湖泊疏浚后沉积物-水界面的环境特征及其微生物作用研究

采集东钱湖疏浚区和未疏浚区沉积物和上覆水模拟构建沉积物-水界面,并对比研究了微生物活性抑制和不抑制情况下模拟界面中的理化环境特征,铁、反应活性磷(SRP)从沉积物向水体的释放.结果显示当微生物活性未抑制时,疏浚实验组好氧能力、浊度均低于未疏浚实验组;实验9天后疏浚组pH出现显著下降;疏浚组和未疏浚组沉积物在厌氧条件下均会向上覆水中释放大量二价铁,未疏浚组释放能力更强;疏浚组上覆水中的SRP含量比未疏浚组低.当微生物活性被抑制后,各实验组好氧能力丧失,因此没有铁的显著释放;模拟系统的pH相对较高,疏浚组9天后pH下降也不如未抑制时明显;疏浚组上覆水浊度上升,而未疏浚组浊度下降;疏浚组水中的SRP含量显著升高,然而在未疏浚组未观察到该现象.这些结果暗示,湖泊疏浚可能具有提高溶解氧水平,降低磷释放的潜在作用;微生物可能改变水体中细小颗粒物的表面电位,进而影响到其沉降性能和水体浊度;疏浚后表层沉积物中的微生物在氧化还原性硫化物并释放氢离子以及降低磷释放的过程中有重要作用.     

葡萄糖对水-沉积物微界面NH4^＋和O2流速影响的微电极原位监测

通过模拟实验,用微电极技术原位监测有机负荷(葡萄糖)对水-沉积物微界面NH4+和O2流速的变化,结果表明:1)有机负荷沉降提高了水-沉积物界面好氧微生物的活性,导致界面耗氧速率加快;2)有机负荷沉降,引起水-沉积物界面上NH4+流先由向水体释放转为向沉积物内流,后慢慢恢复到初始的释氮状态.     

氧纳米气泡改性活性炭在河道底泥氨氮治理中的应用

氧纳米气泡改性颗粒物被广泛应用于对污染水体的界面增氧.为研究其对底泥-水界面增氧效果和底泥氨氮污染的修复能力,以活性炭作为负载材料制备氧纳米气泡,采用柱芯培养实验研究氧纳米气泡改性活性炭对河道底泥氨氮去除效果.结果表明:氧纳米气泡改性活性炭的加入将沉积物-水界面(sediment-water interface,SWI)的溶解氧(dissolved oxygen,DO)浓度由0.48 mg/L增加至6.10 mg/L,氧化还原电位(oxidation-reducation potential,ORP)由-34 mV增加至19 mV.利用薄膜梯度扩散技术监测实验期间SWI处氨氮和硝态氮的垂直浓度,上覆水中氨氮的浓度由1.65 mg/L降至0.54 mg/L,去除率为67.3％.沉积物中氨氮浓度由2.75 mg/L降至0.73 mg/L,去除率为37.5％.氨氮的释放通量降低了82.0％.氧纳米气泡改性活性炭既通过界面增氧促进硝化反应,降低了水体中氨氮浓度,也作为覆盖层隔绝沉积物中氨氮与上覆水的接触,降低沉积物中氨氮的释放.研究结果可为覆盖技术和曝气技术联合应用于削减河道底泥氮负荷提供基础数据支持.     

摇蚊幼虫扰动对沉积物-水微界面氧化还原特征的影响

生物扰动是影响沉积物-水微界面反应的重要因素,为了明确生物扰动作用对沉积物-水微界面氧化还原特征的影响机制,从环境微界面角度出发,以摇蚊幼虫为例,借助高分辨率的微电极系统解析沉积物-水微界面O_2、p H、氧化还原电位(Eh)的垂向分布特征。结果表明,摇蚊幼虫的生物扰动作用显著增加了沉积物-水微界面处的溶解氧浓度;降低了上覆水的p H值,提高了沉积物的p H值,且上覆水p H时空变化较大,沉积物p H值变化较小;廊道里O_2增加,使Eh值也相应地提高,而没有生物扰动到的地方Eh值偏低。摇蚊幼虫通过呼吸和摄食作用将富含氧气的上覆水引进廊道,充入的氧气改变了微界面的氧化还原条件。     

六六六在海河沉积物中的自然生物降解

为了解天然水体沉积物中六六六(HCHs)的自然生物降解行为,采集海河沉积物进行了实验室研究.结果表 明:HCHs在海河表层沉积物及水/沉积物界面层中的生物降解均符合一级动力学方程,α-HCH、β-HCH、γ-HCH和δ-HCH的生物降解速率常数分别为1.45×10-2～6.02×10-2d-1、9.8×10-3～3.39×10-2 d-1、2.00×10-2～8.58×10-2 d-1和1.42×10-2～5.40×10-2d-1;4种HCH异构体的降解顺序为γ-HCH>α-HCH>δ-HCH>β-HCH;厌氧条件下HCHs的降解速率高于好氧条件,温度升高降解速率增大;水/沉积物界面层中HCHs的生物降解速率,除好氧条件Tα-HCH和γ-HCH外,均高于表层沉积物.     

颤蚓及其生物扰动对表层沉积物微环境pH和溶解氧的影响

以颤蚓为扰动生物,通过室内模拟实验,借助微电极研究颤蚓孔穴附近沉积物微环境pH和溶解氧(DO)的高分辨率分布及变化规律.结果表明:沉积物的pH值随扰动时间延长先升高后降低,颤蚓扰动对pH值的降低有抑制作用;当扰动时间相同时,颤蚓使沉积物表面的pH值以颤蚓孔穴为中心出现下降(最多达0.3pH单位),该下降作用可影响孔穴周围半径1mm的范围;无生物体系中的水-沉积物界面附近DO值随时间延长逐渐降低,但颤蚓的扰动作用使孔穴附近沉积物表面的DO值在水平方向上升高(可升高9.2~17.0μmol/L),并增加DO的渗透深度,使最大渗透深度从3mm增加到5mm.因此,沉积物中的颤蚓可通过改变沉积物微环境pH和DO的分布特征,进而影响水-沉积物界面附近污染物的环境行为.     

水体大气复氧能力研究综述

大气复氧是水体中溶解氧的一个重要来源,复氧能力的研究是正确确定水中溶解氧浓度的一个重要课题.通过对大气复氧理论简要分析,指出水体中存在大量气泡情况下,如大坝泄洪下游水体或波浪破碎水体中,不仅需考虑自由液面质量传输,更需考虑气泡界面传质.概括了水体自由界面传质和气泡界面传质计算公式,指出目前还没有一个公式对所有河流水体有较好适用性,而误差较小的公式,也可能漏掉了一个或多个主要的影响因素.引入水体中溶解氧的"有效"饱和浓度和气泡穿透水体的"有效"水深两个参数,指出水中溶解氧的饱和浓度与水深相关,水深越大,溶解氧的"有效"饱和浓度越大,水体中溶解氧浓度愈有可能超饱和.     

珠江口夏季底层缺氧现象的数值模拟

底层水体缺氧现象已经引起了人们的广泛关注.水体底层缺氧易造成水生生物的死亡,影响了水体的生态环境,造成水质严重下降,因此找出造成水体缺氧的原因有着非常重要的意义.通过一个三维的水动力生态模型模拟并研究了夏季珠江口底层的缺氧现象.分析结果表明,盐度锋面对珠江口水体表底层氧气交换的抑制作用及底层有机耗氧物质对溶解氧的大量消耗是造成底层缺氧现象的主要原因,但潮汐所导致的强混合可以破坏这种缺氧机制的形成;底层缺氧主要与河流输送的耗氧物质有关;作为主要营养盐参与生态系统循环的磷对底层溶解氧无明显影响.     

沉积物-水界面磷交换模拟研究中环境因子的动态规律分析

在模拟磷酸盐在沉积物-水界面的交换研究中对相关的环境因子进行了动态监测与相关分析。通过根际土壤溶液采样器等工具连续监测溶解氧(DO)、电导率(Cond)、pH、氧化还原电位(ORP)等参数在模拟系统中上覆水及沉积物的不同层次的动态,并分析了各参数在各层间的相互关系以及相互影响作用。结果表明:上覆水底层DO浓度显著低于中上层;上覆水各层电导率没有显著差异且随时间线性上升;pH动态具有显著的空间差异性,界面位置是pH的突变点,上覆水pH的变化滞后于间隙水;沉积物ORP低于上覆水,界面是突变点。沉积物上层和上覆水与DO各层ORP呈正相关,但与底层间隙水ORP无关,其他参数间的相互作用不明显。     

水体-沉积物多相界面磷循环转化微生物作用实验研究

以汾河水库沉积物为研究对象,采用灭菌与非灭菌对比方法,通过水体-沉积物体系"好氧-厌氧-投加还原剂"的对比连续模拟实验,研究了微生物在水体-沉积物多相界面磷循环转化过程中的作用.实验结果表明,好氧状态下沉积物中磷不发生明显释放;厌氧状态下,微生物以硫酸根为电子受体的生命活动引起周围环境氧化还原电位的降低进而导致沉积物中磷和可溶性铁显著释放.在没有微生物的反应器内,只有当添加强还原剂使其氧化还原电位降至与前者同等水平时才发生明显释放.沉积物中各形态磷含量变化分析表明,铁结合态磷和闭蓄态磷在微生物作用下更容易释放.     

Processes and mechanism of effects of sludge dredging on internal source release in lakes

Simulated research of internal loading and collecting and analyzing the samples from the lakes were carried out before and after dredging in polluted suburb lakes, Wuli Lake (Wuxi City) and Xuanwu Lake (Nanjing City). The research results showed that dredging can inhibit internal loadings in a certain degree in a short term. The discrepancy of dredging effect and technical level, namely dredging quality, by different dredging methods will result in a difference of control of lake internal loadings. The internal loadings‘ reversion will gradually appear along with the biogeochemical processes, including suspended particle precipitation, hydrodynamic disturbance and microbio-transformation. The reversion rate mainly depends on the dredging method and the change of interfacial processes on the newborn surface layer. The higher nutrient contents and organic matter in the sediment will enhance water-sediment interfacial processes and nutrients regeneration. It is very important to study the physicochemical and biological character of lacustrine sediments before dredging for determining the dredging methods and predicting their environmental effect.     

三峡水库挖粗沙减淤研究

 针对三峡水库运行后期存在的泥沙问题,提出在水库变动回水区固定河段进行较大规模挖粗沙减淤的方法,冀以减少水库后期淤积,保障三峡工程长远利用,持续发挥综合效益。分析了当前的挖泥技术和建筑河砂的市场情况,认为现在开始在三峡水库较大规模挖取粗沙已经比较经济,具有相当的可行性和必要性。采用一维不恒定水流泥沙数学模型,对20世纪60年代（60s）和90年代（90s）水沙系列方案进行计算。将0.1mm以上泥沙作商业粗沙,按固定河段连续挖泥方式,水库运行到100年时,按三峡设计泥沙系列（60s）减淤量可达37亿m3,按三峡蓄水前最近泥沙系列（90s）可减淤27亿m3。百年淤积总量可控制在140亿m3（60s）或110亿m3（90s）,挖泥减淤效率达到100%。这对保护三峡水库后期效益、特别是防洪库容长期利用具有很大作用。笔者认为三峡水库挖泥减淤途径基本可行,值得深入研究。这一减淤方式也可为其他河道型水库淤积控制提供参考。     

温度对蒙古裸腹溞耗氧率的影响

用氧电极法测定了不同体长的蒙古探腹在20℃,25℃,30℃和33℃海水中的耗氧率,试验结果显示：蒙古棵腹的耗氧率随温度升高而明显增加,各温度下的耗氧率与体长均显著相关,回归方程形式为R＝aL其中a在20-33℃下为5,42-8,88,b为2,33-2,87,这表明升温对蒙古棵腹的代谢产生明显的促进作用,并且该耗氧率与体长间的关系同鱼类等其它水生动物类似.     

溶氧对齐口裂腹鱼幼鱼呼吸代谢的影响

以中国地质公园（神农架）野生动物繁育基地提供的齐口裂腹鱼（SchiZOthornzprenanti）幼鱼（体长15．O～18．6cm,体质量44．0～76．6g）为研究对象,采用自制呼吸代谢测定装置,研究了溶氧（Dissolvedoxygen,DO）对齐口裂腹鱼幼鱼呼吸代谢的影响．结果表明：1）25℃时齐口裂腹鱼窒息点为（0．57±0．03）mg／L;2）运用FishLSDTest检验得溶氧对耗氧率有显著影响（P＜0．05）,溶氧和耗氧率的非线性回归方程为：MO2=268．24—300．24×e-1（Re=0．965）,从高溶氧开始,随溶氧下降,齐口裂腹鱼耗氧率首先维持平稳,然后缓慢降低,最后快速降低直至窒息点,因此齐口裂腹鱼为氧调节型鱼类,临界溶氧浓度为（2．5±0．5）mg／L;3）齐口裂腹鱼维持耗氧率稳定（或称耐低氧能力）参数K1／K2为0．82．研究为鱼类养殖和运输提供理论依据．     

高校思想政治教育心理疏导方法的运用研究

在校大学生由于处于心理成长的关键也是最易变动的阶段,心理问题多发多态。心理疏导作为思想政治教育一种重要的方式和手段,在促进大学生人格、品德的健康发展中起了很重要的作用。本文从心理疏导方法的概念和内涵出发,对心理疏导方法在高校思想政治教育中的重要地位进行了分析,并在此基础上提出了建立信息化的疏导平台、加强疏导人员队伍建设、构建一体化的疏导支持环境等对策。     

超大型沉井降排水下沉施工

泰州大桥北锚碇沉井基础长67.9 m、宽52 m、高57 m,在沉井下沉的初期,采用降排水下沉。降排水下沉施工成本相比不排水下沉低,且下沉效率高,易控制,可形成良好的下沉导向,并确保沉井的下沉速度和精度,适宜在粉细砂、软塑性亚黏土等地质条件下采用。文章以泰州大桥北锚碇沉井基础为例,介绍了超大型沉井降排水施工的降排水下沉施工工艺。     

基于遗传算法的自航耙吸挖泥船疏浚参数优化

在系统分析和研究自航耙吸挖泥船疏浚过程的基础上,本文以挖泥船疏浚作业过程为研究对象, 通过控制疏浚作业参数,以提高耙吸挖泥船的疏浚效率。本文建立了基于土壤等工况条件的疏浚模型及目标优化函数,并应用遗传算法进行仿真优化。最后采用“新海凤”号自航耙吸式挖泥船工程实测数据进行了仿真验证,结果表明控制疏浚参数能够提高疏浚效率。     

论镇江北湖的形成与整治开发

镇江北湖是长江形成的河成湖.目前,北湖水体污染和泥沙淤积严重,对城市防洪、对城市防洪、旅游和生态环境产生严惩影响.分析北湖整治与开发的有利条件,从制定整体规划、建闸清淤、改善生态环境、对周围土地整体开发等方面,对北湖加快整治和综合开发已势在必行.     

BP神经网络IF钢铝耗的预测模型

为了解决某钢厂IF钢冶炼RH精炼过程铝耗偏高问题,通过数理统计和BP神经网络相结合的方法建立了铝耗预测模型,并与多元线性回归模型进行比较,该模型具有更高准确度.该模型分析了不同冶炼工艺参数对铝耗的具体影响,并对相应工艺参数进行了优化.结果表明:脱碳结束氧活度或RH进站氧活度降低0.005％左右,每吨钢铝耗可降低0.07～0.08kg,铝脱氧有效利用系数为70.31％～80.35％;RH进站钢液温度增加35～40℃,铝耗降低1kg左右,铝热反应升温利用系数在97.4％左右;吹氧量小于100m3和大于100m3时,氧气与铝反应的比例分别为37.3％和74.6％左右,吹氧量每增加50m3,铝耗分别增加0.1kg和0.2kg左右.工艺参数优化后平均铝耗由1.359kg降低到1.113kg,降幅达18.1％.     

集束射流氧枪的设计与应用

利用软件CFX10.0对电炉炼钢氧枪在集束射流和普通射流两种状态下的特征进行了数值模拟.通过结果对比,论证了集束射流氧枪的优越性,并且在安阳一炼轧厂100t竖式电炉使用并对其使用效果进行了分析.结果表明,安阳一炼轧厂电炉使用集束氧枪后,吨钢电耗平均降低了30kW·h,吨钢氧耗和生产成本等方面都有明显的优势.冶炼周期略有增加,主要在于采用的原料中铁水比例增加,导致周期增加.当热装铁水比处于50%左右时,吨钢氧耗、吨钢电耗、冶炼周期和生产成本均变化不大,所以建议铁水比保持在50%.