Thermodynamics and kinetics of cadmium adsorption onto oxidized granular activated carbon

Cadmium sorption behavior of granular activated carbon oxidized with nitric acid was systematically studied by sets of the equilibrium and time-based experiments under various conditions.The cadmium adsorption capacity of oxidized granular activated carbon enlarged with an increase in pH,and reduced with an increase in ionic strength.Experimental data were evaluated to find out kinetic characteristics.Adsorption processes were found to follow pseudo-second order rate equation.Adsorption isotherms correlate well with the Langmuir isotherm model and the maximum sorption capacity of cadmium evaluated is 51.02μmol/g.Thermodynamic parameters were calculated based on Van't Hoff equation.Equilibrium constant Kd was evaluated from Freundlich isotherm model constants,Langmnir isotherm model constants,and isotherms,respectively.The average change of standard adsorption heatΔH~0 was -25.29 kJ/mol.NegativeΔH~0 andΔG~0 values indicate the adsorption process for cadmium onto the studied activated carbon is exothermic and spontaneous.The standard entropyΔS~0 was also negative,which suggests a decrease in the freedom of the system.     

南京市经济发展与环境污染关系的实证研究

根据南京市1991～2003年经济与环境数据,分析经济发展与环境污染的相互关系,建立了南京市经济增长与环境污染水平的计量模型,进而评价了南京市的环境保护政策。研究表明：作为一个重化工业城市,南京市自20世纪90年代以来,在经济高速发展的情况下,其环境恶化程度逐步得到遏制,部分环境指标与人均GDP演替轨迹呈现显著的环境库兹涅茨曲线特征。这主要归功于南京市政府近年来有效的环境政策和巨额的环境投资。     

云南腾冲地区大气降水中氢氧稳定同位素特征

为了揭示腾冲地区降水中氢氧稳定同位素特征,利用2009年1月～2011年12月腾冲地区339个降水样品资料,对降水中的氢、氧同位素组成及其影响因素进行了分析和研究。结果表明：腾冲地区大气降水中δ18O值变化范围为-2678‰～405‰,δD值变化范围为-20095‰～3689‰,均处于全球降水δ18O与δD值变化范围内。天气尺度下,腾冲地区降水中δ18O的变化具有显著的降水量效应以及反温度效应。但是,在季风降水期间,如果相邻两天都有降水发生时,腾冲地区降水中δ18O值变化并不一定遵循“降水量效应”。利用ECMWF（European Centre for Medium Range Weather Forecasts）提供的TCWV（Total Column Water Vapour）再分析资料,发现TCWV与δ18O的日变化存在明显的反位相对应关系。腾冲地区的大气降水线为：δD=818δ18O+1172,斜率与截距均比全球和全国的大气降水线偏大,说明该地区气候湿润多雨。d值分布具有季节差异,在雨季（4～9月）,腾冲地区降水的水汽主要来源于低纬度海洋,空气湿度大,降水中d值较小;在干季（10～3月）,由于受大陆性气团控制,腾冲地区降水的水汽主要来源于西风带的输送以及局地再蒸发水汽的补充,空气湿度小,降水中d值较大     

城市生态系统复合下垫面碳通量特征——以上海市奉贤大学城为例

随着城市化进程的加速和城市人口规模的增加,城市已成为最大的碳源,研究城市生态系统对大气二氧化碳的贡献成为碳循环研究的焦点问题之一。基于研究区域内土地利用现状和一年的涡动观测系统观测数据,结合地理信息技术(Arc GIS)和通量计算工具(Eddypro及ART Footprint Tool)以及碳通量足迹模型分析了上海奉贤大学城碳通量足迹特征,基于此探讨不同下垫面类型,包括以草本和木本等透水层为主的下垫面(称为自然系统),以建筑物、道路等不透水层为主的下垫面(称为社会系统)碳通量的变化特征。研究结果表明:1)在不同风向上,碳通量贡献区范围随着大气稳定度的增加而扩大。大气处于稳定条件下,非主风向上的碳通量贡献区范围(最大范围1 100 m)比主风向上的碳通量贡献区范围(最大范围780m)要大;当大气处于不稳定条件下时主风向和非主风向下的碳通量贡献区范围相差不大(最大范围分别为321和351m)。2)不同下垫面其源汇特征不同,以绿色植物为主的自然系统年碳通量均值为–4.1μmol/m~2/s,表现为碳汇;社会系统的年碳通量均值为8.6μmol/m~2/s,表现为碳源。3)自然系统的碳通量日变化具有较明显的季节分异,变化特征大致呈"U"型;社会系统的碳通量日变化没有明显的季节分异,变化特征大致呈"M"型。绿色植物对城市生态系统的大气二氧化碳有降低作用,结合自然和社会系统的碳通量变化特征可以为以后合理规划城市布局,建立低碳城市提供服务。     

江苏苏中3市的沿江岸线资源开发利用变化及驱动因素

长江是我国重要的黄金水道,其岸线资源有着丰富的开发利用价值。近年来,苏中地区长江岸线资源利用发展迅速。因此,选取苏中扬州、泰州、南通3市为研究对象,基于2002年和2008年的长江岸线利用状况数据,对比分析了3市岸线发展变化的规律。研究表明:2002年以来,苏中3市的岸线利用率大幅提高;新增岸线中工业岸线占比最大,港口岸线和生活服务岸线次之;工业岸线和生活服务岸线的增幅最为显著;各类型岸线的增加主要来源于未利用岸线,已有岸线类型的转换主要流向工业岸线和未利用岸线。港口建设需求、沿江基础工业化进程加快、港产城融合发展、规划和政策引导等是岸线利用变化的重要驱动力。     

鄱阳湖流域水化学环境参数的变化特征

分别于2010年2月和7月,对鄱阳湖湖区和入湖河流的pH、TDS以及主要离子浓度进行了测定,分析了主要离子组成的时空变化特征及其影响机制。结果表明,鄱阳湖流域水体属于弱矿化度软水,Ca2+是湖水和河水的主要阳离子,分别占阳离子总数〖JP〗的5935%、4989%;HCO-3是湖水和河水的主要阴离子,分别占阴离子总数的5337%、5937%,水质类型为Ca-HCO-3型水;主要离子组成和TDS浓度具有明显的季节和沿程变化特征,这与降雨季节性变化以及不同水系的地质背景有关;从河流水系上游至湖区的水化学特征依次为HCO-3型、HCO-3-SO2-4和SO2-4型。从水化学控制机制上看,鄱阳湖丰水期受大气降水作用和地质条件影响显著,而枯水期降雨量大大减少,主要受岩石风化、蒸发沉淀作用和人为输入的影响。除此之外,SO2-4型水的增加与长江干流酸化以及丰水期长江顶托倒灌现象有密切关系     

Highly efficient conversion of sugarcane bagasse pretreated with liquid hot water into ethanol at high solid loading

Liquid hot water (LHW), an environmental-friendly physico-chemical treatment, was applied to pretreat the sugarcane bagasse (SCB). Tween80, a non-ionic surfactant, was used to enhance the enzymatic hydrolysis of the pretreated SCB. It found that 0.125 mL Tween80 /g dry matter could make the maximum increase (33.2%) of the glycan conversion of the LHW-pretreated SCB. A self-designed laboratory facility with a plate-and-frame impeller was applied to conduct batch hydrolysis, fed-batch hydrolysis, and the process of high-temperature (50°C) fed-batch hydrolysis following low-temperature (30°C) simultaneous saccharification and fermentation (SSF) which was adopted to overcome the incompatible optimum temperature of saccharification and fermentation in the SSF process. After hydrolyzing LHW-pretreated SCB for 120 h with commercial cellulase, the total sugar concentration and glycan conversion obtained from fed-batch hydrolysis were 91.6 g/L and 68.3%, respectively, which were 9.7 g/L and 7.3% higher than those obtained from batch hydrolysis. With Saccharomyces cerevisiae Y2034 fermenting under the non-sterile condition, the ethanol production and theoretical yield obtained from the process of SSF after fed-batch hydrolysis were 55.4 g/L and 88.3% for 72h, respectively, which were 15.5 g/L and 24.7% higher than those from separate fed-batch hydrolysis and fermentation. The result of this work was superior to the reported results obtained from the LHW-pretreated SCB.     

过江通道建设对相对落后地区发展的影响——以江苏省南通市为例

苏通大桥及沪崇苏通道的建设将引致区域交通格局的演化,从而对相关地区经济社会发展产生深远影响。对于相对落后的南通市而言,快速过江通道建设既是促进发展的良好机遇,同时也将带来新的挑战和威胁：（1）交通可达性改善明显,南向联系趋于便捷,运输成本相应减小,要素集聚呈现加速态势,但优质要素面临流失威胁;（2）产业规模迅速扩张,但以低层次产业为主,进一步加大了产业层次提升的压力,同时建设用地的盲目扩张和散乱布局,使得空间开发无序风险加剧;（3）进入上海都市圈的紧密圈层,有望成为长江三角洲北翼重要的次中心城市,但面临的竞争压力也不断增大。为促进南通市的可持续发展,政府部门应在推进都市区建设、促进要素集聚、空间资源的合理和统筹利用等方面制定科学有效的区域政策。