巯基硅烷改性氧化石墨对砷的吸附性能

为提高氧化石墨(GO)对砷的吸附能力,以3-巯基丙基三甲氧基硅烷为改性剂,制备了巯基改性的氧化石墨(GO-SH),考察其对水中砷的吸附性能.采用单因素实验法考察了初始pH值、吸附剂投加量、温度等对吸附效果的影响,拟合了吸附等温线,并研究了吸附动力学和吸附热力学规律.实验结果表明,在最优条件下,GO-SH对初始浓度为4 mg.L-1的砷去除率达到97.7%;吸附等温线符合Langmuir和Freundlich模型,45℃时由Langmuir模型得到的饱和吸附量(Qm)为24.45 mg.g-1;吸附动力学符合准二级模型,内扩散模型符合高浓度砷的吸附动力学;热力学研究表明,吸附过程是自发吸热的反应,以化学吸附为主.     

锅炉废气流化床污泥干化塔的热力计算与分析

利用锅炉尾部废烟气(120～190℃)干化市政污泥,降低污泥含水率可达到后继合理利用。从三方面对污泥干化进行了分析:1)干燥后污泥含水率与污泥处理量关系;2)入口烟温、流量与污泥处理量关系;3)干燥后烟气相对湿度影响因素分析。结果表明:提高入口烟温、流量,污泥出口含水率都可以提高污泥处理量,高入口烟温、流量下,污泥处理量受含水率的影响更大;污泥出口含水率高时,入口烟温提高使污泥处理量提高增大显著;入口烟气流量愈高,入口烟温提高对污泥处理量的增加愈大。干燥后烟气相对湿度与入口烟温有关,干燥之后的烟气的相对湿度离饱和状态较远,此温度范围内的出口烟气湿度还有较大的余量。     

污泥干化芦苇床技术述评

污泥干化芦苇床是人工湿地和传统污泥干化床的结合,是一种新型的污泥处理技术。将湿地植物芦苇种植于人工湿地的填料层中,周期性地将污泥布向芦苇床表面,污泥中的水分经填料层以及后形成的污泥层渗透后,通过集水管排出;污泥中的固体物质被截留在床体表面,通过植物的蒸发蒸腾作用和水面蒸发作用进一步脱水和稳定。通过合理的设计和运行,其使用周期可达8¹0年,其后可清空稳定化污泥并进入下一个使用周期。经芦苇床稳定之后,污泥的脱水效果明显,含固率可达到20%10年,其后可清空稳定化污泥并进入下一个使用周期。经芦苇床稳定之后,污泥的脱水效果明显,含固率可达到20%⁶5.7%,综合性能优于离心脱水和压滤脱水;污泥中有机质和营养成分氮磷等指标受污泥来源、运行方式和运行时间的影响,去除效率差异较大。污泥经稳定后,有机质去除率最高可达66.8%,氮去除从负去除到最高去除65.5%,磷去除从负去除到最高去除81%。经芦苇床稳定后,污泥中的有机有害物质多环芳烃可被有效去除,其去除率高出传统污泥干化床29.86%。在对相关文献的主要结果进行总结的基础上,提出了下一步研究和发展的方向。     

中国沿海区域旅游化与生态环境耦合度分析及预测

中国沿海区域旅游产业发展主要以海洋资源和环境为依托,故处理好旅游产业发展与生态环境的关系是中国沿海旅游产业实现可持续发展的基础和前提。区域旅游化程度可以反映区域旅游产业发展水平,为探求中国沿海区域旅游产业发展与生态环境之间关系的态势和规律,首先,在构建中国沿海区域旅游化程度和生态环境质量水平的指标体系的基础上,以2000—2010年沿海11省(区)统计数据为基础,运用加权主成分TOPSIS法分别对两个系统进行综合评价;其次,基于物理学中的耦合模型,对中国沿海区域旅游化程度和生态环境质量的耦合度及其协调指数进行计算,并分析它们时空格局及其演变特征;最后,基于灰色系统理论,运用GM(1,1)预测模型对中国沿海区域未来15 a中国沿海区域旅游化水平与生态环境耦合度进行预测。研究结果发现:中国沿海区域旅游产业与生态环境两个系统在2000—2010年间一直处于拮抗期,但山东省、浙江省、江苏省和广西省将在2015年前先后由低水平的拮抗期跨入良性耦合阶段,而其他省(区)将处于并将长期处于拮抗期,且天津市、辽宁省和海南省两个系统的耦合度有下降趋势。     

Pb胁迫对金丝草体内Pb化学形态及细胞分布的影响

采用室内模拟Pb胁迫水培试验,利用化学试剂逐步提取和电镜观察的方法,研究Pb胁迫下金丝草(Pogo-natherum crinitum)体内Pb的化学形态及细胞区室化作用。结果表明,Pb在金丝草根和叶中主要以HCl提取态存在,所占比例平均在30%以上,最大比例分别达46.84%和61.49%,其次为HAc提取态和NaCl提取态,残渣态和去离子水提取态所占比例较小,说明金丝草体内Pb化学形态除HCl提取态外主要以磷酸盐结合态、蛋白质结合态或吸附态等迁移活性较弱的化合态存在,从而减小Pb的毒害作用。电镜观察发现,Pb胁迫下金丝草根和叶中大部分Pb被束缚在细胞壁上,这与其化学存在形态结果一致。但金丝草根系仍可将大量Pb转移到地上部分,对Pb具有强转运能力。     

通风模式对餐厨垃圾生物干化能效及氮素损失的影响

针对餐厨垃圾生物干化处理周期长、脱水效率低的问题,基于外源辅助加热的生物干化机,比较不同通风模式（温度控制通风设置4个处理:TFWD 45-50、TFWD 50-55、TFWD 55-60、TFWD 60-65;时间控制通风设置2个处理:TFSJ 20、TFSJ 60）对餐厨垃圾生物干化过程系统脱水能效及氮素损失的影响。结果表明:1）与温度控制通风的4个处理相比,时间控制通风的2个处理的总氮（TN）和铵态氮损失较小、发芽指数（GI）较高;2）连续通风TFSJ 60的水分去除效率最低（66.78%）,TN和铵态氮损失最小（分别为8.14%、12.96%）,腐熟度最高（EC为2.72 mS/cm、GI为75.00%）,单位质量水分去除能耗最低（1.10 kW·h/kg）;3）TFWD 50-55的水分去除效率最高（达到99%以上）,TN和铵态氮损失最大（分别为16.95%、57.83%）,腐熟度较低（EC为4.28 mS/cm、GI为19.58%）、去除单位质量水分的能耗较高（1.74 kW·h/kg）。Pearson相关性分析结果表明:TN、铵态氮与含水率呈显著正相关（P<0.05）,与温度、EC、耗电量呈显著负相关（P<0.05）。因此,生物干化后的物料若进行好氧堆肥处理制成有机肥后回归土壤,则建议采用连续通风（TFSJ 60）处理餐厨垃圾;生物干化后的物料若焚烧或者填埋处理,则建议采用温度控制通风（TFWD 50-55）处理餐厨垃圾。研究结果为餐厨垃圾快速生物干化处理通风模式的选择提供了参考。     

氧化石墨/聚乙烯醇复合电纺纤维膜的光热脱盐性能试验

采用静电纺丝技术将碳纳米材料氧化石墨原位固定于聚乙烯醇（PVA）纤维,制备了氧化石墨/聚乙烯醇复合电纺纤维膜,并将其作为太阳能光热转换材料用于模拟海水的脱盐处理。结果表明:该复合纤维膜是一种性能优良的光热转换材料,其亲水性极强,在湿态下具有宽光谱吸收范围和较高光吸收率。在纺丝电压为15 kV、极板间距为15 cm、氧化石墨质量分数为3%（相对于聚乙烯醇）条件下制得的复合纤维膜具有最优的光热性能。在1个太阳光（1 kW/m2）照射下,膜表面可快速升温至50℃左右,水蒸发速率可达到1.09 kg/（m2·h）,光热转换效率为71.9%,对不同浓度模拟海水的脱盐效率均能达到99.9%以上。此外,该复合纤维膜具有良好的稳定性和重复利用性,可较好地应用于普通海水淡化领域。     

极性可调功能化纤维的构建及其对废水磷酸盐的去除

本文利用腈纶纤维(PANF)便于回收、易于修饰、价格低廉等优点,通过不同链长卤代烃的季铵化反应,构建系列极性可调的功能化腈纶纤维,通过红外光谱、扫描电镜、X-射线衍射等技术进行表征,并研究纤维表层极性调控对水体磷酸盐的吸附性能的影响.结果 表明,正溴丁烷修饰的季铵化纤维(PANT-C4F)对磷的吸附能力(25 mg·g-1P)优于正溴己烷和正溴辛烷修饰的季铵盐功能化纤维(PANT-C6F、PANT-C8F).改性纤维材料的吸附动力学更符合准二级动力学模型,吸附等温线采用Langmuir模型拟合更优,说明功能化纤维对磷的去除主要为单分子层化学吸附.PANT-C4F在pH 7左右时,对磷的吸附效果最好,且3 min达到平衡,因此具有较高的吸附效率.此外,PANT-C4F吸附的磷酸盐可以在NaCl溶液中解吸附,至少可以循环5次以上,实现功能化纤维的循环利用和磷的有效回收.研究表明,PANT-C4F是一种高效的水体磷酸盐吸附材料,具有较高的实际应用价值.     

旱区经营人工植被对土壤干化过程的调控

人工植被在北方旱区具有重要的意义,但在干旱少雨的条件下开展建设,必须讲求水分平衡。基于此,作者通过考察长期的经营实践,从土壤水分角度讨论人工植被与环境之间的耦合匹配问题。阐述了普遍发生的人工植被作用下的土壤干化对植被自身的不利影响以及其可调控性,并进一步对调控途径和措施进行了分析。表明人为采取措施可以将土壤干化现象加以调节和控制,如局部带状或团块状种植、疏伐、轮作、休闲、灌溉等。在贯彻适地适种原则的基础上,还需选择耗水量少的抗旱节水植物和可维持土壤水库水平的密度或盖度,这是保证人工植被稳定持久值得重视的又一重要方面。预防土壤干化是首要的,需多途径相互结合进行调控。对土壤干化过程的调控实际上就是有效经营人工植被。需要结合经营目标评定人工植被的稳定性。     

基于景观指数的细碎化对耕地利用效率影响研究——以扬州市里下河区域为例

从中观尺度研究细碎化对耕地利用效率影响,探寻遏制细碎化水平降低因素,以为高效农地利用政策制定提供依据。选取景观指数量化耕地细碎化水平,用数据包络分析(DEA)法对耕地利用效率进行评价,最后采用计量经济模型检验细碎化对耕地利用效率影响。结果表明:研究区扬州市里下河区域30个乡镇的耕地利用综合效率、纯技术效率与规模效率的平均值分别是0.949 3、0.972 2和0.977 0,具有一定提升空间;表征细碎化的第一主成分与地块平均面积、地块密度、面积加权形状指数和面积加权分维数的载荷值大于88%,第二主成分与边界密度指数载荷值大于91%;第一主成分对纯技术效率与规模效率的影响弹性是-0.002 7和-0.085 6,第二主成分对纯技术效率与规模效率的影响弹性是-0.001 1和-0.002 4。细碎化对耕地利用规模效率与纯技术效率产生显著负影响,且对规模效率影响大于对纯技术效率影响;应从地块面积、分布与形状等方面来降低细碎化程度以提高耕地生产能力。