紫外光照下锐钛型Fe-TiO2粉末对甲基蓝的催化降解

采用水热法自制的锐钛型Fe-Ti O2粉末在紫外光(λ=254 nm)照射下,对有机污染物甲基蓝进行光催化降解,研究了甲基蓝溶液的初始浓度、溶液的p H、Ti O2掺杂量、Ti O2用量、反应时间等因素对甲基蓝降解率的影响。结果表明:在甲基蓝溶液初始浓度为50 mg/L(p H=6)、Ti O2掺铁量3%(摩尔分数)、Ti O2粉末用量为1.00 g/L、室温18℃下经紫外光照射反应105 min,甲基蓝的降解率达到97.3%。     

Fenton试剂氧化降解水体有机磷酸酯的动力学研究

通过Fenton试剂氧化降解水体有机磷酸酯(包括烷基磷酸酯TBP、卤代烷基磷酸酯TCEP)的一系列实验,探索其氧化降解过程及其动力学特征。结果表明:1)Fenton试剂氧化降解有机磷酸酯遵循一级反应动力学特征,且其降解率与H_2O_2/Fe~(2+)摩尔比、有机磷酸酯初始浓度及反应体系初始pH有关;2)在室温条件下,TBP和TCEP的Fenton试剂最佳降解条件的初始条件pH0为3.0~4.0,[Fe~(2+)]0为40~120μmol·L~(-1),[H_2O_2]0为120~200μmol·L~(-1),该条件下反应10 min后的降解率分别达到96.8%和74.5%;3)TBP氧化降解过程伴随着酸性中间产物的产生使得反应体系pH值的下降并存在矿化过程;TCEP氧化降解过程伴随着脱氯过程。     

竹炭对水中乙酰甲胺磷的吸附性能研究

研究了竹炭对水溶液中乙酰甲胺磷的吸附性能,考察了吸附时间、竹炭用量、粒径、溶液pH值和乙酰甲胺磷初始浓度对吸附效果的影响以及竹炭的再生性能．结果表明：竹炭对乙酰甲胺磷的吸附主要受竹炭用量、粒径、溶液初始浓度的影响,酸性条件有利于竹炭对乙酰甲胺磷的吸附．竹炭对乙酰甲胺磷的动态吸附过程符合二级吸附动力学方程．粒径为0．3～0．15mm的竹炭对乙酰甲胺磷的吸附主要发生在50min之内,此后吸附率变化很小．竹炭对乙酰甲胺磷的吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程．吸附后的竹炭进行碱法再生后,其吸附率可达原来的93．6％．     

掺杂锡的纳米二氧化钛的合成、表征及光催化性能

以Ti(OC4H9)4和SnCl4.5H2O为原料,乙醇为溶剂,离子液体1-丁基-3-甲基四氟硼酸咪唑盐([Bmim][BF4])为表面活性剂,12%的氨水为沉淀剂,采用共沉淀法合成了不同形态的掺杂锡的二氧化钛。利用X-射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、同步热分析仪(TG-DSC)、紫外—可见吸收光谱仪(UV-Vis)、比表面积孔隙度分析仪(BET)和能量色散X射线光谱仪(EDS)表征所合成材料的结构、形貌、热稳定性、光学性能、比表面积。Sn掺杂后各样品在紫外和可见光区的吸收能力均有不同程度地增强。与未掺杂TiO2的吸收带边相比,Sn掺杂TiO2的吸收带边分别红移了约35 nm,从而提高了光催化降解甲基橙的活性。为了评估产品的光催化性能,进行了掺杂锡的纳米二氧化钛对甲基橙的光催化降解实验,实验结果表明在2 mL离子液体中合成掺杂锡为7%的纳米二氧化钛对甲基橙的光降解具有最好的催化作用。光照90 min对甲基橙的降解率就达到了97%以上,大幅度提高了TiO2的可见光催化活性,这是因为有效抑制了光生电子和空穴的复合,也明显降低了TiO2的禁带宽度。     

纳米TiO2分离富集ICP-MS法测定河口环境样品中重金属研究

建立了以纳米二氧化钛（TiO2）作为吸附剂填充微柱,电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法测试Cu^2＋,Cd^2＋,Pb^2＋和Ni^2＋离子的分析方法．考察了不同pH值、洗脱液浓度、样品流速、体积和外源干扰离子的影响,实验结果表明在pH值8～10范围内待测离子可被TiO2定量吸附,2．0molL^-1HNO3可将吸附在微柱上的待测物完全洗脱,优化条件下本方法对溶液中Cu^2＋,Cd^2＋,Ph^2＋和M^2＋离子检出限分别为：0．02,0．01,0．01,0．02μgL～,相对标准偏差小于2％（n=7）,富集系数50倍．对水系沉积物标准物质（GBW07310）的测定值与标准值相一致,方法具有简便、快速,灵敏度高,重现性好的优点,可满足河口水体与沉积物样品中痕量金属元素定量分析的要求．     

向日葵根分泌物对针铁矿吸附Cd2+的抑制效应

向日葵根分泌物明显抑制针铁矿吸附Cd2+。随着pH的升高,针铁矿对Cd2+的吸附量升高,针铁矿对Cd2+的平衡吸附量pH在3~6时增长的幅度较大,pH>7后,对Cd2+的吸附量的增长趋于稳定。在溶液初始pH为3~8的范围内,向日葵根分泌物抑制针铁矿对Cd2+的吸附。针铁矿等温吸附Cd2+符合Langmu ir方程和Freund lich方程,吸附动力学符合二级速率方程。根分泌物的存在明显抑制针铁矿对Cd2+的吸附强度和吸附速率。表明针铁矿对Cd2+的吸附是一个熵增的吸热反应;根分泌物的存在则降低了吸附反应的自发性。     

镧掺杂的二氧化钛纳米颗粒的合成、结构表征及光催化性能

以无水乙醇为溶剂、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF4)离子液体为表面活性剂,以钛酸四丁酯、六水合硝酸镧为原料,采用共沉淀法制备了不同掺镧量的La-TiO2光催化材料。采用X-射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、场发射扫描电镜(FESEM)、差热-热重分析仪(TG-DSC)、紫外-可见吸收光谱仪(UV-vis)、比表面及孔隙度分析仪(BET)对其结构、形貌、热稳定性、光学性能及比表面积进行表征。所制备产品的光催化性能在紫外光下进行了光催化降解甲基橙实验,实验结果表明在离子液体的量为0.5mL,掺杂镧量为5%的TiO2纳米材料对甲基橙的降解效果相对较好,降解率最高达到98.73%。     

凤眼莲净化水中重金属的研究

通过静态水培养实验探讨了凤眼莲对水中重金属离子铅、锌、铬的短期去除能力．实验表明：凤眼莲对这3种重金属的耐受能力和去除能力都是Pb（Ⅱ）〉Cr（Ⅲ）〉Zn（Ⅱ）;pH值、凤眼莲生物量以及重金属离子的初始浓度对净化效果均有明显的影响;其中凤眼莲对含铅水溶液有很好的净化效果,经过4天的培养,300g凤眼莲对4 L浓度为5—30mg／L的铅离子溶液的去除率均可达到99％．因此,凤眼莲在植物修复重金属污染水体方面具有很大的潜能．     

离子液体调控溶剂热合成TiO2纳米颗粒及紫外-可见光催化降解性能

以钛酸四丁酯(TEOS)、去离子水为原料,离子液体1-丁基-3-甲基四氟硼酸咪唑盐([Bmim]BF4)为表面活性剂,通过溶剂热法制备了锐钛矿相TiO2纳米颗粒。用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis)对产物的晶相、形貌和光学性能进行表征。为了评估光催化活性,并以甲基橙水溶液为研究对象,在紫外光照射下分析不同照射时间下光降解效率。结果表明,离子液体、去离子水和钛酸四丁酯的体积比为1.3∶1∶1.3时,反应所得到的TiO2具有较高光催化活性,明显优于未添加离子液体的产品,这一结果可归因于其具有较大的比表面积。     

广州市饮用水中消毒副产物卤乙酸的毒性及其降解研究

以2012年4月初与5月初所采集的广州市自来水管网水样为样本,通过实验手段分析广州市市政供水中的水源、管网水等供水水质情况,对饮用水中卤乙酸浓度进行监测,结果表明饮用水中总卤乙酸范围在5.91~45.75μg·L~(-1),符合美国EPA环保署对总卤乙酸含量的控制标准,其中二氯乙酸浓度范围为0.88~16.69μg·L~(-1),三氯乙酸浓度范围为3.72~27.00μg·L~(-1),均符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)对其含量的限制。对二氯乙酸、三氯乙酸、一溴乙酸、二溴乙酸进行毒性检测中,测出这4种物质的细菌半致死效应浓度分别为184.07μg·L~(-1)、193.57μg·L~(-1)、13.47 mg·L~(-1)、15.00 mg·L~(-1)。以二氯乙酸、三氯乙酸为代表物质,用Fenton试剂氧化法降解模拟水样,利用气相色谱法测定降解后的卤乙酸浓度,考察了Fenton试剂用量、p H值、模拟水样初始浓度和反应时间对卤乙酸降解效果的影响。结果表明,100μg·L~(-1)的100 m L二氯乙酸、三氯乙酸模拟水样中投加0.4 mmol·L~(-1)H2O2溶液及0.04 mmol·L~(-1)Fe2+溶液,反应时间为20 min,初始pH值为3.6,为Fenton试剂氧化法降解二氯乙酸、三氯乙酸的最佳条件,降解率分别为69.28%和71.4%。     

会宁剖面黄土粒度记录的MIS3阶段气候变化研究

深海氧同位素第三阶段（MIS3）是末次冰期中的一段特殊时期,通过对会宁黄土剖面粒度变化特征的研究分析恢复重建了会宁MIS3阶段古气候。会宁剖面记录了较明显的5次降温事件——Heinrich事件（H2：23.22～23.51 ka,H3：30.52～31.19 ka,H4：38.3～39.93 ka,H5：43.67～44.82 ka,H6：63.54～64.41 ka）,其中的MIS3阶段根据粒度特征分为3 a（46.36～55.48 ka）较为温湿,3b（30.04～46.36 ka）干冷,3c（24.47～30.04 ka）温湿三个阶段,具明显的D-O旋回。     

祁连山北麓中段青海云杉林土壤水热时空变化特征

以祁连山北麓中段青海云杉林为研究对象,利用5套土壤温湿度自动监测系统对海拔2 500~3 300 m的青海云杉连续监测3 a,旨在探讨青海云杉林土壤水热的变化特征及土壤水热间的互作效应。结果表明：（1）7：00~19：00,土壤温度整体上呈升高趋势,8：00土壤均温最低,为1.03 ℃,18：00土壤均温最高,为1.32 ℃;土壤湿度的变化幅度较小,且差异不显著（P>0.05）。（2）冷期（1~4月、11~12月）、暖期（5~10月）,各占全年的50%;8月前随月份增大土壤温湿度增大,月份增大1月,土壤均温增大2.21 ℃,湿度增大0.021 m³·m^-3,8月后随月份增大逐渐减小,月份增大1月,土壤均温减小3.12 ℃,湿度减小0.017 m³·m^-3。（3）土壤温度与海拔之间有负相关关系（R²=0.81,P<0.05）;土壤湿度与海拔之间存在二项式相关关系（R²=0.95,P <0.05）。（4）土壤温度与土层深度间呈负相关关系（P <0.05）,而土壤湿度与土层深度呈线性正相关关系（P <0.05）,土层每增加一层,土壤均温减小0.142 ℃,度约增加0.009 m³·m^-3。（5）青海云杉林土壤温度和湿度间呈显著线性负相关关系（P <0.05）。     

近40年甘肃省耕层土壤有机碳时空分异及影响因素

区域耕层土壤有机碳（Soil Organic Carbon, SOC）调查是明确全球土壤碳储量和认识土壤碳循环的重要任务。利用甘肃省1980s、2000s、2020s等3个时期的耕层土壤调查数据,通过计算耕层土壤有机碳密度（Soil Organic Carbon Density,SOCD）,估算了甘肃省耕层有机碳储量。结果显示：（1）1980s、2000s、2020s甘肃省耕层SOC储量分别为97.68、109.14、123.13 Tg,近40年固碳总量约为25.45 Tg,固碳速率为0.012±0.01 kg·m^-2·a^-1,说明当前的农田管理措施有利于研究区耕地土壤长期固碳;40年间河西绿洲灌区、黄土高原区和陇南山地区耕层SOC储量呈增加趋势,甘南高原呈下降趋势。（2）从不同土壤类型来看,黄棕壤固碳速率最大,栗钙土最小。（3）近40年间甘肃省耕层SOC储量总体呈递增趋势,化肥、有机肥施用量以及秸秆还田量的持续增加,提高了作物归还量,进而增加了耕层有机物质含量,最终促进了耕层SOC的累积。     

茶园生态系统氟的生物地球化学循环

根据近年作者及相关研究成果,提出一般茶园（非F污染区,非高F地质背景区）生态系统F的生物地球化学循环模型,估算茶园生态系统各子系统F的库容和库之间的F流量,分析茶园生态系统F的生物地球化学特征．结果表明：1）茶园生态系统F的惰性库：调节库：活动库为239：4：1,活动库占总库容的比例高达0．41％,其比例是非常高的;2...     

祁连山林草复合流域灌木林水文生态功能研究

对祁连山林草复合流域5种主要灌木林的水文生态功能进行了研究。结果表明：（1）5种灌木林林冠平均截留率的大小范围为6.98%～22.45%;（2）5种灌木枯落物的最大持水率均为自身重量的1.6～4.0倍,枯落物最大持水量和有效持水量分别为23.83～134.95 t/hm2和17.25～83.62 t/hm²;（3）土壤的最大持水量及有效持水量都随土壤深度的增加而不断下降,与土壤的总孔隙度和非毛管孔隙度的变化规律相一致;土壤的最大持水量和有效持水量分别为3 090.96～4 460.82 t/hm²和680.68～1 328.82 t/hm²;（4）各灌木林地土壤表层的稳渗率变化范围为8.88～141.67 mm/min,前30 min累计入渗量的变化幅度为338.25～4 718.34 mm;（5）5种灌木林地总蓄水量大小经综合评价依次为：吉拉柳灌丛>鲜黄小檗灌丛>箭叶锦鸡儿灌丛>金露梅灌丛>甘青锦鸡儿灌丛。     

物种和低剂量氮添加对呼伦贝尔草甸草原三种主要优势种凋落物分解的影响

人类活动导致的大气氮沉降也许已经改变了凋落物分解速率和物种组成,从而影响生态系统氮循环和碳储量。本文在呼伦贝尔草甸草原,采用凋落物袋的方法,结合低剂量氮添加处理实验（对照：无氮添加;低氮处理：1gNm^-2y^-1;高氮处理：2gNm^-2Y^-1）,研究了在28个月的分解实验期间,氮沉降对三种优势种地上部凋落物分解剩余重量变化的影响。结果表明：在我们的研究中,无论高氮还是低氮添加均对单物种凋落物分解没有影响,但是低氮添加轻微地抑制了混合凋落物分解。凋落物分解明显地受到物种类型的影响。我们的结果说明,初始凋落物质量可能是凋落物分解的主要决定因素,自然生态系统中低剂量的氮沉降并不会影响单物种凋落物的分解。     

基于多源遥感与再分析数据估算塔克拉玛干沙漠地表净辐射日变化

作为世界第二大流动性沙漠,塔克拉玛干沙漠独特的陆表水热交换过程直接影响中国乃至全球的大气环流运动。将静止气象卫星FY-2F地表温度产品、极地轨道卫星MODIS陆表产品与中国区域高时空分辨率地面气象要素驱动数据集（CMFD）结合,反演得到时间分辨率为3 h、空间辨率为0.1°的2017年塔克拉玛干沙漠地表净辐射,利用塔中气象站观测值验证反演结果,并分析地表净辐射的时空变化特征。结果表明：（1）利用卫星遥感与再分析资料获取的地表特征参数与实测值误差较小,决定系数R²均在0.8以上。（2）地表净辐射模拟值与地面实测值具有较好的一致性,决定系数R²为0.967,均方根误差RMSE为29.193 W·m^-2。（3）地表净辐射日变化呈现明显的单峰型特征：早晚值较低,正午值最高,并且夜间值基本为负且变化幅度不大。（4）地表净辐射夏季>春季>秋季>冬季。（5）沙漠边缘散布的绿洲和农田地区净辐射值最高,沙漠腹地次之,沙漠南缘的昆仑山和阿尔金山冰川覆盖地区净辐射值最低。     

基于标准化降水蒸散指数（SPEI）的毛乌素沙地1981—2020年干旱特征研究

大气干旱是影响半干旱沙区植被建设、生态恢复及社会经济可持续发展的重要因素。基于1981—2020年毛乌素沙地10个气象站点的逐月气象资料,计算了月、季和年尺度的标准化降水蒸散指数（SPEI）,分析了该沙区近40年降水和气温的变化趋势、干旱事件及其频率的时空特征。结果表明：（1）毛乌素沙地近40年降水量和气温均呈现显著的上升趋势（P<0.05）;秋季和冬季降水量呈现显著的上升趋势（P<0.05）,四季气温均呈现显著的上升趋势（P<0.05）。（2）毛乌素沙地总体上呈现出不显著的湿润化趋势（P>0.05）,但秋季呈显著的湿润化趋势（P<0.05）;中、西部地区呈现出湿润化趋势,而东部地区则呈现干旱化趋势。（3）近40年毛乌素沙地的月尺度下干旱总频率达32.71%,各等级发生频率为轻旱>中旱>重旱>特旱,季节发生频次为冬季>夏季、秋季>春季;轻旱主要发生在毛乌素沙地的北部、中部、东南和西南部,中旱在东部、北部和西部边缘,重旱在东部、中部以及南部地区,特旱在西北部、南部和东南部区域。     

内蒙古荒漠草原植被降水利用效率的时空特征

植被降水利用效率（PUE）是评价干旱、半干旱地区植被对降水响应的重要指标。利用1982—2015年GIMMS NDVI3g NDVI数据及同期气象数据反演内蒙古荒漠草原的PUE,研究荒漠草原不同植被类型、不同地区PUE时空变化,并分析了PUE 与气候因子的相关关系。结果表明：（1）1982—2015年间荒漠草原年均PUE为0.51 gC·m^-2·mm^-1,PUE的分布呈现出一定的空间异质性。荒漠草原PUE极显著增大和显著增大的面积分别占草原总面积的35.88%、55.41%,荒漠草原PUE极显著减小的面积占草原总面积的8.70%,荒漠草原PUE整体呈现增大趋势。（2）荒漠草原不同植被类型PUE均值范围0.34—0.56 gC·m^-2·mm^-1。各种植被类型中,东方针茅草原PUE最大,镰芒针茅草原PUE最小。除了镰芒针茅草原与其他植被类型差异显著以外,其他植被类型间差异不太显著。从PUE变化看,除了东方针茅草原PUE呈现下降趋势,其他植被类型PUE都呈现增大的趋势。（3）荒漠草原PUE与降水有很强的负相关性;草地年PUE与年均气温相关性不太明显;草地年PUE与年均太阳辐射呈正相关关系。     

新疆3种主要森林类型根系生物量变化特征研究

根系生物量是准确评估森林生态系统碳储量及碳汇功能的一个重要数据。采用标准木全收获法研究了新疆3种主要森林树种根系生物量,并分析了其在垂直梯度上的分配规律和随年龄的变化特点。结果表明：（1）新疆杨、西伯利亚落叶松和阿勒泰冷杉根系总生物量分别为43.409、42.152 t/hm²和16.19 t/hm²;（2）根系生物量随土壤深度增加迅速减少,约88.37%以上的根系生物量集中分布在0～40 cm土层中,在超过40 cm土层中,根系生物量降至较低水平（约为8.3%）;（3）随林分年龄的增长,各林分根系总生物量呈递增趋势,在中龄林根系生物量增长速率达到最大。各级根系中粗根、中根及细根生物量随年龄的增长所占比例呈现递减规律,而其根桩和毛细根生物量差异较大,所占比例随年龄的增大基本呈增大趋势;（4）在表层土壤中各林分在林木的幼龄及中龄阶段根系生物量都处于较高比例,之后呈下降趋势后维持在一定水平基本不变,而深层土壤中各林分在幼龄阶段都处于一个较低的水平,后以一定比例逐渐增长;（5）新疆杨、西伯利亚落叶松和阿勒泰冷杉根系年平均生产力分别为：1.070 8 t·hm^-2·a^-1、1.014 4 t·hm^-2·a^-1和0.910 7 t·hm^-2·a^-1。