甲醇化工厂周边土壤重金属形态与浸出特征研究

【目的】以湖南省益阳市桃江县某甲醇化工厂周边不同类型土壤为研究对象,分析重金属形态分布及浸出特征,以期为该类化工厂周边土壤的风险管控提供理论依据。【方法】采用改进BCR法、TCLP法分别研究土壤重金属形态分布和毒性浸出特征,并对重金属形态与浸出含量进行相关分析。【结果】土壤中主要重金属污染物为铅(Pb)、镉(Cd)和铬(Cr),其中水田Cd含量为农用地土壤污染风险管制值的43倍。BCR提取结果显示：残渣态是土壤重金属最主要形态,占总量的33%～43%,可氧化态含量最低,仅占总量的10%～13%;林地弱酸提取态比例系数低于水田。TCLP浸提结果显示,Cr、Pb、Cd的浸出率分别为9.09%～11.36%、7.68%～12.10%和14.68%～22.64%,浸出含量均为水田>林地,且均超标。弱酸可提取态与TCLP浸出含量呈极显著正相关(r=0.999,P<0.01)。【结论】该化工厂周边土壤Cr、Pb和Cd均超标,存在严重的环境风险,且水田的环境风险较林地更大,需要严格管控。此外,可以根据弱酸可提取态含量评价该化工厂周边土壤重金属的生物有效性和潜在风险。     

不同性质土壤中镉的形态特征及其影响因素

以氢化物-原子荧光法为主要研究手段,结合其他仪器和化学分析方法,以Statistical Program for Social Sciences(SPSS)数理统计软件为研究工具,研究了不同性质土壤中的镉形态分布特点,土壤中各形态镉之间以及与土壤性质之间的关系。实验结果表明:所试15个土壤样品中,有12个样品镉总量超过国家二级土壤标准;土壤有效态镉与总镉有显著的线性相关;所试土壤镉赋存形态以可交换态为主,各形态镉的变异系数大;各形态镉之间有一定的相关关系;有效态镉是各形态镉的综合反映;土壤环境因素对镉形态分配影响强于化学组成的影响,pH是最活跃的一个影响因素,有机质是除pH外最能影响镉形态的因素。     

土壤重金属污染作物体内分布特征和富集能力研究

随着污水灌溉面积的持续扩大,研究污水灌溉带来的土壤重金属污染问题,特别是重金属污染物对土壤-作物系统的影响显得尤为重要.通过玉米作物污水灌溉实验、采样分析和生态调查,研究了由于污水灌溉造成的土壤重金属污染(Pb,Cd,Cr,Cu)在玉米体内分布特征和富集能力.研究结果证明,重金属Pb,Cr和Cu主要富集在玉米根部,少量向玉米作物地上部分迁移.玉米籽粒中4种重金属(Pb,Cd,Cr,Cu)的含量均在粮食及其制品中重金属元素限量之内,说明玉米籽粒基本没有受到污染,粮食生产处于安全状态.     

土壤重金属的形态分析及生物有效性研究进展

阐述了当前国内外土壤重金属形态的主要分析方法,归纳了重金属形态和生物有效性的主要影响因素,并对今后的发展方向进行了展望,为正确评估土壤重金属的生物毒害作用提供参考.     

矿区充填复垦土壤重金属分布规律及主要农作物污染评价

研究了复垦土壤的理化、生物特性,选用美国2800K1型渗透仪、英国三参数速测仪HH2/WET、美国紧实度仪,分析了土壤的紧实度等.结果表明:煤矸石、粉煤灰充填(覆土厚度40cm)复垦土壤的pH值为7.98～8.78,含水率高于正常土壤10%～20%,渗透性系数为0.059～0.286,紧实度在200～300PSI,有机质含量低于对照土壤.探讨了充填复垦区域土壤重金属空间分布特征分析的理论与方法,通过采集、处理,测试245个土样的As,Cd,Cr,Cu,Hg,Pb,Zn等的含量,利用变化度、污染度和含量趋势等指标,研究了煤矸石充填复垦土壤、粉煤灰充填复垦土壤、对照土壤3类土壤的重金属分布特征.得出结论:1)简单模型在一定程度上能反映出微量元素的变化趋势,3块场地模型拟合的误差均值保持在30%以内,其中,煤矸石场地误差最小,最大值为18.4%,最小值为8.3%;2)利用多项式模型由测点的数值推知未测点的数值,得到相对连续的重金属含量值,分析其空间分布规律;3)Kriging模型:以粉煤灰场地的Cd为例,建立的模型拟合精度较高.采用Pearson Correlation Coefficient方法,分析了pH值、有机质、紧实度和微生物对重金属分布的影响.结果表明:1)充填复垦场地的pH值、有机质和紧实度与重金属含量的相关性较弱,相关系数在-0.6到0.6之间.2)微生物与土壤重金属的相关性很大,在粉煤灰场地体现的更加明显.比较了世界主要国家和地区对小麦、水稻和大豆中重金属污染物的限量标准,提出了小麦等主要农作物重金属污染物限量的选取标准.采用单项、综合污染指数分析了根际土壤As,Cd,Cr,Cu,Hg,Pb,Zn的污染状况,得出了复垦土壤综合污染指数小于1,全部测点均达到了土壤环境质量二级标准要求.研究结果:1)复垦场地生长的成熟小麦,Cd,Cr在其不同器官中的分布迁移趋势是一致的;2)对照场地生长的成熟小麦,Cd,Cr在其不同器官中的分布趋势存在差异;提出根富集系数率,建立了Cd回归方程、Cr偏微分方程.引入Surfer软件成图方法,借助多项式模型反演所得的数据,对矿区复垦土壤的结构进行可视化,直观地描述了土壤重金属分布的纵向、横向特征;应用Photoshop软件,对主要农作物小麦中重金属的污染迁移,以Cd,Cr为例,制作了量化模拟色彩映射图,真实地评价了小麦不同器官中重金属的污染程度.     

超声波萃取用于土壤中重金属镉的形态分析

利用超声波辅助研究了改进的T essier系列萃取法,并比较了超声波改进的T essier法与常规T essier系列萃取法,分析了杭州市小和山土壤中重金属镉（Cd）的形态。结果表明：用超声波改进法萃取重金属Cd的前4步形态部分比Tessier法的常规振荡萃取时间短,而萃取效率相当;2种方法所得的结果基本吻合,可萃取的Cd在样品中主要以第一、第二种形态存在,即可交换态和碳酸盐结合态。     

重金属污染稻田土壤元素及形态分析

采用火焰原子吸收光谱法和Tessier连续提取法研究分析了株洲市某一污染区稻田表层土壤（0-20 cm）重金属Cd,Pb,Cr和Cu的元素总量和元素形态分布。试验结果表明,该污染区稻田土壤p H=6.06,土壤已经酸化,其主要污染物为重金属Cd,超过GB/T 15618—1995二级标准10倍;其中,Cd的形态主要以可交换态和碳酸盐结合态为主,分别占总量的43.4%和30.5%;Pb主要以铁锰氧化态为主,占总量的46.7%;Cr和Cu主要以残渣态形式存在,分别占总量的79.6%和48.2%。分析结果表明,该地区Cd污染严重,需要进行污染治理。     

广西荔浦市土壤硒分布特征及影响因素

基于广西荔浦土地质量地球化学评价项目,对荔浦市表层土壤硒分布特征和影响因素进行了分析研究。荔浦市土壤硒全量变化范围为0.10～1.09 mg/kg,平均值为0.44 mg/kg,高于全国土壤硒的平均含量,富硒土壤面积占研究区总面积的63.57%。成土母质中,全硒含量以石炭系鹿寨组硅质岩母质发育土壤为最高,平均值为0.673 mg/kg。土壤类型中,红壤全硒含量最高,平均值为0.643 mg/kg;洪积土全硒含量最低,平均值为0.283 mg/kg。不同的土地利用类型对土壤硒含量有一定的影响,林地全硒含量最高,平均值为0.613 mg/kg;水田全硒含量最低,平均值为0.391 mg/kg。此外,土壤的有机质、 pH值与硒含量分别存在着正、负相关关系,很大程度上控制着土壤硒含量分布特征。     

涡北煤矿地温分布规律及其影响因素分析

涡北煤矿存在地热异常现象,测温孔地温梯度高达3.33℃/hm。为揭示矿区地温场特征,根据测温孔资料和矿山生产地质资料对主采煤层82煤底板温度与埋藏深度之间关系及地温梯度等值线分布特征进行研究。结果表明：F26,F22断层对地温分布控制作用明显,该区地温异常的原因是深循环地下水上升引起局部地温增高。     

某钨矿废水重金属分布特征及污染状况

对某钨矿尾矿附近的尾矿淤泥中的水、尾矿上的洗矿水、流入公园处理池的水、流出公园处理池的水、公园湖入口的水、公园湖中的水这6个典型地点的水进行取样并分析其水质及重金属含量的分布情况．结果表明，洗矿水中所含重金属种类最多、含量最高，其中在洗矿水中重金属Fe含量超过了第Ⅴ类标准，在洗矿水和处理池入口处的水中Mn含量只符合第Ⅴ类标准．     

煤中重金属元素的溶出潜力及其影响因素

水-煤相互作用是影响煤矿矿井水水质的重要因素之一。为揭示煤中重金属元素的溶出机制,利用连续化学提取、浸溶实验等方法分析了煤中10种重金属元素赋存形态,量化了水-煤相互作用过程中重金属元素平均溶出浓度,梳理了影响煤中重金属元素溶出的内在和外在因素。结果表明:①煤中的Hg和Cr主要以残渣态存在; Mo主要以残渣态和可氧化态存在; Ni、Cu、Co、Zn和Cd主要以残渣态、可氧化态和弱酸提取态存在; As和Pb主要以残渣态、可氧化态和可还原态存在。②各重金属元素的平均溶出浓度从高到低依次为Zn、Cu、Ni、Cr、Co、Mo、As、Cd、Pb、Hg,对应浓度分别为25.73、25.21、18.12、13.22、8.10、4.31、0.77、0.60、0.50、<0.10 μg·L^-1。③影响煤中重金属元素溶出的内在因素包括元素赋存含量、元素赋存状态和存在形式、煤炭产酸性能、水体Eh值等; 外在因素包括氧暴露条件、水-煤相互作用时间等。在内在和外在因素的共同影响下,导致了不同地区煤中重金属元素溶出特征具有较大差异。     

Analysis on Biological Stability and Influencing Factors of Northern Living District Water Distribution System

多柔性连杆机械臂的自抗扰控制

刘延芳^1,2, 刘宏¹,孟瑶³

（1. 哈尔滨工业大学 机器人技术与系统国家重点实验室,哈尔滨 150001;

2.哈尔滨工业大学 航天学院,哈尔滨 150001;

3.上海宇航系统工程研究所,上海 201109）

创新点说明

将自抗扰控制应用到多柔性连杆机械臂的运动控制上。

研究目的

主要解决多柔性连杆机械臂的运动控制问题,在转角运动控制的同时,抑制柔性臂杆的振动。

研究方法

首先基于时标分离,将系统分解为快时标系统和慢时标系统：快时标系统为内环,采用最优二次型控制器,实现臂杆振动的快速抑制;慢时标系统为外环,采用自抗扰控制,抑制系统外界干扰、未建模动态等内外扰动,实现转角位置的精确控制。

结 果

采用自抗扰控制器可以显著提高转角控制精度,并抑制臂杆的振动,其中自抗扰控制器中采用飞线性PD控制器时,优势更为明显。

结 论

自抗扰控制器在应用于多柔性连杆机械臂的运动控制中具有一定的优势,可以进行工程推广。

关键词：多柔性连杆机械臂;自抗扰控制;飞线性比例微分控制器;跟踪微分器;状态扩张观测器

     

POD Analysis and Low-Dimensional Model Based on POD-Galerkin for Two-Dimensional Rayleigh-Bénard Convection

北方生活小区供水管网生物稳定性和影响因素研究

张新瑜,付 英

（济南大学 土木建筑学院,济南 250022）

创新点说明：

1）采用可生物降解溶解性有机碳（BDOC）评价管网水生物稳定性,方法快捷,避免细菌内源代谢的问题,测定准确性高;

2）确定了主要的常规水质指标和BDOC之间的相关关系;

3）提出了控制管网水质生物稳定性的措施。

研究目的：

为了评价北方生活小区管网水质生物稳定性;研究常规水质指标和生物稳定性的关系;确定管网水质生物稳定性的主要影响因素;最终提出管网水质生物稳定性的控制措施。

研究方法：

1）实验室供水管段的静态实验

选择与供水管网中使用相同材质的管段,进行实验,测定常规水质指标和BDOC,采用主成分分析,确定对BDOC影响较大的水质指标;

2）小区供水管网检测试验

通过对小区供水管网的现场实勘,根据检测点设置的原则,合理设置检测点,采样测试分析。

结果：

1）小区供水管网入口处,余氯浓度较高,对细菌的限制作用较大,BDOC浓度较高,随着管线延伸,余氯浓度逐渐降低,细菌活动增强,消耗管网水中的BDOC,BDOC浓度逐渐降低;

2）细菌的活动导致管网水浊度的升高,管网水力条件的改变,冲刷管壁也会增加管网水浊度;

3）所研究的生活小区管网水的pH是逐渐降低的,这是铁细菌和硫酸盐还原菌共同作用的结果。

结论：

1）所研究的生活小区管网水夏季和冬季的BDOC分别是1.39 和2.17 mg/L,管网水属于生物略不稳定水;

2）夏季管网水中的BDOC和余氯浓度沿着管网是逐渐降低的,而冬季BDOC的浓度是先降低,然后上升。管网水中BDOC的变化是余氯和细菌共同作用的结果;

3）BDOC和浊度有很强的相关性,水中的悬浮颗粒和管道腐蚀物都会增加管网水浊度;

4）水务部门定期维护供水管网,在建造新的管网时,采用非金属管材,可以降低管网水的浊度,提高管网水质。

关键词：可生物降解溶解性有机碳;供水管网;生物稳定性;水质;微生物可利用磷

     

广西大厂矿区沉积物重金属污染及风险评价

评估了广西大厂锑矿下游地区河流表层沉积物中重金属的污染特征,为合理预防和治理广西大厂矿区下游的重金属污染以及生态系统的修复提供基础资料.结果表明:沉积物中Cd,Cu,Ni,As,Zn,Pb和Cr的平均浓度分别为10.9 mg.kg-1,204 mg.kg-1,247 mg.kg-1,19.3 mg.kg-1,1 329 mg.kg-1,44.0 mg.kg-1和101 mg.kg-1,沉积物中重金属的浓度高低依次为Zn>Ni>Cu>Cr>Pb>As>Cd.用Hakanson潜在生态风险指数法对所调查地区生态风险评价结果表明,7种重金属对所调查地区生态风险的影响程度由高到低依次为:Cd>Cu>Ni>As>Zn>Pb>Cr.所调查地区的表层沉积物中主要生态风险因子是Cd.本研究为该矿区污染控制和治理提供了科学的依据.     

硫化矿废石场酸性废水重金属污染分布规律研究

硫化矿石在自然氧化和雨水淋浸作用下，产生大量富含[H^ ]和重金属离子的酸性水，对矿区及其区域环境具有长期危害，是全球采矿业面临的最严重的环境问题之一．本文以某黄铁矿废石场酸性废水重金属污染监测为例，介绍了废石场酸性废水污染现状。探讨了硫化矿物氧化机理、酸性废水重金属迁移转化规律和时空分布规律．     

重金属在不同粒径PM10中的含量与形态

利用WYX402A型原子吸收分光光度计和Tessler形态分类法研究了Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As重金属 在不同粒径PM10中的质量浓度与形态分布。结果表明Cu、Pb、Cd、As质量浓度随粒径增加而减少,Zn、Cr质 量浓度在1.1～2.0μm粒径范围内有一峰值,总体上仍表现为随粒径增加而减少。重金属的形态分布表现出各 自的特征,反映了其环境活性的不同。颗粒越细,Cu的活性越大;Pb的活性在各粒级中变化不大;Zn的活性随 粒径增加而变大;Cd主要以碳酸盐结合态和氧化物结合态为主,且在小颗粒中活性较大;Cr以氧化物结合态和 不溶物为主,在各粒级中含量较稳定,环境活性不大;As主要以前3种形态存在,在稳定环境下,其活性随粒径 增加而减小。     

安徽省特色旅游名镇名村空间分布及其影响因素研究

以安徽省240个特色旅游名镇名村为研究样本,采用最邻近指数、地理加权回归分析等研究安徽省特色旅游名镇名村空间分布特征及其影响因素。结果表明：安徽省特色旅游名镇名村整体分布集聚,空间分布存在显著差异,整体呈现南多北少的空间分布格局。从市域角度上看,核密度高密度区主要分布在黄山市,低密度区分布在淮北市和蚌埠市;安徽省特色旅游名镇名村基于旅游资源可分为自然风光、特色建筑、民俗文化、红色遗址四大类型,其中自然风光类旅游名镇名村的数量最多,分布密度最大;从影响因素方面来看,自然因素包括地形和水文,地形在高程0～500 m和水文距离1～5 km的特色旅游名镇名村的分布较为集中,社会经济因素中,公路里程、旅行社数、农村居民人均可支配收入对安徽省特色旅游名镇名村的影响为正相关,全体居民人均可支配收入、一般公共预算支出为负相关。在历史文化因素方面,安徽省内的皖北、江淮和皖南三大区域由于不完全相同的地域文化,形成了特征各异的村镇风貌。     

影响纺织品定量化学分析结果准确性要素浅析

影响纺织品定量化学分析准确性和可靠性的因素很多,其中纺织样品是否预处理与采用的预处理方式,抽滤中采用玻璃砂芯坩埚的微孔直径大小,烘干后样品质量的测量方式,会影响到测试结果的准确性和可靠性。本文从以上三方面入手,通过比对测试进行分析讨论,就提高测试结果的准确性和测试效率提出了相应的建议。