中国各省区工业用水效率影响因素的空间分异

工业用水效率是影响工业用水的直接因素,剖析其影响因素并找出空间分布规律是提高中国工业用水效率的关键。通过选取Super-SBM模型,引入非期望产出指标来测算中国31省2007～2016年的工业用水效率,并从多方面综合分析工业用水效率影响因素的空间动态演变状况,以求研究结果为制定有差异的区域集约型水资源管理政策提供依据。结果发现:(1)我国多数省份的工业用水处于无效率状态,同时高效率中心由东向西转移;(2)不同影响因素对工业用水效率的影响关系不同。水资源总量、地区生产总值、工业用水占比、RD投入占比的增多对工业用水效率有负向影响,工业用水效率会降低;而地区常住人口、城镇化率和人均教育支出的增多对工业用水效率有正向影响,促进工业用水效率提升。(3)不同影响因素对中国工业用水效率的影响程度存在空间差异。城镇化率、RD投入占比和人均教育支出对工业用水效率带来的影响作用在空间上相对集中,影响高值区主要落在中部和西部地区,低值区主要在东部沿海;而水资源总量、地区生产总值、工业用水占比和地区常住人口的影响在空间上呈现一种演变的状态,随时间发展影响高值区和低值区都发生了中心转移。     

丹江流域水沙变化特征分析

丹江流域是南水北调中线工程重要水源地,近年来受多种因素影响,径流泥沙情况发生了很大变化,准确把握其变化趋势对水资源管理及水土保持工作意义重大。该文基于荆紫关水文站1958～2015年径流和悬移质输沙量资料,运用Mann-Kendall 检验法、距平累积法、滑动t检验法以及双累积曲线法,阐明了丹江流域近60年径流量和悬移质输沙量变化特征,定量分析了各影响因素在径流泥沙变化中的作用。结果表明：丹江流域径流量与悬移质输沙量年际变化大,呈显著下降趋势,1958～1972、1982～1989年为丰水丰沙期,1972～1981年与1990～2015年处于枯水枯沙期,径流量和悬移质输沙量分别在1983年与1989年发生突变。人为因素和降水的贡献率分别为58.8%和41.2%,说明人为因素特别是水利水土保持工程是引起丹江流域输沙变化的主要因素。     

安徽省镇域经济发展水平的时空分异及空间格局影响因素

基于1 244个镇域研究单元的人均财政收入数据,采用多种空间方法分析安徽省镇域经济发展水平的时空差异特征,并运用地理加权回归（GWR）进行影响因素分析。结论如下：（1）从不平衡度指数看,该值在研究时序变化上先升后降,表明近期研究区内部差异程度有所减小;空间序列上南北差异较大,黄山、宣城等市内部差异较小,阜阳、亳州等市内部差异较大。（2）从Zip指数来看,虽然经济发展水平集中的力量逐渐减弱,但实力强劲乡镇的发展速度依然较快且其垄断性较强。（3）从空间分异格局看,高值区主要有两大组团,一处在皖南区集聚且逐渐向北扩展,但2016年有所缩减;另一处则贯穿南北形成条带状“串珠”,呈现先逐渐扩大后几乎消失的变化特征。中值区呈基底状分布在皖中区域。低值区分布在西北和东北,其中西北区逐渐向南扩大,东北区逐渐减小。（4）从空间集聚状态看,4种显著类型区均存在且以显著HH区和显著LL区为主。显著HH区在黄山市周围集聚,并逐渐向池州、宣城扩展;显著LL区在阜阳、亳州等市集聚,并逐渐向南延伸;显著HL区和显著LH区数量较少且集聚现象不明显。（5）从影响因素来看,基于回归系数的平均值对经济发展水平的影响从大到小依次为建成区人口/总人口>常住人口>从业人员>二三产业从业人员/从业人员>行政面积>建成区面积/总面积>工业增加值>人均工业产值>地均工业产值。     

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.     

Fe~(3+)和Cu~(2+)对饮用水氯消毒副产物三卤甲烷形成的影响

为了研究水中存在Br-的情况下,Fe3+和Cu2+对三卤甲烷(THMs)的生成及CHCl3、CHBr Cl2、CHBr2Cl、CHBr34种消毒副产物相对分布的影响,以腐殖酸模拟氯消毒过程中的前体物进行实验。结果表明,在p H为6、7和9 3种条件下,Fe3+抑制了THMs的生成,p H=6时只有CHCl3生成量随着Fe3+浓度的增加逐渐减少,其余3种消毒副产物均在增加,p H=7时4种消毒副产物浓度均减小并在Fe3+浓度为2 mg/L时生成量最低,p H=9时的生成趋势与p H=6时类似。Cu2+能促进THMs的生成,在p H为6、7和9时,当加入0.5 mg/L Cu2+时,THMs总量分别增加了16.7%、22.6%和2.5%,随着p H增加,THMs总量增加。在3种p H环境中,Cu2+对THMs生成的影响大于Fe3+,在偏酸性环境中,Fe3+影响THMs生成,产生的致癌风险高,当金属离子浓度为2.5 mg/L时,致癌风险相差最高为15%,在中性和偏碱性环境中,Cu2+影响THMs生成,产生的致癌风险高。     

不同培养条件下锰过氧化物酶(MnP)的合成及其对甲基橙的降解

高效、大规模、低成本合成木质素降解酶是直接采用其降解难降解有机污染物所必须解决的问题.对锰过氧化物酶(MnP)降解甲基橙和在非灭菌的反应器中连续合成MnP的可行性进行考察.结果表明,在采用2 mmol H2O2和1.5 mmol MnSO4的降解体系中,获最大脱色效果,且100、200和300 U/L的MnP可在8h内将甲基橙分别脱色18％、23％和35％;在非灭菌的反应器水平上实现了固定化培养的P.chrysosporium连续23 d合成MnP,但MnP酶活仅为2～ 23 U/L,难以酶解甲基橙;然而,在摇瓶培养条件下固定化的P.chrysosporium合成的MnP却能达1 152 U/L.因此,直接采用MnP对污染物进行降解以及在非灭菌的反应器中持续合成MnP是可行的,但就在非灭菌条件下如何提高MnP的合成量还有待开展深入的研究.     

赤泥制备含钛聚硅酸铝铁及亚甲基蓝溶液的混凝脱色

以拜耳法赤泥为原料、Na Cl为助溶剂,采用酸浸法溶出赤泥中的铁、铝元素,再与硅酸钠、硫酸氧钛反应制备出高效混凝剂含钛聚硅酸铝铁(T-PSAF),并将其用于模拟亚甲基蓝印染废水的脱色。实验结果表明:在硫酸浓度为8 mol/L、液固比(硫酸体积与干赤泥质量之比)为14 m L/g、酸浸温度为80℃、酸浸时间为80 min、Na Cl加入量为0.10 g/g(以干赤泥计)的优化酸浸条件下,铁、铝的浸出率分别为88.25%和73.21%;在n(Fe+Al)∶n(Ti)∶n(Si)=0.3∶0.3∶1、熟化p H为4~5、熟化时间为2 h、混凝剂加入量为25 m L/L的优化混凝条件下,初始亚甲基蓝质量浓度为10 mg/L的废水的脱色率可达87.1%,而当初始亚甲基蓝质量浓度增至150~200 mg/L时废水脱色率可达99%以上。     

美国AERMOD模型与中国大气导则推荐模型点源比较

介绍了美国AERMOD模型和中国大气导则推荐模型一般浓度公式,通过大气稳定度和扩散参数的确定、复杂地形处理和对流条件下污染物扩散等原理方面的比较认为,AERMOD模型优于大气导则推荐模型.以美国环境保护局(USEPA)2个试验场Clifty Creek(平坦地形)和Lovett(复杂地形)的数据资料为比较数据,分别用AERMOD模型和大气导则推荐模型计算SO₂小时质量浓度,在Pasquill 6类稳定度下用相对偏差(FB)、预测值与观测值的比率(RHC_R)及图形法(Q-Q图)等进行模型比较,结果表明:在RHC_R和FB中,AERMOD模型除个别值外,其他均好于大气导则推荐模型;而大气导则推荐模型存在接近或大于模型可靠性界限0.67(0.66和0.74),说明其可靠性比AERMOD模型差;图形法比较中,强不稳定和不稳定下AERMOD模型明显好于大气导则推荐模型,而大气导则推荐模型预测值明显偏低,其他稳定度下结果相差不大.研究认为:在平坦地形和复杂地形条件下,AERMOD模型点源预测值均优于大气导则推荐模型,并从原理上进行了解释.      

面源模式的通用算法探讨

提出了矩形面源扩散模拟计算的数值积分法和中心虚点源法,以及二者结合的综合法,并用算例进行了计算精度、计算速度和结果连续性的对比.结果表明:与传统的后置虚点源法及其改进算法——谷清经验法相比,该算法与理论真值的相对误差可从20%以上降低到3%以下,并且可以准确地反映风向和面源的形状,但在计算量上要增大十几倍到上百倍.对于任意不规则面源,提出了正方形分割算法,并对分割正方形的取舍采用简便的重心判断法,以准确方便地模拟其形状.综合运用笔者提出的适于机算的通用面源算法,对不同的计算任务权衡速度和精度采用合适的算法,可以处理各种气象条件下任意形状面源的扩散计算,并可取得理想的计算精度.