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毛乌素沙地沙蒿凝结水形成规律及其对水均衡的影响

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农业工程学报 2023年第8期39卷 111-119页

作者：冉彬张在勇杨京博许达宫程程长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室西安710054 长安大学水利与环境学院西安710054

凝结水是干旱半干旱区重要的补给水源,为了探究毛乌素沙地典型植被沙蒿凝结水的形成过程,定量化凝结水量,分析气象因素对凝结水的形成贡献,评价沙蒿凝结水量对水均衡的影响,该研究在毛乌素沙地基于大型称重式蒸渗仪开展了沙蒿凝结水的... 详细信息

凝结水是干旱半干旱区重要的补给水源,为了探究毛乌素沙地典型植被沙蒿凝结水的形成过程,定量化凝结水量,分析气象因素对凝结水的形成贡献,评价沙蒿凝结水量对水均衡的影响,该研究在毛乌素沙地基于大型称重式蒸渗仪开展了沙蒿凝结水的实时动态观测研究。研究结果表明,沙蒿年凝结水生成量为47.1 mm,占年降水量的19.6%,且寒冷的月份凝结水量高于温暖月份。空气温度与地表温度之差及相对湿度的大小是凝结水形成的重要影响因素。通过增强回归树模型的结果发现,相对湿度对凝结水形成的贡献率最高,为43.4%。考虑沙蒿凝结水量,水均衡方程的误差能够降至5.7%,可提高水资源评价时的精度。该研究可为干旱半干旱地区精确评价水资源量提供重要依据,同时也将深化沙蒿条件下凝结水对水循环影响的认识,为旱区植被生态系统的保护提供了科学依据。

关键词：湿度温度凝结水沙蒿增强回归树模型水均衡毛乌素沙地

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关中地区用水结构时空演变分析

长江科学院院报 2024年

作者：雷新宴杨银科马帅孙建峰长安大学水利与环境学院长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室

辨析核心区域的用水结构时空演变特征，对优化水资源管理、推进社会经济与生态环境协同发展具有重要意义。选取信息熵、洛伦兹曲线、基尼系数、区位熵等方法从不同角度相互佐证、互相补充，揭示关中地区近10a用水结构时空演变过程和空... 详细信息

辨析核心区域的用水结构时空演变特征，对优化水资源管理、推进社会经济与生态环境协同发展具有重要意义。选取信息熵、洛伦兹曲线、基尼系数、区位熵等方法从不同角度相互佐证、互相补充，揭示关中地区近10a用水结构时空演变过程和空间分布特征。研究表明：2012～2021年关中地区用水结构整体向着更为均衡的方向发展，用水结构空间分布的差异性在逐渐缩小；但关中地区各类型用水空间分布存在差异，生态环境、城镇公共用水空间分布差距相对明显，关中地区各市（区）间的用水结构存在较大差异，西咸新区和西安市的用水结构最为均衡，渭南市最为失衡。研究结果与实际情况基本相符，可为关中地区优化水资源配置，科学规划用水结构提供参考。

关键词：用水结构信息熵洛伦兹曲线基尼系数区位熵

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季节性冻土区包气带水汽热耦合运移研究进展

农业工程学报 2022年第24期38卷 110-117页

作者：郑策高万德陈云飞卢玉东刘秀花长安大学水利与环境学院西安710064 长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室西安710064

季节性冻土区占据中国超过一半的国土面积,冻融作用会显著改变土壤性质与包气带水、热传输过程,并且由于温度与气态水对土壤水分运移影响显著,开展水汽热耦合研究对于探究季节性冻土区土壤水循环过程十分关键。该研究综述了包气带水汽... 详细信息

季节性冻土区占据中国超过一半的国土面积,冻融作用会显著改变土壤性质与包气带水、热传输过程,并且由于温度与气态水对土壤水分运移影响显著,开展水汽热耦合研究对于探究季节性冻土区土壤水循环过程十分关键。该研究综述了包气带水汽热耦合运移理论的提出与发展历程,阐明了季节性冻融作用对水汽热耦合运移研究中水力参数及水分相态转化过程的影响,探讨了水汽热耦合模型适用性,总结了温度梯度驱动下气态水运移规律及其重要性,并对该领域尚需加强研究的方向提出建议:1)聚焦“土壤-植被-大气”系统水循环过程,构建适用于季节性冻土区的包气带水汽热-植被耦合模型,探究土壤水资源生态效应,为植被恢复与生态系统稳定提供理论指导;2)在寒旱区工程建设中考虑气态水的影响,明确覆盖层下水汽运移机理,对建设过程中由水汽运移引起的工程病害提出具体防治措施。通过本研究梳理归纳以期为深化包气带水汽热耦合运移理论以及解决季节性冻土区相关实际问题提供科学依据与参考。

关键词：水热数值分析包气带水汽运移水文循环季节性冻土区

磁性浮珠VMB@FeO@CS对鱼腥藻和微囊藻的高效去除及机理研究

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中国环境科学 2023年

作者：车文露赵岩张高山李彦鹏长安大学水利与环境学院长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室

为了有效处理有害藻华，并避免化学物质二次污染，结合磁絮凝与浮珠浮选方法，以玻化微珠、Fe3O4、壳聚糖为原料合成磁浮珠VMB@Fe3O4@CS，对水华鱼腥藻和铜绿微囊藻进行去除实验.结果表明，磁浮珠对两种水华藻的最佳去除效率分别达到99.... 详细信息

为了有效处理有害藻华，并避免化学物质二次污染，结合磁絮凝与浮珠浮选方法，以玻化微珠、Fe3O4、壳聚糖为原料合成磁浮珠VMB@Fe3O4@CS，对水华鱼腥藻和铜绿微囊藻进行去除实验.结果表明，磁浮珠对两种水华藻的最佳去除效率分别达到99.01%(0.12g/L)、98.6%(0.21g/L).VMB@Fe3O4@CS在较宽的pH范围(4-10)和水温范围(5℃-35℃)内实现较高的去除率(＞60%)，离子强度的增加对微藻的去除起负面影响.通过形态学观察、表面疏水率及Zeta电位分析确定静电吸引、吸附架桥是磁浮珠对藻细胞主要的絮凝机理.实验结果表明制备的VMB@Fe3O4@CS去除有害藻华具有很大的潜力.

关键词：有害藻华磁性浮珠浮选絮凝

生物炭及其老化对农田NH挥发及NO排放的影响

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生态学报 2023年

作者：张聪王震洪长安大学水利与环境学院长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室

生物炭具有减缓农田NH3挥发和N2O排放的重要潜力，但在施入环境后常常存在“老化”现象，这为其缓解全球变暖的长期有效性带来了不确定性。为了探明生物炭的长期效应，人工加速模拟了自然界中水分、温度、氧气、土壤矿物质及微生物多种... 详细信息

生物炭具有减缓农田NH3挥发和N2O排放的重要潜力，但在施入环境后常常存在“老化”现象，这为其缓解全球变暖的长期有效性带来了不确定性。为了探明生物炭的长期效应，人工加速模拟了自然界中水分、温度、氧气、土壤矿物质及微生物多种老化因素，结合多元表征手段对比不同老化方式对生物炭性质的影响，利用主成分分析法建立新的生物炭性质综合指标来反映老化强度。再通过大田控制试验，采用原位通气法和静态箱—气相色谱法监测夏玉米生长周期内老化前后生物炭施用对农田NH3挥发和N2O排放的影响，为生物炭的可持续应用提供科学依据。结果表明，老化过程增加了原生物炭(BC)的氧含量、比表面积(SBET)、总孔容(Vt)及含氧官能团数量，降低了灰分、碱性、碳含量、平均孔径及其芳香性，各老化作用强度排序为：氧化老化生物炭(OBC)>矿化老化生物炭(KBC)>微生物老化生物炭(MBC)>干湿循环老化生物炭(WBC)>冻融循环老化生物炭(FBC)>BC。生物炭的添加减少了13.57%—29.50%的NH3挥发量。与BC相比，OBC和KBC分别显著降低了14.71%和9.38%的NH3挥发(P0.05)。相反，WBC和FBC分别增加了4.55%和2.72%的NH3挥发(P>0.05)。同时，生物炭的添加降低了22.36%—40.43%的N2O排放量。其中，BC减排效果最优，老化作用均削弱了原生物炭对N2O的减排效应。与BC相比，OBC和KBC显著增加了30.34%和26.36%的N2O排放量(P0.05)。综上，不同老化方式会对生物炭的理化性质造成不同改变，进而影响土壤气态氮释放。通过对比不同的老化方式，OBC影响最为显著，其次为KBC,MBC居中，WBC和FBC的影响最弱。

关键词：生物炭老化 NH 挥发 N O排放

α-FeO光阳极光电化学性能改进策略的研究进展

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应用化工 2023年

作者：王花周朝晖长安大学水利与环境学院旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室

本文阐述了赤铁矿光阳极材料在光电化学分解水方面的最新研究进展，总结了改善赤铁矿光阳极光电化学性能的一般策略和新兴策略。一般改性策略包括：形貌控制、杂质掺杂、异质结构构建、表面修饰等；新兴策略包括：超薄膜共振光捕获、表... 详细信息

本文阐述了赤铁矿光阳极材料在光电化学分解水方面的最新研究进展，总结了改善赤铁矿光阳极光电化学性能的一般策略和新兴策略。一般改性策略包括：形貌控制、杂质掺杂、异质结构构建、表面修饰等；新兴策略包括：超薄膜共振光捕获、表面等离子体共振等。本文重点讨论了负载钝化层和析氧助催化剂两种表面修饰方法对提高赤铁矿光阳极光电化学水氧化性能的作用。最后，本文展望了赤铁矿光电极材料开发当前面临的挑战及其在光电化学分解水方面的发展前景。

关键词：赤铁矿(α-Fe O ) 光电学(PEC) 水分解光阳极改性

改性羟基磷灰石/混酸氧化多壁碳纳米管的制备及应用

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复合材料学报 2024年第2期41卷 735-747页

作者：何迎迎王瑞雪周渊樊林奎窦妍长安大学水利与环境学院西安710054 长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室西安710054 长安大学水利部旱区生态水文与水安全重点实验室西安710054

开发高分散性及吸附性能良好的纳米复合材料对水体中重金属离子的去除具有重要的意义。以混酸氧化多壁碳纳米管(AO-MWCNTs)为基体,引入羟基磷灰石(HAP),通过微波/光波组合加热辅助化学沉淀法分步制备氟碳掺杂的羟基磷灰石(FCHAP),并将... 详细信息

开发高分散性及吸附性能良好的纳米复合材料对水体中重金属离子的去除具有重要的意义。以混酸氧化多壁碳纳米管(AO-MWCNTs)为基体,引入羟基磷灰石(HAP),通过微波/光波组合加热辅助化学沉淀法分步制备氟碳掺杂的羟基磷灰石(FCHAP),并将其负载到AO-MWCNTs上,合成FCH/AO-MWCNTs复合材料。将制备材料在含Mn(Ⅱ)废水中进行去除效果实验,结果表明,FCH/AO-MWCNTs对Mn(Ⅱ)的理论最大吸附量为317.5 mg/g,高于AO-MWCNTs及各制备中间体。结合材料的SEM-EDS、FTIR、XPS、Zeta、BET等表征结果推测,新材料FCH/AO-MWCNTs形成更丰富的孔隙结构及吸附位点,且其分散性及稳定性能表现优异,同时新材料在去除其他重金属及再生利用方面也具有一定的应用前景。

关键词：多壁碳纳米管羟基磷灰石复合纳米材料含Mn(Ⅱ)废水吸附性能

硼酸化钙钛矿量子点的制备及对水中邻苯二酚的选择性检测

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中国环境科学 2023年

作者：刘欣妮卫潇杨钰钰王凤杰何红珠秦昉刘佳丽王菲长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室长安大学水利与环境学院

本文利用水乳液法成功制备了在水环境中稳定分散的硼酸化钙钛矿量子点(APBA-PQDs)，基于APBA-PQDs与邻苯二酚之间的硼酸盐亲和机制建立了一种高效、快速检测水相邻苯二酚的新方法，突破了PQDs传感器在水相中易凝聚而猝灭以及选择性不高... 详细信息

本文利用水乳液法成功制备了在水环境中稳定分散的硼酸化钙钛矿量子点(APBA-PQDs)，基于APBA-PQDs与邻苯二酚之间的硼酸盐亲和机制建立了一种高效、快速检测水相邻苯二酚的新方法，突破了PQDs传感器在水相中易凝聚而猝灭以及选择性不高的难题.通过透射电子显微镜(TEM)、荧光光谱、紫外-可见光谱对APBA-PQDs的形貌和光学性能进行了表征;并探究了APBA-PQDs荧光传感器对邻苯二酚的检测性能和机理.研究表明，当n(PQDs:APBA)=1:1，响应时间为7min，pH为7时，检测效果最佳，且在最优检测条件下，APBA-PQDs的猝灭程度(F0/F)与邻苯二酚浓度具有良好的线性关系，检出限为72 nM.此外，APBA-PQDs具有良好的选择性和抗干扰性，能够用于实际水样中邻苯二酚的快速检测，为后续钙钛矿量子点用于水相污染物检测提供了一定的理论依据和方法支撑.

关键词：钙钛矿量子点硼酸功能化邻苯二酚荧光检测

介质阻挡放电协同Ag-Cu/TiO-CS复合光催化剂灭活生物气溶胶的实验研究

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中国环境科学 2023年

作者：赵璐瑶张佳丽张轲李彦鹏长安大学水利与环境学院长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室

选用大肠杆菌和杂色曲霉菌作为代表性细菌、真菌气溶胶，采用溶胶-凝胶法制备了壳聚糖(CS)修饰的Ag-Cu/TiO2-CS复合光催化剂，使用自制线管式介质阻挡放电反应器协同光催化剂对生物气溶胶进行灭活实验研究.考察初始浓度、放电功率、单... 详细信息

选用大肠杆菌和杂色曲霉菌作为代表性细菌、真菌气溶胶，采用溶胶-凝胶法制备了壳聚糖(CS)修饰的Ag-Cu/TiO2-CS复合光催化剂，使用自制线管式介质阻挡放电反应器协同光催化剂对生物气溶胶进行灭活实验研究.考察初始浓度、放电功率、单一及协同处理对生物气溶胶的灭活影响，并通过复活实验探究灭活后生物气溶胶的复活效应.通过SEM、胞外蛋白质与电解质测定探究了生物气溶胶灭活机理.结果表明:Ag、Cu掺杂可增强复合催化剂光催化活性，掺杂比2:2 mol%时效果最好.生物气溶胶灭活率随着其初始浓度、处理时间、放电功率增加而提高.相比介质阻挡放电单一处理，协同光催化处理后，菌体结构破损加重，胞内物质外泄增多，灭菌效率明显提升，且有效抑制了生物气溶胶的复活.

关键词：生物气溶胶灭活光催化介质阻挡放电协同效应