Rare earth elements tracing the soil erosion processes on slope surface under natural rainfall

A field experiment using rare earth elements (REEs) as tracers was conducted to investigate soil erosion processes on slope surfaces during rainfall events. A plot of 10 m × 2 m × 0.16 m with a gradient of 20° (36.4%) was established and the plot was divided into two layers and four segments. Various REE tracers were applied to the different layers and segments to determine sediment dynamics under natural rainfall. Results indicated that sheet erosion accounted for more than 90% of total erosion when the rainfall amount and density was not large enough to generate concentrated flows. Sediment source changed in different sections on the slope surface, and the primary sediment source area tended to move upslope as erosion progressed. In rill erosion, sediment discharge mainly originated from the toe-slope and moved upwards as erosion intensified. The results obtained from this study suggest that multi-REE tracer technique is valuable in understanding the erosion processes and determining sediment sources.     

An experimental study on using rare earth elements to trace phosphorous losses from nonpoint sources

Controlling phosphorous (P) inputs through management of its sources and transport is critical for limiting freshwater eutrophication. In this study, characteristics of exogenous rare earth elements (REEs) and P and their losses with surface runoff (both in the water and sediments) during simulated rainfall experiments (83 mm h⁻¹) were investigated. The results revealed that on average most REEs (La, 94%; Nd, 93%; Sm, 96%) and P (96%) transported with sediments in the runoff. The total amounts of losses of REEs and P in the runoff were significantly correlated, suggesting the possibility of using REEs to trace the fate of agricultural nonpoint P losses.     

生态系统服务功能与生态补偿关系的研究

生态系统服务功能与生态补偿相生相制,相补相长,其博弈之源是长久以来人类中心主义与大地伦理思想对人类行为的交替影响.对二者进行内涵解构,认为生态系统服务功能具体有服务过程不可逆性、服务功能不可替代性、服务价值外部性、服务行为非市场性、服务资本社会性、服务空闻连续性和差异性等特征;生态补偿具有补偿要素的片面性、补偿范围的局限性、补偿时序的滞后性、补偿方式的表层性、补偿效果的短期性等特性.在此基础上明确了二者之间的关系:第一,生态系统服务功能和生态补偿是矛盾的统一体,其中生态系统服务功能是生态补偿产生的基础,生态补偿是生态系统服务功能完善的根本保证;第二,生态系统服务功能价值评估是生态补偿根本依据;第三,生态系统服务功能的外部性导致了生态补偿的低效性;第四,生态系统服务功能的不可替代与不可逆性决定了生态补偿的紧迫性;第五,生态补偿机制的完善影响着生态服务功能的可持续发展.     

LaxCe1-xMnO/γ-Al2O3催化剂的制备及其催化燃烧甲苯的性能

为了研究镧、铈2种稀土元素共掺金属氧化物催化剂对甲苯的去除效果,采用等体积浸渍法制备了LaxCe1-xMnO/γ-Al2O3稀土改性催化剂。考察了活性组分负载量、焙烧温度对催化剂催化活性的影响,确定了催化剂的最佳制备工艺。同时对镧、铈两种稀土元素不同原子配比对催化活性的影响进行研究。实验结果表明,LaxCe1-xMnO负载量为12%,催化剂的焙烧温度为450℃,La、Ce物质的量比为4∶1,制得的催化剂催化活性最强,催化效率最高,在6 000 h-1空速下,反应温度为320℃时即可将甲苯气体完全燃烧。运用BET、XRD、SEM、XRF等方法对催化剂的结构进行表征,结果表明,催化剂表面活性组分具有高分散性,氧化物颗粒粒径均一且分散均匀。稀土共掺催化剂与单一稀土改性催化剂相比,活性组分易于负载在载体表面,负载效果有着显著的提高。     

稀土元素Pr辅助的类Fenton试剂氧化法处理染料废水

以靛蓝为目标污染物,采用稀土元素Pr辅助的类Fenton试剂氧化法处理模拟染料废水。制备了双金属氧化物催化剂Fe_2-xPr_xO₃,考察了催化剂中n（Pr）∶n（Fe）、催化剂加入量、初始靛蓝质量浓度、H₂O₂加入量、废水pH对废水脱色效果的影响。实验结果表明：Pr在很大程度上提高了类Fenton反应的效率,废水脱色率得到显著提高;在n（Pr）∶n（Fe）=1∶5、初始靛蓝质量浓度为30 mg/L、催化剂加入量为500 mg/L、H₂O₂加入量为40 mL/L、废水pH为3的最佳工艺条件下,反应50 min时废水脱色率达到92.78%。     

Sb-Dy-SnO2/Ti电极的制备及其对石化污水反渗透浓水的电催化氧化处理

通过掺杂少量过渡金属Sb和稀土元素Dy,利用复合电沉积—高温氧化法制备Sb-Dy-SnO2/Ti电极,并应用该电极对石化污水反渗透浓水（COD=120~260 mg/L、pH=6.5~7.5）进行电催化氧化实验。实验结果表明：在n（Sb）∶n（Sn）=0.05、n（Dy）∶ n（Sn）=0.015、焙烧温度650 ℃、焙烧时间2 h的条件下,制备的Sb-Dy-SnO2/Ti电极具有良好的导电性及电催化活性;以在上述条件下制得的Sb-Dy-SnO2/Ti电极为工作电极,在进水COD 220 mg/L、电流密度15 mA/cm2、废水pH 7.2、反应时间90 min的条件下,出水COD为47 mg/L,COD去除率为79.1%,达到DB 21/1627—2008《辽宁省污水综合排放标准》中的废水排放要求（COD≤50 mg/L）。     

双极膜电渗析技术处理稀土钠皂化废水回收液

采用双极膜电渗析（BMED）技术处理稀土钠皂化废水回收液,使回收液中的氯化钠转化为氢氧化钠溶液（简称碱）和盐酸（简称酸）而回用。考察了电流和初始酸碱浓度对膜对电压、回收的酸和碱的浓度、电流效率和能耗的影响。实验结果表明,随电流的增大,膜对电压升高,回收的酸和碱的浓度也明显增加,电流效率和能耗均提高;随初始酸碱浓度的增加,膜对电压、电流效率和能耗均下降,回收的酸和碱的浓度逐渐增加;综合考虑各方面因素并侧重考虑回收的酸和碱的浓度,本实验适宜的工艺条件为：电流25 A、初始酸碱浓度0.3 mol/L。在此条件下反应150 min,回收酸的浓度为1.24 mol/L,回收碱的浓度为1.55 mol/L。     

多孔铁-碳-稀土合金填料对高盐废水中氯离子的去除

高盐废水是目前水处理领域的难点,主要研究了不同因素下多孔铁碳合金填料对氯离子的去除效果,及Cl-的去除机理。在进水pH为2,停留时间为60 min,Cl-浓度20 000 mg/L条件下进行实验,通过静态实验和连续实验确定Cl-主要去除途径为微电解过程引起的填料吸附。这种合金填料对实际高氯废水也有较好的处理效果,针对变性淀粉废水,在最优条件下填料对废水中氯离子有较强的吸附去除能力,同时COD去除率能达到57%,废水的可生化性得以大幅度提高。     

榄普一线500kV线路取消架空地线防雷性能分析

榄普一线500 k V线路由于地线覆冰严重,多次出现线路跳闸、地线断裂等事故,因此需要将架空地线取消。结合行波法和ATP-EMTP电磁暂态分析,对取消地线前后榄普一线的耐雷强度进行了仿真计算。计算结果表明,取消地线后雷击基本都变为绕击,并且绕击耐雷强度和反击耐雷强度均有所降低,需要采用其他防雷措施进行保护。     

数字减灾系统

自然灾害是人类可持续发展过程中面临的挑战。本文道德澄清了自然灾害与灾象的概念,分析了当代自然灾害产生的特征,结合计算机技术的发展和人类对自然灾害的认识,提出了建设减灾系统的设想。数字减灾系统是一种以遥感技术、地理信息系统、全球定位系统、网络技术等作为主要技术支撑,用数学和物理模型通过多维虚拟现实技术研究灾象成因、发生机理、传播规律和作用于人类环境形成自然灾害全过程的信息化的计算机系统,它既可用于为