微生物燃料电池恒电流预培养阳极生物膜分析表征

阳极性能是影响微生物燃料电池(Microbial Fuel Cells,MFCs)性能的关键因素之一,同时阳极的接种挂膜过程是影响微生物燃料电池启动效率的关键因素.因此,本课题组提出了预培养阳极作为微生物燃料电池的一种新型阳极的概念,在三电极体系下,通过外加恒定电流预培养阳极,在不同条件下对阳极表面进行电化学选择和生物膜驯化以丰富生物膜结构和厚度.结果表明,阳极的性能与预培养电流大小密切相关,预培养阳极CF-4i(外加4 A·m-2电流密度)通过循环伏安法、塔菲尔曲线、电化学阻抗谱测试,性能好于其他测试组及对照组,装配阳极CF-4i的微生物燃料电池能实现最大功率密度968.20 m W·m-2,是对照组的2.53倍.同时,通过共聚焦显微镜观察发现,生物膜大体分两层,外层的活细胞及内层的死细胞,外层活细胞长在内层死细胞之上.这种结构分布表明,阳极生物膜中的活细胞部分绝大多数都分布于生物膜的外侧,而不是均布于整个阳极生物膜中;同时这也表明不是整个阳极生物膜都具有新陈代谢活性,但死亡的细胞可以继续积累在电极表面附近,活的外层膜负责电流的产生,而内层的死细胞作为一种导电基质.     

佛山地区干季边界层垂直风温结构对空气质量的影响

利用佛山地区2013年12月大气边界层观测试验得到的垂直风温资料和相应逐日AQI资料、逐时PM_(2.5)浓度资料,研究了佛山地区大气边界层垂直风温结构对空气质量的影响.结果表明:佛山地区干季持续存在的逆温结构是导致PM_(2.5)污染较重的重要原因.干季污染日近60%的最低逆温层高度低于1000 m,而非污染日低于1000 m的最低逆温层仅占36%,污染日佛山贴地逆温频率高达31.2%.逆温层出现高度较低,将污染物压缩积累在贴地层大气中导致污染较重.在大陆冷高压控制下,佛山地区的边界层结构演化非常典型,最大边界层高度和最大边界层通风量表现出了显著相关,污染日日平均边界层高度始终维持在较低的水平,多数时候不足500 m,最大边界层高度则大部分小于1000 m,日平均边界层通风量主要分布在500~1500 m~2·s~(-1)之间,在极端情况下甚至不足300 m~2·s~(-1),最大边界层通风量大部分处于1500~5000 m~2·s~(-1)之间,导致污染物始终聚集在较低的大气边界层内,使得PM_(2.5)浓度长时间维持在较高的污染水平.佛山地区风场存在显著的3层结构,较小的底层风速意味着大气的输送和扩散能力较弱,高度较低的中层使得污染物进一步被压缩累积在大气底层,垂直风场的不稳定性使得污染日佛山地区局地回流活跃,回流(RF)指数极小值多分布在0.2~0.4之间,污染日RF指数普遍小于非污染日,垂直风场的有效输送能力被显著削弱.     

秸秆压块与燃煤供热系统生命周期环境排放对比研究

为证明采用秸秆压块燃料替代煤炭进行供热的可持续性,对秸秆压块和燃煤供热系统的生命周期环境排放进行了对比分析.基于我国2012年投入产出表,构建了投入产出生命周期评价(IO-LCA)和过程生命周期评价(PLCA)相结合的混合生命周期评价(Hybrid-LCA)模型,核算了玉米秸秆压块和燃煤供热系统供应1 GJ热的生命周期CO2、SO2、NOx和PM2.5排放.结果显示,秸秆压块供热系统的生命周期CO2排放量为7 kg·GJ-1热,比燃煤供热排放减少121 kg.此外,秸秆压块供热系统比燃煤供热系统可以分别减少SO2排放98%、NOx排放76%和PM2.5排放58%.控制原料水分,通过减少原料收集和能源转化过程中的耗损,减少能源转化过程的电力消耗以及控制原料收集半径等可以有效改进秸秆压块供热系统环境表现.     

用参评因子动态排序法评价环境综合质量

评价环境综合质量常用的方法是计算加权平均的综合指数,其中权重的确定又多用层次分析法（AHP）。设计以实际监测数据为依据计算两个参数yi1和yi2,并据此对各因子进行分类并排序,由此可定性确定各因子对环境总体污染的相对重要性,并判识环境污染中的关键因子、预警因子、趋好转的因子及可不必特别关注的因子;为定量确定各因子在综合评价中的权重,再依排序位次对其赋值,然后利用所赋之值进行因子间的两两比较以克服AHP法一般应用中因各人掌握标准有异而造成比较结果的不确定性,使权重确定完全建立在监测数据的客观基础上。此外,因环境污染状况随时空改变,若需对不同时段或不同区域的环境综合质量进行评价,给各因子赋予不变的权重显然不妥,而用上述思路和方法可依据实测值的差别对不同时段或不同区域的环境评价因子进行有根据的差异排序,然后再用AHP法定权,这就使不同时空环境质量的比较更为客观合理。     

太湖梅梁湾水源地示范区水质改善初探

基于改善环境、恢复生态系统的思路,在太湖梅梁湾水源地实施了旨在恢复水生植物的环境改善和生态修复工程。通过2003 年8月开展的本底调查及2003年9月~2004 年11 月的水质监测资料,对太湖梅梁湾水源地水质改善示范区水质的时空变化趋势和质量状况进行了研究与评价。结果表明,工程实施前示范区内各点位的透明度、总氮、氨氮、总磷、叶绿素a等指标均超标,水质为Ⅳ Ⅴ类,表现为富营养化水平;各项工程措施实施后水质有了明显改善,溶解氧明显升高,全年较2003年8月份升高34%,夏季较2003年8月也升高了17%,10个点透明度平均由0.29 m提高到0.35 m,增加了21%,强化净化区较外围区提高0.05 m。但是,上述水质改善仅是生态工程物理效应的结果,由于水生植物尚未恢复,因此,有些指标的改善并不明显,如叶绿素等。但在可以预见的将来,在水生植物得到恢复后,其水质改善的趋势将更加明显。     

气候变化主要因子对马铃薯生物量积累及产量和品质的影响

利用新型开顶式气室(OTC)开展CO2浓度升高和大气增温试验,分别为模拟增温2.0℃,模拟增温2.0℃且CO2浓度增加到650μmol·mol-1,对照CO2浓度约410μmol·mol-1,对马铃薯叶片、叶柄和茎等地上生物量、根和块茎等地下生物量积累过程及其特征参数的协同影响研究,分析气候变化对马铃薯产量形成和品质的...     

燃料乙醇应用对环境的影响

燃料乙醇作为可再生的替代能源被越来越广泛地利用.从对空气的影响、对土壤和地下水的潜在影响、能源的有效性和能源的可持续性4个方面阐述了燃料乙醇使用对环境的影响效应,既说明了其显著的优势,又提出了存在的问题及相关建议,旨在更充分地发挥燃料乙醇的能源价值.     

基于模糊数学理论的尾矿库环境质量综合评价

尾矿库的环境对其周边地区的环境有着重大的影响.建立了尾矿库的环境质量模糊综合评价指标体系,通过专家打分法确定了某尾矿库各层评价指标的权重以及第3层次的模糊关系综合矩阵,并对此尾矿库的环境质量进行了模糊综合评价.最后得出结论:该尾矿库的环境质量综合评价等级为"中".     

瑞平塘河氟化物污染状况调查及溯源研究

以2016—2020年地表水常规监测结果为依据,发现瑞平塘河自2017年起出现氟化物质量浓度升高现象,2020年其中1个断面氟化物质量浓度平均值达到1.25 mg/L,比2016年高出145%。为此于2021年3—6月,对瑞平塘河流域的氟化物污染状况进行实地调查并开展溯源研究。研究结果显示,2021年氟化物质量浓度超过1.0 mg/L的点位占59.34%,其中超过1.5 mg/L的点位占42.86%,表明大部分河道氟化物质量浓度已经超过水体功能区要求,对生态环境安全构成较大潜在风险。溯源调查结果表明,排除了农业源及矿山源污染的可能,乳胶制品企业排放的废水为瑞平塘河氟化物的污染来源。针对目前该行业的排放标准和环境影响评价均未提及氟化物污染,企业废水处理设施也无除氟工艺单元,缺乏有效的污染防治措施与监管要求等问题。提出,应及时组织开展该区域乳胶制品行业整治提升,增加氟化物处理工艺单元,提升出水水质,确定氟化物排放浓度限值,并对该行业排放标准做进一步研究和完善等建议。     

Pyrolysis of rice husk and sawdust for liquid fuel

The paper is focused on studying how to convert rice husk and sawdust into liquid fuel. Rice husk, sawdust and their mixture were pyrolyzed at the temperature between 420℃ and 540℃, and the main product of liquid fuel was obtained. The experimental result showed that the yield of liquid fuel heavily depended on the kind of feedstock and pyrolysis temperature. In the experiments, the maximum liquid yields for rice husk, sawdust and their mixture were 56% at 465 ℃, 61% at 490℃ and 60% at 475℃ respectively. Analysis with GC-MS and other apparatus indicated that the liquid fuel is a complicated organic compound with low caloric value and can be directly used as fuel oil without any up-grading. As a crude oil, the liquid fuel can be refined to be vehicle oil.