不同麦秆生物炭强化餐厨垃圾厌氧消化

为明确生物炭制备条件对生物炭性质及厌氧消化效果的影响,本研究以小麦秸秆(WS)为原料,在不同热解温度和不同KOH改性浓度条件下制备出不同类型的麦秆生物炭(WBC).研究发现,较低的热解温度能够保护WBC表面的官能团,而较高的热解温度则能够提高WBC的比表面积,孔容及平均孔径.KOH改性能够向WBC表面引入─OH,且一定程度上会影响WBC的比表面积,孔容及平均孔径.将制得的WBC分别添加到餐厨垃圾厌氧消化(KWAD)系统中,发现所有WBC均能够提高KWAD的总产气量.其中WS650与WS450-2的促进作用最显著,较CK分别提高了32.82%和30.01%的总产气量.在关键酶活性的研究中,发现WS450-2的辅酶F420与脱氢酶活性大大提升,这可能与其表面丰富的官能团有关.在微生物群落结构的研究中,WS450-2在富集厚壁菌门(Firmicutes),抑制非相关细菌方面展现了较大优势;WS650在富集甲烷八叠球菌属(Methanosarcina),抑制非相关古菌方面展现了较大优势.最后通过冗余分析明确了WBC制备工艺和表征指标与KWAD产气动力学参数,过程参数,酶活性和微生物丰度之间的相...     

嗜酸性氧化亚铁硫杆菌对高砷尾矿生物氧化行为影响的研究

含砷尾矿在生物氧化作用下会产生大量含砷(As)酸性矿山废水，从而对周围生态环境造成严重危害，亟需系统性明晰含砷尾矿生物氧化过程中As的迁移转化规律.探究含砷尾矿生物氧化行为的影响因素有利于揭示As的迁移转化规律.以高砷尾矿(As含量>20%)为研究对象，考察了不同初始pH条件(1.2～2.8)和固体浓度(2.0～10.0 g·L^-1)对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)生物氧化行为的影响.结果表明：As的生物氧化受初始pH值和固体浓度的显著影响.As的生物氧化效率随着初始pH或固体浓度的升高呈先升高后下降的趋势；在初始pH值2.0时，观察到As的浸出率(高达92.94%)比其他初始pH条件高.在固体浓度8.0 g·L^-1时具有最优的As浸出率(高达93.24%).在所有初始pH和固体浓度条件下可以发现生物浸出前期As的浸出效率快速上升，而生物氧化中期维持相对稳定并在生物氧化后期出现下降趋势，这与微生物活性变化和黄钾铁矾的形成有关.XRD和SEM分析结果显示在生物氧化过程中微生物氧化释放的...     

煤与瓦斯共采在错层位巷道布置中的机理研究及应用构想

为了完善现有煤与瓦斯共采技术，创新煤与瓦斯共采方法，对错层位巷道布置下的煤与瓦斯共采系统展开研究，利用相似模拟试验，分析错层位巷道布置覆岩运动情况，预测其开采围岩裂隙发育和瓦斯运移形式，提出了创新煤与瓦斯共采技术构想。研究结果表明:采空区覆岩三带高度随接续工作面的增加而增大，相邻采空区垮落矸石压实区呈现“O-L-O”形变化，多个相邻采空区覆岩出现大“O”形圈裂隙带；相邻采空区内瓦斯可实现相互运移，大“O”形圈裂隙带内赋存大量瓦斯气体；研究提出了地面钻井抽采瓦斯、走向高位瓦斯抽采巷和外错尾巷穿层钻孔3种煤与瓦斯共采技术，比传统巷道布置情况下的煤与瓦斯共采技术在安全、经济等方面更具优势。     

"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.     

利用毒代动力学模型研究氟虫腈在夹杂带丝蚓体内的手性选择性积累过程

农药的生物积累直接影响其毒性,但是手性农药在生物体内的选择性积累过程仍不明确.本文在恒定环境水浓度的条件下,开展手性农药氟虫腈的外消旋体及其对映体在底栖无脊椎动物夹杂带丝蚓体内的生物积累实验.在96 h和72 h的吸收和消除实验过程中,测定生物体内的氟虫腈的外消旋体和对映体浓度随时间的变化情况,构建毒代动力学模型,获取吸收和消除速率常数.结果表明夹杂带丝蚓对R-氟虫腈的生物浓缩因子(1981 L·kg~(-1)脂肪)比对S-氟虫腈(1748 L·kg~(-1)脂肪)更大.R-氟虫腈和S-氟虫腈的吸收速率常数相当,分别为311±11 L·kg~(-1)脂肪·h~(-1)和313±13 L·kg~(-1)脂肪·h~(-1),而R-氟虫腈的消除速率常数小于S-氟虫腈,分别为0.157±0.006 h~(-1)和0.179±0.008 h~(-1),因此相对较慢的消除是导致R-氟虫腈在夹杂带丝蚓体内更高生物积累的主要原因.研究说明毒代动力学参数可有效阐释手性外源物质在生物体内选择性积累的差异.     

电化学开关表面活性剂对芘的可逆增溶作用

表面活性剂增强修复技术(SER)是目前行之有效的有机污染土壤修复技术,但SER技术存在表面活性剂与污染物分离困难、易导致二次污染、成本高等问题.基于此,提出采用具有电化学开关特性的表面活性剂(N,N-二甲基二茂铁甲基十二烷基溴化铵,Fc12)代替SER技术中的常规表面活性剂,发展基于开关表面活性剂的可逆增强修复技术(RSER).选取芘作为目标物,研究了Fc12在氧化和还原态对芘的增溶作用以及常见环境因素,如pH和温度对Fc12可逆增溶的影响.结果表明,相对于氧化态Fc12,还原态Fc12在其临界胶束浓度(CMC)以上时对芘表现出显著的增溶作用,且增溶能力随表面活性剂浓度增大而增强.温度对Fc12的增溶作用影响显著,例如,还原态Fc12在浓度为3 mmol·L~(-1)、25℃条件下时,芘的表观溶解度为0.779 mg·L~(-1),当温度增加到40℃时,芘的表观溶解度为0.971 mg·L~(-1),其表观溶解度增加了24.6%;但氧化态条件下,芘的表观溶解度仅增加了6.5%;芘的解吸率(芘在还原和氧化态Fc12的表观溶解度差值与还原态Fc12增溶芘的比值)由63.67%增加到71.27%.pH也显著影响Fc12的增溶,当pH值在6—10范围变化时,还原态Fc12的增溶作用呈现先增加后减小的趋势,且在pH 9附近增溶能力最强,而pH 8时芘的解吸果最好.     

大肠杆菌吸附-化学还原法用废含金催化剂制备金纳米线

采用大肠杆菌吸附-化学还原法,以大肠杆菌(ECCs)为模板、十六烷基三甲基溴化铵为保护剂、抗坏血酸为还原剂,由废含金催化剂制备金纳米线(AuNWs)。采用XRD,SEM,TEM等技术对AuNWs进行表征。研究了AuNWs对罗丹明6G(R6G)和4-巯基苯甲酸(4-MBA)的拉曼散射信号的增强效果。实验结果表明:在制备过程中加入微生物ECCs,可使金回收率提高约20百分点;当溶液pH小于4时,反应2 h后,有大量呈线状的AuNWs聚集沉降,金回收率可达99%1以上。表征结果显示,AuNWs呈多晶结构,晶格间距为0.23 nm。表面增强拉曼散射分析表明,AuNWs对R6G和4-MBA具有良好的拉曼光谱增强性能。     

遥感技术在水生态环境管理的应用与前景

随着遥感数据源的不断丰富,遥感技术不断提高,可以解决越来越多的水环境问题。指出了当前水生态环境管理方面的主要需求,结合目前遥感技术的发展,对国内外的水环境遥感研究进展进行综述。以湖泊富营养化监测与评估、核电站温排水遥感监测及城市黑臭水体遥感监测为案例,具体阐述遥感在水环境管理中的应用方法及成效。未来水生态环境管理发展趋势将以水污染防治为主向水污染防治和水生态修复与保护并重发展。基于此趋势,提出遥感在水生态修复的应用潜力,利于更多地方部门积极有效应用遥感技术,解决水生态环境问题。     

三氯异氰脲酸在深度处理中低浓度垃圾渗滤液中的应用

探讨以三氯异氰脲酸作氧化剂的化学氧化法深度处理中低浓度垃圾渗滤液的效果和实际应用的可行性。实验结果表明,该法设备简单、处理效率高、效果好;最佳处理工艺条件是:三氯异氰脲酸投加量10.0 g/L、反应时间30 min、反应温度20℃、初始pH=7.0、搅拌速率100 r/min。此时,NH_3-N和COD的去除率为95.87%和86.41%,剩余NH_3-N和COD含量分别为21.1 mg/L和55.2 mg/L,均达到国家规定的垃圾渗滤液排放标准。氧化反应完成后,采用曝气法脱除渗滤液中的余氯,成本低,实际应用可行。三氯异氰脲酸的工程应用成本约为66.5元/t。     

阊江上游河道整治底质粒径变化对鱼类群落多样性的影响

河床基质为溪流鱼类的重要栖息地.为研究溪流河道整治后基质组成变化对鱼类群落结构产生的影响及其作用机制,在阊江上游选取急流浅滩与缓流浅滩两种典型溪流生境,对比分析了两种生境河道整治前后鱼类群落结构的变化及其主要原因.结果表明,采集鱼类数量由河道整治前的24种降低至整治后的17种,但前后不存在显著性差异(P＞0.05);鱼类群落优势种由河道整治前的5种降低至整治后的3种.河道整治前鱼类群落的Shannon-Weiner指数、Simpson指数、Margalef指数和Pielou均匀度指数分别为1.623～2.253,0.715～0.866,1.680～3.109和0.652～0.813;整治后分别为 1.120～1.679,0.528～0.724,1.444～2.695和0.508～0.722.除春季和秋季整治后的Margalef指数高于整治前,其余各季节,河道整治前的多样性和均匀性指数均要高于整治后(P＜0.05).主要原因在于河道整治后河床基质粒径及粒径多样性降低、流态减少等使生境异质性降低.因此,建议在河道整治过程中避免选择性清除大粒径基质及裁弯取直等,以维持河床基质的多样性,从而防止或降低施工带来的不利影响.