"十三五"国家自然科学基金对能源环境管理领域的资助状况和趋势

能源环境管理是各界关注的热点话题,也是科学研究的重要方向.以国家自然科学基金资助能源环境管理领域的科研项目为基础数据信息,本文重点分析了"十三五"期间国家自然科学基金在该领域资助项目的总体特征、研究主题和热点变化,并结合新时代科学基金资助导向提出了可能的发展趋势.主要结论包括:①能源环境管理领域面上、青年、地区等自由探索类项目的立项绝对数和学科占比均呈上升趋势,并更多向青年学者倾斜,资助强度保持稳定;②碳、能源和环境是自由探索项目中出现频率最高的热词,与之相关的研究主题随着政策等调整具有动态变化特征;③能源环境管理领域重点、重大等引导类项目和优青、杰青、创新研究群体等人才类项目不断实现突破,增速明显,学科占比优势突出;④问题导向与本土情景、理论体系和一般规律、学科交叉融合,以及市场和微观主体作用是研究选题确立与项目申请时可能需要重点关注的方向.     

膜生物反应器处理微污染水源水的研究与应用现状

膜生物反应器及其组合工艺能实现水源水中微污染物的有效去除,是一种新型高效水处理工艺.总结了膜生物反应器处理微污染水源水的研究与应用现状、污染物去除效果和机制;在分析膜污染机制基础上归纳了膜污染控制和污染膜清洗方式,展望了膜生物反应器在给水领域应用需克服解决的技术难点.     

生物矿化在重金属污染治理领域的研究进展

生物矿化通过生物代谢影响金属及类金属物质的形态分布,进而改变金属及类金属物质的生物有效性及毒性,在环境污染治理领域成为研究热点.文献计量学结果显示,2007—2017年生物矿化研究以微生物为主要对象,在纳米颗粒物和矿区修复等方面形成热点,并在环境学、生物学、化学和工程学等领域形成交叉学科.结合典型矿化菌与重金属间的矿化关联规律和微界面反应对微生物矿化中重金属的钝化机制进行归纳:①依据矿化菌与矿化产物的关联性对矿化菌进行分类,从碳酸盐、铁锰氧化物、硫化物和磷酸盐4类矿化产物角度汇总了碳酸盐矿化菌、铁锰氧化菌、硫酸盐还原菌及磷酸盐溶解菌的代表微生物;②矿化菌通过诱导矿化的方式固定重金属离子,其中碳酸盐矿化菌、硫酸盐还原菌及磷酸盐溶解菌可以直接促进金属矿物的形成,铁锰氧化菌生成的矿物间接吸附金属离子;③微生物矿化是由外及内的过程,细胞壁及胞外多聚物具有丰富基团,在矿化初期提供吸附和成核位点,原生质体也可以提供矿化场所,在矿化中后期继续固定游离离子.但是,由于微生物复杂的细胞结构及独特的生理习性,矿化过程的微界面反应机制研究尚显不足,需要利用生物学、矿物学、环境科学等领域的先进技术进一步的探索;同时也应开展宏观生态水平的生物矿化研究,并结合实际问题完善生物矿化在环境污染治理中的理论,为重金属污染地区的治理提供新的思路和技术.      

啤酒酵母菌对溶液中锶离子的吸附行为

利用废弃啤酒酵母菌为生物吸附剂,考察了pH、啤酒酵母菌加入量、锶离子初始浓度、吸附时间等对锶离子吸附行为的影响,并通过红外光谱分析探讨了吸附机制.结果表明:(1)在吸附温度为25℃、pH为4.5、啤酒酵母菌加入量为2.0 g/L、锶离子初始质量浓度为10.0 mg/L、吸附60 min的条件下,啤酒酵母菌对锶离子的吸附基本达到平衡.(2)啤酒酵母菌对锶离子的吸附较好地符合Langmuir和Freundlich吸附等温式,且以Langmuir吸附等温式拟合效果更优.在吸附温度为25℃、pH为4.5、啤酒酵母菌加入量为2.0 g/L、吸附时间为180 min、锶离子初始质量浓度为5.0～250.0 mg/L的条件下,啤酒酵母菌对锶离子的理论饱和吸附量为29.67 mg/g.(3)啤酒酵母菌吸附锶离子前后的红外图谱显示.部分吸收峰发生了位移并且透过率改变.推断在啤酒酵母菌吸附锶离子的过程中,锶离子先与NH2和酰胺基团中的N原子进行配位络合,随后被络合了的锶作为成核位点再吸附更多的锶离子在表面.此外,蛋白质特征谱带--酰胺Ⅰ带和酰胺Ⅱ带吸收峰的透过率也发生变化,可能是啤酒酵母菌蛋白质上的官能团也结合了锶离子.     

A bibliometric study about energy,environment, and climate change

Environmental Science and Pollution Research - Using the extended science citation index database (SCI) and social science citation index (SSCI) databases, this paper analyzed the characteristics...     

阳离子聚丙烯酰胺改性粉煤灰对印染废水的脱色性能研究

在聚丙烯酰胺阳离子化反应体系中投加粉煤灰,制备了阳离子聚丙烯酰胺改性粉煤灰(简称改性粉煤灰),研究了聚丙烯酰胺和粉煤灰配比、改性温度对改性粉煤灰脱色性能的影响。用改性粉煤灰对模拟印染废水和实际印染废水进行了混凝脱色处理。结果表明,当未调节pH、改性粉煤灰投加量为3mL、反应时间为5min左右时,200mL模拟印染废水的脱色率均达到85%左右;调节pH为10时,同等条件下,实际印染废水的脱色率大于95%,比原粉煤灰均有很大程度的提高。     

以废渣磷石膏为原料水热法制备硫酸钙晶须

以磷石膏为原料,采用水热法制备硫酸钙晶须。借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及红外光谱仪(FT-IR)等仪器对产物进行表征,研究了反应温度和时间、料浆初始固液比及不同添加剂等因素对产物形貌及可溶磷含量等的影响。结果表明,最佳反应条件为:反应温度140℃,反应时间2 h,料浆固液比为1∶10,最佳添加剂及剂量为丙三醇(V醇/V总液为50%)。所得产物为六方晶系的CaSO4.0.5H2O,直径1～3μm,晶须长径比为45左右,合成率约95%,产物可溶磷含量由原样的0.41%降至0.21%。     

藻类吸附剂对六价铬的吸附特性

以浮游藻类制成的生物吸附剂为对象,研究了不同液相起始pH、吸附剂用量Cm和不同吸附时间t等因素对生物吸附剂吸附Cr(Ⅵ)的影响,并进行了热力学分析和对吸附前后藻类吸附剂进行了FTIR分析。结果表明,最佳吸附条件为:在起始pH=1.0,吸附剂用量Cm=6.0 g/L,吸附时间t=180 min,吸附温度T=30℃时吸附效率达到了92.10%;藻类吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附能很好地符合Langmuir模型和Freundlich模型,在实验的温度范围内,ΔG0均为负值,说明实验条件下藻类吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附反应能够自发进行;红外图谱显示在1 261~1 537 cm-1和1 034~1 053 cm-1区域峰发生了明显变化,说明其为细胞上的多糖、蛋白质等成分更多地参与了对Cr(Ⅵ)的吸附过程。由此可见,利用中水里生长的藻类制成生物吸附剂,吸附Cr(Ⅵ)具有可行性,吸附速率较高,吸附平衡时间较快。     

天水市大气降尘组成特征及表面电性模拟研究

对甘肃省天水市麦积镇大气降尘粒度分布及主要矿物组成进行了分析,并以实际降尘ζ电位作为参照,根据降尘中主要矿物组成的质量百分比,提出了计算法和混合法两种模拟大气降尘在水溶液中表面电性的方法.结果表明,麦积地区大气降尘属于可吸入颗粒粒度尺寸范畴,其主要矿物组成与质量含量为：石英（57.08%）、方解石（27.79%）、钠长石（10.29%）、白云母（4.84%）. 大气降尘在纯水中呈电负性,且ζ电位随着水溶液pH增加而减小.通过对比实际降尘与拟合方法所得到的ζ电位,发现两种拟合方式与实际降尘的ζ电位具有相似的变化趋势.降尘中矿物组成主导着降尘表面电位的大小和变化趋势,其对降尘表面电位的贡献率是最主要的.     

尾矿库溃坝的安全监测

通过尾矿库溃坝事故的原因分析,提出将浸润线、防洪容量、坝体位移和降雨量作为尾矿库监测预警系统的监测指标,详细分析监测指标的设置、原理、功能及预警,实现尾矿库主要安全指标的在线自动监测,为预测尾矿库的运行状况提供了有力的保障。