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微塑料对城市生活垃圾有机组分降解产甲烷的影响研究

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中国环境科学 2024年

作者：倪仁杰洪文清郑子豪孙安逸宋立岩安徽大学资源与环境工程学院

本研究通过实验室反应器模拟实验分析了不同化学组分（聚乙烯和聚丙烯）和浓度（20 个/g，40个/g和80个/g，聚乙烯）的微塑料暴露水平对填埋场生活垃圾有机组分降解产甲烷(CH4)的影响。结果表明：（1）微塑料暴露会显著（p < 0.01）影... 详细信息

本研究通过实验室反应器模拟实验分析了不同化学组分（聚乙烯和聚丙烯）和浓度（20 个/g，40个/g和80个/g，聚乙烯）的微塑料暴露水平对填埋场生活垃圾有机组分降解产甲烷(CH4)的影响。结果表明：（1）微塑料暴露会显著（p < 0.01）影响降解过程中总有机碳含量，其变化范围为-18.03%至22.65%；（2）微塑料暴露会显著（p < 0.01）促进降解过程水解酸化阶段乙酸的积累，平均增加了19.09%；（3）微塑料暴露显著（p < 0.01）抑制CH4的产生和积累，累积产量减少21.38%-46.56%；（4）不同化学组分的微塑料暴露均显著（p < 0.01）影响CH4的产量，聚乙烯微塑料浓度对CH4的产量无显著影响。研究为填埋场CH4排放管理提供了科学依据。

关键词：微塑料生活垃圾填埋场甲烷影响

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一株聚乳酸降解菌的筛选、鉴定及其降解特性

微生物学报 2024年

作者：张静吴涓窦月芹徐杰安徽大学资源与环境工程学院

【目的】分离可有效降解聚乳酸(polylactic acid， PLA)的好氧细菌，并研究其生长特性和降解特性，为环境中PLA废弃物的生物修复提供依据。【方法】通过16S rRNA基因序列分析对所筛选菌株进行分子生物学鉴定，采用扫描电镜和傅里叶变换... 详细信息

【目的】分离可有效降解聚乳酸(polylactic acid， PLA)的好氧细菌，并研究其生长特性和降解特性，为环境中PLA废弃物的生物修复提供依据。【方法】通过16S rRNA基因序列分析对所筛选菌株进行分子生物学鉴定，采用扫描电镜和傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy， FTIR)分析降解前后PLA膜的形貌和化学结构变化。【结果】从活性污泥中筛选获得一株芽孢杆菌(Bacillus sp.) JA-4，30 d后PLA失重率可达10.6%。pH 8.0、35 ℃以及接种量20%的条件下，7 d后PLA的失重率可达到5.6%。明胶对PLA的生物降解具有显著促进作用，当明胶浓度为3%时，降解10 d后PLA的失重率达到23.1%，降解速率也大大提高。FTIR分析表明该菌株通过水解酯键来实现PLA的降解。【结论】本研究为PLA的生物降解提供了新的微生物资源，为环境中PLA废弃物的有效降解提供技术支持。

关键词： PLA 筛选生物降解芽孢杆菌失重率

淮北石台煤矿接触变质煤速热碳化的微组构解译

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地质学报 2024年第1期98卷 280-296页

作者：安燕飞黄健欣郑硕刘丙祥林中清高贵琪安徽大学资源与环境工程学院安徽合肥230601 安徽大学现代实验技术中心安徽合肥230601

作为岩浆吞噬煤层的信息记录者和物质承载者,接触变质煤是揭示煤层速热碳化过程和机理的重要研究对象。为此,本研究采集了淮北石台煤矿不同热变质程度的接触变质煤样品,利用镜质组反射率测试、元素分析、工业分析、偏光显微镜(PLM)和扫... 详细信息

作为岩浆吞噬煤层的信息记录者和物质承载者,接触变质煤是揭示煤层速热碳化过程和机理的重要研究对象。为此,本研究采集了淮北石台煤矿不同热变质程度的接触变质煤样品,利用镜质组反射率测试、元素分析、工业分析、偏光显微镜(PLM)和扫描电镜(SEM)等实验手段,表征其微组构特征,以期揭示煤层速热碳化的机理和过程。结果显示,从未受影响煤、浅热变质煤到天然焦,样品最大镜质组反射率、灰分产率升高,氢、氮元素以及挥发分含量降低。未受影响煤显微组分以胶质结构体为主,局部发育丝质体;浅热变质煤中裂隙发育、少见脱挥发孔;靠近岩体的块状天然焦中镶嵌结构炭和脱挥发孔发育,孔径多介于20~150μm;岩体内的细脉状天然焦,主要由多孔炭和炭微球组成,富含圆形—椭圆形气孔,孔径多介于1~3μm。分析表明,趋近岩体,接触变质煤热变质程度连续增加:浅热变质煤是煤层受较弱热变质而脆性断裂的结果;天然焦是浅热变质煤热解脱挥发分和中间相化的产物;至岩体附近,天然焦被液化成多孔炭和炭微球,后二者最终被氧化为气态碳氧化物而消失。我们认为,岩浆接触变质煤速热碳化的实质就是固态煤岩被岩浆热解而中间相化、液化和氧化气化的过程。

关键词：岩浆煤镶嵌结构炭炭微球石台煤矿

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团聚体级配对固废改良膨胀土耐久性的影响

建筑材料学报 2024年第3期27卷 237-244页

作者：储诚富王雨航宗文强合肥工业大学资源与环境工程学院安徽合肥230009

通过工业固废改良膨胀土团聚体的搅拌破碎试验以及破碎土的耐久性试验,揭示了团聚体尺寸效应对改良效果的影响,并分析了其影响机理.结果表明:掺入铁尾矿砂和电石渣能加速土团聚体在搅拌过程中的破碎;大粒径团聚体内部膨胀土的改良效果较... 详细信息

通过工业固废改良膨胀土团聚体的搅拌破碎试验以及破碎土的耐久性试验,揭示了团聚体尺寸效应对改良效果的影响,并分析了其影响机理.结果表明:掺入铁尾矿砂和电石渣能加速土团聚体在搅拌过程中的破碎;大粒径团聚体内部膨胀土的改良效果较差,容易产生裂隙;粒径大于15 mm的团聚体含量越高,试样的耐久性越差;相对于电石渣改良土,复合改良土的耐久性更好;对于应用于底基层的电石渣改良土和复合改良土,建议控制粒径大于15 mm土团聚体的含量分别小于2.5%和21.8%.

关键词：膨胀土改良团聚体尺寸效应工业固废干湿循环

春夏季巢湖湖滨沉积物-水界面磷动态与内源释放潜力

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中国环境科学 2024年第9期44卷 4948-4957页

作者：王计超黄涛许丹李胜景汪波尹浩杰孙庆业安徽大学资源与环境工程学院湿地生态保护与修复安徽省重点实验室安徽合肥230601

采用传统采样和薄膜扩散梯度技术(DGT),分析了春夏季巢湖西北部湖滨上覆水、间隙水及沉积物中磷形态和DGT有效态磷铁(DGT-P、DGT-Fe)的动态变化及扩散通量.结果表明,初夏季(6月)湖滨上覆水磷含量显著降低,可能源于藻类生长吸收营养盐;... 详细信息

采用传统采样和薄膜扩散梯度技术(DGT),分析了春夏季巢湖西北部湖滨上覆水、间隙水及沉积物中磷形态和DGT有效态磷铁(DGT-P、DGT-Fe)的动态变化及扩散通量.结果表明,初夏季(6月)湖滨上覆水磷含量显著降低,可能源于藻类生长吸收营养盐;而间隙水磷形态含量季节差异显著.巢湖西北部湖滨沉积物无机磷主要为自生磷(Auth-P),占无机磷(IP)比例为19.7%~61.3%.湖滨带消落区(S1、S2)沉积物磷含量明显低于堤坝隔离区(S3),但受有机质水平、水动力扰动等因素影响,具有更高的磷释放潜力;夏季沉积物内源磷释放潜力高于春季.DGT-P和DGT-Fe的相关分析结果表明,湖滨带消落区沉积物内源磷释放主要受控于铁结合态磷还原过程,而堤坝隔离区沉积物受铁磷循环调控作用较弱.

关键词：巢湖湖滨带沉积物薄膜扩散梯度技术磷

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苦草属植物雄花果实种子显微结构研究

西北植物学报 2024年第1期44卷 122-126页

作者：容鑫林周忠泽安徽大学资源与环境工程学院合肥230601

【目的】苦草属植物外部形态相似,叶线形或带形,野外难以直接鉴定到种,而雄花雄蕊数目、果实和种子的显微结构是苦草属(Vallisneria)植物物种的鉴别性特征之一。苦草属物种的雄花小,仅有1.5 mm,人工解剖雄花观察方法难以实现雄花雄蕊数... 详细信息

【目的】苦草属植物外部形态相似,叶线形或带形,野外难以直接鉴定到种,而雄花雄蕊数目、果实和种子的显微结构是苦草属(Vallisneria)植物物种的鉴别性特征之一。苦草属物种的雄花小,仅有1.5 mm,人工解剖雄花观察方法难以实现雄花雄蕊数目的识别。【方法】采用雄株雄佛焰苞水培预培养技术获取自然开放的雄花,并利用解剖学显微镜对3种苦草属植物雄花、果实和种子进行解剖观察和研究。【结果】苦草(***)雄蕊1枚,果实圆柱形,表面光滑,种子无翅,具纵条纹;刺苦草(***)雄蕊2枚,果实三棱形,棱上具刺,种子具翅;密刺苦草(***)雄蕊2枚,果实三棱圆柱形,表面光滑,种子无翅。【结论】密刺苦草、刺苦草、长梗苦草(***)和安徽苦草(***)是安徽苦草属新分布记录种,其中长梗苦草和安徽苦草是分布于安徽的新种。

关键词：水培显微结构苦草属新分布安徽

深部开采地表移动延续时间预测模型及其参数分析

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岩土力学 2024年第2期45卷 577-587页

作者：张亮亮程桦姚直书王晓健安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 安徽大学资源与环境工程学院安徽合肥230022

基于改进Knothe时间模型,根据地表移动延续时间定义,建立能够综合考虑采高、平均采深、松散层厚度、基岩层厚度和开采速度等因素的深部开采地表移动延续时间理论预测模型,并根据概率积分法给出了模型参数确定方法。采用24个深部工作面... 详细信息

基于改进Knothe时间模型,根据地表移动延续时间定义,建立能够综合考虑采高、平均采深、松散层厚度、基岩层厚度和开采速度等因素的深部开采地表移动延续时间理论预测模型,并根据概率积分法给出了模型参数确定方法。采用24个深部工作面开采地表移动延续时间监测数据对预测模型的合理性和精确性进行验证。结果表明:地表移动延续时间模型预测结果与24个工作面监测结果基本吻合,两者平均绝对误差仅38 d,均方根误差仅为47 d,平均绝对误差百分比仅为9%,远小于现有3种经验模型的预测误差,验证了地表移动延续时间预测模型的精确性;地表移动延续时间受采高、平均采深、松散层厚度、基岩层厚度和开采速度的影响,随采高的增加而非线性增加,随平均采深、松散层厚度、基岩层厚度的增加而线性增加,但随开采速度的增加而非线性减小。该研究可为深部开采地表移动变形稳定性评估和科学制定开采计划提供理论指导。

关键词：地表移动延续时间改进Knothe时间模型预测动态沉降开采速度

基于LBM的粗糙裂隙内两相驱替渗流特性模拟研究

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力学学报 2024年第5期56卷 1475-1487页

作者：周新盛建龙叶祖洋武汉科技大学资源与环境工程学院武汉430081

岩体粗糙裂隙两相驱替渗流普遍存在于许多工程应用中,而裂隙开度分布特征与壁面润湿性是影响两相驱替特性的关键因素.基于分形理论生成三维粗糙裂隙面并分别构建开度分布一致的均质模型和不一致的非均质模型,通过LBM伪势模型模拟粗糙裂... 详细信息

岩体粗糙裂隙两相驱替渗流普遍存在于许多工程应用中,而裂隙开度分布特征与壁面润湿性是影响两相驱替特性的关键因素.基于分形理论生成三维粗糙裂隙面并分别构建开度分布一致的均质模型和不一致的非均质模型,通过LBM伪势模型模拟粗糙裂隙准静态排水过程,研究了裂隙开度分布特征与壁面润湿性对两相驱替渗流特性的影响规律及细观机制.研究结果表明:均质模型驱替前缘基本保持平稳推进,而非均质模型出现优先驱替阻力较小的大开度区域的优势驱替路径现象,润湿性增强可加剧该现象致使驱替前缘更快突破,对均质模型无明显作用;残余捕获可分为孤立的“圈闭”模式和吸附在裂隙壁面的“水膜”模式,非均质模型中圈闭捕获明显多于均质模型,强润湿性有利于水膜捕获增多;当驱替压力增大至进入压力后,非均质模型中部分小开度区域润湿相被逐步排驱,而均质模型大多数润湿相被快速驱替,因此非均质模型P_(c)-S_(w)曲线比均质模型更加平缓,润湿性增强使得两种裂隙模型驱替开始发生时的进入压力更大,施加相同驱替压力时驱替效率更低.

关键词：粗糙裂隙两相驱替开度分布润湿性格子Boltzmann方法

秸秆和牛粪生物炭对矿区菜地土壤中镉的钝化效果和小白菜生长的影响

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生态与农村环境学报 2024年

作者：王锦涛刘伟杰刘丙祥管冬兴朱晴莉孙杨周少奇安徽大学资源与环境工程学院湿地生态保护与修复安徽省重点实验室(安徽大学) 浙江大学环境与资源学院贵州大学资源与环境工程学院

有色金属矿区大面积稻田土壤重金属污染修复一直备受广泛关注，然而矿区附近零散分布菜地土壤的安全利用问题尚未引起大家足够重视，这将严重威胁当地居民的健康。本文通过热解制备5种生物炭修复材料（稻壳生物炭、玉米秸秆生物炭、芝... 详细信息

有色金属矿区大面积稻田土壤重金属污染修复一直备受广泛关注，然而矿区附近零散分布菜地土壤的安全利用问题尚未引起大家足够重视，这将严重威胁当地居民的健康。本文通过热解制备5种生物炭修复材料（稻壳生物炭、玉米秸秆生物炭、芝麻秸秆生物炭、牛粪生物炭、高铁酸钾改性稻壳生物炭），以铜陵某矿区周边镉污染菜地土壤为修复对象，开展了在当地广泛种植的四季小白菜（Brassica chinensis L.）的盆栽修复试验研究，以揭示不同生物炭材料对镉污染土壤的钝化机理、修复效果及小白菜生长的影响。研究发现，按照1.5%的比例分别施加不同生物炭材料后，不同盆栽土壤pH和阳离子交换量均有不同幅度的提升，其有效态Cd含量也分别降低了2.87%（稻壳生物炭）、7.03%（玉米秸秆生物炭）、14.38%（芝麻秸秆生物炭）、32.19%（牛粪生物炭）和24.66%（高铁酸钾改性稻壳生物炭）。与对照组相比，施加不同生物炭材料后，小白菜地上部Cd含量都有不同程度的降低，生物量（株高和鲜重）也有不同程度的增加。其中，芝麻秸秆生物炭、牛粪生物炭和高铁酸钾改性稻壳生物炭的钝化效果较为显著，不仅明显降低了小白菜体内镉含量，而且有效促进了其生长发育，可能与这些材料具有丰富的表面官能团和较高的灰分含量有关。综上，本次研究可为保障矿区重金属污染菜地土壤安全利用和食品安全提供重要参考。

关键词：生物炭矿区菜地镉污染钝化作用小白菜