江西吉安钱山地区地热资源特征及热源机制

位于罗霄山脉北支武功山西南地区的钱山地热田是研究武功山地热资源的关键地区。本文综合区域地质、研究区地质特征、热物性参数、水化学特征、锆石同位素等方法,重点分析了钱山地区的地热系统特征,深入研究了钱山地热的构造背景和热源机制。研究表明:(1)NE–SW向的和平—三江断裂是钱山地热重要的导热和控热构造;(2)水化学及同位素特征指示钱山地区的地热水和冷水均为大气降水补给;(3)早志留世黑云二长花岗岩热导率特征表明花岗岩具有很好的导热效果和聚热能力;(4)黑云二长花岗岩放射性生热率较低且时代久远,揭示放射性元素生热和岩浆岩余热对热源做出的贡献非常小,钱山地热的热源主要来自壳源深部地热。本研究可为武功山地区地热资源成因及合理开发利用等提供重要的启示。

空间低压环境下植物养分吸收与生长特性研究进展

针对月球/火星基地大气压控制一般低于标准大气压(101 kPa)的要求,开展低压环境下植物的养分吸收与生长特性研究有助于对低压下植物的生长差异有更深层次的理解,从而在受控生态生保系统内建立更完善的植物单元体系。综述了近年来国内外低压植物培养实验的主要研究结果,对比分析了低压植物养分吸收与动力学特性的差异,以及对植物生长状态、生物量和基因表达的影响,并对未来的低压植物实验研究方向做出展望。

以项目设计为主线的“环境工程设计基础”教学改革探索

针对现阶段“环境工程设计基础”课程教学过程中的问题,提出了以项目设计为主线的课程教学改革,在理论课授课过程中开展同步工程设计训练。从工程设计内容设计、教学过程管理、考核和教学效果评价等方面进行了全面介绍,同时也对改革过程中的不足提出了改进建议。通过教学过程中的同步工程设计训练,获得了良好的改革效果。

环境应急监测体系建设的思考和建议——以湖南省为例

面对突发环境事件,建立有效的环境应急监测体系十分必要。通过研究分析湖南省环境应急监测体系现状,基于目前管理体系不够健全、技术体系不够完善、能力建设有待加强、后勤保障有待提升等问题,提出构建政府主导、社会参与的环境应急监测管理格局,建设环境应急监测响应网络与预警机制协同作用体系,提升环境应急监测人员技术及装备水平,建立环境应急监测预警平台业务化支持保障体系等建议,以进一步完善湖南省生态环境应急监测体系,供相关管理部门决策参考。

废铅酸蓄电池资源回收行业技术与发展

废铅酸蓄电池的资源回收一直受到国家高度重视,其资源回收技术与装备也在不断进步与升级。本文介绍了再生铅行业的发展与技术装备进展,包括废铅酸蓄电池破碎分选、废铅膏资源回收等技术装备与发展,阐述了废铅酸蓄电池机械破碎分选、自动破碎分选、智能破碎分选的进化历程,重点陈述了废铅膏资源回收环节的高温熔炼、预脱硫-低温熔炼、免冶炼转化等技术的进步。废铅酸蓄电池资源回收技术与装备的系统性布局和模块化实施是行业技术装备进步的根本保障,智慧化和绿色化将是未来的发展趋势,废铅酸蓄电池智能破碎分选-废铅膏免熔炼短程制备铅基电源材料技术将有望引领行业的发展,适应“双碳”目标要求。

洞庭湖区内湖水环境现状及变化特征

洞庭湖区域主要内湖水质对洞庭湖流域生态、经济可持续发展有着重要影响,而内湖面临水体污染问题。本研究通过分析2018年洞庭湖区域19个内湖水质中总磷、氨氮、CODMn三项指标特征,发现内湖中总磷超标最为严重。进一步从时间(2018-2020年)和空间上研究了19个内湖的总磷浓度变化趋势,在时间上,内湖总磷浓度年际变化趋势总体偏差,且总磷浓度呈上升趋势和超标情况基本在下半年出现;在空间上,东洞庭湖区域内湖总磷超标最为严重。为控制内湖水质污染程度,提出了以下建议:优先削磷,走好解决富营养化的第一步;因湖定标,建立建全污染物排放标准体系;畅通水体,利用生物特性加强生态环境修复。

焦化脱硫废杂盐资源化新技术

由于HPF法焦炉煤气脱硫工艺会产生危害极大的脱硫废杂盐,本文以回避传统提盐法存在的工艺流程长、产品收率低等难题为出发点,提出硫酸铜沉淀硫氰酸根、微纳米气泡氧化硫代硫酸根、石灰表面强制沉淀硫酸根同步制氨的新技术。在实验室配制模拟脱硫废杂盐,优化新技术反应条件,实验表明,当[Cu^(2+)]∶[SCN^(-)]摩尔比为1.2、温度为40℃、初始废液硫氰酸根浓度大于300g/L、反应80min后,SCN^(-)最佳去除率为99.20%;当pH=1、温度为50℃、初始废液硫代硫酸根浓度为50g/L、反应420min后,S_(2)O_(3)^(2-)去除率为95.18%;当[Ca^(2+)]∶[SO_(4)^(2-)]摩尔比为1.5、反应温度为20℃、初始废液硫酸根浓度为500g/L,并加入5g直径5mm PP球充当研磨介质,反应240min后,SO_(4)^(2-)去除率为91.11%。

用最严格制度最严密法治保护生态环境

建设生态文明,重在建章立制,用最严格的制度、最严密的法治保护生态环境。习近平总书记强调,必须把制度建设作为推进生态文明建设的重中之重。要加快制度创新,增加制度供给,完善制度配套,强化制度执行,严格用制度管权治吏、护蓝增绿,保证党中央关于生态文明建设决策部署落地生根见效。湖南省委、省政府扛牢生态文明建设政治责任,坚决落实“用最严格制度最严密法治保护生态环境”的要求,出台了一系列重大法规制度,作出一系列重大决策部署,实施一系列重大治污行动,实现了工作大统筹、责任大分解、格局大提升。用制度和法治保障生态文明建设,既是一项在“保护优先”价值取向下的创新性工作,又是对现有制度安排的继承、改革与发展。我们既要正确认识其重要性、紧迫性和复杂性,又要慎稳探路、有序推进。

湘江流域化工园区土壤与地下水重金属污染特征及相关性分析

目前针对化工园区的土壤重金属污染研究较多,但对其地下水重金属污染研究较少,特别是将土壤与地下水重金属污染相关联的研究更是寥寥无几。本论文针对湖南省湘江流域化工园区土壤与地下水中铅、铊、镉、汞、砷5种重金属污染特征,运用单因子指数法和内梅罗综合污染指数法进行评价分析,对地下水污染因子进行评价与相关性分析,找到化工园区土壤与地下水重金属污染相关性。因此,以某一区域为代表将土壤与地下水重金属污染进行相关性分析,可为化工园区的土壤与地下水重金属污染的监管与防治提供重要指导作用。

东洞庭湖表层沉积物中抗生素及抗性基因的时空分异特征

为研究东洞庭湖抗生素及抗性基因(Antibiotic Resistance Genes,ARGs)的时空分异特征,采集了东洞庭湖流域丰水期和枯水期的沉积物样品,使用超高效液相色谱-串联质谱法和实时荧光定量PCR技术研究了4类12种抗生素和8种相应抗性基因。结果表明:沉积物中抗生素浓度水平处于ng·g^(-1)级别,枯水期4类12种抗生素的检出率和浓度水平均高于丰水期。丰水期沉积物浓度范围为ND(未检出)~176.94 ng·g^(-1),平均浓度为9.75 ng·g^(-1);枯水期浓度范围为ND~101.34 ng·g^(-1),平均浓度为10.88 ng·g^(-1);磺胺类和喹诺酮类抗生素是东洞庭湖主要的抗生素。丰水期沉积物样品中共检出8种ARGs,绝对丰度范围在ND~1.03×10^(7)copies·g^(-1);枯水期绝对丰度范围为9.93×10^(2)~6.32×10^(9)copies·g^(-1)。从空间上看,下游ARGs总丰度高于上游。沉积物中抗生素与ARGs具有一定的相关性,并且在枯水期表现出更好的正相关性。研究表明,东洞庭湖表层沉积物中抗生素及抗性基因的浓度随时间和空间的变化有较明显的差异,在枯水期和靠近水产养殖的区域污染水平更高。

基于质子膜的尿残液膜蒸馏影响因素研究

针对尿残液强酸强腐蚀性、物质含量高的特点,开发以质子膜为介质的间接加热气扫式膜蒸馏技术,完成尿残液的水分回收,以进一步提高空间站环控生保系统水资源闭合度.对比研究了7种质子膜材料的气相和液相两种接触模式下的蒸馏速率,获得质子膜材料的主动吸水、水分传输和尿残液耐受能力等特性.建立了尿残液液相接触模式下的传质传热理论模型,考察了质子膜厚度、尿残液物质浓度、进气流量、进气湿度和进气温度等5个主要变量对蒸馏速率的影响规律,其中进气湿度对蒸馏速率有着相对较大的影响.理论计算所得蒸馏速率与实测值之间的相对标准偏差为5.8%,验证了模型的有效性.研究结果为尿残液水分回收技术的开发和应用提供了理论和实验依据.

膜曝气生物膜反应器处理航天生活废水效能研究

针对未来星球基地与长期地外飞行产生废水的处理需求,构建了膜曝气生物膜反应器(MABR),以探究该工艺对含尿液与卫生废水的模拟航天废水的处理效能。通过为期376 d的连续试验,开展了反应器启动和驯化,对含不同体积分数尿液的生活废水、飞行阶段废水的处理效能进行研究。结果表明,对尿液体积分数10%的生活废水,MABR稳定运行时可实现97%的总有机碳(TOC)去除率,以及83%的总氮(TN)去除率;对尿液体积分数40%的生活废水,可实现99%的TOC去除率,以及92%的总氮去除率;对飞行阶段废水,可实现98%的TOC去除率,以及65%的总氮去除率。从反应器的活性污泥中检测到丰富的反硝化细菌以及少量厌氧氨氧化菌。经历驯化后,MABR在286 d内对航天生活废水中碳、氮保持了较高的去除率,从而初步验证了该工艺应用于载人航天生活废水处理的可行性。

含铍废渣陶瓷的制备及其性能研究

为实现含铍废渣的资源化利用,以含铍废渣为原料之一,二氧化硅、氧化铝和氧化镁为骨料,利用硅酸盐水泥作为黏合剂,辅以氧化钙、粉煤灰和二氧化钛组合成复合添加剂采用直接凝固注模成型法制备了含铍高性能陶瓷.探究了添加剂配比和煅烧条件对铍浸出浓度的影响,并研究了不同陈化时间、保温时间和煅烧温度下制备的烧结试样的微观结构、强度、密度和耐热性能.研究结果表明骨料、铍渣、硅酸盐水泥和复合添加剂(其中氧化钙、粉煤灰和二氧化钛质量比为5∶5∶1)质量比值为60.8∶4∶6∶11时,所得含铍陶瓷样品铍浸出浓度低于国标限值,调整制备参数后可低至0.0107 mg·L^(-1),且具有较好抗压强度和耐热性.最佳制备条件为陈化8 h、在1200℃下保温煅烧4 h.该技术可为铍渣的综合利用提供一条有效的途径.

聚/表型复合压裂液性能及其对煤样甲烷吸附解吸特性影响实验研究

为弥补常规压裂液破胶困难、残留多或黏度低、用量大等缺点,将疏水改性羟丙基瓜尔胶与双子表面活性剂进行交联复配,制得1种疏水聚合物/表面活性剂复合压裂液,从黏度、破胶性能以及对煤样甲烷吸附解吸能力影响等方面与常规压裂液进行对比分析。研究结果表明:在同等表面活性剂质量分数下,加入疏水改性羟丙基瓜尔胶的复合压裂液黏度是单组份表面活性剂压裂液的3倍,其破胶时间与表面活性剂压裂液几乎无差别,且仅为HPG压裂液的1/2;复合压裂液对煤样甲烷吸附解吸能力影响明显低于HPG压裂液,其吸附损伤因子虽高于表面活性剂压裂液,但比HPG压裂液低24%。研究结果可为矿用复合压裂液研制提供参考。

环洞庭湖土壤抗生素抗性基因分布和潜在风险

本研究通过实时荧光定量PCR和基于Monte Carlo模拟的概率健康风险评估模型,分析了环洞庭湖流域52个表层土壤点位中8类典型抗生素抗性基因(ARGs,16种ARGs亚型)的分布特征和潜在健康风险.结果表明,环洞庭湖流域周边表层土壤中ARGs总丰度范围为3.29×10^(7)~3.73×109copies/g,远高于土壤ARGs背景值(1.80×10^(5)~1.35×10^(7)copies/g,平均值为3.03×106copies/g).南洞庭湖流域表层土壤中ARGs丰度高于东、西洞庭湖流域.磺胺类、四环素类和氨基糖苷类ARGs是高丰度的ARGs类型,平均丰度分别为1.51×10^(8)、1.50×10^(7)和2.64×10^(7)copies/g,主要ARGs亚型是sul1和dfrA14,均属于磺胺类ARGs.I类整合子基因(intl1)的平均丰度为6.94×10^(8)copies/g,高于总ARGs平均丰度.相关性分析表明intl1丰度与dfrA14、tetR和kan基因丰度呈显著正相关(P<0.05),表明intl1通过水平基因转移促进了研究区域表层土壤中ARGs的传播.Monte Carlo模拟表明,研究区域存在64.92%~98.68%概率的ARGs人体暴露剂量高于风险背景值(成人12.56copies/(g·d),儿童38.11copies/(g·d)),表明研究区域土壤ARGs造成的潜在健康风险不可忽视,皮肤接触是ARGs主要暴露途径,磺胺类ARGs是潜在健康风险的主要来源.

供氧浓度对受控生态生保系统典型生物质固废好氧堆肥的影响

目的探讨不同供氧浓度对生物质固废好氧堆肥化处理过程的影响机制,以掌握适用于未来地外星球基地受控生态生保系统(CELSS)固废资源化处理的供氧参数,提高氧气利用率。方法利用自研的固废生物反应器试验系统,以小麦秸秆和模拟粪便为处理对象,开展10%、15%和21%三种供氧浓度的好氧堆肥化处理实验,定期采样并分析处理过程中的气体组分(O_(2)、NH_(3)、CH_(4)和N_(2)O)及物料腐熟度(含水率、溶解性有机碳、NH_(4)^(+)-N和种子发芽指数)。结果15%O_(2)处理组耗氧量最大,NH_(3)和N_(2)O排放量最小,溶解性有机碳含量降解效果最好,NH_(4)^(+)-N含量较高;3个处理组中CH_(4)排放均处于较低水平。堆肥结束时,10%O_(2)和15%O_(2)处理组的产品含水率均大于74%,保水性最好,各处理组的种子发芽指数分别达到86.64%、123.81%和97.98%。结论与10%和21%供氧浓度相比,15%供氧浓度有效减少了NH_(3)和N_(2)O的排放,且拥有良好的保氮、保水和溶解有机碳降解效果,腐熟度更高。

权重健康风险的大气资源价值评估技术研究

传统大气资源定价估算忽视了大气价值过度使用区(人口密集区)与大气价值闲置区(无人区)的定价差异,无法通过环境经济手段精准地协调解决环境总量与质量保护的关系。为弥补以上不足,该研究探索了综合权重健康风险因子识别的大气价值定价技术。研究选择西部某典型工业园区的二氧化硫健康损失为研究目标,收集区域内所有相关排放源信息,利用大气排放预测开展污染物空间迭加浓度分析,并对土地使用不同功能区的人群暴露场景、人口数量进行分析。利用传统的健康损失评价方法进行估算,获得总健康损失为5354.3848万元。综合考虑实际土地利用面积、人口数量、接触浓度等因素,引入权重健康评价修正因子§,对传统健康损失计算结果进行修正。研究发现,修正后的健康损失仅为前者的0.16倍。研究提出的健康损失评价修正因子方法,因其更为精确地明确了暴露水平与损害目标,应成为利用环境经济手段以实现大气资源价值和排污分配等核算的优选方法。

三乙烯四胺循环浸出废铅膏中硫酸铅的性能研究

废铅膏资源化是再生铅产业的重点,传统的火法熔炼存在能耗高和污染重的问题。湿法转化是一种绿色低碳的废铅膏资源化技术,但硫酸铅(PbSO_(4))的浸出效率和浸出剂的循环利用仍需要进一步改善。以三乙烯四胺(TETA)作为浸出剂,开展了TETA对废铅膏中PbSO_(4)的循环浸出研究。通过响应曲面法建立了有效浸出模型,优化了浸出反应参数,当n(TETA/PbSO_(4))为1.3,反应时间为11 min,液固质量比为2,反应温度为30℃时,PbSO_(4)浸出率预测值为99.99%,实际值为99.93%。该过程反应速率受界面化学反应步骤控制,PbSO_(4)浸出反应的表观活化能为47.5 kJ/mol。另外,利用Na_(2)CO_(3)从TETA-Pb溶液中可制取杂质含量仅为0.0204%的高纯度PbCO_(3),并同时实现TETA的再生循环,对PbSO_(4)的10次循环浸出率可保持在90%以上。研究结果可为废铅膏的高值化利用提供参考。

Enhanced dealkalization of bauxite residue through calcium-activated desulfurization gypsum

A novel integrated approach to remove the free alkalis and stabilize solid-phase alkalinity by controlling the release of Ca from desulfurization gypsum was developed.The combination of recycled FeCl_(3)solution and EDTA activated desulfurization gypsum lowered the bauxite residue pH to 7.20.Moreover,it also improved the residual Ca state,with its contribution to the total exchangeable cations increased(68%-92%).Notably,the slow release of exchangeable Ca introduced through modified desulfurization gypsum induced a phase transition of the alkaline minerals.This treatment stabilized the dealkalization effect of bauxite residue via reducing its overall acid neutralization capacity in abating pH rebound.Hence,this approach can provide guidance for effectively utilizing desulfurization gypsum to achieve stable regulation of alkalinity in bauxite residue.

钙驱动的赤泥碱性稳定化调控研究进展

赤泥是铝工业生产过程中排放的强碱性固体废物,综合利用率<3%,迄今尚无经济可行的规模化消纳方法。有效抑制碱性矿物的缓释行为、控制碱性调控过程的pH回升现象,是赤泥碱性稳定化调控的关键。本文在综述赤泥矿物学特性和碱性矿物赋存形态的基础上,探讨游离碱选择性去除-含碱矿物稳定化的调碱思路,综合分析钙驱动赤泥碱性稳定化特性,阐明了长效稳定调控过程中赤泥含碱矿物的演变特征及规律,提出未来赤泥修复的“土壤化”策略,为推进赤泥土壤化及堆场生态修复提供新策略。