模糊数学在湟水流域水质综合评价中的应用

应用模糊数学进行环境质量的综合评价,获得了良好的结果.     

考虑土⁃结构相互作用的软钢阻尼器作用效果分析∗

为了研究土-结构相互作用(SSI)对设置金属阻尼器框架结构的影响规律,本文设计实现了考虑SSI 的设置开孔式加劲阻尼器体系的框架结构振动台模型试验。试验采用层状剪切盒模拟土体的边界,锯末和砂土的混合物作为地基土,以12 层钢筋混凝土框架结构模拟上部结构。基础采用3×3 群桩基础。本文完成了1：6 比例的高层结构—桩—土动力相互作用体系(PSSI)、设置金属阻尼器的PSSI 体系以及刚性地基上框架结构和刚性地基上设置金属阻尼器的框架结构共4 个模型振动台试验。从动力特性、地震响应等方面对比分析了纯框架与消能减震结构的差别。并通过计算减震率,分析了SSI 效应对消能减震结构减震效果的影响规律。结果表明：消能减震结构在同样的地震作用加载下,频率衰减幅度降低为纯框架的1/3~1/2,阻尼比增加幅度为纯框架的1/2 左右,结构的损伤程度明显减弱,阻尼器起到了显著的减震效果。SSI 体系消能减震结构的阻尼器减震效率下降,但SSI 的减震效果加强,综合来看,其减震率依然高于刚性地基结构。     

京津冀地区城市三生空间碳代谢效率特征及演进模式

探究城市三生空间系统的碳代谢效率有助于实现区域要素整合和空间优化.基于城市代谢视角,采用物质流分析法构建了京津冀地区三生空间碳代谢效率评估框架,并运用超效率DEA模型和Malmquist指数分析了2000~2020年三生空间碳代谢效率的时空分布、动态变化及演进模式.结果表明：①2000~2020年,京津冀地区三生空间碳代谢效率呈波动增长趋势,各城市碳代谢效率空间分异明显,碳代谢效率水平整体偏低,呈中部高、南北低的分布格局.②京津冀地区碳代谢效率全要素生产率呈增加趋势,技术进步变化和纯技术效率贡献作用不显著.超过50%的城市全要素生产率呈改善趋势,仅有38.46%的城市在碳代谢效率改善过程中存在技术进步现象,超过1/2地区的纯技术效率呈下降趋势,大部分城市的技术效率和规模效率变化指数大于1.③各城市碳代谢效率呈现不同的类型特征,按照其发展路径划为稳定式、反复式、渐进式和突变式这4种演进模式.各城市应据此采取差异化措施,合理配置三生空间资源,提高技术水平和规模效率,以期提高城市碳代谢效率水平.     

基于DNDC模型评估水位变化对滨海湿地净生态系统CO2交换的影响

水位是影响滨海湿地生态系统蓝碳功能的重要因素。气候变化引起的海平面上升以及极端气候事件的频发,可能加快水位的变化,从而改变生态系统碳交换的过程。然而,滨海湿地碳汇功能响应水位变化的机制尚不清楚。为了评估水位对滨海湿地净生态系统CO₂交换(NEE)特征的影响,以及验证DNDC(denitrification-decomposition)模型对模拟预测滨海湿地生态系统碳交换的适用性,该研究设计了野外水位控制试验(自然水位,地下20 cm水位、地表10 cm水位),并利用DNDC模型模拟和预测水位变化对滨海湿地NEE的影响。结果表明:(1)不同水位处理之间NEE差异显著,地表10 cm水位处理促进CO₂吸收,地下20 cm水位则抑制CO₂吸收;(2)经过校准和验证的DNDC模型可以准确模拟水位变化对黄河三角洲湿地NEE的影响,NEE模拟值的日动态与田间观测结果显著相关(R²>0.6);(3)通过改变气候、土壤和田间管理等输入参数对DNDC模型进行灵敏度检验,生态系统碳交换过程对日均温、降雨和水位改变的响应最为显著,其中,水位对NEE的影响主要作用于土壤呼吸(Rs)。未来气候情境下,不同水位变化下的生态系统碳交换过程随年份增长呈现不同的规律,因此未来的模拟研究应关注DNDC中水文模块和植被演替过程的完善。该研究可为预测水文变化情境下滨海湿地碳汇功能的未来发展以及政策制定提供参考。     

不同表面活性剂对土壤中BaP的去除研究

将非离子型表面活性剂Brij35、阳离子型表面活性剂CTAB、阴离子型表面活性剂SDBS、生物表面活性剂鼠李糖脂Rhamnolipid对苯并芘(BaP)的增溶能力和对BaP污染土壤的洗脱效果进行了对比研究,当表面活性剂浓度为10g/L时,其洗脱效果:Brij35(71.3%)Rhamnolipid(49.9%)SDBS(43.2%)CTAB(13.1%)。通过计算与比较临界胶束浓度(CMC)、摩尔增溶比(MSR)、表面活性剂在土壤表面的饱和吸附量,几种表面活性剂中确定Brij35为最佳清洗剂。同时探究了液固比、表面活性剂浓度、温度、洗脱时间对土壤中BaP去除率的影响。结果表明最佳的洗脱条件为:液固比101,Brij35 10g/L,反应温度20℃,洗脱时间24h。此条件下BaP的去除率最高可达72.4%。研究证实了Brij35能促进土壤中BaP的分离以达到修复目的。     

二氧化氯母体材料安全性研究

为研究二氧化氯母体材料(氯酸钠、亚氯酸钠,分别用0#和1#表示)的安全性能,采用摩擦和撞击感度仪、电火花感度仪和差式扫描量热仪(Differential Scanning Calorimetry,DSC),对二者的机械感度、静电感度及热安全性能进行了对比研究,并研究了掺杂对母体材料机械感度和静电感度的影响。结果表明,未掺杂的样品机械安全性较高,爆炸危险性较低。掺杂树脂、木粉、油脂后,0#样品特性落高对数值分别为1.642、1.688、1.758,爆炸概率分别为0.72、0、0.64;1#样品特性落高对数值分别为1.427、1.354、1.447,爆炸概率分别为0.92、0、0.88。可知掺杂后二者均有爆炸危险,机械感度提升。当木粉与0#/1#试样掺杂比例分别为1∶10、1∶5、1∶2时,随木粉掺杂量增加,0#样品特性落高对数值由1.758降至1.715,爆炸概率由0.64上升至0.8;1#样品特性落高对数值由1.447增至1.522,爆炸概率由0.88上升至1。据此可知,随木粉与试样掺杂比例由1∶10增至1∶2,0#样品撞击感度趋于增加,1#样品撞击感度趋于减小,二者的摩擦感度呈上升趋势。且1#较0#样品对撞击、摩擦作用更敏感。两样品及掺杂3种掺杂物后样品均对静电作用不敏感;在0~300℃温升范围内,0#样品无放热峰,仅有1个吸热峰;1#样品出现两个放热峰,初始放热温度分别为167.00℃、207.21℃,焓变分别为519.795 6 J/g、301.525 8J/g。这说明1#样品易发生热积聚,引起热爆炸;而0#样品在此温升范围内,相对较安全,热安全性能较高。     

3-甲基吡啶-N-氧化物热稳定性分析

为了评估反应体系发生热失控时引发3-甲基吡啶-N-氧化物分解的可能性,采用差示扫描量热仪(DSC Q20)对3-甲基吡啶-N-氧化物在不同升温速率下的催化分解过程进行了试验研究。采用Kissinger法和Starink法计算热分解反应的活化能和指前因子。根据得到的活化能,计算3-甲基吡啶-N-氧化物在不同温度下到达最大反应速率所需要的时间(TMRad),结合可能性评估判据进行评估。结果表明:3-甲基吡啶-N-氧化物的分解由两部分组成;两种方法计算得到的活化能较为接近;当冷却失效,反应体系热失控温度达到448 K时,3-甲基吡啶-N-氧化物发生分解的可能性为高级,当温度为433~443 K时,可能性为中级,而当温度低于428 K时,可能性为低级。     

不同施肥模式对华北平原小麦-玉米轮作体系产量及土壤硝态氮的影响

为了探索培育高产粮田的施肥模式,实现氮肥资源的高效利用与环境效益,以华北平原的小麦（Triticum aestivum）-玉米（Zea mays L.）轮作体系作为研究对象,通过2007─2011年4个轮作季,探讨不同的施肥模式对作物产量和土壤硝态氮的影响。试验以处理A（当地传统管理）作为对照,从测土确定施肥量、按作物生长发育明确施肥时期、合理分配各时期的养分配比及增施有机肥等方面改变传统施肥模式,设置3种高产施肥培育模式,分别为处理B（现有高产田推荐管理）、处理C（高肥料投入管理）和处理D（水肥高效管理）,进行田间小区试验。4个轮作季的总产量以处理D为最高,达75430 kg·hm-2,其次是处理C为75166 kg·hm-2,当地传统的产量最低。冬小麦季的吸氮量为处理C和D显著高于A处理,分别高出444.78 kg·hm-2和310.20 kg·hm-2,但与处理B无显著差异;处理D在夏玉米季的吸氮量为776.75 kg·hm-2,显著高于处理A。处理B的氮肥偏生产力值最高为38.21,处理D为36.71,处理A和C均为28.33。各处理经过4个轮作季后,土壤硝态氮均在120-160 cm出现累积峰,A、B、C和D的硝态氮峰值分别为58.65、28.98、105.89、45.29 mg·kg-1。在0-100cm土层,处理B的硝态氮累积量达到144.22 kg·hm-2,显著高于处理A、C、D;所有处理在100-200 cm土层均出现较高的硝态氮累积,处理C高达1021.19 kg·hm-2;0-400 cm的土壤硝态氮累积量分别为724.27、711-92、1324.30、730.70 kg·hm-2。处理A、B、C、D在耕层土壤氮素的表观损失分别为1298.95、653.18、1236.39和718.43 kg·hm-2,处理B、D显著低于处理A、C,D和B间差异不显著。因此,处理D是培育高产的理想施肥模式,合理的施肥量、科学的施肥时期以及有机无机的合理配比是达到高产、提高肥效和环境友好的关键。     

山东省MODIS遥感植被指数时空变化研究

动态监测植被覆盖的时空演变,深入研究植被与气候变化和人类活动之间的响应关系,揭示区域环境状况的演变和变迁有着重要的现实意义。山东省植被覆盖率高,为了更好地了解自然因素和土地利用变化对山东地区植被的影响,研究利用MODIS-EVI、气象及城市化数据,通过分析2000—2008年7月月均EVI植被指数与月均温、降水及城市建成区面积之间的关系。得出如下结论:山东省的植被指数在其西部地区和南部地区值比较高;7月EVI指数与月平均气温存在相关系数r=-0.43的负相关关系,EVI指数与月降水间存在相关系数r=0.38的弱正相关关系,与城市建成区面积相关系数为0.30,表明山东地区植被指数的变化与气温的关联度要大于其与降水的关联度。此外,研究考虑了离海远近,将山东地区划为东部和西部地区。从地理位置来看,东部区域EVI值与降水之间的相关度普遍低于西部地区,而东部地区植被指数与气温的相关度要高于西部地区,东部地区在城市化进程加快的同时应更注意环境的保护与人工植被的种植。     

零价铁/炭去除水中的As(Ⅴ)

将零价铁(ZVI)分别与活性炭,石墨,碳纤维和碳纳米管按照质量比10:1组成电偶腐蚀体系用于水中As(Ⅴ)去除,结果显示零价铁/活性炭组合的去除效果略高于其它组合.XRD测试表明,组合体系中零价铁腐蚀的主要反应产物为纤铁矿,磁铁矿/磁赤铁矿.对零价铁阳极/活性炭阴极不同质量比例的研究表明,1:1时效果最佳.随着电解质浓度升高,As(Ⅴ)去除效率增大,在0.03 mol·1-1 NaCl电解质条件下,初始As(Ⅴ)为5 mg·1-1时,零价铁/活性炭组合与As(Ⅴ)反应2.5 h后,As(Ⅴ)的去除率达到100%.SO2-4,NO-3,CO2-3,SiO4-4,PO3-4等共存阴离子,以及腐殖酸对零价铁/活性炭组合去除As(Ⅴ)影响的研究结果表明,CO2-3,PO3-4和腐殖酸对As(Ⅴ)的去除效率影响不大,SiO4-4具有一定的抑制作用,相反,SO2-4和NO-3表现为明显的促进作用.