厌氧抑制动力学的表函数统一模型和实验方法

为解决传统抑制动力学模型存在的形式不统一及参数获取困难等问题,采用表函数的方法对抑制动力学进行表述.通过引进表函数方法,对动力学测定实验方法提出了改进,采用DYNAMO软件进行数据处理.对2,4-二硝基酚抑制现象进行模拟研究.结果表明,用表函数的方法对抑制现象进行模拟是可行的.相比较传统抑制动力学,表函数的模拟曲线更加贴近实验数据,形式简单而统一,同时解决了参数获取的问题.在对复杂抑制现象进行模拟时,表函数方法具有较大优势,并可以在一定程度上简化模型的结构.     

脱硫吸收塔除雾器性能的实验研究和数值模拟

实验研究了不同操作条件、板片型式及板间距对除雾器除雾效率及压降的影响规律,并采用计算流体力学（CFD）方法对除雾器内流场进行了数值模拟与分析。研究结果表明,操作条件对压降和流场影响较小,而板片型式特别是迎风面的几何结构是影响流场与压降的关键因素;随着气速的增大,除雾效率增高,但当气速增到某一临界值（4～5 m/s）后,除雾效率随着气速的增大而迅速减小;除雾器压降的数值模拟结果与实验值吻合良好;除雾器内存在2个回流区,回流区是产生除雾器临界气速的重要原因之一。研究结果可为除雾器优化设计提供指导。     

碱渣堆场废弃地的生态恢复与景观重建途径探索

利用天津市塘沽区三号路碱渣堆场废弃地改造和生态恢复为紫云公园的生态恢复工程实践,对科学治理碱渣堆场废弃地的生态恢复进行了研究. 采用生态恢复工程的方法,针对碱渣复杂的化学成分和特殊的物理性质,通过制造碱渣工程土填垫低洼地,在堆造山体过程中采取工程措施确保山体的稳定,采取覆盖一定厚度外源种植土的方式以适合植物生长,最后种植以乡土先锋植物为主的人工植被,对天津塘沽碱渣堆场废弃地进行了生态恢复. 实现了治理碱渣堆场的目标,并解决了易软化碱渣土堆造山体的工程难题.      

科技支撑美丽中国建设的进展和展望

自党的十八大提出美丽中国建设目标以来,为发挥好科技支撑作用,国家组织开展了一系列关于资源、生态和环境等领域的科技计划,有效支撑了美丽中国建设的理论探索、生态环境保护修复和生态文明体制建设决策支持等方面的科技需求。本文在梳理过去十年国际及发达国家生态环境领域科技研发布局情况,以及我国相关领域科技研发计划和推进情况的基础上,重点介绍了中国科学院“美丽中国生态文明建设科技工程”战略性先导科技专项（A类）的主要研发内容及取得的阶段进展,并基于现状与期望分析,辨识有关领域科技前沿动态与发展趋势,提出关于下一步科技发展方向的建议,以期为党的二十大之后科技推进美丽中国建设的方向提供参考。     

深圳市土地利用动态趋势分析

在分析深圳市土地利用变化与驱动力的基础上 ,将城镇用地细化为工业用地、居住用地和第三产业用地 ,并将它们与耕地和工业投资、人口增长、收入水平、水资源状况等主要驱动力纳入统一的总体结构中 ,采用系统动力学的方法 ,定量地描述它们的动态关系。系统动力学模型的基本模拟结果显示 ,城镇用地的长期变化趋势是一种“S”型的增长规律 ,从1980年至2030年是城镇用地变化的快速增长阶段。在城镇用地的变化过程中 ,工业用地、居住用地和第三产业用地在总的城镇用地中所占的比例在经过一个较长时期的波动后 ,大约从2020年开始基本保持稳定的状态。耕地的变化趋势是持续下降 ,并逐渐消失     

黄土高原地区森林植被生态需水研究

水土流失是黄土高原面临的主要生态问题,而退耕还林还草、恢复植被是治理水土流失、改善生态环境的必然选择.但黄土高原位于干旱半干旱地区,水资源匮乏是影响该地区植被生态建设的根本因子.因此,植被生态需水研究对于该地区的生态环境建设具有极其重要的意义.本文根据最新遥感图像资料,在GIS支持下,计算了黄土高原地区现有林地生长季的最小生态需水量和适宜生态需水量,其结果分别为262.49×10⁸ m³和421.34×10⁸ m³.除去降雨对林地耗水的补给外,以最小生态需水量为标准,则黄土高原地区在生长季发生水分亏缺的林地面积为7 639.09 km²,占现有林地总面积的9.1%,亏缺水量为4.77×10⁸ m³;以适宜生态需水量为标准,则有57.7%的现有林地在生长季中发生水分亏缺,亏缺水量为58.55×10⁸ m³.     

活性污泥快速吸附污水碳源的动力学研究

为了解不同活性污泥对污水中碳源的吸附机制,探讨利用活性污泥吸附、 回收污水碳源的可行性,研究了3种活性污泥（富碳、 硝化和反硝化污泥）对城市污水中有机物吸附特征,并采用以Richie速率方程为基础的3种吸附动力学方程对此吸附过程进行了动力学数据分析.在吸附过程的前30 min左右,活性污泥以物理吸附为主,可用Lagergren单层吸附模型表述.富碳污泥的吸附量（COD/SS）最大,约60 mg/g,但吸附速率要较反硝化污泥慢;硝化污泥的吸附速率最小,但吸附容量较反硝化污泥大,约35 mg/g.富碳、 硝化和反硝化污泥的拟合参数θ₀值分别为0.284、 0.777和0.923,说明富碳污泥表面吸附的有机物通过预处理,清洗得最彻底,即富碳污泥对有机物的结合力度最小,有利于被吸附碳源的释放.采用Langmuir模型拟合可知,在此吸附试验条件,有机物浓度是影响污泥吸附量的关键参数,温度影响非常小.本研究分析了不同种类活性污泥对污水碳源的吸附动力学规律,为动力学分析活性污泥的除污机制提供了方法,为利用活性污泥的吸附作用回收污水碳源提供了理论基础.     

基于OpenFOAM的城市街区毒气扩散模拟

为了对毒气扩散过程进行及时、有效的模拟,将开源计算流体动力学软件OpenFOAM与PISO算法(pressure implicit with splitting of operators,压力隐式算子分割算法)相结合,进行城市街区毒气扩散模拟研究. 将SIMPLE(semi-implicit method for pressure linked equations,压力耦合方程组的半隐式算法)与PISO算法进行了对比,指出以PISO算法为基础的数值模拟在城市街区这类大范围毒气扩散模拟中具有容差性强、计算较为稳定等优点. 以福州大学怡山校区为扩散区虚拟地理环境,选用氯气为假定毒气,利用OpenFOAM对氯气的扩散传播过程进行了模拟, 并与商用软件FLUENT在相同条件下的ρ(Cl₂)模拟结果进行了对比. 结果表明,结合PISO算法的OpenFOAM能够较好地完成复杂虚拟地理环境下的毒气扩散过程模拟,其ρ(Cl₂)模拟结果与FLUENT模拟结果的平均偏差小于5%,但在计算效率上却提高了41.89%.      

Use of Constructed Wetlands for Urban Stream Restoration: A Critical Analysis

/ Investigation of a delta marsh restoration project proposed forthe Don River in Toronto, Ontario, underlines several concerns aboutconstructed wetland projects designed for water quality improvement andaquatic habitat enhancement. The Don is a highly urbanized river that hasundergone significant physiographic modifications and continually receives acomplex mixture of conventional, metallic, and organic contaminants frommultiple point and nonpoint sources. Rather than providing permanent removalof urban contaminants, wetland processes offer a limited capacity fortemporary storage of contaminant inputs, and potential reactions may actuallyproduce more toxic and/or bioavailable forms of some chemicals. Theseprocesses tend to result in the concentration of watershed contaminants inwetland vegetation and sediments. As the restored marsh would be availablefor spawning and feeding by aquatic fauna, the potential exists for chemicalbioconcentration and biomagnification through the aquatic community.Accordingly, wetland systems are not suited to the dual purposes of waterquality improvement and aquatic habitat enhancement. Upstream controls,including source reduction of contaminant inputs, are recommended asessential components of all constructed wetland projects.KEY WORDS: Constructed wetlands; Water quality; Ecological restoration;Don River     

塔河下游胡杨和红柳自然恢复的土壤条件初步研究

主要研究了塔里木河下游中段，随塔里木河下游应急放水，河滩地的胡杨和红柳种子出苗与根系吸水后重新发芽生长等自然恢复措施的同时，分析了河床自然淹水条件下林灌草甸土的水分，盐分和肥力变化状况及其对胡杨和红柳乔灌木植被种子出苗和地下水位的升高对升灌木根系重新发芽生长的效果。根据对塔河下游定点观测取样分析结果来看，淹水林灌草甸土不但是自然恢复保护塔河下游绿色走廓的根本基础，而且是恢复与保护绿色走廓的一项有效措施。