长江流域常量元素的分布特征

2003年4月到5月对长江干流及主要支流河水中常量元素（Ca ²⁺,K⁺,Na⁺,Mg²⁺,Cl^-,SO^2-₄及碱度）进行了测定,并对常量元素的含量及影响因素进行了研究。结果表明,长江阳离子以钙为主,占阳离子总量的40%~80%;而阴离子主要为HCO^-₃,占阴离子总量的60%~90%;阴阳离子含量顺序为HCO^-₃>SO^2-₄>Cl^-,Ca ²⁺>Na⁺ >Mg ²⁺>K⁺。长江干流及主要支流河水的常量离子主要来自于岩石的风化,主要受碳酸盐类溶解的控制,硅酸盐类的风化过程较弱。而大气沉降的影响很小,只有SO^2-₄受大气沉降影响较大。长江干流的Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、HCO^-₃和Cl^-主要来自于上游,下游只是对上游的简单稀释,而没有额外来源。与世界上其它大河相比,长江的常量离子浓度处于较高的水平;温带地区的河流河水中常量离子的含量常处于较高的水平;热带地区的河流河水中常量离子的含量相对较低。     

新型硅镁胶(MgO·2SiO_2)对模拟放射性废水中Co~(2+)的吸附性能

以泡花碱和氯化镁为原料合成出了一种新型硅镁胶(MgO·2SiO2)吸附材料,用傅里叶红外光谱仪对其进行了表征,并对模拟放射性废水中的Co2+进行吸附实验。结果表明,控制合成pH在10.50~11.00,可以得到目标硅镁胶(MgO·2SiO2),在460 cm-1处出现了较强的吸收峰,这是由Mg—O伸缩振动和Si—Mg—O弯曲振动引起。在500℃焙烧4h后,可以得到吸附性能良好的硅镁胶,随着溶液pH的升高,去除率增大,在pH为4~8时达到最大。25℃时,最大吸附量可达135.5 mg/g,吸附过程符合Langmuir等温吸附方程和准二级动力学方程。重复使用4次,对Co2+的吸附量仍然达到130 mg/g,说明硅镁胶是一种可重复利用的吸附剂。     

膜电解技术处理含氯及重金属的废酸

采用离子交换膜电解技术处理铜冶炼过程产生的含氯及重金属的废酸。考察了废酸处理工艺、电解温度、电解时间、电流密度和催化剂的添加等条件对处理效果的影响。实验结果表明：采用先沉淀重金属后脱氯的废酸处理工艺,氯离子和铜离子的去除效果均较好;当以钛盐为催化剂时,在电解温度为40 ℃、电解时间为2.0 h、电流密度为825 A/m²的最佳工艺条件下,处理后废酸中的氯离子质量浓度为0.22 g/L,氯离子去除率为98.59%,铜离子质量浓度为0.45 g/L,铜离子去除率为95.08%,其他重金属大部分也得到有效去除。净化后的废酸可回用至铜冶炼的生产过程中。     

表面活性剂改性4A分子筛对Cr(VI)的吸附行为

采用浸渍法对4A分子筛进行表面改性,通过引入阳离子表面活性剂,使4A分子筛表面附着季铵型阳离子,并与反离子Br-形成"阴离子交换膜",从而促使更多的Cr(VI)阴离子通过离子交换吸附到改性4A分子筛上,通过X-射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对样品的物相结构和组成进行表征分析。研究表明,表面活性剂的类型和疏水碳氢链结构会影响4A分子筛的吸附能力,十八烷基三甲基溴化铵(OTAB)碳氢链长,在分子筛表面形成的双分子层密,对Cr(VI)的吸附量最大。采用准一级、准二级、Elovich和Bangham动力学模型对六价铬的吸附数据进行拟合,其中准一级动力学方程最符合十八烷基三甲基溴化铵改性分子筛的吸附行为。同时,分别从Langmuir和Redlich-Peterson等温吸附模型获得六价铬的最大吸附量为13.98 mg/g,且改性分子筛以均一表面吸附为主。     

电除尘器电源交流分量对PM_(2.5)等细微颗粒物除尘效率的影响

除尘器对颗粒物的除尘效率与颗粒物的荷电量密切相关,PM2.5等细小颗粒物由于其荷电量不足而导致其吸收效率较低,对环境造成危害。为了增加粒子的荷电量,以粒子荷电原理为理论依据,从离子电流密度和通过电凝并扩大尘粒中位径2个方面研究了电除尘电源中交流电压分量对PM2.5等细小颗粒物荷电特性的影响,得出了电除尘器电源中交流电压分量可从以上2个方面提高装置对PM2.5等微小颗粒物的荷电量,且频率越高,幅值越大,荷电效果越好,从而可以提高装置对细小颗粒物的除尘效率。     

农户对高产农业技术扩散的生态环境影响感知实证

农民生态环境感知对促进农民自觉环境保护行为和农村两型社会建设具有重要作用。通过对湖南省洞庭湖湿地水稻主产区6个乡镇的调查,将农户生态影响感知具体化为土壤、水源、身体健康和水稻4个方面的感知,借助定量分析建立了农户综合环境感知指数,研究农民对以化学农业为代表的高产农业技术扩散的生态环境影响感知,并运用Tobit模型探讨了影响农户生态影响感知的主要因素。结果表明:农民已经意识到以石化农业为代表的高产农业技术扩散带来的不利影响,尽管他们的意识还只限于一些看得见的因素如土壤肥力、捕鱼量和健康问题,对于看不见的影响的感知还很薄弱。以化学农业为代表的高产农业技术采用的水平和持续时间直接决定了人们对于不利影响的感知。提高收入水平与教育水平、强化农业技术推广能提升农民生态环境感知,而农田水利基础设施建设和土壤肥力对农户环境感知有复杂的影响关系。     

省域粮食单产水平与波动状况研究

在我国宜耕耕地后备资源匮乏的背景下,保障国家粮食安全更多地依靠粮食单产水平的提升.分区域、分作物地研究粮食单产水平及其变化特征有助于把握粮食生产布局规律性,为科学地制定分区和分作物的产业指导政策提供依据.本研究通过"剔除趋势"模型,分析了我国主产省份各类粮食作物的单产水平、变化趋势和波动幅度.研究结果表明:我国粮食主产省份可划分为高产稳产区、中产稳产区、波动区和低产区四大类型,单产水平较高的地区主要分布在黄淮海地区、长江下游以及新疆,单产水平较低的地区主要分布在西部,东北主产区单产年际波动剧烈.为确保国家粮食安全,实现总量平衡和结构平衡,分区域产业指导政策宜分别实施稳定、优化、强基、提升四大战略;分作物产业指导政策方向是,水稻重点采取"南增北稳"战略,避免东北主产区水稻产量占全国比重过大造成风险加大的不利影响,小麦和玉米可重点培育新疆新兴产区能力建设.     

Development of a hybrid microbial fuel cell (MFC) and fuel cell (FC) system for improved cathodic efficiency and sustainability: the M2FC reactor

In an effort to improve the efficiency and sustainability of microbial fuel cell (MFC) technology, a novel MFC reactor, the M2FC, was constructed by combining a ferric-based MFC with a ferrous-based fuel cell (FC). In this M2FC reactor, ferric ion, the catholyte in the MFC component, is regenerated by the FC system with the generation of additional electricity. When the MFC component was operated separately, the electricity generation was maintained for only 98 h due to the depletion of ferric ion in the catholyte. In combination with the fuel cell, however, the production of power was sustained because ferric ion was continually replenished from ferrous ion in the FC component. Moreover, the regeneration process of ferric ion by the FC produced additional energy. The M2FC reactor yielded a power density of up to 2 W m⁻² (or time-averaged value of approximately 650 mW m⁻²), density up to 20 times (or approximately six times based on time-averaged value) higher than the corresponding MFC system.     

江苏省污染减排与空气质量变化相关性分析

利用2000—2007年大气污染物排放量数据和同期环境空气质量监测数据,分析了江苏省主要大气污染物减排与环境空气质量变化的相关性。结果表明,近年来江苏省SO2排放量与环境空气中SO2浓度存在正相关,而烟尘和粉尘排放总量与空气中可吸入颗粒物的浓度呈现出弱的负相关关系。对江苏省经济发展和环境关系的进一步分析揭示,江苏省环境库兹涅茨曲线呈现出倒U型关系,表明江苏省已经进入经济环境双赢区间,但近年来政策对经济环境关系的影响突出。该研究对中国十二五环境管理政策的制定有着重要的参考意义。     

Novel mesoporous microspheres of Al and Ni doped LMO spinels and their performance as cathodes in secondary lithium ion batteries

A facile, scalable, and solution-based technique is used to fabricate Al and Ni-doped (LiAl_0.1Mn_1.9O₄ and LiAl_0.1Ni_0.1Mn_1.8O₄) microspheres of lithium manganese oxide (LMO) spinels for use as reversible cathode materials for lithium ion batteries (LIBs). The spheres of the two samples exhibit different porosities. Cells with these LMO-based cathodes are then cycled between 4.5 V and 2 V to study their stabilities while simultaneously being subjected to the undesirable Jahn-Teller distortion that occurs around the ~3 V regime. The LiAl_0.1Mn_1.9O₄ (LAMO) and the LiAl_0.1Ni_0.1Mn_1.8O₄ (LANMO) cells exhibit comparable open circuit voltages (OCV) of 2.94 V and 2.97 V, respectively. During cell cycling, the LAMO cell exhibits a maximum specific capacity of 122.51 mAh g^?1 with a capacity fade of 65.35% after 75 cycles. The LiAl_0.1Ni_0.1Mn_1.8O₄ (LAMO) sample fares better and exhibits a maximum of 140.49 mAh g^?1 and a capacity drop of 52.59%. Detailed structural studies indicate that Ni doping and the greater degree of porosity of the LANMO sample to be a stabilizing factor. This is further confirmed by cyclic voltammetry (CV) and AC impedance spectra analysis.