城市污水再生处理中微量有机污染物控制的关键难题与解决思路

城市污水中的一些微量有机污染物(TOrCs)具有浓度低、风险高和去除难等特点,是污水再生处理研究的热点,但其控制面临"四难"问题.首先,TOrCs浓度低,其化学检测面临结构定性难和浓度定量误差大等问题;其次,TOrCs的风险评价结果受评价物种、毒性终点等影响,优先控制TOrCs种类及浓度限值确定难;再次,TOrCs占总...     

Influence of particle size on the aggregation behavior of nanoparticles: Role of structural hydration layer

More and more attention has been paid to the aggregation behavior of nanoparticles, but little research has been done on the effect of particle size. Therefore, this study systematically evaluated the aggregation behavior of nano-silica particles with diameter 130–480 nm at different initial particle concentration, pH, ionic strength, and ionic valence of electrolytes. The modified Smoluchowski theory failed to describe the aggregation kinetics for nano-silica particles with diameters less than 190 nm. Besides, ionic strength, cation species and pH all affected fast aggregation rate coefficients of 130 nm nanoparticles. Through incorporating structural hydration force into the modified Smoluchowski theory, it is found that the reason for all the anomalous aggregation behavior was the different structural hydration layer thickness of nanoparticles with various sizes. The thickness decreased with increasing of particle size, and remained basically unchanged for particles larger than 190 nm. Only when the distance at primary minimum was twice the thickness of structural hydration layer, the structural hydration force dominated, leading to the higher stability of nanoparticles. This study clearly clarified the unique aggregation mechanism of nanoparticles with smaller size, which provided reference for predicting transport and fate of nanoparticles and could help facilitate the evaluation of their environment risks.     

预腐蚀条件下不同孔数冷挤压强化7075-T6铝合金板件疲劳寿命退化规律

目的 研究腐蚀环境下单孔和多孔冷挤压强化铝合金板件的疲劳寿命退化规律和损伤机理。方法 针对2种不同孔距的三孔冷挤压强化7075-T6铝合金板件,采用模拟热带海洋大气环境的实验室加速腐蚀谱,开展不同腐蚀时间下的预腐蚀疲劳试验。结果 获得了3倍孔距的三孔挤压强化铝板以及单孔挤压强化铝板的C(t)曲线、疲劳S-N曲线和损伤形貌特征,分析了腐蚀后挤压强化试件的腐蚀机理及挤压强化作用。同时,将不同孔数试件的试验结果进行比较,探明了孔数对挤压强化铝板腐蚀和疲劳性能的影响。结论 腐蚀后挤压强化铝合金板件的疲劳性能发生显著退化,腐蚀损伤主要为剥蚀,疲劳裂纹萌生位置由孔边转移至表面。挤压孔数量对挤压强化铝合金板件的疲劳和腐蚀疲劳性能的影响较小。     

拉伸加载下老化复合固体推进剂的损伤演化定量分析

目的 定量分析老化对拉伸加载下复合固体推进剂细观损伤演化的影响规律。方法 开展不同老化时间（0、32、74、98 d）下三组元端羟基聚丁二烯（HTPB）复合固体推进剂的热加速老化试验,以及老化后推进剂的微型哑铃形试验件在不同拉伸应变水平（0、5%、10%、20%、40%、50%）下的微CT扫描观测试验,并对扫描重构图像进行定量分析,获得老化对推进剂细观损伤演化的影响规律。结果 随拉伸应变增加,老化前后推进剂微CT图像的灰度均方差、平均孔隙率和图像的分形维数均呈非线性增加趋势,图像的灰度均值呈非线性减小趋势。在较低应变水平（<10%）下,上述参数受老化时间的影响不显著,但随拉伸应变增加（≥10%）和老化时间增长,灰度均方差、平均孔隙率、孔隙率增量和分形维数的数值整体增高,而灰度均值随老化时间的增长而降低,且不同老化时间下,分形维数与平均孔隙率之间存在正线性关系。结论 重构得到微CT图像的灰度均值、平均孔隙率和分形维数可作为表征参数,用于定量分析老化复合固体推进剂在拉伸载荷下的细观损伤和损伤的动态演化规律,推进剂的初始损伤和小应变下的损伤程度受老化的影响较弱,而老化时间对推进剂细观损...     

基于中性盐提取的土壤重金属固液分配与自由态金属离子浓度测定

采用0.01mol·L-1CaCl2、0.002mol·L-1Ca(NO3)2和纯水(UPW)3种常用提取剂对我国南方两种典型农田重金属污染土壤进行提取试验.同时,应用土壤重金属固液分配多表面模型来预测提取液中重金属含量,结合道南膜技术(DMT)测定Ca(NO3)2提取液中自由态金属离子浓度,并与ECOSAT模型计算值进行比较.结果表明,提取剂中Ca2+浓度增加能显著提高土壤重金属溶出率,而提取液pH、溶解态有机碳(DOC)浓度却随溶液Ca2+浓度增加而降低.多表面模型(Multi-Surface Model)对大部分提取液金属浓度有较好的预测效果,部分土样提取液Cu、Pb、Zn浓度的预测效果较差.DMT测定的Ca(NO3)2提取液自由态重金属浓度与模型计算值较为一致,能够较准确地测定土壤溶液自由态重金属离子浓度.     

“京津冀”地区煤炭相关产业链的体现能核算与政策分析

目前,我国面临的大气污染问题愈发严重,尤其在"京津冀"地区更为突出。而煤炭相关产业链的能源消耗结构及其污染物排放是导致此问题的重要原因之一。本研究基于2012年"京津冀"地区各省、市的能源平衡表,通过区域间能源调配模型,绘制了煤流和能流桑基图,厘清了"京津冀"地区2012年煤炭相关产业链的物质与能量走向,并运用了投入产出法系统核算了"京津冀"地区煤炭相关产业链的体现能与24种污染物排放量。研究结果表明:(1)"京津冀"地区的原煤主要依赖调运,属于净煤炭进口地区。(2)原煤的直接使用在"京津冀"地区的煤炭相关产业链中占有非常大比重。将体现能角度分析的结果与能量角度分析的结果对比,可以发现煤化工产业在煤炭相关产业链中的潜在能量消耗仍然具有较大的贡献。(3)焦炭是终端消费能量的主要来源,也是体现能的主要贡献源。(4)在煤炭转化能源利用效率上,"京津冀"地区2012年煤炭相关产业链洗选煤、煤制品加工、炼焦三个环节的效率分别为87.77%、92.46%、90.97%,稍低于中国2012年96.16%的利用效率。(5)原煤、焦炭的直接消费和炼焦过程对"京津冀"地区2012年煤炭相关产业链七种主要污染物的贡献率最大。为了有效减少"京津冀"地区煤炭相关产业链的污染物排放,需要对原煤、焦炭的直接消费和炼焦过程采取相应的减排政策和措施。本研究可以为"京津冀"地区煤炭相关产业链提高能源利用效率、减少体现能和污染物排放、采取改进措施提供一定的理论支持和政策建议。     

生态农业发展与小城镇建设

以3家生态村为例说明乡镇企业在生态农业产值中占据主导地位。通过对乡镇企业的经济效益、环境效益和社会效益以及小城镇发展的优越性分析可知，乡镇企业不宜在农村发展，应该在小城镇中发展，农村生态建设要立足农业，通过减少土地的人口承载量，提高劳动生产率和增加农民收入。     

江河水质监测断面优化布设方法

江河水质监测断面应掌控水质的时空变化规律.数理统计分析方法可以发现一条河流上现有水质监测断面是否存在功能相似的邻近断面,水环境数值模拟方法可以近似地展现一条河流任意位置的水质情况,二者结合即可解决缺乏实测数据的河流水质监测断面优化布设问题.以我国某条大河为研究实例,运用物元分析法、模糊聚类分析法以及一维水环境数值模型结合物元分析法研究其水质断面优化问题.研究发现该河现有15个监测断面需要去除2个,同时需要增设2个新的水质监测断面.通过实地调查,该优化方法很好地解决了河流水质监测断面的合理布设问题.     

应用Modified Gompertz模型对城市生活垃圾沼气发酵的拟合研究

尽管Modified Gompertz模型与料菌比和发酵浓度之间没有直接的函数和变量关系,但是料菌比和浓度的变化必然导致Modified Gompertz模型参数的改变,因此可以通过Modified Gompertz模型参数的变化特征对料菌比和发酵浓度是否适宜作出合理的评价.据此本研究将采用中温批量发酵,分别设计单因素...     

渭河干流(宝鸡段)表层沉积物Cu、Zn、Pb污染特征与评价

对渭河干流（宝鸡段）表层沉积物中重金属Cu、Zn、Pb含量进行了调查,用潜在生态危害系数法对其污染水平进行了评价,并与松花江（吉林市段）、淮河（江苏段）、长江（下游）、苏州河、珠江（广州段）5条河流表层沉积物中Cu、Zn、Pb的含量做了对比研究。结果表明,3种重金属元素平均含量均超出相应的土壤背景值,出现了一定程度上的富集;生态危害系数均〈40,属轻微生态危害。重金属含量水平在国内诸河中处于中间位置。