利用膜进样质谱连续走航测定表层海水O2/Ar比值和pCO2

利用HIDEN公司HPR40溶解气体质谱分析仪,通过实验探索和实际应用,建立了连续走航高频率同时测定海水中O₂、Ar和CO₂等多种气体的分析方法。通过选择硅树脂膜的循环水取样器、进样流量为220 mL/min、进样平衡温度低于海水2℃等实验条件,建立了船载连续走航系统,实现了利用膜进样质谱仪（MIMS）连续走航测定表层海水O₂/Ar比值和pCO₂。所用仪器稳定性良好,连续测定12 h大气鼓泡48 h后的海水样品获得O₂、Ar和CO₂的精密度分别为1.57%、3.75%和2.21%,O₂/Ar的精密度为2.61%;该方法的重复性好,10 d内绘制7条CO₂工作曲线斜率的相对标准偏差RSD=4.18%。应用该方法在南海北部陆坡19.8°N～20.8°N,114.7°E～115°E断面进行调查并取得了很好的效果,结果表明:该调查断面的生物氧过饱和量Δ（O₂/Ar）为0.56%±1.02%,其变化范围为-2.52%至3.34%,调查断面的pCO₂值为361.53±40.46μatm。该方法具有直接、快速、高时空分辨率测定多种溶解气体的优点,为认识多组分气体的高分辨时空分布格局,深入开展我国陆架边缘海生物过饱和氧、海洋群落净生产力和pCO₂动力学研究提供了新方法。     

高炉共处置固体废物低温段Pb Cd的吸附/冷凝动力学特征

利用管式回转炉和控温立式炉联用装置模拟炼铁高炉,对Pb、Cd在共处置过程中低温段的吸附/冷凝特性进行了研究,通过建立吸附/冷凝动力学模型,分析共处置过程中Pb、Cd在非热力学平衡状态下的迁移转化规律.结果表明:高炉共处置固体废物低温段对Pb、Cd的吸附/冷凝作用以冷凝为主.进入控温立式炉的重金属去向分三部分:①冷凝在管壁上,这部分的Pb、Cd分别占Pb、Cd入炉总量的42%～49%、45%～50%;②吸附在炉料上,其中Pb、Cd分别占各自入炉总量的23%～26%、23%～25%;③随烟气释放到空气中,这部分Pb、Cd分别占各自入炉总量的25%～35%、25%～32%.Pb、Cd在炼铁炉料上的吸附/冷凝量均随时间的增加而升高,随温度的升高而降低.炼铁炉料对Pb、Cd的吸附/冷凝动力学可采用双常数速率方程拟合,研究得到Pb、Cd的吸附/冷凝表观活化能分别为6.813、5.839 kJ/mol.      

D-A~2O技术处理校园生活污水的中试研究

设计了双系列厌氧/缺氧交替运行式A~2O(D-A~2O)中试反应器,进行18个月的生活污水处理的试验研究。研究结果表明,反应器最佳水力停留时间(HRT)为6 h。当气温≥28℃时,温度的影响主要体现在气温方面;当气温28℃,温度的影响主要体现在水温方面。控制混合液回流比(R)=200%、污泥回流比(r)=100%、双系列厌氧/缺氧交替运行时间(DAOT)=1 h,水温为(22±2)℃时,系统的COD、TN、NH_3-N、TP去除率分别可达94.54%、81.50%、97.73%、94.47%;水温降至(12±1)℃时,COD、TN、NH_3-N、TP去除率分别为87.21%、69.33%、81.29%、75.96%。以剩余污泥经浓缩稳定后的泥水混合液作为学生假期离校后系统的外加碳源,形成应对碳源不足的有效调控策略。分析结果表明,D-A~2O技术中试研究成果具有推广应用的可能性。     

岩溶地下河反硝化作用的有限性——一个碳酸盐岩管道的实验研究

反硝化作用是公认的去除水体中硝酸盐的路径,但相比于多孔介质,岩溶地下河中反硝化效果具有不确定性.为更好地认识岩溶地下河中反硝化效果,本研究利用天然碳酸盐岩管道几何模型,以乙醇为可利用电子供体(碳源),示踪了控制流速条件下管道流中反硝化作用,并辅以多孔介质流实验进行对比.反应示踪、地球化学印迹和微生物检测结果表明:当碳源缺乏时,反硝化作用没有明显启动的迹象;一旦补充了碳源,溶解氧、硝酸盐浓度和质量都出现了明显衰减,并且有中间产物亚硝酸盐产生,水体碱度增加.然而,即使在碳源充足情况下,管道流中反硝化强度却明显比多孔介质流中强度低,两者硝酸盐生物去除率分别为39.4%和大于99%,生物降解速率分别为0.113和10.8 mg·L~(-1)·h~(-1).推测其原因,一是碳酸盐岩管道内固体表面积与水体积比值低,固体吸着条件不利于微生物生长与发育,降低了硝酸盐去除率;二是管道富含的溶解氧可能延迟了反硝化作用启动,溶解氧降至3.0 mg·L~(-1)左右时硝酸盐浓度才有明显衰减.相比之下,其它环境因素如p H值和温度没有出现明显变化.该研究意义在于:岩溶管道流反硝化去除硝酸盐的潜能是存在的,但即使可利用碳源充足仍具有明显的局限性,这可能意味着岩溶地下河一旦遭受硝酸盐污染,其作为饮用水源的安全风险更大.     

SBR中联氨对亚硝化的影响

为了开发经济高效的生物脱氮工艺,研究了SBR中联氨对短程硝化反硝化的控制作用,考察了不同联氨投加量对短程硝化的影响。实验结果表明:在室温下,不控制溶解氧,p H为7.5~8.0时,投加7.5 mg/L联氨,亚硝氮积累效果最佳,其出水氨氮及亚硝氮浓度平均值分别为1.44,12.23 mg/L,均优于其他联氨投加量的监测结果;投加7.5 mg/L联氨的活性污泥中生物相种类和数量都优于未投加联氨的活性污泥,SEM图像显示活性污泥结构致密,紧凑,且菌落数量明显升高;从活性污泥的红外谱图可以看出,投加联氨与否,特征峰位置基本相同,但投加7.5 mg/L联氨的活性污泥EPS红外谱图峰强更高。     

不同修复材料对铅锌尾砂中DTPA浸提态Pb、Zn、Cu、Cd含量的影响

采矿业产生的大量尾砂作为典型的污染源,其含有的重金属等有害成分在雨水浸淋下会直接或间接对周边环境造成污染。为研究尾砂中重金属的污染修复技术,以湖南郴州某废弃矿区的尾砂为研究对象,通过添加质量分数为2.0%的生石灰、还原铁粉、过磷酸钙等廉价修复材料,对尾砂中DTPA浸提态Pb、Zn、Cu、Cd的含量变化进行研究,并就其含量变化所体现的时间效应及机理进行探讨。研究发现,还原铁粉对尾砂的修复作用最好,其次是过磷酸钙。还原铁粉使得尾砂中DTPA浸提态Pb、Zn、Cu、Cd的含量分别降低了59.91%,56.53%,75.81%,35.78%;过磷酸钙使得尾砂DTPA浸提态Pb、Zn、Cu、Cd的含量分别降低了48.85%,44.27%,44.27%,39.23%,可为尾砂中重金属稳定化工程实施提供参考。     

基于GPS的云南地区主要断裂带现今运动特征分析

利用GAMIT/GLOBK软件对云南境内2009—2013年间三期陆态网络区域网联测数据进行处理,得到欧亚框架下的测站运动速度场。将云南地区划分为4个活动地块以及7个次级构造单元,基于块体整体旋转与均匀应变模型(REHSM)研究了云南主要块体以及断裂带的运动与变形特征,并结合GPS速度剖面,求得云南省主要断裂带的平均滑动速率。结果显示:位于川滇菱块东侧的则木河断裂、小江断裂、莲峰巧家断裂、弥勒师宗断裂均呈左旋走滑运动特征,左旋速率分别为5.4mm/a、5.3~7.2mm/a、0.5mm/a、1.8mm/a;而其西侧红河断裂、无量山断裂、瑞丽龙陵断裂、南汀河断裂、怒江断裂、澜沧江断裂均以右旋走滑活动为主,右旋速率分别为0.2~4.3mm/a、2.5mm/a、1.7mm/a、1.1mm/a、5.4mm/a、4.6mm/a;位于块体内部的丽江宁蒗断裂、易门断裂等均呈弱活动特征。     

地下水-土系统中PAHs复合污染吸附/解吸机理研究进展

地下水-土系统中多环芳烃类(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)污染是目前研究的热点问题之一,研究焦点正逐步由单一污染向复合污染转变,而在地下水-土系统中PAHs复合污染的吸附/解吸机理是其调查与修复研究的关键问题。结合目前国内外研究进展,对重金属、非金属类物质与PAHs复合污染时竞争性吸附/解吸机理、热力学特征和影响因素等方面的研究进行评述,认为今后的研究方向是PAHs与复合污染物间交互作用的定量分析,分子水平竞争性吸附/解吸机理研究,生物吸附、化学吸附与PAHs生物毒性影响关系研究等方面,随着上述工作的逐渐深入,必将推进地下水-土系统中复合污染的研究进程。     

7A52铝合金干湿交替情况下电偶腐蚀行为研究

目的研究海洋环境下7A52铝合金在干湿周浸使用过程中的电偶腐蚀现象。方法实验配制3.5%的Na Cl水溶液浸泡试样,实验周期为504 h,全浸试样作为对比试样,在实验周期内一直浸泡在Na Cl水溶液中。测试试样干湿周浸情况下7A52与5A06,38Cr Si之间的电偶电流及电偶电压,使用SEM分析腐蚀后的表面形貌。结果 7A52-5A06干湿周浸试样电偶电流变化不大,全浸试样电偶电流较初期变化较大,后期电偶电流的大小只有初期电偶电流大小的1/8左右,7A52-38Cr Si全浸试样与干湿交替情况下电偶电流基本相同。随着试验的进行,干湿交替及全浸情况下电偶电流的差异逐渐变大,电偶电流增大约为实验初期的10倍;全浸情况下试样表面腐蚀产物较致密,干湿周浸情况下腐蚀产物较为疏松。结论在3.5%的Na Cl水溶液干湿周浸情况下,7A52-5A06,7A52-38Cr Si的平均电偶腐蚀速度要大于全浸状态下的平均电偶腐蚀速度,干湿周浸情况下,7A52-5A06,7A52-38Cr Si腐蚀后试样表面形态具有较大差异,5A06在相同实验条件下的耐腐蚀性要好于7A52。     

Cf/SiC 复合材料表面 HfO2涂层的制备及其抗热冲击性能研究

目的研究等离子喷涂条件下Cf/SiC复合材料表面HfO_2涂层的物相、显微组织及其抗热冲击性能。方法通过水热合成和喷雾造粒制备出HfO_2粉体,并利用等离子喷涂在Cf/SiC复合材料表面制备HfO_2涂层,研究涂层的物相、显微组织和抗热冲击性能。结果水热合成的纳米HfO_2为单斜相结构,颗粒的平均粒径为10~15nm;等离子喷涂制备的HfO_2涂层组织中存在微裂纹和孔隙,涂层为单斜相结构,且经1350℃热处理后涂层的相结构未发生改变。等离子喷涂的HfO_2涂层与Cf/SiC复合材料基体结合良好,未观察到涂层、基体间界面分离的现象。经1350℃、50周次的空冷热冲击试验后,涂层未发生破坏失效;在1350℃水冷热冲击条件下,热循环20次时涂层表面出现剥落,27次时脱落面积50%。结论通过等离子喷涂制备的HfO_2涂层与Cf/SiC复合材料基体结合良好,涂层能够抵御1350℃空冷、50周次热冲击,且未发生破坏失效,涂层的1350℃水冷热循环寿命达27次。