pH和溶解氧对上海蕴藻浜河道沉积物重金属的影响

通过改变上覆水体pH和溶解氧,并采用改进的由欧共标准测量与检测局(BCR)提出的连续提取法,研究pH和溶解氧对蕴藻浜沉积物中Cu、Cr释放的影响,以及沉积物释放前后Cu、Cr形态的变化,探索沉积物中重金属释放的机理.结果表明:随着pH增加,沉积物中重金属释放量下降,可还原态在沉积物中的含量上升,可氧化态与酸可提取态含量均有下降,这主要和H~+与重金属离子的竞争以及沉积物中自然胶体的吸附有关;随着溶解氧含量增加,沉积物中重金属释放量升高,可氧化态含量呈明显下降趋势,而可还原态含量略有上升趋势,这主要与沉积物的还原性、硫化物及铁锰氧化态重金属有关.     

煤飞灰中砷的形态特性

对某 3 0 0MW燃煤电厂锅炉进行煤、渣、飞灰取样后 ,测定煤和燃烧产物中砷的含量 ,计算了砷在燃烧产物中的分布 ,研究了电除尘 4个电场飞灰中砷含量与粒径的关系 .结果表明 ,通过除尘装置滞留下来的砷量占总砷量的 5 1.8% .飞灰中砷的含量随着粒度的降低而升高 .使用逐级化学浸提法研究了粒度不同的飞灰中砷的形态分布 .将飞灰中的砷分为水可浸出态、可交换态、碳酸盐 表面氧化物结合态、铁锰氧化物结合态以及残渣态 .不同粒径的飞灰形态分布相似 ,即残渣态 >碳酸盐 表面氧化物结合态 >铁锰氧化物结合态 >可交换态     

摇蚊幼虫扰动对富营养化湖泊沉积物—水微界面磷释放的影响

为探讨摇蚊幼虫扰动对富营养化湖泊沉积物—水微界面磷释放的影响,以大纵湖湖心区域为研究对象,通过室内培养试验,模拟摇蚊幼虫扰动下沉积物中磷的释放情况。即利用微电极系统和高分辨率的渗析平衡技术(HR-Peeper),获取摇蚊幼虫扰动沉积物中的溶解氧(DO)和pH值,并同步获取间隙水中的溶解态反应性磷(SRP)和溶解态二价铁(Fe2+),分辨率分别为μm、mm级。结果表明,摇蚊幼虫扰动增加了沉积物中DO的渗透深度及pH值,降低了间隙水中60.7%的SRP及42.1%的溶解态Fe2+的浓度,增加了沉积物中铁结合态磷(Fe-P)的浓度,其他结合态的磷(TP、IP、OP、AP)无显著变化。说明摇蚊幼虫扰动沉积物间隙水中的SRP与Fe2+显著相关,因此摇蚊幼虫扰动沉积物中SRP的释放主要受Fe2+的氧化还原所控制。     

太湖沉积物中有效态砷的释放

近年来,水体砷(As)污染逐渐加重,沉积物作为水体污染物的内源,其释放的As可能是造成水体As污染的重要原因。利用ZrO-Chelex薄膜梯度扩散技术(ZrO-Chelex DGT)原位、同步获取太湖沉积物中有效态As和Fe的高分辨垂向信息,并考察两者之间的关系。结果发现,太湖北部湖区上覆水总As和溶解态As的浓度较高,4个采样点总As均超过中国的生活饮用水标准(10μg/L);沉积物中As的赋存形态主要为Fe结合态。沉积物中DGT有效态As和Fe随深度有升高趋势,部分样点有效态As在升高后出现降低;有效态As和Fe在3个样点分布相似,呈现显著相关,表明沉积物As的释放受Fe还原过程的控制;但在另外3个样点分布不同,表明存在其他主导机制控制沉积物中As的释放,需做进一步研究。     

模拟水泥窑不同温度带煅烧产品中Cr的提取形态

采用管式炉模拟水泥回转窑煅烧含重金属生料,设定900℃、1000℃、1100℃、1200℃、1300℃、1450℃6个温度模拟水泥窑不同温度带。6个温度条件下,Cr主要以残渣态存在于熟料中。900~1200℃温度段内,熟料中存在可交换态Cr,并且含量基本保持稳定。酸性醋酸钠溶液提取态的含量随着温度的升高,先增加再减少,在1100℃达到最大值;酸性盐酸羟胺溶液提取态的含量随着温度的升高,先增加再减少再增加;酸性双氧水提取态的含量随着温度的升高先减少再增加。     

湖水源热泵系统冷排水对湖泊水质的影响试验研究

针对湖泊热环境容量小、生态系统脆弱的特点,以三峡库区重庆段湖泊水体为对象,采用物理模拟的方法对湖水源热泵系统冷排水受纳水域溶解氧、高锰酸盐指数、氮磷等进行了模拟试验研究.结果表明,由于冷排水引起了湖泊局部水域水温下降导致表层溶解氧升高,对底层溶解氧则影响微弱;冷排水显著降低了受纳水域的高锰酸盐指数并使水的碱度升高,但对pH值影响不明显;冷排水使湖泊氨氮升高,对硝氮影响很小但可限制总氮升高,有机氮含量减少并使总磷略有升高.冷排水受纳水体总氮和总磷无明显相关性.     

质子交换膜电解池二维两相流综合模拟研究

建立一个二维、非等温质子交换膜电解池两相流稳态模型，研究不同电压下电解池膜电极组件（MEA）中温度、液态水饱和度、膜态水分布以及温度、液态水饱和度和膜厚对质子交换膜电解池性能的影响，并通过实验验证模型的可靠性。实验结果表明：即使忽略接触电阻，膜润湿性较好，高电压（2.0 V）下欧姆损失占比仍可达到34.7%；随着电压的增大，极化损失的主导部分由活化损失变为欧姆损失，且传质损失占总极化损失的比例最小；当电压较小时，膜水含量是质子交换膜（PEM）电导率的主要影响因素，当电压较大时，温度是PEM电导率的主要影响因素。升高温度、增加液态水饱和度及降低膜厚均能有效提高电解池的性能。     

鸽粪基生物炭对土壤重金属形态的影响

基于鸽粪基生物炭的优良特性,进行模拟重金属污染土壤修复试验,研究了其对Cu、Zn、Pb、Cd的作用效果及土壤中赋存形态转化的影响.结果表明:鸽粪基生物炭中的CO_3^2-及OH-可与溶液中的Pb反应产生Pb的碳酸盐和氢氧化物沉淀;在重金属复合污染土壤中添加生物炭后,生物有效性最强的可交换态Cu、Zn、Pb、Cd含量分别降低98.48%、61.79%、89.15%和32.76%.生物炭中的灰分使土壤pH值显著升高(2.5~3.13),从而增加了碳酸盐结合态含量;而土壤有机质含量的升高(37.75%~178.43%)直接导致有机结合态含量增加;和500℃生物炭相比,400℃生物炭有机质含量更高,灰分含量更低.本研究的结果可以为鸽粪基生物炭在重金属复合污染土壤修复中的应用提供一定的理论基础,也为鸽粪固废处理开拓了新的思路.     

波浪作用下浮式光伏组件基座水体交换实验研究

采用平面激光诱导荧光（PLIF）方法,对波浪作用下浮式光伏组件基座的交换通量进行定量分析。设计不同开孔交换面积的浮箱模型,并在不同波高和温度下进行实验。实验结果表明,水体在基座内停留时间与波高、基座单元间的连通面积及单元内水体与环境水体的温差有关,波高的影响最大,温度次之,连通面积最小。     

比表面积促进水体过饱和溶解氧释放的试验研究

水坝高流速、大流量泄水伴随的强掺气作用导致下游水体中溶解气体过饱和,致使鱼类患气泡病甚至死亡。而水体中固体介质的存在可以促进过饱和溶解气体的释放,从而减小过饱和气体对鱼类的影响。对此,以活性炭为固体吸附介质,试验研究了介质不同比表面积对过饱和溶解氧释放过程的影响。结果表明,随着活性炭比表面积的增大,其对过饱和溶解氧释放的促进作用显著。研究结果为利用固体介质加快水体内过饱和气体释放提供了科学依据,亦可据此提出工程上减缓过饱和溶解气体对鱼类影响措施。     

超超临界机组流动加速腐蚀的分析与控制

为研究流动加速腐蚀的机理、腐蚀产物的迁徙规律及找到抑制流动加速腐蚀的方法,根据寿光电厂1号机组汽水系统数据,对临界溶氧量、pH值、温度、压力以及加氧量的关系进行分析。结果表明:增大pH值与溶氧量,减小氢电导率,有利于抑制流动加速腐蚀的发生,其中pH值与溶氧量存在临界值;pH值、温度以及压力的增大均会导致临界溶氧量的增大;给水加氧是有效预防流动加速腐蚀的水处理方式。     

台州市长潭水库分层取水口高程的确定

长潭水库因取水口位置过低,每年6～9月原水中的铁、锰浓度常超过集中式生活饮用水地表水源地限值标准,大幅增加水厂的运行成本和影响出厂水质。为此,分析了长潭水库2012～2016年分层水质监测数据及其成因,并结合水厂的制水工艺合理确定长潭水库分层取水口高程。发现水温和溶解氧是导致原水铁、锰超标的主要因素,10m水深是长潭水库铁、锰和氨氮垂直浓度梯度的分界线。根据原水水温、溶解氧、pH值、铁、锰和氨氮对水厂运行和出水水质的影响,结合长潭水库多年逐日平均水位保证率统计成果,确定分层取水上层取水口底高程为26.05m,下层取水口底高程为16.05m,既能保证台州市引水工程尽可能多地取到优质原水,又能降低运行成本、保证特枯年份的取水。     

水面光伏局地生态效应观测事实分析

近年来以水上光伏为核心的“渔光一体”试验项目快速推广,但其建设及运行对局地生态环境的影响尚不明确。为研究水面光伏电站局地生态效应,以扬中通威渔光一体电站为例,于2020年8月20日展开水质和微生物调查。采用类别分析法评估和讨论水面光伏对水体温度、pH值、溶解氧、浊度、叶绿素、化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）及微生物的影响。结果表明：扬中通威渔光一体电站运行期间,水温降低约0.5 ℃,pH值在大部分时段内低于自然站点, 溶解氧出现双峰值,浊度平均值降低11.83 NTU,叶绿素a平均浓度减少10.1 mg/L,作为污染指标的COD、BOD没有异常升高,微生物种群结构及丰度基本不变。水面光伏电站抑制藻类光合作用,对维持夏季水环境稳定、减少水华现象的发生起到积极的作用。该文的研究结果可为构建区域生态环境效应评估体系,提出水上光伏工程影响下的生态修复与保护措施提供科学依据。     

Oxygen evolution by the photo-oxidation of water

Photocatalytic oxygen evolution from TiO₂ suspended in water containing several electron acceptors was studied by measuring the increase in the concentration of dissolved oxygen with an oxygen electrode. The variation in the initial oxygen evolution rate expressed as a function of the concentration of electron acceptors showed either a maximum or a leveling off. The maximum rate (or the rate which levels off) was plotted against the standard redox potential of the electron acceptor, which showed the increase in the rate with rising redox potential. It is shown from this relationship that an irreversible redox system was not necessarily more efficient for oxygen evolution than a reversible system. The pH dependency of the oxygen evolution was discussed on the basis of the reaction mechanism of the electron acceptor with water sensitized by TiO₂, RuO₂ loading to TiO₂ enhanced the oxygen evolution, whereas Pt loading decreased the efficiency. Illumination of Pt and RuO₂ loaded TiO₂ suspension in the presence of a reduced species of a reduced species of electron acceptor (Fe⁺³) decreased the concentration of dissolved oxygen, to which the negative effect of Pt loading was partly attributed.     

地下环境CO2盐水溶液密度的变化及状态方程

利用可以在高温高压条件下，对密闭容器内的流体密度进行直接测量的电磁悬浮式天平对地下盐水的密度进行了测量。实验结果表明，在CO2地下储存30～50℃、10～20MPa时，CO2盐水溶液的密度随着温度的升高而减小，随着CO2的质量分数的增加而增大，随着压力的增加呈线性增加。CO2盐水溶液密度与盐水密度之比与压力无关，但随着CO2的质量分数的增加而增大，随着温度的升高而减少。     

In situ measurements of water crossover through the membrane for direct methanol fuel cells

We show analytically that the water-crossover flux through the membrane used for direct methanol fuel cells (DMFCs) can be in situ determined by measuring the water flow rate at the exit of the cathode flow field. This measurement method enables investigating the effects of various design and geometric parameters as well as operating conditions, such as properties of cathode gas diffusion layer (GDL), membrane thickness, cell current density, cell temperature, methanol solution concentration, oxygen flow rate, etc., on water crossover through the membrane in situ in a DMFC. Water crossover through the membrane is generally due to electro-osmotic drag, diffusion and back convection. The experimental data showed that diffusion dominated the total water-crossover flux at low current densities due to the high water concentration difference across the membrane. With the increase in current density, the water flux by diffusion decreased, but the flux by back convection increased. The corresponding net water-transport coefficient was also found to decrease with current density. The experimental results also showed that the use of a hydrophobic cathode GDL with a hydrophobic MPL could substantially reduce water crossover through the membrane, and thereby significantly increasing the limiting current as the result of the improved oxygen transport. It was found that the cell operating temperature, oxygen flow rate and membrane thickness all had significant influences on water crossover, but the influence of methanol concentration was negligibly small.     

水库生态调度下汉江水环境因子及细菌群落变化特征

针对水库生态调度及其生态影响的问题,在2018年6月汉江中下游丹江口、崔家营、兴隆等梯级水库联合生态调度期间,依托汉江下游仙桃水文站布设断面,开展水环境监测及采样、测试分析,研究水库生态调度过程中河流细菌群落的变化特征。利用YSI水质参数仪现场测定水温、pH值、溶解氧、电导率,依据分光光度法测定总氮、总磷,采用高通量测序方法分析细菌群落多样性、丰富度及非度量多维尺度分析法分析细菌群落结构的变化情况。结果表明,水库生态调度过程中下游水位显著上升,流量显著增大,pH值与电导率显著下降,水温、溶解氧、总氮、总磷未发生显著变化;细菌群落多样性与丰富度提高,结构相似性降低;β变形菌门相对丰度明显增加,疣微菌门相对丰度明显降低。该结论为水库生态调度提供了参考依据。     

Investigation of Cu leaching from municipal solid waste incinerator bottom ash with a comprehensive approach

Municipal solid waste incinerator (MSWI) bottom ash is often reused as a secondary construction material. This study used a comprehensive approach to characterize the leaching behavior of copper (Cu) from the MSWI bottom ash. The batch titration procedure was used to determine the acid neutralizing capacity and Cu leaching as a function of pH. The sequential extraction procedure (SEP) was adopted to analyze the speciation of Cu in the MSWI bottom ash. The metal speciation equilibrium model for surface and ground water (Visual MINTEQ) was used to evaluate the equilibrium of the leachates with the relative minerals, and to determine the speciation of the aqueous Cu in the leachates. Based on the multi-analysis of the results, Cu would be significantly released from the MSWI bottom ash when it is acidic. The Cu leaching pattern was not only affected by dissolved organic carbon, it was also limited by its speciation in the MSWI bottom ash. Furthermore, almost 100% of the aqueous Cu in the leachate was bound to organic matter in basic and neutral conditions, but mostly existed as Cu²⁺ in an acidic condition. These findings provide an important insight into predicting the leaching behavior of Cu from the MSWI bottom ash, as well as its impact on the environment.     

细水雾熄灭K类火灾的全尺寸模拟实验

利用ISO 9705全尺寸多功能热释放速率测试仪在开放空间研究了细水雾作用下K类火灾的发展过程,实验中对细水雾作用下食用油火的温度、热释放速率及烟气的主要特性参数变化规律进行了测量与研究,分析了预燃时间对灭火有效性的影响,系统地阐述了细水雾作用下K类火灾关键特性参数的变化规律．实验发现,细水雾可以有效地抑制K类火灾的发展,在其作用下火焰温度及热释放速率快速降低,并可以有效地冲刷烟气,降低一氧化碳及二氧化碳的浓度,提高氧气的浓度及火场能见度．同时利用稳定火源热释放速率模型计算了K类火灾发展阶段的热释放速率,与实验测量结果比较发现,模型可准确地预测K类火灾发展阶段的热释放速率的变化规律．