基于密度泛函理论模拟单壁碳纳米管对五种核酸碱基的吸附

基于密度泛函理论,模拟了单壁碳纳米管(SWNTs)对5种碱基的吸附作用.考察了SWNTs直径、电荷转移量、碱基最高占据分子轨道能(EHOMO)和最低未占据分子轨道能(ELUMO)与SWNTs吸附碱基的吸附能之间的关系.结果表明,随着SWNTs直径的增大,SWNTs吸附碱基的吸附能降低.SWNT(6,6)吸附5种碱基的最低吸附能Emin与由碱基转移到SWNTs的电荷转移量(Q)及碱基的EHOMO线性负相关,相关系数分别为-0.966和-0.804(P<0.05).吸附后SWNTs与碱基的前线轨道无重叠,且SWNTs电子结构未受影响,表明吸附行为属于物理吸附.     

GIS技术在区域土壤有机碳储量估算方面的应用--以柴达木盆地为例

目前在估算土壤有机碳储量方面的方法较多,并且都有其各自的特点所在。地理信息系统(GIS)技术作为当今一种在地学统计分析方面具有强大空间分析功能的计算机应用技术,在地学及相关研究领域得到了广泛的应用。文章首次尝试了利用该技术估算柴达木盆地土壤有机碳储量,该方法与其它计算方法相比,有简单、易操作、可视性好等优点。经计算,柴达木盆地的土壤有机碳储量约为62754.442 t,土壤平均碳面密度为6.105 kgm-2。     

黄河流域城市群工业增长与碳排放脱钩关系研究

采用Tapio脱钩模型和LMDI分解法,在城市群尺度开展黄河流域工业增长、能源消费和碳排放耦合关系研究,以探索城市群与工业低碳转型和高质量协同发展。结果表明：呼包鄂榆城市群的工业经济与碳排放近似同步增长约23倍,关中平原和中原城市群则表现出明显的不同步现象;呼包鄂榆城市群的脱钩状态自2014年后由增长连结转为扩张型负脱钩,关中平原城市群脱钩状态自2007年后由增长连结转为弱脱钩,中原城市群始终处于弱脱钩状态;工业规模始终是3个城市群碳脱钩的主要抑制因素,能源强度对关中平原、中原城市群碳脱钩始终起到促进作用,但对呼包鄂榆城市群的影响自2014年后从促进转为抑制作用。建议结合国家2030年前碳达峰行动方案,制定差异化的城市群工业绿色转型与碳减排政策措施,进一步遏制呼包鄂榆城市群“两高项目”盲目发展,加快工业结构升级和节能改造,提高关中平原和中原城市群工业能效和减碳能力。

     

活化过氧乙酸技术降解环境有机污染物的研究进展

近年来,以抗生素、内分泌干扰物等为代表的新污染物在环境中被频繁检出,对生态系统和人类健康构成潜在风险,高效稳定的有机污染物控制技术研发是当前环境领域的研究热点。以活化过氧乙酸的高级氧化技术为研究对象,对过渡金属、碳材料及其复合材料活化过氧乙酸的效果及其降解有机污染物的机制进行系统论述,重点探讨反应过程中的自由基（有机自由基、羟基自由基）和非自由基（单线态氧、高价金属氧物种、电子转移和表面络合的复合物）降解机制,总结了活化过氧乙酸技术在废水、土壤或沉积物、地下水等环境介质中对污染物的降解效果。提出了未来研究重点,即开发高效稳定的活化过氧乙酸催化剂,加强活化过氧乙酸技术在土壤和沉积物中降解有机污染物机制的探索,深入联合其他处理技术的应用研究。

     

多级A/O工艺强化城市生活污水再生过程的污染物去除效果研究

北京市某城市污水厂在传统的A ²/O工艺基础上特别增设多级A/O(MAO)工艺强化脱氮除磷效果。以该污水厂各工艺单元出水为研究对象,通过对水质常规理化指标、紫外吸收光谱及其相关参数分析,并结合多元数据统计学手段,分析该工艺对城市污水中污染物的去除效果,特别是溶解性有机物(DOM)的去除。经MAO工艺强化后COD_Cr、DOC、TN、TP和N$H^{+}_{4}$-N的去除率分别为95.14%、89.70%、94.53%、97.26%和99.74%,达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准;增设MAO工艺后,提高了对DOM的去除率,DOM分子量和团聚化程度显著提高,化合物的稳定性增强。对污水再生过程处理单元水质化学指标与紫外光谱参数的相关性分析表明,芳香环上取代基类型以脂肪链为主时对脱氮除磷促进作用更加明显。     

巯基化稻壳炭吸附废水中Zn(Ⅱ)试验研究

通过巯基乙酸改性稻壳炭去除废水中的Zn(Ⅱ),研究溶液的pH、反应温度和时间以及解吸对巯基化稻壳炭(RD350)吸附效果的影响,并对改性材料进行扫描电镜(SEM)和X射线能量色散谱(EDS)分析。结果表明:通过化学改性向稻壳炭引入巯基,改性稻壳炭的表面变得更加光滑,孔隙增大,且表面功能基团—SH含量增加,有利于提高对Zn(Ⅱ)的吸附能力。RD350适用的pH范围较宽(6~8),25 ℃时在300 min达到吸附平衡,吸附过程符合假二级动力学方程,为吸热反应。通过阿伦尼乌斯(Arrhenius)经验方程计算其活化能可知,吸附为活性化学吸附。由Langmuir吸附等温线方程计算可得,RD350对Zn(Ⅱ)的理论饱和吸附量为11.26 mg∕g,结合解吸可知该吸附剂对Zn(Ⅱ)的吸附有较好的固持性,具有一定的吸附效果。     

黑臭水体治理思路与技术措施

我国城市水体黑臭现象普遍发生,目前各地正在开展黑臭水体的大规模治理。简要介绍了我国黑臭水体问题的严重性,阐述了当前国家对黑臭水体治理的政策和治理目标。对黑臭水体的概念进行了辨析,提出了我国黑臭水体的治理思路,明确了黑臭水体治理的技术路线,包括开展调查与问题诊断、核定污染物负荷并确定黑臭水体治理目标、提出适用技术与治理方案、预测治理效果。在此基础上提出了我国黑臭水体治理的主要技术措施,包括污染源治理、水力调控、生态修复,同时要加强综合管理。对国内外黑臭水体治理的进展与案例进行了综述,分析了其治理过程及存在的问题。最后从黑臭水体评价指标、技术体系、管理机制、宣传教育四方面提出黑臭水体治理的建议。     

铁炭微电解处理丙烯腈模拟废水

为了破坏丙烯腈的氰基键(C≡N),降低丙烯腈废水的毒性,采用铁炭微电解系统处理浓度为100.0 mg/L的丙烯腈模拟废水。为了避免活性炭吸附的影响,建立铁炭微电解和活性炭对照试验两套系统。结果表明,铁炭微电解系统能够有效地分解转化丙烯腈,破坏丙烯腈分子结构中的氰基键(C≡N),降低其毒性。铁炭微电解处理丙烯腈废水时,主要依赖铁炭之间形成的自由氢基[H]和新生成的Fe²⁺的化学氧化还原作用分解转化丙烯腈,而活性炭仅具有一定的吸附能力。铁炭微电解系统能够使丙烯腈废水中氮的形式发生转变,而不具备脱氮能力。     

岩溶地区土壤溶解有机碳的季节动态及环境效应

对桂林岩溶试验场土壤溶解有机碳(DOC)进行了逐月的观测，结果显示DOC是岩溶生态系统中活跃的有机碳组分，在岩溶地区碳循环中发挥着重要的作用。一年中土壤DOC的变化特征表现为3个阶段：(1)3-7月，随气温升高、降雨量增加，土壤生物活性和新陈代谢能力极大提高，土壤溶解有机碳呈升高趋势；(2)8-11月，气温保持较高的水平，但降雨量偏低，土壤干燥，土壤微生物活性极大地减弱，土壤DOC质量分数全年最低；(3)12月至次年2月，随温度的降低，土壤生物活性逐渐降低，土壤DOC呈缓慢升高趋势，且与土壤微生物量碳之间存在互为消长的关系。土壤碳酸盐岩的溶蚀速率季节变化与土壤DOC之间存在负相关。文章还提出了岩溶地区土壤碳循环模式及DOC在其中的作用。     

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。