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景观格局对河流水质影响的尺度效应Meta分析

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环境科学 2024年第5期45卷 2631-2639页

作者：王玉仓杜晶晶张禹吴昊胡敏鹏陈丁江浙江大学环境与资源学院杭州310058 环境修复与生态健康教育部重点实验室杭州310058 浙江省农业资源与环境重点实验室杭州310058

景观格局决定了陆域污染物的源汇过程,是影响河流水质状况的关键因素.由于尺度效应,不同尺度下景观格局与河流水质关系的研究结果不尽相同.然而,景观格局对河流水质影响的尺度效应问题尚缺乏系统研究.收集了国内外4041条研究数据,采用M... 详细信息

景观格局决定了陆域污染物的源汇过程,是影响河流水质状况的关键因素.由于尺度效应,不同尺度下景观格局与河流水质关系的研究结果不尽相同.然而,景观格局对河流水质影响的尺度效应问题尚缺乏系统研究.收集了国内外4041条研究数据,采用Meta分析法定量分析了不同尺度下景观格局对河流水质的作用特征,识别了影响河流水质的关键时间和空间尺度以及景观指数.结果表明,相对于降水事件、平水期和年际尺度,丰水期下景观格局对河流水质的影响最大;相对于流域尺度,缓冲区尺度的景观格局对河流水质的影响更大;丰水期-缓冲区尺度是景观格局影响河流水质的关键时空耦合尺度.与耕地、水域、草地以及流域整体景观相比,林地和城镇用地的景观格局对河流水质的影响更大;破碎度是影响河流水质最重要的景观格局因子.在河流水质治理中,应重点考虑缓冲区的景观配置,增加缓冲区林地面积、减少林地和水域的斑块密度和减少城镇用地的面积占比和聚集度,以有效保护河流水质.

关键词：景观格局河流水质尺度效应破碎度土地利用

可见光和银离子对p型和n型黄铜矿生物浸出的影响机理

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第2期34卷 655-668页

作者：赵春晓王军刘洋廖蕤杨宝军邱冠周中南大学资源加工与生物工程学院生物冶金教育部重点实验室长沙410083

研究可见光和银离子(Ag^(+))对嗜酸氧化亚铁硫杆菌浸出p型和n型黄铜矿(黄铜矿A和黄铜矿B)的不同影响及机理。通过霍尔效应试验、生物浸出试验、X射线衍射、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱对黄铜矿的半导体性质、生物浸出行为、表面形... 详细信息

研究可见光和银离子(Ag^(+))对嗜酸氧化亚铁硫杆菌浸出p型和n型黄铜矿(黄铜矿A和黄铜矿B)的不同影响及机理。通过霍尔效应试验、生物浸出试验、X射线衍射、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱对黄铜矿的半导体性质、生物浸出行为、表面形貌、主要物相和表面物种进行分析。实验结果表明,黄铜矿A比黄铜矿B具有更高的载流子浓度和更大的载流子迁移率,因此其溶出速率更快。生物浸出24 d后,当光照和Ag^(+)同时存在时,黄铜矿A的铜浸出率为91.05%,比黄铜矿B的铜浸出率(73.19%)高17.86%。显然,可见光和Ag^(+)对黄铜矿A生物溶解过程的促进作用强于黄铜矿B,这主要归因于黄铜矿A具有更高的载流子迁移率。此外,在光照影响下,黄铜矿表面电荷转移加快,导致Ag2S积累增多(特别是黄铜矿A),从而导致钝化层致密结构被破坏,钝化效果降低,黄铜矿溶解加速。

关键词：嗜酸氧化亚铁硫杆菌霍尔效应半导体性质光照黄铜矿生物浸出

北方农村不同取暖方式家庭室内PM_(2.5)污染差异及清洁取暖效果

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地理学报 2024年第1期79卷 17-27页

作者：李尧捷门亚泰罗智瀚刘新蕾程和发陶澍沈国锋北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

农村散煤使用对冬季重污染等贡献显著,更会直接污染室内空气,影响人群健康。除了“煤改电、煤改气”之外,清洁煤和成型生物质也被认为是降低散煤污染的有效途径,在一些政策和行动中被推广。然而,目前还缺乏不同取暖模式下居民室内空气... 详细信息

农村散煤使用对冬季重污染等贡献显著,更会直接污染室内空气,影响人群健康。除了“煤改电、煤改气”之外,清洁煤和成型生物质也被认为是降低散煤污染的有效途径,在一些政策和行动中被推广。然而,目前还缺乏不同取暖模式下居民室内空气质量差异及取暖排放贡献的定量研究,是清洁取暖环境效益评估中的短板。本文在北方农村地区开展了覆盖1600户整个取暖季的细颗粒物(PM_(2.5))实地监测,分析了居民室内PM_(2.5)污染的空间差异及不同取暖方式的影响。研究表明,北方农村取暖季室内PM_(2.5)浓度均值为102μg/m^(3),但户间差异很大,从19μg/m^(3)到497μg/m^(3)。使用传统散煤和生物质取暖的家庭,取暖季室内PM_(2.5)浓度高达162μg/m^(3)和144μg/m^(3)。而使用清洁煤或成型生物质取暖的家庭,室内PM_(2.5)显著降低,约为84μg/m^(3),且有56%的时间日均浓度超过国家标准(50μg/m^(3))。电或气取暖的家庭,室内PM_(2.5)浓度最低。受人为活动强度和气象条件等因素影响,居民室内PM_(2.5)浓度的户内变异也很明显,使用固体燃料的家庭相对变异系数约为76%,远大于使用清洁燃料的家庭(53%)。室内传统固体燃料燃烧排放对室内PM_(2.5)的贡献约60%,而随着取暖燃料的清洁化,室内燃烧源贡献逐渐降低。若仅考虑降低室内PM_(2.5),使用成型生物质或清洁煤替代传统散煤可取得显著的减污效果,电替代的降污效果最大。研究为认识室内空气污染变化规律和空间异质性,全面客观地评估清洁取暖对人群健康影响提供了基础数据和科学支撑。

关键词：农村室内PM_(2.5) 户间户内差异固体燃料清洁取暖

我国典型制药厂污染场地中抗生素的污染特征及生态风险

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环境科学 2024年第2期45卷 1004-1014页

作者：杨炯彬黄争赵建亮何良英刘有胜胡立新石义静应光国华南师范大学环境学院广东省化学品污染与环境安全重点实验室环境理论化学教育部重点实验室广州510006

为了解制药厂污染场地中抗生素的污染特征和生态风险,选取南、北方两个典型抗生素制药厂,采集表层土、土壤柱、工艺水、地下水和药渣等样品,采用超声提取-固相萃取-高效液相色谱串联质谱技术对87种常见抗生素进行定量分析.结果显示,所... 详细信息

为了解制药厂污染场地中抗生素的污染特征和生态风险,选取南、北方两个典型抗生素制药厂,采集表层土、土壤柱、工艺水、地下水和药渣等样品,采用超声提取-固相萃取-高效液相色谱串联质谱技术对87种常见抗生素进行定量分析.结果显示,所有类型样品中共检出5类31种抗生素,各采样点总抗生素在表层土、土壤柱、药渣中的含量最大值以及工艺水、地下水中的浓度最大值分别为420 ng·g^(-1)、595 ng·g^(-1)、139 ng·g^(-1)以及1151 ng·L^(-1)、6.65 ng·L^(-1);大部分抗生素赋存于表层土,随土壤柱深度呈现向下递减规律.生态风险评价表明,磺胺二甲嘧啶、磺胺喹喔啉、四环素、氯四环素和D-山梨醇等存在较高风险.提高制药废水中抗生素去除效率,预防生产车间泄漏,是控制制药厂抗生素向场地内及周边环境污染的有效手段.

关键词：抗生素制药厂场地环境分布特征生态风险

MOFs基微流控电化学芯片对多种重金属离子的实时在线检测

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高等学校化学学报 2024年第2期45卷 25-34页

作者：陈晓萍王旭潭刘宁汪庆祥倪建聪杨伟强林振宇闽南师范大学化学化工与环境学院漳州363000 福建省现代分离分析科学与技术重点实验室污染监测与控制福建省高校重点实验室漳州363000 福州大学食品安全与生物分析教育部重点实验室福建省食品安全分析与检测技术重点实验室福州350108

将具有丰富微孔的ZIF-8金属有机框架和电化学技术对金属离子的富集作用与微流控器件对溶液流动的可控性相结合,构建了一种新型传感器,实现了高通量、实时和快速检测环境中的多种金属离子污染物.研制的ZIF-8-Nafion/ITO基微流控电化学传... 详细信息

将具有丰富微孔的ZIF-8金属有机框架和电化学技术对金属离子的富集作用与微流控器件对溶液流动的可控性相结合,构建了一种新型传感器,实现了高通量、实时和快速检测环境中的多种金属离子污染物.研制的ZIF-8-Nafion/ITO基微流控电化学传感器对Cd^(2+),Pb^(2+)及Hg^(2+)离子在0.1~100μmol/L的浓度范围内具有良好的线性关系,检出限分别为0.055,0.0025及0.0016μmol/L(S/N=3).该微流控芯片对于样品的需求量少,可降低对能源的消耗;同时由聚二甲基硅氧烷拓印的微流控器件还有望实现柔性电极的功能,对便携式电化学柔性器件在生物和环境样品的集成化和自动化检测具有重要意义.

关键词：微流控重金属检测电化学传感器金属有机框架

2.5D机织碳纤维-玻璃纤维/双马来酰亚胺树脂复合材料高温力学行为及损伤机制

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复合材料学报 2024年第1期41卷 144-154页

作者：李存静陶洋逄增媛张典堂江南大学生态纺织教育部重点实验室无锡214122

采用三维纺织技术与树脂传递模塑工艺(RTM)制备了2.5D机织碳纤维-玻璃纤维/双马来酰亚胺树脂复合材料,分别在室温(25℃)和高温(150℃、240℃、300℃)环境下对复合材料进行了三点弯曲和层间剪切力学性能测试,探究了温度对复合材料力学行... 详细信息

采用三维纺织技术与树脂传递模塑工艺(RTM)制备了2.5D机织碳纤维-玻璃纤维/双马来酰亚胺树脂复合材料,分别在室温(25℃)和高温(150℃、240℃、300℃)环境下对复合材料进行了三点弯曲和层间剪切力学性能测试,探究了温度对复合材料力学行为及损伤机制的影响。结果表明:温度对2.5D机织碳纤维-玻璃纤维/双马来酰亚胺树脂复合材料的力学特性和损伤模式均有显著影响。温度上升导致纤维/基体界面结合力减弱,复合材料在300℃下的弯曲强度、弯曲模量和层间剪切强度相比室温环境分别降低了23.06%、70.01%和18.93%。弯曲载荷下,2.5D机织混杂复合材料的室温破坏模式主要以局部的纤维断裂和基体开裂为主,而高温损伤则以纤维/基体界面脱粘为主导。剪切载荷下,2.5D机织混杂复合材料的室温破坏模式主要为分层破坏,而随着温度升高,复合材料因基体软化出现塑性变形,基体开裂、界面脱粘及分层破坏决定了材料的最终失效。

关键词： 2.5D机织复合材料混杂纤维温度力学行为损伤机制

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三峡库区马尾松林土壤铁、铝对有机碳的影响

中国环境科学 2024年第1期44卷 251-260页

作者：李一林敦梅魏培邹翠赵洋沈蓉蔡肖凌王尘辰朱广宇郭劲松重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室重庆400044

为了解不同形态铁、铝矿物对土壤有机碳稳定的影响,以三峡库区典型土壤质地类型的马尾松林为研究对象,采用选择性溶解提取法测定晶质矿物(DH)、短程有序矿物(HH)和有机金属络合物(PP)中的铁、铝矿物及其结合有机碳的含量,并通过相关性... 详细信息

为了解不同形态铁、铝矿物对土壤有机碳稳定的影响,以三峡库区典型土壤质地类型的马尾松林为研究对象,采用选择性溶解提取法测定晶质矿物(DH)、短程有序矿物(HH)和有机金属络合物(PP)中的铁、铝矿物及其结合有机碳的含量,并通过相关性分析和多元回归模型探讨了不同形态铁、铝矿物及其结合有机碳与土壤有机碳的相互关系.结果表明:不同形态铁、铝矿物含量分布为DH>PP>HH,且随土壤黏粒组分增加有明显的上升趋势.DH、PP和HH提取碳含量分别为(6.11±0.35)mg/g,(6.25±0.46)mg/g和(1.14±0.06)mg/g,分别占土壤有机碳的(32.06%±1.95%),(32.61%±2.33%)和(5.95%±0.33%).提取碳与金属物质的量比值(C:Fe+Al)表现为PP>DH≈HH,表明铁、铝矿物随结晶度的增加,与有机碳的结合方式从共沉淀和络合向吸附作用转变.提取碳含量与对应提取金属(Fe+Al)含量呈显著正相关(P<0.05),且提取铁、铝矿物是土壤有机碳变异性的第一解释变量(74.65%).总体而言,铁、铝矿物与有机碳的相互作用驱动了三峡库区马尾松林土壤有机碳的稳定累积,其中晶质铁、铝矿物和有机金属络合物起主导作用.

关键词：植被恢复马尾松林土壤有机碳铁、铝矿物稳定机制

二价铁活化分子氧体系中溶解氧对活性自由基产生及污染物降解的影响

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中国环境科学 2024年第1期44卷 132-139页

作者：王瑛琪张成武王德玉付玉丰张慧秦传玉吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室石油化工污染场地控制与修复技术国家地方联合工程实验室吉林省水资源与环境重点实验室吉林长春130021

构建了Fe^(2+)/O_(2)/三聚磷酸钠(STPP)高级氧化体系,通过曝气实验与固定初始DO实验,分别探究了体系在持续曝气与有限溶解氧的条件下活性自由基产生能力与污染物降解效果.结果表明,在以150mL/min流量充分曝气时,Fe^(2+)-STPP浓度由3mmo... 详细信息

构建了Fe^(2+)/O_(2)/三聚磷酸钠(STPP)高级氧化体系,通过曝气实验与固定初始DO实验,分别探究了体系在持续曝气与有限溶解氧的条件下活性自由基产生能力与污染物降解效果.结果表明,在以150mL/min流量充分曝气时,Fe^(2+)-STPP浓度由3mmol/L增加至20mmol/L,体系在中性条件下羟基自由基(HO•)的产量从0.185mmol/L增加至0.256mmol/L,对苯酚的去除率由81.4%增加到91.5%.在密闭环境中固定初始DO浓度且Fe^(2+)-STPP浓度足量时,O_(2)转化为HO•的转化率约为10.60%~18.05%,转化率随DO浓度增加而增大;明确了体系中HO•产生量、Fe^(2+)消耗量、污染物降解量与初始DO浓度间的响应关系,并建立了线性方程(R^(2)>0.99).

关键词：分子氧活化三聚磷酸钠活性自由基溶解氧浓度响应关系二价铁污染物降解

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基于在线高斯过程回归的短期风电功率概率预测

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电力系统自动化 2024年第11期48卷 197-207页

作者：王耀健顾洁温洪林金之俭电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市200240

预测未来几个小时的风电出力对于电力系统的安全经济运行以及风电参与电力市场至关重要。由于风电功率序列具有强随机性与非平稳性,需要对其不确定性进行刻画建模。同时,考虑到机组设备老化、叶片污染及风电场环境变化等因素会影响风电... 详细信息

预测未来几个小时的风电出力对于电力系统的安全经济运行以及风电参与电力市场至关重要。由于风电功率序列具有强随机性与非平稳性,需要对其不确定性进行刻画建模。同时,考虑到机组设备老化、叶片污染及风电场环境变化等因素会影响风电机组的出力特性,从而使得风电功率预测模型参数存在时变,增大了风电功率预测难度。文中提出了一种基于在线高斯过程的短期风电概率预测方法:首先,利用高斯过程回归模型对风电功率预测问题进行建模;然后,结合结构化内核插值与Woodbury恒等式,降低高斯过程计算复杂度,实现高斯过程的快速求解;最后,采用分块缓存与更新的方法实现高斯过程模型参数与超参数实时在线更新。经2014年全球能源预测大赛发布的风力发电数据验证,结果表明所提算法具有较好的预测性能,同时具有自适应性,可以有效应对模型参数时变问题。

关键词：风电功率预测概率预测时变参数高斯过程在线学习不确定性估计