巧借他山石 助我振翅飞——推进国家重大水专项滇池洱海项目的思考

介绍了云南省水专项项目的基本情况,总结了"十一五"的成果及经验,提出了"十二五"的思考和建议。     

基于SMP破坏准则的岩土平面应变滑移线场理论

选择平面应变破坏时的中间主应力σ2=(σ1σ3)～(1/2)更适合于岩土材料,本文提出了基于SMP破坏准则的岩土平面应变问题的滑移线场理论。该理论与基于Mohr-Coulomb破坏准则的滑移线场理论相比,由于考虑了中间主应力效应,能使土体强度参数提高15%～37%左右。通过算例计算验证表明:基于SMP破坏准则的滑移线Prandtl解比基于Mohr-Coulomb破坏准则的滑移线Prandtl解和Terzaghi解值都偏大;基于SMP破坏准则上限法计算的竖直坑壁临界高度同样比基于Mohr-Coulomb破坏准则计算的临界高度值大。该理论进一步发展了岩土平面应变滑移线场理论体系,应用于工程实际能产生一定的经济效益。     

巢湖水质与流域农业投入的关联性研究

为探讨巢湖富营养化与流域农业生产投入资源的关联性,选择了化肥剩余、节水灌溉面积、农膜、水土流失治理等可能影响水体富营养化的因子;研究中采用相关分析与逐步回归的方法,同时,提出了一种结合Technique for Order Preferenceby Similarity to Ideal Solution(TOPSIS)法计算化肥剩余量的方法.结果表明,巢湖流域农业生产投入的各种资源中,对巢湖水体富营养化影响较大的是化肥剩余、节水灌溉面积和农膜,并且化肥剩余的影响还存在1 a的滞后期.因此,有必要从提高化肥利用效率、改进灌排水方式并减少农业用水入手,以求节约资源,同时降低农业生产对巢湖水质的影响.     

pH值对零价铁自养反硝化过程的影响

以零价铁和硝酸盐为基质,通过批量实验和连续流发酵罐实验中铁自养反硝化脱氮速率的测定,研究了铁自养反硝化过程pH值的变化以及pH值对零价铁自养反硝化污泥活性的影响.批量实验采用4个添加污泥的反应瓶,初始pH值分别为6.2、6.7、7.5、8.8和一个初始pH为6.7的未添加污泥瓶.结果表明初始pH值6.7时表现出最高氮素脱除速度,其中未添加污泥的批量瓶pH持续上升至10左右,4个不同初始pH添加污泥的批量瓶的pH值后续均集中在7.5~7.8之间,难以凸显不同pH值对反硝化菌的影响.利用能够控制pH值稳定的连续流发酵罐,通过设立6、6.5、7、7.5、8这5个恒定的pH梯度,对微生物不同pH值条件下的适应性和活性进行观察,结果表明在pH为6.5时污泥活性最大,其氮脱除速率达到1.35mg·(L·h)~(-1).     

磷酸盐、腐殖酸与粉煤灰联合钝化处理模拟铅镉污染土壤

本研究利用过磷酸钙、腐殖酸、粉煤灰及其复配组合钝化处理人工模拟Pb、Cd污染土壤,并采用CaCl_2浸取法、三乙三胺五乙酸(DTPA)浸取法以及BCR形态分级实验评价钝化效果,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜能谱(SEMEDS)分析土壤表面微观形态与结构,进一步探究其钝化机制.结果表明,除了腐殖酸单一处理,其他不同钝化处理均能降低土壤CaCl_2和DTPA提取态Pb、Cd含量,其中先添加过磷酸钙和腐殖酸,然后再添加粉煤灰的联合处理实验组效果最佳.土壤pH值与CaCl_2、DTPA提取态Pb含量存在微弱的正相关关系,与CaCl_2、DTPA提取态Cd含量存在负相关关系,速效磷含量与二者都存在显著的负相关关系,说明速效磷含量是控制土壤Pb、Cd活性的主要因素.施用磷酸盐、腐殖酸和粉煤灰可以促进Pb、Cd由活性较高的弱酸提取态向活性低的残渣态转化,从而有效降低Pb、Cd的迁移能力.XRD和SEM-EDS分析表明,过磷酸钙钝化重金属的机制主要是通过离子交换作用将重金属转化为难溶的Ca-重金属混合磷酸盐,3种钝化剂联合作用机制主要通过溶解/沉淀以及表面吸附作用将重金属转化为稳定的磷酸铅沉淀[Pb_3(PO_4)_2]或者混合重金属矿物[PbFe_3(SO_4)(PO_4)(OH)_6],从而有效钝化重金属.     

基于厌氧氨氧化的含氨废气原位处理

采用部分亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器研究了含氨废气原位脱氮处理的可行性.结果表明,在控制低溶解氧(0.2~1 mg·L~(-1)),pH为7.9~8.2,中温(30~35℃)条件下,经过60 d的运行,成功地实现部分亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器的启动,总氮去除率达到88%,氮去除速率由0.05 kg·(m~3·d)~(-1)上升并稳定在0.7 kg·(m~3·d)~(-1).在含氨废气处理研究中,当含氨废气浓度低于2.59%,废气中原有的氧过量,导致硝态氮大量累积;当含氨废气体积分数为2.59%~4.2%时,废气中氧满足反应器脱氮的需求;当含氨废气体积分数高于4.2%,需要额外通入空气,补充反应器内的氧需求.经过60 d的运行,氨气的去除率达100%,总氮去除率达90.06%,总氮去除负荷为0.51 kg·(m~3·d)~(-1).说明基于厌氧氨氧化反应的一体化反应器可实现含氨废气稳定去除.     

Photosynthesis and biochemical responses to elevated O3 in Plantago major and Sonchus oleraceus growing in a lowland habitat of northern China

A field experiment was carried out to compare the responses to ozone(O_3) in two common herbaceous plant species, Plantago major L. and Sonchus oleraceus L., by building open-top growth chambers in situ to simulate O_3stress(+ O_3, 85 ± 5 ppb, 9 hr/day for 30 days) in a lowland habitat in Inner Mongolia, Northern China. Responses to O_3 of gas exchange,chlorophyll a fluorescence, leaf pigment content, antioxidant capability, soluble protein content, membrane lipid peroxidation and dark respiration(R_d) were analyzed. Results showed that elevated O_3 exposure significantly reduced the light-saturated net photosynthesis(P_(Nsat)), stomatal conductance(g_s) and transpiration rate(E) in both species. Although non-significant interactive effect between species and O_3 on P_(Nsat) was analyzed, the reduction in P_(Nsat) in S. oleraceus might be due primarily to the higher fraction of close PSII reaction centers and impaired activities of plant mesophyll cells as evidences by decreased maximum efficiency of PSII photochemistry after dark adapted state(F_v/F_m) and unchanged intercellular CO_2concentration(C_i). Besides, biochemical analysis showed that S. oleraceus had lower antioxidant ability compared to P. major. As a result, S. oleraceus was damaged to the larger extent in terms of lipid peroxidation and visible O_3 injury, indicating that S. oleraceus was more sensitive to O_3 than P. major. Our results indicated that wild herbaceous plant species growing in a lowland habitat in sandy grassland were sensitive to O_3 stress and S. oleraceus can be considered as one of the bio-indicators for high O_3 concentration in semi-arid grassland of northern China.     

基于O/E模型和化学-生物综合指数的淮河流域关键断面生态健康评价

由于人类对河流的过度开发利用,河流生态系统逐步退化,部分河流甚至已丧失生态服务功能.因此,客观评价河流生态系统健康状况,加强河流生态保护与修复是水环境管理的重要工作.本研究于2014—2015年度在淮河流域典型河段的9个关键断面展开了4次水生态状况调查,根据四季水质现状和底栖动物群落结构特征,分别应用O/E模型和化学-生物综合指数法对淮河流域河流生态健康进行评价.结果表明:淮河流域总氮污染严重,处于劣Ⅴ类标准;底栖动物群落结构简单,生物多样性较低,主要以腹足纲和昆虫纲为主且物种分布呈现显著的季节性差异;O/E指数在pc≥0和pc≥0.5阈值条件下的评价结果显示所有断面的健康等级均处于差或极差;除夏季外,化学-生物综合指数评价结果与O/E指数评价结果呈现较好的一致性.水质恶化是物种锐减的重要诱因,是水生态健康状况较差的主要限制因素.     

长江安徽段江心洲土壤重金属的分布特征及来源分析

在长江安徽段15个面积较大的江心洲采集表层(0~20 cm)和深层(150~180 cm)土壤样品,研究其重金属元素含量的分布特征和来源.表层土壤中Cd、Hg、Pb、Cu和Zn等元素平均含量分别是深层的2.33、1.67、1.35、1.48和1.43倍.以长江沉积物背景值作为基线值进行的地累积指数评价结果表明,土壤重金属富集程度依次为CdHgCuZnAsPb.不同江心洲之间以及同一江心洲内部土壤重金属含量的差异,主要与江心洲的成因及其发育演变过程有关,近期淤长的部分,土壤重金属元素含量通常比较高.因子分析结果表明,研究区土壤重金属的富集主要与细颗粒物质的粒径效应、含钙矿物对Cd等元素的固定,以及受燃煤影响的大气沉降输入有关.利用因子得分-多元回归法量化了不同来源重金属的贡献,土壤粒度端元对研究区土壤Ni、Cu、Pb、Zn、As、Cd的贡献率均超过70%.     

一种CANON工艺处理低氨氮废水的新模式

利用上流式污泥床反应器,以出水复氧回流的方式快速启动CANON工艺,并研究了启动及运行过程特征.结果表明,以出水复氧进行回流的方式可以快速启动并稳定运行CANON工艺;在污泥体积分数为25%,进水NH_4~+-N为157 mg·L~(-1),HRT为2 h的条件下,经过50 d的稳定运行,总氮去除速率NRR从1.31 kg·(m~3·d)~(-1)逐渐升高到1.47 kg·(m~3·d)~(-1).复氧回流的方式有效地控制了反应器内溶解氧的量,使得DO0.01 mg·L~(-1),对系统中的NOB起到了良好的抑制效果,同时也为An AOB提供了一个良好的生长环境;通过控制回流量的大小可以精确地控制NO_2~-的产生速率,使得与NO_2~-消耗速率达到一个良好的平衡状态,避免了NO_2~-的积累及其硝化反应的发生.因此,复氧回流CANON工艺在运行的稳定性方面表现出了很大的优势,为CANON工艺处理低氨氮废水提供了一个新模式.