Occurrence, polarity and bioavailability of dissolved organic matter in the Huangpu River, China

Dissolved organic matter （DOM） plays an important role in biogeochemical cycles in aquatic ecosystem. To investigate the characteristics of DOM in Huangpu River {the last tributary of the Yangtze River）, surface water samples were collected along the river from December 2011 to June, 2013. The concentrations of dissolved organic carbon （DOC）, the absorbance and fluorescence spectrum of DOM in water samples were measured. Fluorescent DOM in the Huangpu River was decomposed into four components by the parallel factor analysis （PARAFAC）, including one humic-like substance and three protein-like substances. It showed that high spatial variability of DOC concentration was observed in the upstream water compared to the downstream water, and so did the absorbance coefficients of chromophoric dissolved organic matter and the total fluorescence intensities of different PARAFAC components of DOM. Furthermore, there was a large difference between the polarity and bioavailability of DOM in the Huangpu River. Polar compounds dominated tyrosine-like component of fluorescent DOM in all seasons. Tryptophan-like and humic-like substances had more polar fraction in summer and autumn than those in winter, while aromatic protein-like materials had the highest polar fraction in winter. Almost all of fluorescent DOM components were refractory in spring, while less than 20% of fluorescent DOM in average were biodegradable within 4 weeks in other seasons. We concluded that the spatial variation in the abundance of DOM in the Huangpu River is mainly affected by the water discharges from the Hangjiahu Plain and the seasonal difference in polarity and bioavailability of DOM is largely determined by its origins.     

加速并行遗传算法及其在暴雨强度公式参数优化中的应用

针对标准遗传算法中存在早熟收敛、后期收敛速度慢以及解精度低的问题,结合正交试验设计和元胞自动机模型,提出了一种改进的遗传算法--加速并行遗传算法(APGA).APGA利用正交试验设计确定较好的初始种群,利用元胞自动机模型固有的并行计算能力设计并行遗传算法,借助元胞信息的动态性和多元性实现正交加速过程.该方法不仅能加快遗传算法的收敛速度,而且能提高遗传算法的搜索效率和解的精度,适用于求解复杂的非线性优化问题.APGA用于暴雨强度公式参数的优化实例结果表明,该算法是有效和可行的.     

处理低污染水的复合人工湿地脱氮过程

为了解人工湿地处理低污染水的脱氮过程,以洱海流域邓北桥湿地为例,采用水质分析、细菌数量分析与硝化/反硝化强度分析相结合的方法,研究了复合型人工湿地处理低污染河水过程中的氮转化过程及污染物去除效果. 结果表明:在氧化塘-表流湿地-潜流湿地-表流湿地的复合型人工湿地中,ρ(NH₃-N)和ρ(TN)呈逐级降低的趋势,NH₃-N和TN的平均去除率分别可达53.24%和48.21%. 氧化塘和表流湿地的硝化强度显著高于潜流湿地,二级表流湿地中硝酸菌数量和表层硝化强度均为各工艺单元中最高的,分别为93.00×105g-1和8.42×102mg/(m3·h);潜流湿地中ρ(DO)较低,其反硝化作用强度为各单元最高的,其中表层反硝化强度为32.70×102mg/(m3·h),深层反硝化强度为32.09×102mg/(m3·h). 该复合型人工湿地中反硝化的主要单元为潜流湿地.      

废旧电路板热解油合成酚醛树脂胶粘剂的研究

研究了废旧电路板热解油代替苯酚合成酚醛树脂胶粘剂,采用L(93)4正交设计安排实验,重点考察了甲醛加入量、催化剂加入量,第一阶段反应温度和第二阶段反应温度四个因素对热解油酚醛树脂粘胶剂的胶合强度影响。依据正交试验结果和兼顾粘胶剂的整体性能,当热解油的加入量为35g时,合成酚醛树脂胶粘剂最优工艺为37wt%的甲醛加入量为47g,40wt%的氢氧化钠液加入量为7.8g,第一阶段温度为60℃,第二阶段温度为90℃。制得的酚醛树脂胶固含量,粘度和pH值适中,游离甲醛含量低于0.3wt%,符合GB/T14732-2006中规定的层压材料用酚醛树脂产品的相关标准和要求,并且其胶合强度符合GB/T9846-2004中由桦木制成的Ⅰ类胶合板胶合强度指标值(≥0.8MPa)。同时还对热解油和合成产物进行了高效液相色谱(HPLC),红外光谱分析(FTIR)分析,探求了反应变化的机理。由于废旧电路板热解油代替苯酚合成酚醛树脂胶粘剂降低了胶粘剂的生产成本,其所制得的胶粘剂有良好的应用前景。     

东莞地区PM2.5湿清除的观测研究

通过对东莞市2013—2017年降水、PM_2.5观测数据统计研究发现,降雨及PM_2.5浓度存在负相关关系,降雨对PM_2.5具有一定的清除效果.PM_2.5浓度下降的降水过程有376次,浓度上升的降水过程有333次,部分降水过程浓度出现明显反弹,应与气溶胶再悬浮机制有关.在所有PM_2.5初始浓度低于40 μg·m^-3的个例中,浓度下降的个例占比约49.4%,而当PM_2.5初始浓度高于40 μg·m^-3时,浓度下降的个例占比约71.2%,说明PM_2.5粒子数量较多时,雨滴对粒子的捕获能力较强,降雨前PM_2.5的初始浓度可以作为判断降雨后PM_2.5浓度是否下降的预报依据.雨强小,也是造成雨后PM_2.5浓度反弹的原因.对于有效清除个例,雨强与清除率存在正相关关系,雨强越强,整体的清除作用有所加强.降水持续时间是影响PM_2.5清除作用的重要因素,持续时间超过6 h的小雨降水过程能达到40%的清除率效果,中雨以上降水过程持续时间越长,PM_2.5的清除效果越好.在浓度反弹的个例中,在低的初始浓度条件下,降水强度与降水持续时间对PM_2.5浓度反弹影响均较小,在初始浓度大于30 μg·m^-3的条件下,平均反弹幅度收窄,初始浓度的增加,使得雨滴与颗粒物之间的碰并作用加强,降水强度的增大,使这种碰并作用进一步加强,进而制约了PM_2.5浓度反弹的幅度.降雨末期,细粒径颗粒物数浓度回升明显,小雨滴蒸发使细粒子脱离再次在空中悬浮,是造成雨后颗粒物浓度出现回升的主要原因.     

旋流气浮工艺接触区气泡-颗粒碰撞理论研究

为了对旋流气浮过程中的动力学行为和气浮分离效率进行准确预测,在借鉴重力场下气泡-颗粒碰撞模型建立方法的基础上,考虑旋流气浮的特点,首次将表征流态的雷诺数引入到各种碰撞过程中,推导建立了旋流气浮接触区的气泡-颗粒碰撞效率模型.理论模型显示:低强度旋流气浮工艺中气泡-颗粒的各种碰撞效应主要与雷诺数、气泡和颗粒直径有关.当颗粒直径接近于分子直径时,即直径为1nm时,碰撞主要受扩散碰撞所控制;当颗粒在1~10nm之间时,碰撞主要受扩散碰撞和离心沉降效应的共同作用所控制;当颗粒在10nm~1μm时,碰撞主要受离心沉降效应所控制;当颗粒大于1μm时,碰撞将受截留效应、离心沉降效应和惯性效应联合作用.该模型能够准确预测旋流气浮过程中的动力学行为和分离效率,为旋流气浮工艺的实际应用提供一定的理论依据.     

拉曼光谱在比较水中杂质浓度的研究

为了比较不同水样品中所含杂质浓度的相对大小,运用激光拉曼光谱的分析方法,测量了四种不同水样品的激光拉曼光谱,同时还测量了蒸馏水的激光拉曼光谱.计算了它们的弯曲振动强度与伸缩振动强度之比,并对测量和计算结果进行了比较和分析.结果表明,水中所舍杂质浓度的相对大小不仅可以从其拉曼谱杂峰和毛刺的多少做定性比较,而且还可以从弯曲振动强度与伸缩振动强度的比值的相对大小做定量比较.这为水质分析提供了新的有效途径.     

高温滤袋的有效清灰强度

对Φ120 mm×1 000 mm氟美斯滤袋的最大侧壁压力峰值、除尘器运行阻力进行实验测试,并结合滤袋破损情况探究高温滤袋的有效清灰强度。结果表明,最大侧壁压力峰值在一定范围内对滤袋有较好的清灰效果且对滤袋的损伤较小。对粉煤灰而言,滤袋沿长度方向的平均最大侧壁压力峰值为876 Pa时的强度能满足除尘器的清灰要求,随着滤袋的最大侧壁压力峰值增大,除尘器清灰效果越好,当平均最大侧壁压力峰值超过2 713 Pa时,清灰效果仅轻微提升;且局部最大侧壁压力峰值大于5 282 Pa时滤袋破损,造成过度清灰。     

污染土壤胶体释放特征及其对锌运移的作用

污染土壤样品采自辽宁省某炼锌企业周边农田。通过室内土柱淋溶实验,研究不同pH和离子强度下土壤胶体的释放特征以及对重金属Zn在土壤中运移的作用。结果表明,土壤胶体的释放均呈现先逐渐增强而后渐弱,并趋于稳定。pH和离子强度对土壤胶体的释放有明显的影响,弱酸(pH=6)条件最有利土壤中胶体的释放,其次是中性(pH=7)和碱性(pH=9)条件,在强酸(pH=4)条件下最弱。随离子强度增加,土壤中胶体的释放能力逐渐减弱。淋出液中胶体结合态Zn浓度均超过总Zn浓度的50%,且淋出液中的总Zn浓度与胶体的浓度相关性显著。经SPSS分析,pH=4、6、7和9时,该线性相关系数r分别为0.749、0.948、0.966和0.927,呈极显著相关关系。钙离子强度为0.001、0.01、0.1和0.5 mmol/L时,相关系数r分别为0.921、0.895、0.947和0.907,也呈现极显著相关关系。说明土壤地下水中Zn的运移主要受胶体释放的控制。     

我国移动源主要大气污染物排放量的估算

在考虑我国移动源主要大气污染物排放标准变化的基础上,分别对我国2000-2012年道路移动源和非道路移动源主要大气污染物（CO、NOx、HC、PM2.5）的排放量进行了估算。研究表明：2000-2012年间,我国移动源主要大气污染物排放总量呈现先增后减的趋势,2005年达到最大值,为4 233万t,其中道路移动源的排放量占80%以上;各类大气污染物的排放量的差异性较大,CO和NOx的排放量较多,占排放总量的87%以上,从整体趋势上来看,CO的排放量逐年较少,NOx的排放量逐年增大,而HC和PM2.5变化不大;摩托车和重型柴油货车是道路移动源主要排放源,农业机械是非道路移动源的主要排放源;移动源排放的主要大气污染物在地区间的分布极不平衡,2012年排放量最高的5个省份依次是山东、河北、河南、广东和江苏;排放强度较大的地区主要集中在环渤海经济圈、长三角地区和珠三角地区,其中又以上海、北京、天津3个直辖市的排放强度最大。