Microbial community composition and electricity generation in cattle manure slurry treatment using microbial fuel cells: effects of inoculum addition

Environmental Science and Pollution Research - Microbial fuel cell (MFC) is a sustainable technology to treat cattle manure slurry (CMS) for converting chemical energy to bioelectricity. In this...     

Characteristics of PM<Subscript>2.5</Subscript>, CO<Subscript>2</Subscript> and particle-number concentration in mass transit railway carriages in Hong Kong

Fine particulate matter (PM_2.5) levels, carbon dioxide (CO₂) levels and particle-number concentrations (PNC) were monitored in train carriages on seven routes of the mass transit railway in Hong Kong between March and May 2014, using real-time monitoring instruments. The 8-h average PM_2.5 levels in carriages on the seven routes ranged from 24.1 to 49.8 µg/m³, higher than levels in Finland and similar to those in New York, and in most cases exceeding the standard set by the World Health Organisation (25 µg/m³). The CO₂ concentration ranged from 714 to 1801 ppm on four of the routes, generally exceeding indoor air quality guidelines (1000 ppm over 8 h) and reaching levels as high as those in Beijing. PNC ranged from 1506 to 11,570 particles/cm³, lower than readings in Sydney and higher than readings in Taipei. Correlation analysis indicated that the number of passengers in a given carriage did not affect the PM_2.5 concentration or PNC in the carriage. However, a significant positive correlation (p < 0.001, R ² = 0.834) was observed between passenger numbers and CO₂ levels, with each passenger contributing approximately 7.7–9.8 ppm of CO₂. The real-time measurements of PM_2.5 and PNC varied considerably, rising when carriage doors opened on arrival at a station and when passengers inside the carriage were more active. This suggests that air pollutants outside the train and passenger movements may contribute to PM_2.5 levels and PNC. Assessment of the risk associated with PM_2.5 exposure revealed that children are most severely affected by PM_2.5 pollution, followed in order by juveniles, adults and the elderly. In addition, females were found to be more vulnerable to PM_2.5 pollution than males (p < 0.001), and different subway lines were associated with different levels of risk.     

石漠化治理区小尺度土地利用变化及其驱动机制分析——以花江石漠化治理区为例

研究石漠化治理区小尺度土地利用变化,将有助于深入分析和研究喀斯特地区土地利用变化的时空变化规律、驱动力及资源环境效应。运用逐步多元回归方法,分析石漠化治理区小尺度土地利用变化及其驱动机制。研究表明:(1)2005~2012年,研究区石漠化面积有所减少,由2 824.23 hm2减少到2 777.60 hm2,减少了46.63 hm2,占2005年石漠化面积的1.65%;石漠化程度呈现从重变轻的趋势,无石漠化和中度石漠化面积分别增加12.68%和3.08%,潜在石漠化、轻度石漠化和强度石漠化分别减少5.11%、2.07%和5.24%。其中,稳定型石漠化区域面积最大,占喀斯特面积的95.40%;土地利用变化面积比重为1.15%,土地利用较为稳定。恢复型石漠化区域面积占喀斯特面积的3.95%;土地利用变化面积比重为40.64%,土地利用变化剧烈。退化型石漠化区域面积最小,仅占喀斯特面积的0.65%;土地利用变化面积比重为22.21%,土地利用变化较明显。(2)土地利用变化以园地减少为主要特征,其变化主要由农户的劳动力文化程度变化、劳动力比重变化、本地务工收入变化和外出务工收入变化等4个因子驱动产生。其中,园地变化与本地务工收入变化指数呈显著的正相关关系,回归系数为0.691;与劳动力文化程度变化指数、劳动力比重变化指数和外出务工收入变化指数呈显著的负相关关系,回归系数分别为-0.472、-9.735和-0.443。劳动力比重变化指数是引起园地发生变化的最主要驱动因子。(3)国家因生态文明建设需求而施行退耕还林(草)政策和工业化、城镇化战略,农户因脱贫致富需要而提高文化素质和调整从业行为,分别从宏观和微观两个层面促进石漠化治理区的劳动力转移和产业转型,进而共同驱动了石漠化治理区的土地利用变化。     

不同市场结构组合下稀土最优开采路径研究

本文从价格视角将我国稀土市场结构的变化历程划分为不同阶段,分别从理论和现实视角上探讨了在国际、国内都是完全竞争市场,国际市场垄断、国内市场完全竞争,国际市场完全竞争、国内市场垄断,国际、国内都是垄断市场条件下稀土最优开采路径及最优耗竭时间,并通过设定参数判断其相对大小关系。发现在一定的假设条件下,开采前期当国内和国际市场都是完全竞争时,稀土最优开采量是最大的;当国内和国际市场都是垄断时,稀土最优开采量是最小的;其他两种市场情况下稀土最优开采量居于中间,当国际市场是稀土的主要消费地时,国际竞争-国内垄断市场情况下稀土最优开采量大于国际垄断-国内竞争市场情况下稀土最优开采量,反之,国际垄断-国内竞争市场情况下稀土最优开采量大于国际竞争-国内垄断市场情况下稀土最优开采量。     

Experimental thermal storage research of organic binary phase change materials in building environment

This paper aims to reveal the heat transfer mechanism of low-temperature phase change material (PCM) and design PCM heat storage device in building heating environment. Firstly, low-temperature binary PCMs of lauric acid and stearic acid are prepared, and their thermal properties are investigated by DSC. Then, shell and tube latent heat thermal energy storage units are conducted, and heat transfer experiments are carried out to analyze the heat transfer mechanism of PCM. The results demonstrate that natural convection plays an important role in heat transfer process, and the heat storage efficiency of PCMs can be significantly enhanced by increasing the fin width and improving the inlet heat transfer fluid (HTF) temperature. Furthermore, some proposals are put forward to guide the design of PCM storage device in building heating environment.     

KOH活化花生壳生物质炭对亚甲基蓝吸附性能研究

以花生壳生物质炭(P-BC)为原料,KOH为活化剂,采用化学活化法制得活化生物质炭(K-BC),通过考察对亚甲基蓝的吸附性能,研究了花生壳生物质炭的最佳活化条件,并利用N2吸附-脱附实验、SEM等对最佳活化条件下的生物质炭进行表征。结果表明,K-BC活化的最佳条件为碱炭比为1.5∶1,活化温度为800℃,活化时间为90 min,此时K-BC的比表面积达到597.93 m2/g,总孔容达到0.76 cm3/g。并考察了亚甲基蓝初始浓度、pH等对K-BC吸附亚甲基蓝的影响,随着初始浓度的增加,吸附平衡时间显著延长,亚甲基蓝去除率显著降低;当pH=6时,K-BC对亚甲基蓝的吸附量最大;K-BC对亚甲基蓝的吸附动力学曲线符合伪二阶动力学模型,吸附平衡时K-BC对亚甲基蓝的吸附能力为80~149.95 mg/g。     

RPB-O3/H2O2法处理硝基苯模拟废水

在超重力场中,研究了硝基苯模拟废水的臭氧/双氧水(O3/H2O2)法处理效果,考察了超重力因子β、H2O2浓度、初始p H、液体流量及处理时间等因素对硝基苯去除率的影响。结果表明,硝基苯去除率随超重力因子β和处理时间的增加而增大,而随H2O2浓度、初始p H和液体流量的增加呈先增大后降低的趋势。当硝基苯初始浓度300 mg/L,工艺条件β=80、p H=10.0、臭氧质量浓度约为40 mg/L、H2O2浓度为4.9 mmol/L、液体流量为120 L/h时,循环处理35 min硝基苯去除率可达96.7%。处理时间60 min后,废水中硝基苯含量1.4 mg/L,COD为39 mg/L,达国家一级排放标准(GB 8978-1996)。在此条件下,硝基苯的降解过程符合准一级反应动力学。     

Fe(Ⅱ)EDTA络合吸收-铁粉还原再生脱除NO性能

利用Fe(Ⅱ)EDTA络合吸收-铁粉间歇还原再生脱除NO并回收氨资源的方法,实验研究了铁粉还原再生Fe(Ⅱ)(NO)EDTA的过程及其影响因素。结果表明,以0.015 mol/L的Fe(Ⅱ)EDTA做吸收剂,在起始p H 5.5、温度323K条件下吸收400×10-6~500×10-6的NO,脱除率95%以上;铁粉还原再生Fe(Ⅱ)(NO)EDTA过程可用缩芯模型阐释;铁粉添加量与搅拌强度直接决定了铁粉质点数量,是影响反应的重要因素;实验中Fe(Ⅱ)(NO)EDTA络合液150 m L,氧气含量为5%时,搅拌速度900 r/min、粒径为0.12 mm的铁粉浓度5.3 g/L、温度353 K、p H=6为最适宜再生条件。     

基于GIS的太湖流域主要生态风险源危险度综合评价研究

以太湖流域主要生态风险源为评价对象,充分考虑多类型多等级风险源作用强度的差异性,构建了风险源危险度评价模型,并在此基础上依据风险源发生机率、强度及作用范围等建立了太湖流域洪涝、干旱、极端气象、土壤侵蚀及污染排放等主要生态风险源的危险度评价指标体系。在ArcGIS技术支持下,创建了太湖流域1 606个网格和24个县市的风险源危险度统计数据库,采用AHP权重法确定指标权重,运用叠加分析、空间分析等技术方法最终实现太湖流域单要素及综合生态风险源危险度的定量评价。结果表明流域内生态风险源的分布存在明显的空间分异规律。其中,高生态风险源危险区集中分布在环太湖北部一带,面积约占流域面积的1172%;较高危险区主要呈“西北 北 东北 东”半环状分布格局,所占面积约2452%,危险度较低的区域集中在流域西南部的苕溪流域一带,面积占1566%。此外,不同区域主导生态风险源组成亦不同,约599%的区域是以污染排放为主导生态风险源,主要分布在镇江 宜兴 长兴 安吉一线以东的地区;2545%的区域主导生态风险源为干旱,主要集中在镇江 宜兴 长兴 安吉一线以西;1244%的区域是以洪涝灾害为主导风险源,集中分布在湖州、宜兴等地;而以水土流失、极端气象灾害作为主导风险源地区相对较为分散,所占比例较小     

基于土地利用变化的四川省生态系统服务价值研究

认识和理解土地利用变化对生态系统服务价值的影响及相互作用关系具有重要意义。在分析国内外各种生态服务价值评价方法和对各类生态系统生态服务价值系数进行修正的基础上,采用生态系统服务价值评估模型、敏感性指数和价值变率模型,对各类生态系统的各项生态服务价值、土地利用变化对四川省生态系统服务价值的影响进行了计算和分析。结果表明：（1）四川省土地利用以林地和牧草地为主,1996~2006年耕地、未利用土地、牧草地和水域面积减少,林地、建设用地和园地面积呈增加趋势;（2）1996~2006年四川省生态系统服务价值由1996年的7 214588×108元上升到2006年的7 305018×108元,增加90431×108元,园地生态系统服务价值持续增加,而农田、牧草地、水域、未利用地则继续减少;（3）土地利用的生态服务价值区域差异显著,空间上呈现西多东少的分布格局,西部高山高原区和盆周山区的生态系统服务价值总量较大,成都平原和四川盆地丘陵区所提供的较少;（4）四川省生态系统服务价值缺乏弹性,价值变率反映林地面积的变化对研究区生态系统服务价值的变化具有较大影响