A novel approach to estimate and control denitrification performance in activated sludge systems with respirogram technology

Respirogram technology has been widely applied for aerobic process, however, the response of respirogram to anoxic denitrification is still unclear. To reveal such response may help to design a new method for the evaluation of the performance of denitrification. The size distribution of flocs measured at different denitrification moments demonstrated a clear expansion of flocs triggered by denitrification, during which higher specific endogenous and quasi-endogenous respiration rates (SOUR_e and SOUR_q) were also observed. Furthermore, SOUR_q increases exponentially with the specific denitrification rate (SDNR), suggesting that there should be a maximum SDNR in conventional activated sludge systems. Based on these findings, an index R_q/t, defined as the ratio of quasi-endogenous (OUR_q) to maximum respiration rate (OUR_t), is proposed to estimate the denitrification capacity that higher R_q/t indicates higher denitrification potential, which can be readily obtained without complex measurement or analysis, and it offers a novel and promising respirogram-based approach for denitrification estimation and control by taking measures to extend anoxic time to maintain its value at a high level within a certain range.     

利用FOCMEC和CAP方法反演2021年大丰海域M5.0及天宁M4.2地震震源机制解∗

利用 FOCMEC 和 CAP 方法分别对大丰海域 M5.0 地震、天宁 M4.2 地震震源机制解进行反演,分析两种方法所得结果的差异。大丰海域 M5.0 地震 FOCMEC 方法与 CAP 方法计算震源机制解结果存在细微差异,CAP 方法所得结果与其它机构结果较为统一。天宁 M4.2 地震 FOCMEC 方法与 CAP 方法计算震源机制解结果基本一致。 通过研究发现 CAP 方法对台站分布要求不高,但需要地震震级较大,波形信噪比高,震相拟合度较好;FOCMEC 方法对地震震级要求不高,但需要震中位置被台站包围较好,且震中附近台站密度较高,P 波初动清晰。     

甘肃省城镇化质量测度

城镇化质量能全面反映城镇化进程,是城镇化进程的集中体现.在界定城镇化质量内涵的基础上,构建城镇化质量测度指标体系,利用熵权法对甘肃省87个县域2001-2012年的城镇化质量进行测度,以ArcGIS 9.3和Geo da为平台,分析城镇化质量的时间、空间演化格局特征并可视化表示.结果显示:甘肃省城镇化质量整体较低且差异明显,两极分化集聚现象是城镇化质量差异的主要原因;城镇化质量基本格局保持稳定,陇东地区个别县域城镇化质量提升较快;城镇化低质量不平衡发展态势愈演愈烈,城镇化质量空间格局由“三点三片”向“五点五片”扩展.     

梯度负荷下果蔬垃圾厌氧消化性能及微生物群落结构的研究

为优化果蔬垃圾厌氧消化工艺,提高厌氧消化性能,本文通过逐级提高CSTR反应器进料负荷,研究不同负荷下的厌氧消化性能及相应的微生物群落结构变化规律.结果表明,随着进料负荷的增高,容积产气率、甲烷产气量、氨氮、碱度、TCOD、SCOD均逐渐增高,在最高负荷(负荷以VS计)2.50g·L-·1d-1时分别达到最大值:1.22L·L-1d-1,5.10L·d-1,1563.86mg·L-1,7572.23mg·L-1,13283.26mg·L-1,2075.03mg·L-1,甲烷含量及VFA分别稳定在52.46%～54.59%和(879.30±18.69)mg·L-1;同时利用PCR-DGGE技术系统分析了厌氧消化中细菌与古细菌的群落结构,测序结果表明,整个过程中拟杆菌(Bacteroidetes)、甲烷鬃菌(Methanosaeta)及甲烷螺菌(Methanospirillum)为优势微生物,随着负荷的提高,甲烷鬃毛菌(Methanosaeta)活性逐渐降低;聚类分析及主成分分析表明,低负荷条件下(1.50g·L-·1d-1、1.75g·L-·1d-1),微生物种类(细菌、古细菌)差别不明显,且基本处于同一阶段.     

野鸭湖湿地挺水植物磷素截留量动态变化分析

野鸭湖湿地位于官厅水库上游,在截留养分、预防水库水体富营养化方面发挥着重要作用.通过野鸭湖湿地中4种优势挺水植物(茭白、扁秆藨草、香蒲、芦苇)的分布区域研究,分析了植物生物量及养分元素磷含量随季节的动态变化特征,得到了研究区域内4种挺水植物对磷素截留总量的动态变化.结果表明,研究区域内4种优势挺水植物地上部分磷含量为茭白>香蒲>扁秆藨草>芦苇;地下部分磷含量呈现茭白>扁秆藨草>香蒲>芦苇的分布特点;4种植物的地上部分和地下部分磷含量均随生长季节而降低;4种植物的单位面积磷素蓄积能力存在明显差异,表现为茭白>香蒲>扁秆藨草>芦苇的规律,其单位面积蓄积峰值依次为4910、4140、2190和1390g.m-2;研究区域内挺水植物磷素蓄积总量在夏季达到峰值2210.8kg,最小值出现在冬季,为1263.5kg;区域内上、中、下游挺水植物的磷素截留总量依次递减.     

“固化赤泥-人工膜”复合防渗材料研究

赤泥本身具有良好的防渗性能,加入石灰作为激发剂,更可提高其防渗性。根据《土工合成材料测试手册》和GB/T 50123—1999《土工试验方法标准》进行渗透试验,结果表明:室内试验在赤泥中加入8%石灰,并夹一层人工防渗膜形成的复合防渗材料,在固化28 d后,其渗透系数可达(7.3～7.4)×10-9 cm/s。在工业试验中,夹入不同厚度和质地的人工防渗膜的石灰(8%)固化赤泥,渗透系数可达到6.32×10-9～1.89×10-7 cm/s。研究成果在中原某铝厂赤泥堆场防渗工程中得到了应用。     

热处理对猪粪高固厌氧消化产甲烷能力的影响

畜禽粪便属于有机物含量高、卫生风险大的污染物.本研究探寻不同热处理时间下,猪粪(含固率27.6%)不稀释直接进行70℃热处理的情况及热处理对中温高固厌氧消化的影响.结果表明,热处理能够去除猪粪的部分有机物,并能明显提高高固厌氧消化的产甲烷能力和产甲烷速率.热处理时间为1、2、3和4 d时,热处理对猪粪的VS去除率分别为15.1%、15.5%、17.8%、20.0%,甲烷产率(以CH4/VSadd计)分别为284.4、296.3、309.2、264.4 m L·g-1,相比原粪的甲烷产率分别提高49.7%、55.9%、62.7%、39.2%.热处理时间为3 d时,猪粪的甲烷产率最高.热处理对猪粪产甲烷的促进效果显著,能耗适中,并能够起到巴氏消毒的作用,具有较好的工程价值.     

气候和土地利用/覆被变化对宁波地区生态系统产水服务的影响

提供水资源是重要的生态系统服务功能之一,对区域经济和生态系统的可持续发展具有重要作用.近年来,人类活动对水资源的需求量增加,加之水环境污染和水资源浪费现象严重,造成了部分地区的缺水问题.在此背景下,本文以宁波地区为例,研究气候变化和土地利用/覆被变化对生态系统产水服务的影响.首先,利用InVEST模型中的产水量模块,估算了区域的产水量.然后,利用情景分析的方法设计6种情景,分析了气候变化和土地利用/覆被变化对区域产水量的影响.最后,量化了气候和土地利用/覆被变化这2种因素对生态系统产水服务的贡献程度,并讨论了形成机制.研究表明:①2000—2015年,宁波地区的降水量增加了6.44%,潜在蒸散量减少了8.35%.城镇化导致建设用地面积增加了120%,耕地面积减少了22.37%.在气候变化和土地利用/覆被变化的共同作用下,平均产水量增加了10.91%.②气候变化对生态系统产水服务的影响更为显著,而土地利用/覆被变化的影响较小.其中,2000—2015年气候变化对宁波地区产水量的贡献率高达97.56%,而土地利用/覆被变化的贡献率仅为2.44%.③城镇生态系统的产水量高于其他生态系统类型,农田生态系统的产水量高于森林和草地生态系统.因此,城镇化会增加产水量,退耕还林还草会导致产水量的减少.     

Temporal variability of visibility and its parameterizations in Ningbo, China

Simultaneous and continuous measurements of visibility, meteorological parameters and air pollutants were carried out at a suburban site in Ningbo from June 1, 2013 to May 31,2015. The characteristics of visibility and their relationships with air pollutants and meteorological factors were investigated using multiple statistical methods. Daily visibility ranged from 0.6 to 34.1 km, with a mean value of 11.8 km. During the 2-year experiment,43.4% of daily visibility was found to be less than 10.0 km and only 9.2% was greater than 20.0 km. Visibility was lower in winter with a frequency of 53.4% in the range of 0.0–5.0 km.Annual visibility had an obvious diurnal variation, with the lowest and highest visibility being 7.5 km at approximately 06:00 local time and 15.6 km at approximately 14:00 local time, respectively. Multiple correspondence analysis(MCA) indicated that the different ranges of visibility were significantly affected by different levels of pollutants and meteorological conditions. Based on the analyses, visibility was found to be an exponential function of PM_(2.5) concentrations within a certain range of relative humidity. Thus, nonlinear models combining multiple linear regressions with exponential regression were subsequently developed using the data collected from June 2014 to May 2015, and the data from June 2013 to May 2014 was used to evaluate the performance of the model. It was demonstrated that the derived models can quantitatively describe the relationships between visibility, air quality and meteorological parameters in Ningbo.     

黄土丘陵沟壑区生态风险时空动态及其风险分区—以陕西省米脂县为例

目前,黄土丘陵沟壑区等生态脆弱区生态风险评估已成为地理学与生态学应对生态系统管理的研究热点之一。以黄土丘陵沟壑区米脂县为研究区,构建“风险概率—敏感性—损失度”（PSI）的三维评价框架,并以子流域为评价单元进行数据整合,分析了米脂县2009-2015年准则层与综合生态风险的时空分异及其重心转移,并基于风险主导因子给出米脂县风险防范分区及降险对策。结果如下：（1）2009-2015年风险概率分别为49.93%、52.92%,有上升趋势;生境敏感性分别为0.61、0.60,下降了1.6%,生境质量趋好;损失度分别为0.42、0.46,损失度增加。（2）生态风险呈现中间高南北低的空间分布;研究期间生态风险值分别为0.14、0.15,风险有所升高;风险重心向西南转移跃入银州川道且风险演化主体方向为西北—东南走向。（3）风险预警区、生态恢复区、预警恢复兼顾区、自然调控区面积占比分别为7.53%、6.57%、23.86%、62.04%。基于风险主导因子的风险防范分区可有效进行风险消解,促进区域生境的可持续。