;应用生态承载力的研究成果有助于补充和完善生态安全评价。区域生态安全评价强调研究对象的时空性和研究方法的系统性。多学科整合能更好地指导区域生态安全评价。     

石墨烯氧化物气凝胶修饰金属阳极促进微生物燃料电池的产电性能

微生物燃料电池（microbial fuel cell,MFC）阳极的比表面积、生物相容性以及导电性被认为是影响微生物燃料电池产电性能的关键因素。三维金属阳极因其导电性强、比表面积较二维电极材料大等优点可用来取代碳基电极。为了提高微生物燃料电池的产电性能,本研究选用2种具有三维结构的不锈钢刷（SSB）和泡沫镍（Ni-foam）为金属阳极基材,并将石墨烯氧化物（GO）通过一步冷冻干燥法合成石墨烯氧化物气凝胶复合金属电极（GOA-SSB/Ni-foam）,将其作为阳极进行MFC的产电性能研究。结果显示：在MFC运行中,GOA-SSB和GOA-Ni-foam作为阳极,最大功率密度分别达到490和119 mW·m-2,比未修饰SSB和Ni-foam提高8.1和5.5倍。扫描电镜（SEM）表征显示三维复合金属阳极表面附着的微生物量远高于未修饰电极,且未修饰的SSB和Ni-foam电极表面较GOA-SSB和GOA-Ni-foam电极表面腐蚀更严重,说明GOA不仅可提升阳极比表面积、生物相容性还可减缓阳极基材的腐蚀。电化学阻抗（EIS）结果表明GOA-SSB和GOA-Ni-foam阳极相比于未修饰阳极能够极大的降低传荷电阻,证实GOA修饰阳极加快了电子传递速率。另外,拉曼（Raman）表征显示Shewanella oneidensis MR-1菌可原位还原GOA,佐证了GOA修饰阳极运行后欧姆内阻降低的原因。     

黑龙江省东部煤电化基地经济与生态环境协调发展评价研究

构建东部煤电化基地是继哈大齐工业走廊启动建设后,黑龙江省做出的一项重大战略部署。基地建设要求深入贯彻科学发展观,大力发展煤化工产业,实现全面、协调、可持续发展。全面协调发展不仅是经济的发展,同时也要考虑生态环境的保护。运用层次分析法和协调发展度模型,研究黑龙江东部煤电化基地经济和生态环境的协调发展程度表明,黑龙江东部煤电化基地经济和生态环境协调发展水平处于中等协调状况。针对评价结果,提出了相应的对策和建议。     

气升式环流生物反应器的流体力学及传质特性

本文从气泡运动及气含率、液体循环汽－液传质、反应器能耗分配几方面概述气升式环流反应器方面的最新研究进展，在此基础上．指出进一步研究的重点与方向。     

潘多拉菌LX-1菌株对二氯甲烷的降解特性研究

从某污水处理厂的活性污泥中分离筛选到一株能以二氯甲烷为唯一碳源和能源生长的好氧降解菌LX-1(Pandoraea pnomenusa LX-1).单因素试验表明,适宜菌株LX-1生长的pH和环境温度分别为7.0和35℃,培养基里添加1%的NaCl有助于LX-1的生长及对DCM的降解,二氯甲烷的最大耐受浓度达到了1500mg·L-1.菌株LX-1降解1mg二氯甲烷能产生0.8083mg Cl-和0.3838mg CO2,脱氯率和矿化率分别达到了96.8%和74.15%.培养液中可溶性有机碳含量随降解时间变化呈上升趋势,pH呈下降趋势,结合相关文献报道,推测菌株在代谢二氯甲烷的过程中产生了水溶性小分子酸类(如甲酸)等结构较为简单的有机物,它们最终将被矿化为CO2、H2O和细胞生物量.     

利用紫外预处理加强氯苯的生物滴滤净化

试验采用主波长为185nm的低压汞灯为紫外光源、醚型聚氨酯海绵(PU-foam)为填料的紫外-生物滴滤塔联合装置净化氯苯废气.进气氯苯浓度为600mg·m-3、停留时间分别为92、69和46s时,联合装置的平均去除率分别达到99%、95%和80%;最大去除负荷达到59.6g·(m3·h)-1;联合装置和单独生物滴滤塔生物膜形成时间分别为20d和27d;联合装置的抗冲击能力较好,停留时间缩短至30s,联合装置去除效率可达75%以上,高于单独生物滴滤塔的去除效率(25%).对紫外-生物滴滤塔联合装置机制初步探讨表明,紫外氧化氯苯形成了水溶性较好的可生物降解的物质,降低生物滴滤塔氯苯的处理负荷,同时紫外辐照过程中产生的O3能有效地控制生物滴滤塔内微生物的过量生长,从而维持整个装置的最佳运行状态.     

Ce-ZnO/AC在真空紫外下催化降解对二甲苯废气

将Ce掺杂ZnO光催化剂通过负载活性炭 (AC)的方式制备Ce-ZnO/AC吸附-催化复合材料,并以对二甲苯为典型挥发性有机污染物(VOC),研究其在真空紫外体系中光催化转化性能。结果表明：活性炭的负载能有效提高臭氧的利用效率,强化对二甲苯的去除率和矿化率;当Ce-ZnO与活性炭的负载比例为1∶2时,复合材料的光催化性能达到最优,此时对二甲苯的转化率达到95%以上;活性炭的负载不仅可使污染物与催化剂充分接触,还可有效利用臭氧从而产生·OH等自由基,协同促进对二甲苯的降解,同时更多的中间产物被降解。复合催化材料显示了良好的稳定性,在利用5次后,仍可再生恢复其光催化性能至初始状态。相对于单独的真空紫外光解,Ce-ZnO/AC吸附-催化复合材料与真空紫外体系耦合降解二甲苯的能量利用率提高了2倍,经济性好。     

Zr-S-TiO2纳米材料的制备及其光催化降解诺氟沙星

作者采用固相法合成了不同Zr、S掺杂比的Zr-S-TiO₂纳米材料催化剂,并运用XRD、SEM、FTIR等技术进行物相形貌表征及元素组成分析,以UV-Vis研究了催化剂对水中诺氟沙星(NOF)的可见光降解性能,采用LC-MS对NOF的降解产物进行质谱检测,进而研究Zr-S-TiO₂催化剂对诺氟沙星的降解机理。结果表明,Zr和S成功掺入到TiO₂晶格或晶格间隙中,Zr-S-TiO₂纳米材料紫外吸收光谱发生明显的红移现象;Zr-S-TiO₂(摩尔比Zr∶S)=1∶9)光催化1 h对诺氟沙星的降解率达98.4%;LC-MS分析NOF的3种降解产物,推测Zr-S-TiO₂纳米材料光催化降解诺氟沙星的主要降解途径是脱氟和开环作用。     

碳氮磷比例失调城市污水的同步脱氮除磷

为解决现行同步脱氮除磷工艺处理南方地区碳、氮、磷比例失调城市污水中,因C/N、C/P偏低,碳源不足而降低脱氮除磷效率的难题,试验以碳源偏低的广州市城市污水为研究对象,采用厌氧/好氧交替运行的SBR系统,通过对厌氧、好氧时段的合理调控,在无需额外添加碳源的条件下,有机物、氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别可达90%、72%、41%和99%,不仅能使有机物和氮的出水指标达到国家排放标准,而且总磷出水浓度能达0.5 mg/L以下。通过进一步分析同步高效脱氮除磷的影响因素和控制条件,得出合理污泥龄的控制是实现同步脱氮除磷的关键,厌氧/好氧交替运行的方式不仅强化了磷的释放和吸收,而且降低了碳源偏低和硝酸盐对同步脱氮除磷影响的结论。