利用层叠苯环π—π相互作用改善废水处理中酞菁催化剂的自氧化弊端

提出以聚苯乙烯树脂为载体的四磺酸酞菁钴催化剂固载化方法,通过聚苯乙烯聚合物中的苯环与酞菁分子上的18π电子大环体发生π-π相互作用,改善四磺酸酞菁钴在过氧化氢存在条件下易自氧化降解的弊端.结果表明,由D201大孔强碱性阴离子交换树脂负载的四磺酸酞菁钴催化剂催化过氧化氢氧化50mg/L的染料C.I.Acid Blue 25的去除效率可达99%以上,并且循环套用后去除效率保持稳定,有效提高了四磺酸酞菁钴的催化活性与催化寿命.     

砷胁迫对不同麦种根长、株高、生物量的试验性研究

采用室内水培方法,通过测定根长、株高、生物量等基本形态指标研究砷胁迫下3个大麦品种(大麦08BD-2,大麦二号,大麦三号)对砷的的耐性和吸收迁移特征。结果表明,随着砷浓度的升高,大麦的根长、株高、生物量呈下降趋势,与砷浓度成负相关,其中株高与砷浓度的相关系数分别为:-0.9108、-0.9557、-0.9984,生物量与砷浓度的相关系数分别为:-0.8952、-0.9424、-0.9776。可见3个品种中大麦08BD-2对砷的耐性较好。     

环渤海区域社会-经济-环境关系的PCA-VAR分析

在实现环渤海区域的可持续发展进程中,社会进步、经济发展和生态环境保护之间关系的研究越来越重要.本文提出了主成分分析-向量自回归(PCA-VAR)耦合分析方法,以环渤海区域为实例,运用PCA-VAR方法分析了2001-2010年期间环渤海区域社会、经济和环境子系统之间变化的定性和定量关系,并运用所建立的VAR模型对2011-2015年该区域的发展状况进行模拟.结果表明:所得的脉冲响应图可以形象地解释2001-2010年环渤海区域社会进步、经济增长和环境变化两两之间的互动关系和动态作用;方差分解结果揭示了研究时段内该区域社会子系统变化的0～2.17％可由环境子系统的变化解释,0～31.47％可由经济子系统的变化解释,其余由自身解释,以及经济和环境子系统变化的定量分解;2011-2015年该区域发展状况模拟结果显示若仍延续当前的发展模式,环渤海区域社会和经济的发展与环境的矛盾将会愈演愈烈,可持续发展将面临更严峻的挑战.该研究结果对环渤海区域的可持续发展研究具有重要意义.     

黄河流域城市PM_(2.5)时空异质及空间溢出效应研究北大核心

选择2000—2020年黄河流域69个地级市PM_(2.5)浓度相关监测数据,采用空间自相关模型和空间回归模型对流域PM_(2.5)污染时空特征和空间溢出效应进行分析。结果表明:①2000—2020年黄河流域城市年度PM_(2.5)浓度值呈“先升后降”的趋势,黄河流域PM_(2.5)污染呈“先恶化、后改善”的趋势。②黄河流域PM_(2.5)浓度年度均值为52.99μg/m^(3),其中,上游、中游和下游PM_(2.5)浓度年度均值分别为39.35μg/m^(3)、54.65μg/m^(3)、72.53μg/m^(3),表明黄河流域PM_(2.5)污染水平地理梯度分布呈“上游<中游<下游”的态势。③黄河流域PM_(2.5)污染具有显著的空间自相关性和空间聚集特征,下游已形成较为稳定的大气污染区,但流域PM_(2.5)污染水平空间极化程度不断降低,空气质量朝着空间均衡方向不断改善。④黄河流域城市PM_(2.5)污染空间溢出效应明显,年均气温、人口密度、工业化程度、人均GDP等因素与城市PM_(2.5)污染水平呈正向相关性,降水量、年均风速、植被覆盖度等因素与城市PM_(2.5)污染水平之间呈负向相关性。     

青岛市团岛排水系统污水水质水量波动特征解析

为探究青岛市团岛片区排水系统中污水流量与污染物变化规律,对该片区3个典型居民区排水管网中的污水流量和水质指标进行了为期1年(2019年10月—2020年10月)的监测,并计算了污染物的产污系数、变异系数和相关性系数。结果表明,每日污染物7:00浓度最高,这是由于夜间流量小使得污染物在管网内沉积,7:00流量增大冲刷管网从而造成污染物的累积;污染物变异系数均<15%,说明浓度较为稳定;COD产污系数为108 g/(人·d),远高于其他城市的产污系数。相关性分析结果表明,污水流量与污染物COD、BOD₅和SS的相关性较高,有很强的协同变化趋势,但与NH₄+-N、TN和TP无显著的相关性,这可能是因为氨化反应导致夜间氨氮浓度升高,且管网内无好氧、缺氧和厌氧环境的交替,TN和TP难以去除。该研究成果可为青岛市污水处理厂工艺设计和运行管理提供数据支撑。     

自组装超分子前驱体制备管状氮化碳及模拟太阳光光催化降解水中双氯芬酸

石墨相氮化碳(g-C₃N₄,GCN)作为一种新型无金属二维材料,因在可见光驱动下能够降解水中新有机污染物而备受关注. 但传统石墨相氮化碳存在比表面积小与活性位点少的弊端,严重限制了其应用前景. 为改良氮化碳性能,利用超分子自组装前驱体热聚合方法成功制备了微米级管状石墨相氮化碳(TCN),使用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)等技术手段,对TCN的形貌、元素组成、晶体结构、电化学性能等进行表征. 研究还选取双氯芬酸(DCF)作为目标污染物,探索其降解行为与机理. 结果表明:①TCN基本结构单元为七嗪环,但比表面积(20.9 m2/g)较GCN增加了1倍以上. ②TCN (100)晶面暴露增强,晶面调控暴露出更多七嗪环边缘氮原子的孤对电子,利于光生电子激发和载流子分离,从而增强光催化活性. ③TCN能带带隙为2.48 eV,小于GCN (2.69 eV),说明TCN对可见光的吸收能力提升. ④莫特-肖特基曲线、光电流、阻抗谱图和扫描伏安谱图等电化学性能测试结果表明,TCN的光生电子转移效率大幅提升,有利于抑制光生空穴-电子对(h+-e-)的复合. ⑤TCN在模拟太阳光驱动下降解双氯芬酸(DCF)的动力学试验中准一级动力学常数(k₁)达6.99×10-2 min-1,是GCN的5.5倍. ⑥电子自旋共振谱(ESR)和自由基淬灭试验证实,体系中超氧根自由基(·O₂-)是最重要的活性氧物种,光生空穴(h+)也对DCF的降解有贡献. 研究显示,以超分子自组装的方式制备石墨相氮化碳的前驱体将有助于促进氮化碳可见光吸收、加速载流子分离,并提升光催化活性.      

自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤在纳米氧化铝致斑马鱼幼鱼早期神经毒性中的作用

由于纳米氧化铝(alumina nanoparticles,AlNPs)独特的理化性质,被广泛应用于医药、电子和化妆品等多个领域,但关于AlNPs的早期神经毒性效应及其潜在机制尚未完全阐明.为探讨AlNPs的毒作用机制,以及自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤(3-methyladenine,3MA)对AlNPs致斑马鱼幼鱼早期神经毒性的影响,将6 hpf(hours post-fertilization)的斑马鱼胚胎分为对照组、3MA组、AlNPs组和AlNPs+3MA组.观察胚胎和幼鱼的形态学变化以及幼鱼的一般毒性,并检测神经行为改变、氧化应激水平以及幼鱼体内自噬相关基因beclin1、lc3Ⅱ和vps34的表达情况.结果表明,各组幼鱼在死亡率、孵化率和畸形率方面无显著性差异.形态学观察结果显示,AlNPs组受精卵在12 hpf和24 hpf出现发育迟缓,加入3MA后,在24 hpf后受精卵发育好转.运动行为检测发现,AlNPs组幼鱼黑暗状态下的平均速度、移动距离和趋触性程度显著降低(P<0.05).在强光刺激下的惊恐逃避反射实验中,AlNPs组幼鱼在光照时的速度显著降低(P<0.05).氧化应激水平检测结果显示,AlNPs组超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性显著降低(P<0.05),而AlNPs组乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)活性显著升高(P<0.05).自噬相关基因beclin1、lc3Ⅱ和vps34在AlNPs组表达均显著升高,加入3MA后,基因表达降低,并具有统计学意义(P<0.05).上述结果表明,AlNPs诱导过度自噬的发生造成斑马鱼幼鱼早期神经毒性,而3MA可以减轻AlNPs引起的氧化损伤并下调自噬相关基因的表达,明显改善AlNPs暴露所致的早期神经毒性.     

松花湖水质空间差异及富营养化空间自相关分析

为识别中国东北地区最大的人工湖——松花湖水质空间差异与富营养化的空间分布特征,运用方差分析与因子分析对丰满水库主库区、松花江三湖保护区实验区和蛟河回水区这3个区域2017年的水质采样检测结果进行了分析,运用综合营养状态指数法评价了湖区的营养状况,采用空间自相关分析对松花湖湖区富营养化水平的空间相关性与聚集度状况进行了研究.主要结果如下：①方差分析结果表明,除溶解氧（DO）与叶绿素a（Chla）外,总氮（TN）、总磷（TP）、水温（WT）和pH值在松花湖3个区域内存在显著性差异（P<0.05）,其中TN与TP区域差异最为明显;②因子分析结果表明,气候条件因子（WT）、营养盐因子（TN、TP）与藻类生物量因子（Chla）变化主导着湖区水质的变化;③综合营养状态指数法结果表明,松花湖湖区营养状态整体为轻度富营养化,3个区域的富营养化水平由强到弱依次为：蛟河回水区 > 丰满水库主库区 > 松花江三湖保护区实验区;④全局空间自相关的结果表明,湖区富营养化水平整体呈现显著的正空间自相关关系,由于区域富营养化水平影响范围较大,松花湖富营养化水平的空间异质性不强;⑤局部空间自相关的结果表明,蛟河回水区的中部及北部地区是湖区富营养化水平的热点（高/高集聚）区域（P<0.01）,松花江三湖保护区实验区的中部是湖区富营养化水平的冷点（低/低集聚）（P<0.05）.因此进行松花湖水环境治理时,应将富营养化防治的重点区域落在蛟河回水区与丰满水库主库区.     

基于加权信息量和迭代自组织聚类的地质灾害易发性评价

以三峡库区忠县-方斗山地区为研究对象,首先选取坡度、坡向、坡高、岩土体类型、坡体结构、构造、水的作用、人类工程活动等8个评价因子建立地质灾害易发性评价指标体系,并对因子状态进行分级;然后,采用层次分析法计算各指标因子的权重,应用加权信息量模型进行地质灾害易发性评价;再者,利用迭代自组织聚类模型对地质灾害易发性评价结果进...     

降雨作用下三峡库区秭归谭家湾滑坡监测预警研究

三峡库区秭归谭家湾滑坡是一座典型的具有“阶跃型”位移特征的降雨诱发型堆积层滑坡,它的变形破坏严重威胁着公路行车和周围居民的生命及财产安全。为研究谭家湾滑坡位移-降雨间的响应关系,首先利用皮尔逊相关分析法,探讨了谭家湾滑坡累计位移与累计降雨量之间的相关性,得到滑坡中前缘区域累计位移与累计降雨量的相关性最强,滑坡中后缘及左侧冲沟附近累计位移与累计降雨量的相关性次之;然后,定义了非相似度用于研究滑坡变形各个监测点与G11监测点位移序列间的相似性,从空间上将滑坡变形划分为3个主要变形区,并依据滑坡所处的变形状态,从时间上将2020年滑坡变形过程划分为3个变形时段;最后根据滑坡变形特征和各个变形区域的差异,确定降雨诱发型滑坡进入加速变形阶段的前期降雨量与当次降雨量阈值,得到了滑坡不同变形区域各个演化阶段的位移速率阈值,并结合现场巡查的滑坡宏观变形建立了基于滑坡位移-降雨响应的4级综合动态预警模型,再利用2021年谭家湾滑坡变形监测数据对该模型进行了验证。