气候变化下西北地区农田水分平衡的模拟与分析

在全球变暖的背景下,系统分析气候变化及其对农田水分平衡的影响,对西北地区,乃至全国的生态环境和社会经济可持续发展具有重要的现实意义。论文从水分平衡的角度出发,以县域为基本单元,在10a尺度下,通过构建农田水分平衡模型,全面刻画了气候变化下近40年来西北地区天然状态下农田水分平衡的基本特征及演变态势。结果表明:水分亏缺是西北地区天然状态下农田水分平衡的主要特征,全区亏水量呈现由东南向西北、由高山向盆地递增的空间分布格局;40年来,西北地区农田水分平衡呈现西降东升的态势,新疆大部及河西走廊西部的部分县市,农田亏水量显著降低;西北中部及东部地区大部分县市,40年间农田亏水量呈"W"状波动,近10年亏水最为严重;河西走廊以及新疆大部分县域农田水分平衡年际间变幅较小,中东部地区变幅较大;西北地区降水与农田水分平衡呈显著的正相关,最高温度、最低温度与农田水分平衡的相关性不明显,蒸散量与农田水分平衡呈显著的负相关。     

不同覆被下红壤坡地地表径流及其养分流失特征

通过对南方红壤坡地农作区、茶园、柑橘园、退化区和恢复区5种不同利用方式所产生的地表径流量的全年连续观测及其径流水中养分含量分析,结果表明:覆被植物群落类型单一化和农事耕作都能增加地表径流量、次数和增加养分流失,5种类型地表径流量不论是月平均径流量还是年总径流量,其大小关系为农作区*>茶园*>柑橘园>退化区>恢复区*,产流次数也是恢复区最少,其余4种类型基本一致;径流水中总P、K 、Ca2 、Mg2和SO42-流失量以农作区达到最大,茶园和柑橘园次之,然后是退化区和,恢复区的径流各养分流失量量少,耕作区的总P、K 、Ca2 、Mg2 和SO42-流失量大于非耕作区,覆被植物群落类型少的总P、K 、Ca2 、Mg2 和SO42-流失量大于覆被植物群落类型复杂.综合考虑,红壤坡地用来耕作可以加剧水土和土壤养分流失,自然植被对红壤坡地保持水土和养分效果最佳,如果种植经济价值较高的果林和药、茶、草等需采用复种方式,避免单一种植和减少人工扰动,以便维持坡地土壤利用的可持续性.     

淹水条件下蚕沙复配材料对酸性水稻土中镉铅钝化的影响

通过室内淹水土培实验,研究蚕沙配施蚕沙炭、膨润土、腐殖质钾和泥炭对酸性水稻土中镉(Cd)、铅(Pb)的钝化效果,从土壤pH、有机质、有效态Fe、Mn含量变化初步探析蚕沙复配材料对镉、铅的钝化机制。结果表明,蚕沙复配材料均不同程度地提高了土壤pH和有机质含量,有效态Cd、Pb的含量随着淹水时间的延长都有不同程度的降低。培养28d后,与对照相比,添加了蚕沙+蚕沙炭(CB)、蚕沙+腐殖质钾(CF)、蚕沙+蚕沙炭+腐殖质钾(CBF)、蚕沙+泥炭(CN)处理的土壤有效态Cd分别降低了16.07%、15.51%、11.08%、7.76%,有效态Pb则降低了32.54%、27.12%、37.72%、42.31%。其中蚕沙+蚕沙炭(CB)对镉的钝化效果最好,蚕沙+泥炭(CN)处理对铅的钝化效果最好,综合来看,CB和CN处理同时对镉铅有很好的钝化效果,可以作为镉铅复合污染土壤的修复材料。相关分析结果显示,土壤的pH、有机质与有效态Cd、Pb含量均呈显著负相关关系,表明蚕沙复配材料对土壤中镉、铅的钝化作用可以通过提高土壤的pH、有机质含量来实现。     

长江船舶苯酚泄漏污染事故的应急监测

从方案制定、监测布点、现场工作等方面,阐述长江南通段船舶苯酚泄漏污染事故的应急监测工作。通过案例分析并比对国内其他类似事故,明确该类型事故具有污染源不确定性强、污染扩散速度快、污染影响范围广等特点。应对类似事件,通过建立应急统一指挥中心、现场应急监测实验室、模型预测等技术手段,可以提高应急监测的科学性和主动性。     

苯并［a］芘对黑鲷肝脏GST活性的影响及其与肝脏代谢酶和胆汁代谢产物之间的变化关系

为探讨苯并[a]芘(B[a]P)暴露对鱼类的影响并筛选特异、敏感的生物标志物,研究了B[a]P对黑鲷(Sparus macrocephalus)肝脏谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性的影响,并分析了肝脏7-乙氧基异吩唑酮-脱乙基酶(EROD)、GST活性与胆汁中B[a]P典型代谢产物3-羟基-苯并[a]芘(3-OHB[a]P)3者之间及与B[a]P之间的剂量、时间-效应关系.结果显示:在B[a]P(0.5、1.0、2.0和5.0μg·L-1)暴露期间,肝脏GST活性随暴露时间总体呈"钟"形的变化趋势,在第2d时达到峰值;在第12h、1d和2d时,GST活性与B[a]P暴露浓度呈显著正相关(R12h=0.966(p<0.05)、R1d=0.953(p<0.05)、R2d=0.824(p<0.05)).与前期研究结果对比分析发现,B[a]P(0.5、1.0、2.0和5.0μg·L-1)暴露7d时,胆汁中3-OHB[a]P浓度与B[a]P暴露浓度呈显著的剂量-效应关系(R=0.943,p<0.05);黑鲷肝脏GST、EROD活性与3-OHB[a]P的对数浓度均呈显著正相关(RGST=0.740(p<0.05)、REROD=0.839(p<0.05));2.0μg·L-1B[a]P暴露后,黑鲷肝脏EROD、GST活性与3-OHB[a]P随暴露时间的变化趋势基本相同,但并不完全一致.鱼类肝脏EROD、GST与胆汁中B[a]P代谢产物3者之间的变化关系较为复杂,暴露浓度和时间是影响其变化的重要因素,肝脏GST和EROD活性比胆汁中代谢产物更易受其影响,在B[a]P的环境监测中代谢产物可能是一种更为可行的生物标志物.     

筑坝反滤料动模量和阻尼比试验的颗粒流模拟

以筑坝反滤料的室内中型动三轴试验结果为基础,运用离散单元法中的二维颗粒流方法建立了轴对称数值试样模型,通过控制加荷过程中试样体积不变的方法,模拟了不排水加载条件下反滤料的动模量和阻尼比试验。调整颗粒的细观接触参数,与真实试验结果进行比较分析,在得到符合实际结果的宏观力学响应的同时,分析了配位数、孔隙率和超孔隙水压的变化,并从微观角度对动三轴试验进行了探讨。讨论了固结比和密实度对动模量的影响,认为粗粒反滤料的固结比对最大动模量的影响比较符合H ard in推导公式的结果。结果表明,颗粒流方法可以较好地模拟反滤料的动模量和阻尼比试验,试验过程中微观方面的表现也符合实际室内试验的规律。     

改性钢渣吸附氨氮和磷的特性研究

利用钢渣与氢氧化铝以4∶3质量配比混合,在700℃下进行2 h煅烧,得到改性钢渣。通过批次吸附实验,研究了改性钢渣在不同初始pH值、振荡时间和温度下对水溶液中氨氮和磷酸根的吸附情况,进而分析了改性钢渣对氨氮和磷酸根的吸附等温线、热力学和动力学特性。结果表明,改性钢渣脱氮除磷能力比原钢渣显著增强,且最适pH值为4～8。改性沸石对氨氮和磷酸盐的吸附均符合Langmuir等温吸附方程,氨氮(以N计)最大吸附量在10、20和30℃下分别为1.67、2.59和3.24 mg/g,磷酸根(以P计)的最大吸附量在10、20和30℃下分别为1.02、1.19和1.37 mg/g。热力学参数ΔG0、ΔH0和ΔS0表明,该吸附是一个自发、吸热、熵增型反应过程,且磷的吸附是化学吸附为主,氨氮的吸附是以离子交换吸附和物理吸附为主。改性钢渣对磷和氨氮的吸附动力学符合伪二级方程(R2>0.999)。     

工艺条件对鸟粪石法回收磷耗碱量的影响及其理论计算

通过分析磷回收过程中存在的各种耗碱因素,推导出耗碱量的理论计算公式,计算出了不同工艺条件下的理论耗碱量,并与小型连续搅拌反应-沉淀磷回收过程的实验实测值进行比较。结果表明,耗碱量的理论计算值与实验测定值的平均相对误差为13.20%,说明计算方法可用于耗碱量的工程估算;耗碱量随出水pH值的增大而急剧增加,随废水中氨氮含量和磷初始浓度的增加都近似于线性增加,但随镁磷比的增加基本不变。因此,从节约废水处理成本的角度看,磷回收过程中pH值应控制在9.2-9.3,氮磷比控制在3.0-5.0,镁磷比控制在1.1-1.2为佳。磷回收过程的药剂消耗量与废水中磷的浓度和工艺条件有关,以磷初始浓度为124 mg/L,N/Mg/P=5∶1.2∶1,出水pH值为9.20的回收过程为例,处理毎吨废水需消耗片碱0.5313 kg,成本约为1.328元,需消耗氯化镁（含六个结晶水）0.9758 kg,成本约为0.634元。因此,处理每吨废水的药剂成本约为1.962元,其中耗碱约占67.7%。     

春季典型天气太原市大气环境监测时段性研究

为了从一些具有代表性的监测时段数据中快速而直观地反映太原市大气环境状况,运用特征分析法对太原市中心城区7个监测点的16个时间点位的样本数据联系性进行了分析。借助MATLAB软件对其进行可视化,得到各监测点的时间点优化分组。通过对7个优化分组综合比选,提出了能整体反映春季典型天气条件下太原市大气环境状况的优化时段点位,分别为7:00、12:00、14:00、15:00、18:00、19:00和22:00。将5 d相同或相似天气状况的优化时段点位进行对比,得到的结果一致,体现了代表性。太原市总体优化时段点位数据由反映各区域状况的各监测点优化时段点数据平均值或乘以相应的权重得出。     

活性碳纤维表面改性及其在气体净化中的应用

在介绍新型材料活性炭纤维的组成和表面官能团基础上,综述了目前运用于活性炭纤维的化学溶液浸渍、高温热处理、化学气相沉淀、电极氧化、低温等离子体等表面改性技术,同时对改性活性碳纤维在脱硫、脱硝、机动车尾气净化和室内空气净化等方面的应用进行了相应的评述。指出深入探索有效的表面改性技术、净化机理以及活性碳纤维结合其他处理方法提高污染净化能力的新工艺将是进一步研究的课题。