旋流气浮工艺接触区气泡-颗粒碰撞理论研究

为了对旋流气浮过程中的动力学行为和气浮分离效率进行准确预测,在借鉴重力场下气泡-颗粒碰撞模型建立方法的基础上,考虑旋流气浮的特点,首次将表征流态的雷诺数引入到各种碰撞过程中,推导建立了旋流气浮接触区的气泡-颗粒碰撞效率模型.理论模型显示:低强度旋流气浮工艺中气泡-颗粒的各种碰撞效应主要与雷诺数、气泡和颗粒直径有关.当颗粒直径接近于分子直径时,即直径为1nm时,碰撞主要受扩散碰撞所控制;当颗粒在1~10nm之间时,碰撞主要受扩散碰撞和离心沉降效应的共同作用所控制;当颗粒在10nm~1μm时,碰撞主要受离心沉降效应所控制;当颗粒大于1μm时,碰撞将受截留效应、离心沉降效应和惯性效应联合作用.该模型能够准确预测旋流气浮过程中的动力学行为和分离效率,为旋流气浮工艺的实际应用提供一定的理论依据.     

河口与近海营养状况评价方法及其应用验证

基于压力-状态-响应(PSR)模型,建立了我国河口与近海营养状况评价法. 通过分析当前富营养化概念模型研究结果,引入A(人为影响指数)和表征过滤与调节作用的ΔSA/SA(层化系数)作为压力指标,从富营养化负面效应筛选出高效的表层ρ(Chla)、d(浮游植物细胞密度)、底层ρ(DO)、a(底栖生物个体丰度)和RT(赤潮指数)作为状态指标,并以v(未来营养盐通量年均变化)作为响应指标. 综合考虑国内外相关标准来界定评价指标分类标准,采用统计处理、矩阵法集成得到G(营养状况等级),并成功应用于九龙江河口区. 应用验证结果表明:2010年九龙江河口区G为“差”,北部采样点优于南部,与人为环境压力空间分布一致;Kolmogorov-Smirnov非参数检验显示,G为“中”和“差”的两类采样点之间的ρ(COD)、ρ(DIN)、ρ(TN)、ρ(DSi)、ρ(SPM)(其中DSi和SPM分别为溶解态硅酸盐、悬浮颗粒物)差异显著(p<0.05),ρ(TP)、ρ(DIP)因“磷缓冲”机制而趋于均匀分布(p>0.05),评价结果可识别出评价体系并未包含的主要环境因子状况;与第一阶段评价法相比,河口与近海营养状况评价法注重富营养化症状的评价,因此具有更易识别营养状况恶化与否的优势.      

太湖草藻型湖区磷赋存特征及其环境意义

研究草藻型湖区上覆水和沉积物磷赋存特征及环境意义有助于明晰磷在沉积物-水界面的迁移转化过程,对于深入理解不同类型湖区的富营养化过程及富营养化湖泊的治理具有重要现实意义.在太湖典型草藻型湖区进行四季多点采样,分析草藻型湖区水体及沉积物中不同磷形态的时空差异,并揭示其环境意义.结果表明:①藻型湖区上覆水中总磷(TP)、溶解性总磷(DTP)、溶解性无机磷(DIP)和颗粒态磷(PP)显著高于草型湖区,时间分布上大都表现出夏秋高于冬春的特点,PP是TP的主要组成部分,占比71. 8%～89. 6%.叶绿素(Chl-a)浓度与上覆水中磷赋存形态呈相似的时空分布特征.②藻型湖区表层沉积物TP含量为372. 38～529. 64 mg·kg~(-1),草型湖区为304. 29～454. 27 mg·kg~(-1),藻型湖区表层沉积物TP含量明显高于草型湖区,冬季沉积物TP含量最高,夏季最低,这与外源污染的输入以及不同环境条件下内源磷在沉积物和上覆水间的迁移转化有关.③沉积物中不同磷赋存形态数量分布由小到大依次均为:NH_4Cl-P、Fe-P、Org-P、Res-P、Al-P和Ca-P.表层沉积物Mobile-P(NH_4Cl-P+Fe-P+Org-P)在TP中的占比藻型湖区为9. 10%～16. 93%,略高于草型湖区8. 11%～13. 50%,Res-P在TP中占比藻型湖区为10. 06%～14. 97%,草型湖区为11. 02%～20. 28%.藻型湖区内源磷释放风险大,不利于磷的固定与埋藏.不同类型的湖区富营养化程度明显不同,在磷的释放与埋藏中也表现出不同变化特点.藻型湖区因其较高的内源磷负荷和释放潜力,值得特别关注.     

我国东部沿海三大城市群热岛变化及其与城市群发展的关系

随着城市化进程的快速推进,城市群已经成为区域空间的重要组织形式.为揭示我国东部沿海京津唐、长三角和珠三角三大城市群热岛变化与城市群发展的关系,利用MODIS地表温度产品数据和DMSP/OLS夜间灯光数据,对2001-2013年这3个城市群的热岛效应与区域发展二者之间的关系进行研究.结果表明:2001-2013年,3个城市群的热岛斑块面积均有较大幅度的增加,并且在空间上逐渐相连接,形成热岛城市带;RHⅡ（区域热岛指数）不断升高,京津唐城市群、长三角城市群、珠三角城市群分别升高0.051、0.070、0.101,其热岛状况不断加剧.随着城市群的发展,城区对周边区域的辐射作用不断加强,建成区边缘的城郊过渡带是地表温度增加最为显著的区域.总体而言,城市群的扩展是其区域热岛效应的主要成因,表征城市扩展变化的夜间灯光亮度平均值差值与表征热岛变化的地表温度平均值差值之间存在对数关系,表现出先快后慢的趋势.      

一种海岸带生态安全管理方法及其应用

论述了海岸带生态安全管理的内涵,提出战略环境评价作为一种海岸带生态安全管理的方法,是有效的辅助决策工具,分析了面向海岸带生态安全管理的战略环境评价的对象、主要内容与范围以及评价方法,介绍了自然资源可持续利用评价的一种方法———资源定位法。并以象山港作为实例研究,运用资源定位法进行战略环境评价,评价结果表明象山港的主导功能应是水产养殖,同时兼顾滨海旅游是最佳的选择,港口建设应以小型的民用码头为主。     

黄河三角洲柽柳灌丛对周边土壤呼吸的影响研究

土壤呼吸是区域碳收支及全球变化的热点问题之一,植物作为碳循环重要的生物库对土壤呼吸有着深远的影响。本文以黄河三角洲柽柳灌丛周边土壤的CO₂通量变化的时空特征为研究目的,采用LI-8100A开路式土壤碳通量监测系统,分析了不同生境条件下柽柳对周边的土壤呼吸的影响,结果表明：(1)研究区生境可分为低盐-高养与高盐-低养。低盐生境中的柽柳灌丛,其周边土壤的土壤呼吸速率明显高于高盐生境,夏秋两季的日动态没有明显的“单峰曲线”特征,春季峰值具有明显的“滞后”现象。(2)柽柳灌丛的南(S)、北(N)方向上,S方向更容易获得光照与热量,表现为春秋两季S方向的土壤呼吸速率高于N方向,但夏季这种现象却恰好相反。土壤呼吸速率昼夜差异较大,但夜间土壤呼吸速率却不容忽视,接近总量的40%,春季土壤呼吸速率昼夜差异最大。(3)以柽柳灌丛中心为起点由近及远,呈现出随着距离的增加土壤呼吸速率逐渐降低的趋势,这种趋势在低盐生境的灌丛周边尤为明显。高盐生境中,S方向的土壤呼吸速率为远距柽柳处的较高,这种“逆反”现象与温度、湿度交替的较大变异有一定关系。     

长江口潮滩土壤呼吸季节变化及其影响因素

采用静态箱-气相色谱法,于2007年7月至2008年5月对长江口潮滩土壤呼吸通量进行了观测,同时对潮滩气温、土壤温度、近岸水体盐度等环境参数进行了观测.结果表明,长江口潮滩上壤是大气CO2的排放源.土壤呼吸速率具有明妊的季节变化规律,呈单峰形变化.并于7～8月出现排放峰值.气温和各层土壤温度与士壤呼吸速率作用之间具有显...     

渤海湾近岸海域春季大型底栖动物群落特征

2008年4月下旬在渤海湾近岸海域进行了21个站位的大型底栖动物调查,共发现大型底栖动物99种,其中包括多毛类24科45种,软体动物15科19种,棘皮动物3科3种,甲壳动物18科25种,其他类群7种. 调查区内大型底栖动物的优势现象不明显,优势度指数大于1%的物种仅有7种,分别为黄海埃刺梳鳞虫、深钩毛虫、不倒翁虫、豆形胡桃蛤、长尾虫、绒毛细足蟹和纽虫. 调查区内大型底栖动物的总栖息密度平均值为228.81 m-2,总生物量平均值为36.03 　g/m2,其中多毛类的平均栖息密度为71.43 m-2,生物量为2.95 　g/m2;软体动物的平均栖息密度为76.19 m-2,生物量为8.28 　g/m2;棘皮动物的平均栖息密度为6.90 m-2,生物量为16.69 　g/m2;甲壳动物的平均栖息密度为53.10 m-2,生物量为4.53 　g/m2. 调查区内大型底栖动物的香农-威纳多样性指数为0～4.18,平均值为2.99;丰富度指数为0～2.97,平均值为1.71;均匀度指数为0.51～1.00,平均值为0.84. 与1959年全国海洋综合调查的渤海底栖生物调查结果比较表明,近半个世纪以来渤海湾近岸海域大型底栖动物的平均生物量显著升高,群落结构有所改变.      

滨海滩涂围垦区不同围垦年限土壤酶活性变化及其与理化性质关系

土壤酶几乎参与所有的土壤生物化学过程,厘清土壤酶活性与土壤理化性质的关系能够揭示围垦后土壤质量变化状况,为土壤生态系统的科学调控提供理论依据.选择江苏中部如东不同围垦年限(7、32、40、63 a)的滩涂围垦区为研究对象,以未围垦光滩作为对照(0 a),利用经典统计学分析和冗余分析研究不同围垦年限土壤酶活性变化过程,及其与土壤理化性质之间的关系.经典统计学分析表明不同围垦年限间土壤酶活性具有显著性差异,淀粉酶、脱氢酶和酸性磷酸酶活性随着围垦年限的增长呈现出先上升后下降的过程,而脲酶和碱性磷酸酶活性则随着围垦年限的增长呈现出先上升-下降-再上升的过程.同时,不同围垦年限的表层土壤酶活性基本上高于深层.冗余分析表明5种理化性质在前两轴累积能够解释土壤酶活性的69.8%,pH、电导率、土壤有机碳、全氮和全磷与土壤酶活性呈极显著相关关系(P0.01).土壤理化性质对土壤酶活性影响重要性大小排序为全氮有机碳pH全磷电导率.     

深圳蛇口港及深圳湾潮间带动物的有机锡污染

以异辛烷为萃取剂、四乙基硼化钠为衍生剂对样品进行同步化液-液萃取衍生反应,采用气象色谱-火焰光度检测法,研究了深圳蛇口港及深圳湾海域潮间带动物的有机锡污染状况。结果显示,所有站位采集的双壳类体内普遍检测出三苯基锡、三丁基锡及其降解产物二丁基锡,含量分别为127.1～349.1、6.3～380.8及2.7～99.9ng/g(湿重)。采自赤湾和东角头的渔舟蜒螺体内存在较高含量的三苯基锡567.3～651.6ng/g(湿重)。所有软体动物均未检测出单丁基锡。采自红树林的纹藤壶含127.1ng/g(湿重)的三苯基锡,但未检测出丁基锡。文章结果与国内外已有的相关数据比较表明,蛇口港潮间带动物已经受到较严重的有基锡污染,深圳湾的海洋生物也受到一定程度的污染。深圳湾红树林国家自然保护区对于生物多样性的维持及侯鸟的保护都极其重要,该海区的有机锡污染问题需要引起高度重视。