潜流人工湿地基质堵塞的研究进展

潜流人工湿地是城市污水深度处理和农村污水分散处理的有效技术,但存在的基质堵塞问题因可缩短其使用寿命而极大降低了该技术的经济优势,成为制约其发展的瓶颈和研究的重点.在分析潜流人工湿地基质堵塞影响因素的基础上,探讨了其堵塞的机理和模型,提出了预防措施和恢复对策.前期进水预处理、进行湿地数值模拟和强化运行管理等能有效解决人工湿地堵塞问题.     

火灾引发超高层建筑非连续倒塌模拟研究

为了解超高层建筑发生火灾后变形特征及失稳后的非连续坍塌过程,掌握引起变形和坍塌的原因,将三维颗粒流软件(PFC3D)作为模拟平台,设置核心筒-框架结构的超高层建筑火灾区域,并模拟坍塌过程。在考虑钢筋和混凝土共同作用结果的基础上,提出火灾区域中构件属性设置方法及模拟步骤。分析得到造成建筑结构摆动的3种原因,一是火区位置不同导致上部结构对火区的压力不同,二是火区位置不同导致结构受到的约束不同,三是受热膨胀性使构件产生不同程度变形。结果表明:燃烧温度为500℃,3 h后建筑发生摆动,表现出对火区位置和燃烧时间敏感的特征。1 000℃下1 h内,建筑物首先发生破坏的是梁构件,然后是承重柱。即建筑一旦进入结构破坏阶段,坍塌将是迅速且不可逆的。     

絮凝动力学的现状与研究方法进展

在絮凝动力学的发展中先后提出了Smoluchowski理论、Camp-Stein理论和微涡旋理论,但迄今尚存在若干不足,特别是还不能全面揭示湍流絮凝的致因,也未能得到符合实际的湍流絮凝速度方程,严重影响了水处理絮凝工艺与设备的设计及放大.近年来,粒子图像速度场仪(PIV)和计算流体力学(CFD)的发展为深入研究絮凝动力学提供了新的手段和方法,有望使湍流絮凝动力学得到进一步发展.     

典型黄土区油松树干液流变化特征分析

蒸腾耗水是植被水分利用的重要方式和重要过程之一,对植物养分输送、生长发育、应对和缓解干旱胁迫以及改善区域微气候等都具有重要意义.研究以半干旱黄土区的油松植被为例,基于四针式热扩散探针法监测树干液流的动态变化,探讨其蒸腾耗水规律,分析油松树种的水分利用方式及对生存环境的适应能力.结果表明,油松的液流速率具有明显的季节性差异,不同月份的液流速率以4月最低,其次为10月、9月和8月,分别为0.024、0.057、0.062和0.071 m L·(cm2·min)-1.液流速率的日变化在各个时期都呈现昼高夜低趋势,夜间液流速率较低,但不为零.在降雨事件影响下,夜间液流量在日液流总量中的比重明显增加,是晴朗天气的3.9倍,而白天液流量所占比重下降31.8%.寒潮期间液流速率表现出相似的变化趋势,对突变环境具有较强的适应能力.油松液流速率与气象因子显著相关,对液流速率影响的大小顺序为:太阳辐射水汽压亏缺相对湿度大气温度.     

处理水产养殖污水潜流湿地中的厌氧氨氧化菌群特征

厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,ANAMMOX)是潜流湿地净化污水的重要功能,目前关于潜流湿地厌氧氨氧化特征还不清楚.为了解处理水产养殖污水潜流湿地中的厌氧氨氧化特点,采用16S rRNA基因克隆文库和实时荧光定量PCR技术以及多样性分析等方法,对处理水产养殖污水潜流湿地中ANAMMOX菌的结构、多样性和丰度进行了研究分析.结果表明,处理水产养殖污水潜流湿地中存在Candidatus brocadia和Candidatus kuenenia这2类已知的ANAMMOX菌和3类未知的ANAMMOX菌,其优势种群为Candidatus brocadia;在不同季节中,秋季潜流湿地中ANAMMOX菌的多样性最高(H',1.21),春季最低(H',0.64);在养殖周期内,潜流湿地中ANAMMOX菌的丰度(以鲜重计,下同)在8.0×104~9.4×106copies·g-1之间,总细菌丰度在7.3×109~9.1×1010copies·g-1之间;在潜流湿地不同层面以及不同季节中,ANAMMOX菌的丰度存在着明显的差异,总细菌丰度则差异不明显,ANAMMOX菌的丰度在不同层面上的差异没有随时间变化的规律性.根据潜流湿地中ANAMMOX菌的分布特征,改变养殖污水布水方式和调整湿地结构可以提高潜流湿地的反硝化效果.该研究为进一步优化潜流湿地结构,提高净化养殖污水效率提供了依据.     

Interactive response of photosynthetic characteristics in Haloxylon ammodendron and Hedysarum scoparium exposed to soil water and air vapor pressure deficits

C₄ plants possess better drought tolerance than C₃ plants. However, Hedysarum scoparium, a C₃ species, is dominant and widely distributed in the desert areas of northwestern China due to its strong drought tolerance. This study compared it with Haloxylon ammodendron, a C₄ species, regarding the interactive effects of drought stress and different leaf–air vapor pressure deficits. Variables of interest included gas exchange, the activity levels of key C₄ photosynthetic enzymes, and cellular anatomy. In both species, gas exchange parameters were more sensitive to high vapor pressure deficit than to strong water stress, and the net CO₂ assimilation rate (A_n) was enhanced as vapor pressure deficits increased. A close relationship between A_n and stomatal conductance (g_s) suggested that the species shared a similar response mechanism. In H. ammodendron, the activity levels of key C₄ enzymes were higher, including those of phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC) and nicotinamide adenine dinucleotide phosphate-malate enzyme (NADP-ME), whereas in H. scoparium, the activity level of nicotinamide adenine dinucleotide-malate enzyme (NAD-ME) was higher. Meanwhile, H. scoparium utilized adaptive structural features, including a larger relative vessel area and a shorter distance from vein to stomata, which facilitated the movement of water. These findings implied that some C₄ biochemical pathways were present in H. scoparium to respond to environmental challenges.     

连续流动分析法测定水中硫化物的显色剂配制方法研究

针对连续流动分析法测定水中硫化物方法中显色剂N,N-二甲基-1,4苯二胺二盐酸盐保质期短的问题,研究了不同体积比盐酸或硫酸介质对延长显色剂保质期的影响,确定了延长保质期的试剂配制方法,并对该方法的适用性进行了检验.结果显示,体积比10％硫酸介质的显色剂优于盐酸介质显色剂,可以存放一周.使用此显色剂进行硫化物分析检出限为0.003 mg/L,线性范围0.000 mg/L ～2.00 mg/L,平行测定相对偏差0.0％ ～11.8％,加标回收率82.0％～102％,可以满足环境样品分析需求.     

流动注射在线UV消解测定环境水体中的总氮研究

采用San++流动分析仪在线UV消解测定环境水体中的总氮,样品浓度在0.00~5.0 mg/L与峰高有良好的线性关系(r=0.999 6)。进行了标准样品考核和实际水样的流动注射法和国标方法的比对分析。实验结果表明:采用流动注射在线消解测定水中TN,其标样测定值均在保证值范围内,相对标准偏差小于3%;两种方法测定实际水样的结果无显著性差异且具有很好的一致性,加标回收实验的回收率在90.0%~97.7%之间,能满足地表水及排放废水中TN监测要求。     

美人蕉根系对不同基质结构水平潜流人工湿地水力特性的影响

为了研究植物根系对不同基质结构潜流人工湿地水力特性的影响,根据填料渗透系数,分别设置单层及多层基质结构潜流人工湿地小试实验系统,以美人蕉作为湿地植物,在植物栽种前与成熟后对两系统分别开展示踪试验研究.实验结果表明,美人蕉根系对于单层结构人工湿地水力特性有较明显的改善作用,有效体积从0.49提高到了0.53,短路值由0.60降低到0.41,水力效率提高最大由43%提高到59%.比较而言,植物根系对多层结构湿地有效体积和短路值有轻微负面影响,而对水力效率则有明显的改善作用(由64%提高到83%).此外,植物成熟后,两人工湿地系统中示踪剂回收率均有所下降,其中,单层结构湿地降低较显著,回收率由72%降到62%.可见,植物根系对系统水力特性有较大影响,应在人工湿地设计过程中给予考虑.