向家坝水电站不同修复模式下根际土壤微生物化学计量特征

为探究水电站扰动区人工植被恢复后土壤质量及肥力的变化,以向家坝植被混凝土、厚层基材和框格梁3种典型边坡下优势物种荩草根际与非根际土壤为研究对象,对土壤的养分和微生物生态化学计量比进行研究。结果表明：（1）植被混凝土、厚层基材样地的养分平均含量均显著高于框格梁样地;植被混凝土、框格梁样地下土壤养分含量在根际存在一定的富集,以有机碳的富集作用最为明显,而厚层基材样地则表现为土壤全量养分在根际土壤中存在亏缺;（2）植被混凝土和框格梁修复模式样地的土壤微生物量为根际土壤较高,MBC/MBN、MBC/MBP表现为非根际土壤较高,3种样地下根际与非根际土壤微生物生态化学计量比差异性显著（P＜0.05）;（3）相关性分析表明,土壤微生物碳、微生物氮、有机碳和全氮之间具有显著的正相关性（P＜0.01）,微生物量磷与土壤有机碳和全磷具有极显著的正相关性（P＜0.01）。综合评价十数年后向家坝水电站工程扰动区人工修复土壤技术,植被混凝土和厚层基材修复措施对该区土壤全量养分含量的累积作用较好,框格梁样地的植物生长发育受到磷素营养的限制较大。     

以PEG为模板剂制备Bi2O2CO3及其可见光光催化性能

以聚乙二醇-6000（PEG-6000）为模板剂水热法制备碳酸氧铋（p-Bi2O2CO3）粉末,采用x射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、透射电子显微镜（TEM）和紫外可见漫反射（DRS）对粉末进行了初步表征。在可见光（λ≥420nm）照射下,以罗丹明B（RbB）和水杨酸（SA）光催化降解实验为探针反应,实验结果表明,p-Bi2O2CO3具有较高的光催化活性,对RhB和SA有较好的降解效果。通过紫外-可见光谱（uV-Vis）、红外光谱（IR）和测定总有机碳（TOC）含量,光催化反应35h后RhB的矿化率为77％,同时对SA的降解率达到43％。同时,采用N,N-二乙基对苯二胺（DPD）分光光度法和对苯二甲酸荧光光度法分别测定了降解过程中H2O2和羟基自由基（·OH）的变化,表明p-Bi2O2CO3／Vis光催化降解机理涉及到·OH历程。     

以PEG为模板剂制备Bi_2O_2CO_3及其可见光光催化性能

以聚乙二醇-6000(PEG-6000)为模板剂水热法制备碳酸氧铋(p-Bi2O2CO3)粉末,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和紫外可见漫反射(DRS)对粉末进行了初步表征。在可见光(λ≥420 nm)照射下,以罗丹明B(RhB)和水杨酸(SA)光催化降解实验为探针反应,实验结果表明,p-Bi2O2CO3具有较高的光催化活性,对RhB和SA有较好的降解效果。通过紫外-可见光谱(UV-Vis)、红外光谱(IR)和测定总有机碳(TOC)含量,光催化反应35 h后RhB的矿化率为77%,同时对SA的降解率达到43%。同时,采用N,N-二乙基对苯二胺(DPD)分光光度法和对苯二甲酸荧光光度法分别测定了降解过程中H2O2和羟基自由基(·OH)的变化,表明p-Bi2O2CO3/Vis光催化降解机理涉及到·OH历程。     

氧化还原循环过程中沉积物磷的形态及迁移转化规律

为研究沉积物在氧化还原循环过程中磷循环迁移转化机制,通过控制实验模拟分析氧化还原条件下,上覆水理化性质变化特征、沉积物各形态磷变化及机制研究,并量化沉积物中磷的重新分配和沉积物磷酸盐的释放通量影响.结果表明:(1)氧化还原电位Eh和p H体系、硫体系、碳体系以及与磷相关性密切的铁体系变化规律具有周期性,并对解释沉积物-水两相界面磷的迁移转化机制有重要作用;(2)在氧化还原循环过程中,各形态磷含量随着氧化还原条件和时间变化,根据水-沉积物磷素变化量化分析可得,可还原态磷(BD-P)和铁铝结合态磷(Na OH-rP)是可逆地重新分配到弱吸附态磷(NH4Cl-P)、聚磷/有机磷(Na OH-nrP)、残渣态磷(Rest-P)和间隙水溶解性活性磷(SRP)中,且沉积物中变化量93. 7%的磷在还原反应时不会释放到水体中;(3)上覆水总磷(TP)浓度变化的92%为上覆水的SRP,表明水-沉积物在该循环过程中以水溶性磷交换为主;(4)根据Fick第一定律得,还原阶段磷扩散通量最大值为0. 58 mg·(m~2·d)-1,而氧化阶段第7 d扩散通量约为0. 16～0. 22 mg·(m~2·d)-1;氧化反应阶段,扩散通量随时间逐渐降低,还原阶段的变化趋势相反,表明还原状态会加速沉积物磷的扩散程度,而曝氧降低了沉积物磷扩散通量.     

湿生植物酸模对重金属富集作用研究

通过野外调查和室内分析实验,研究了宜昌城区10个污灌区自然生长的酸模(Rumex acetosa)和对应根际土壤样品中重金属Pb、Cu、Cr含量及其理化性质。结果表明,在宜昌城区的10个污灌区的酸模根部对重金属Pb、Cu、Cr的富集能力大于茎和叶;氮磷含量较高的土壤吸附重金属Cu的能力较强,在一定程度上保护了植物在重金属Cu污染废弃地的正常生长;土壤中Cu含量的增加,促进了Cu在酸模体内从根部转运到茎和叶,可以通过刈割收获酸模地上部分处理重金属Cu的场地污染;酸模可以作为Cu污染场地的植物修复的备选物种。     

不同降雨强度下库岸滑坡体含水率及其稳定性分析

库水和大气降雨的叠加作用是导致库岸滑坡最危险的组合条件之一。大部分滑坡在库水的作用下仍能保持稳定,但遇到强降雨作用,则对滑坡稳定极为不利,因此此类滑坡的稳定性取决于降雨的作用。对秭归县王家院子库岸滑坡在降雨和库水联合作用下的稳定性进行了数值模拟计算与分析。结果表明:当降雨强度较小时,滑坡表层土体的含水率增大,深部土体含水率变化较小,小的降雨强度容易引起浅层滑坡或局部滑坡;当降雨强度较大时,雨水渗入到滑坡坡体深部,深部土体含水率迅速增大,强降雨可能引起滑坡整体失稳。     

三峡水库蓄水至175 m后干流沉积物理化性质与磷形态分布特征

为研究三峡水库蓄水至175 m后干流沉积物总磷(TP)及各形态磷的分布状况,2010年10月采集了乌江、茅坪等13个断面表层沉积物样品,分析了有机质、矿物成分、粒径等理化参数,测定了沉积物总磷、可交换态磷(Ex-P)、铝结合态磷(Al-P)、铁结合态磷(Fe-P)、闭蓄态磷(Oc-P)和钙结合态磷(Ca-P)的含量,探讨了磷形态赋存与沉积物理化性质间的相关性,评估了蓄水对沉积物磷的蓄积及生物可利用性的影响.结果表明,三峡水库干流沉积物有机质含量为7.79~55.63g·kg~(-1),主要矿物成分为绿泥石、伊利石和石英.沉积物的主要组成为黏土质粉砂,中值粒径(d_(50))范围为3.84~23.65μm.沉积物总磷含量为557.06~837.92 mg·kg~(-1),各采样点总磷富集指数均大于1,存在潜在的磷污染风险.沉积物磷形态以CaP和Oc-P为主,Ex-P、Fe-P和Al-P含量相对较低,生物可利用性磷仅占总磷含量的2%~8%.与历史资料相比,蓄水后三峡水库沉积物的粒径有细化变小的趋势,易风化矿物组分含量略有增加,蓄水水位的增加并未导致沉积物总磷含量出现明显升高趋势.未来,随着三峡水库来沙进一步减少和泥沙颗粒的逐渐细化,磷在三峡水库部分宽谷河段沉积物有可能逐步蓄积;蓄水运行过程引起的大面积消落带干湿交替以及近坝段浮泥再悬浮都将影响沉积物中磷的生物可利用性水平.     

钛白石膏改性处理与光催化降解酸性桃红研究

钛白石膏是生产钛白粉的副产物,其资源化利用困扰着企业的发展。通过比较不同改性实验,选择用500℃煅烧的钛白石膏作为催化剂,研究其在紫外光照条件(365 nm)下对酸性桃红(Sulforhodamine B,SRB)的催化降解特性。利用XRD、SEM对改性钛白石膏进行表征,并优化催化实验的最佳条件。结果表明,溶液pH 8.0、催化剂投加量2.0 g/L时改性钛白石膏对SRB光催化降解效果最佳,10 h SRB的降解率从16.4%提到49.3%,降解过程符合准一级动力学模型。在最佳实验条件下,夏天室外进行太阳光降解实验,6 h SRB降解效率为22.6%,较空白对照组提高14.5%,表明煅烧处理钛白石膏在处理有机污染物有一定的利用前景。     

水利工程施工安全标准化体系评价

为实现水利工程施工安全标准化体系的系统性分析与评价,根据水利工程施工安全标准化特点,借鉴软件能力成熟度评估框架,提出水利工程施工安全标准化体系成熟度评价方法。首先,进行安全标准化体系建设成熟度分级,提炼各级别的关键特征;其次,依据《水利安全生产标准化评审管理暂行办法》,建立安全标准化评价指标体系,确定评价标准;然后,以问卷调查结果为基础,采用分级加权法,量化评估安全标准化体系成熟度等级,通过构造成熟度蛛网模型图,分析影响安全标准化体系成熟度水平的主要因素。最后,通过一个案例验证了模型方法的可行性与有效性,为安全标准化体系建设提供一条分级提升的路径。     

溴氧化铋可见光催化降解高效氯氰菊酯的研究

在可见光(λ≥420 nm)照射下,利用溴氧化铋(bismuth oxide bromide,BiOBr)作为光催化剂降解农药高效氯氰菊酯(beta-cypermethrin,beta-CP),采用气相色谱仪跟踪检测beta-CP降解过程中的变化,研究了BiOBr在可见光照条件下催化降解beta-CP的特性;同时,探讨了介质pH条件和催化剂用量对其光催化降解效果的影响;采用化学需氧量(COD)测定仪测定了beta-CP光催化体系深度矿化氧化的效果.结果表明,在可见光激发下BiOBr能有效降解农药beta-CP,在实验条件下光催化反应10 h后,beta-CP的降解率达到94.68%;随着催化剂用量和pH的增大,beta-CP的降解速率在不断加快;光催化反应36 h,Vis/BiOBr/beta-CP体系的COD去除率达67.99%.利用对苯二甲酸荧光法和过氧化物酶催化氧化方法跟踪测定光催化过程中氧化物种的变化,结果表明其光催化反应机制涉及·OH氧化过程.