海水微絮凝预处理对超滤膜通量的影响

以聚合氯化铁为絮凝剂,研究了海水微絮凝预处理过程的絮凝特征以及对超滤膜通量的影响。考察了微絮凝对海水中有机物的去除作用,并采用体系稳定动力学参数、絮凝指数评价不同絮凝剂投加量在海水中的絮凝效果,探讨了微絮凝对超滤膜污染的改善作用。实验结果表明,微絮凝预处理能强化超滤膜对海水UV254的去除效果,与超滤相比提高了27.5%,可有效去除海水中的蛋白类有机物。超滤膜直接过滤海水可造成膜通量严重下降,采用微絮凝作为预处理能有效减缓超滤膜污染,且减缓效果与絮凝剂的投加量密切相关,当PFC的投加量为40 mg·L-1时,膜比通量J/J0值大于0.9。     

小尺度农田土壤Pb、Zn和Cd空间分布及污染评价——以云南沘比江沿岸某农田为例

以沘江沿岸面积为96 000 m2的整片农田作为研究对象,采集144个表层土壤样本,利用ICP-MS测定土壤中Pb、Zn和Cd的含量,使用地统计学方法分析Pb、Zn和Cd的空间分布,采用污染负荷指数评价土壤Pb、Zn和Cd污染程度,并对污染来源进行解析。结果表明研究区域农田土壤中Pb、Zn和Cd含量均超过当地土壤背景值,出现了污染富积。根据国家土壤环境质量标准,Pb未超标,Zn超标率为98.6%,Cd超标率为100%。普通克里金空间插值分布图显示,Pb、Zn和Cd高含量区域均沿着省道227和靠近居民区分布,而临近沘江的区域Pb、Zn和Cd含量相对较低,其中Pb、Zn含量变化基本呈现由省道227向沘江方向递减规律。Pb、Zn和Cd之间具有较好的相关性,三者同源概率较大。对Pb、Zn和Cd的污染评价表明,研究区域农田土壤57.78%为中度污染,42.22%为重度污染。从污染负荷指数法（PLI）空间插值图可见,重度污染区域位于省道227沿线与居民区东侧区域,其余区域为中度污染。本研究结果说明,小尺度空间分析方法用于农田土壤污染状况的分析,能有效预测重金属空间分布情况,在土地紧缺的情况下,该方法能有效指导对农田的不同区域进行选择使用和精准管理。     

九洲江沉积物多环芳烃和抗生素的分布特征与风险评价

利用液相色谱-三重四级杆质谱法(HPLC-MS/MS)以及超高压液相色谱法(HPLC),于2018年1月对九洲江沉积物样品中31种抗生素和16种多环芳烃(PAHs)的分布特征进行研究并评价其生态风险。结果表明,九洲江沉积物检出20种抗生素,其中四环素类(TCs)抗生素质量分数最高,或因其在养殖业用量最大且易被沉积物吸附;滩面镇（S3点位）抗生素的总质量分数（52 ng/g）最高,与附近的滩面镇生猪养殖业发达,也与S3点位正好位于污水处理厂排口下游不远处有关;沉积物中共检出15种PAHs,温泉镇（S1点位）沉积物中PAHs的质量分数最高。沉积物中,4环PAHs占比最高,说明九洲江流域PAHs主要来源于煤和木柴的燃烧。生态风险评价结果表明,TCs抗生素处于高风险水平,且高风险点集中出现在滩面镇河段（S3点位）,需要采取措施减少TCs抗生素的使用;所有点位的PAHs的生态风险均为低风险,但有部分无安全剂量的PAHs组分被检出,对九洲江生态环境存在潜在威胁。     

2021年江苏盐城海域MS5.3地震震源机制中心解及基于震源机制的区域应力场反演∗

2021 年 11 月 17 日江苏盐城近海区域发生 M_S5.3 地震,该地震的发震机制及其原因引起地球科学家的广泛关注,为分析地震发生的原因,本次地震的震源机制解和区域应力场的精确确定是必要的。本研究综合多种机构的震源机制解数据确定了可信的震源机制中心解。为保证震源区域应力场求解的精度,本文搜集了地震周围 2016 年以前的历史震源机制解数据,并利用地震观测报告,得到 22 个 2016 年之后地震的震源机制解,使用结合后的震源机制解数据求解了江苏盐城海域 M_S5.3 地震周围的应力场。最终结果为：江苏盐城海域 M_S5.3 地震的震源机制中心解节面 I 走向 104.95°,倾角 70.91°,滑动角 26.45°,节面 II 走向 5.70°,倾角 65.11°,滑动角 158.86°;研究区域的主压应力呈 ENE‐WSW 向分布,主张应力呈 NWN‐SES 向分布。将应力场投影到震源机制中心解节面上,发现两个节面均处于相对剪应力很高的水平,说明此次地震是在构造应力场作用下发生在剪应力最大释放节面上的地震,是应力积累后的一次正常释放,周边再次发生大地震的可能性减小。考虑到应力场投影到节面 II 的相对剪切应力较节面 I大,并且节面 II与苏北—滨海断裂走向更为接近,确定节面 II为本次地震的发震断层面。     

西部横断山区强降温气候条件下桥塔温度效应及抗裂性能优化研究∗

在强降温极端气候条件下,桥塔混凝土表面存在开裂风险。为此,以我国西部横断山脉地区某大跨悬索桥为工程背景,开展了强降温气候条件下桥塔温度效应及抗裂性能优化研究。首先,提出了桥址区极端天气的识别与模拟方法,并验证了所提模拟方法的有效性。随后,建立桥塔节段的 3D 有限元模型,分析了强降温极端天气下混凝土桥塔的温度场以及温度应力分布特征。最后,针对强降温极端天气下混凝土桥塔外表面存在开裂风险的问题,提出了两种桥塔混凝土表面抗裂优化方法,并通过参数分析给出了本例桥塔的最优参数。研究结果表明：在强降温天气下,当不考虑任何抗裂优化措施前,桥塔表面拉应力极值为 2.06 MPa,存在较大开裂风险;当采用抗裂优化措施后,提出的两种措施均能有效降低混凝土桥塔表面的拉应力极值。通过参数分析发现,采用有机涂料涂装桥塔表面的优化方法时,白色有机涂料的优化效果最佳;当采用桥塔表面覆盖 UHPC 的优化方法时,其厚度为 0.04 m 时优化效果最佳。     

侧向风速作用下聚氨酯泡沫双火源火蔓延研究

为探究环境风作用下逆向双点火源聚氨酯泡沫火蔓延及融合行为,开展多组对照实验并从材料传热机理角度分析侧向风速对火蔓延行为中火羽流形态、质量损失和辐射热流场等特征参数的影响。结果表明:风速与上述参数之间存在非线性关系。环境风效应使火焰被拉长且敷贴于预热区表面,增大预热区面积和热反馈;侧向风速的增加对FPU板材质量损失的影响逐渐弱化,且板材的熔滴率与风速呈正相关;无论侧向风是否存在,两侧逆向火焰融合后均达到整个蔓延过程中的峰值温度;风速的存在限制了火焰温度与辐射热通量峰值,也缩短了温度和辐射峰值出现的时间。     

基于人工神经网络的气体泄爆最大超压预测研究

为解决传统经验公式在预测气体泄爆中最大超压出现时的较大偏差或过于保守的问题,提出使用人工神经网络预测气体泄爆最大超压。基于124组实验数据,采用BP与RBF神经网络,通过优化算法计算与迭代循环对泄爆样本中的影响因素进行降维与选择,并确定2类神经网络本身在学习与计算气体泄爆样本时的相关参数。结果表明:PCA（主成分分析法）在当前样本条件下的降维效果较差,而通过迭代对比确认气体泄爆样本中的5类特征全部保留时神经网络的训练模拟效果最好;通过对124组实验数据进行随机挑选训练集与测试集的训练模拟结果发现,神经网络对气体泄爆中最大超压的预测效果较好;通过对比Molkov提出的和经Fakandu等改进的NFPA 68经验公式以及2类神经网络的预测结果表明,神经网络相比于传统气体泄爆经验公式具有明显优势。     

抗生素抗性基因在废(污)水处理系统的来源、传播扩散、归趋以及污染控制研究进展

人类在生活生产中大量使用抗生素,使抗生素抗性菌(Antibiotic resistance bacteria,ARB)和抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)日益在环境中被检出.含有这些污染物的污水被污水处理系统(Wastewater treatment plants,WWTPs)所接纳,抗性细菌在处理系统内得以大量增殖,使得污水处理系统成为抗性细菌和抗性基因的重要储存库.由于污水处理系统对ARB和ARGs的处理效果并不理想,抗性基因随出水排放至纳污水体,会造成环境中抗性基因污染.本文总结并分析了抗生素抗性基因在污水处理系统中的来源、传播扩散途径、归趋以及污染控制的最新研究进展,提出了现存问题以及今后工作的重点,以期为ARGs的污染控制及消减提供可行性参考.     

渤海湾南排河海域脉红螺中多氯联苯的污染特征

本文利用气相色谱-质谱/质谱测定了渤海湾南排河海域野生脉红螺肌肉组织中多氯联苯(PCBs)的含量,并对其污染特征进行讨论.结果表明:(1)肌肉中多氯联苯(∑PCBs)总浓度在8.40—10.06 ng·g-1(lw,以脂肪质量计)之间,其中PCB-114含量最高(0.74—1.06 ng·g-1(lw));(2)五氯联苯和六氯联苯为主要检出组分,占∑PCBs的43.7%—84.8%;(3)雌性脉红螺个体中PCBs的平均浓度略高于雄性及性畸变脉红螺中PCBs的平均浓度,分别为(10.06±0.89) ng·g-1(lw)、(8.40±0.63) ng·g-1(lw)和(8.51±0.67) ng·g-1(lw),但性别间无显著性差异.     

草/藻混合分布型湖泊沉积物释放风险与治理对策:以太湖为例

研究太湖不同湖区底泥污染评价与氮磷释放风险,以评估太湖沉积物氮磷营养盐交换通量对上覆水水质产生的重要影响。结果显示:太湖底泥中ρ(TN)在1.85~3.57 g/kg,污染综合指数评价处于重度污染水平;ρ(TP)介于0.15~1.40 g/kg,通过污染综合指数评价,各湖区沉积物中草型湖区(东太湖、南太湖)处于清洁水平。不同湖区表层沉积物孔隙水中NH₄⁺-N、溶解态磷(TDP)浓度远高于上覆水。藻型湖区梅梁湾NH₄⁺-N释放速率为125.86 mg/(m²·d),TDP释放速率为4.88 mg/(m²·d);草型湖区东太湖NH₄⁺-N释放速率为42.46 mg/(m²·d),TDP释放速率为3.93 mg/(m²·d)。藻型湖区沉积物TN、TP污染高于草型湖区,藻型湖区表层沉积物-水界面NH₄⁺-N、TDP释放速率高于草型湖区,氮磷内源释放风险较大,是湖泊富营养化主要原因。可通过外源污染控制结合原位覆盖技术、生态系统修复、曝气复氧、底泥环保疏浚以及底泥钝化等内源治理多种方式,降低湖内营养负荷,提升太湖对水体污染物的净化作用。