《建筑给水排水工程》课程改革与研究

《建筑给水排水工程》课程是给排水科学与工程专业的主要专业课,也是一门实践性较高的课程。在技术不断更新和教学条件约束下,课程教学存在许多不足,教学效果受到影响。在分析影响教学效果的各因素基础上,提出改进措施和建议,为今后课程建设提供借鉴。     

人工浮岛种植水生植物对包头南海湿地水质净化效果研究

【目的】解决包头南海湿地氮磷等营养元素富集的问题,提升包头南海湿地的水质。【方法】于2017年7—9月,在包头南海湿地构筑了一段由3种水生植物单独或混合种植的人工浮岛,并对浮岛的水质进行跟踪监测。【结果】经过92 d的试验处理,风车草对TN的去除效果最好,去除率为36.02%,可以使水体中TN质量浓度提高到地表水Ⅴ类标准;风车草+水葱+千屈菜对TP的去除效果最好,去除率为41.61%,可以使水体中TP质量浓度从地表水Ⅴ类标准提高到Ⅳ类标准;对CODcr去除效果最好的是风车草+水葱+千屈菜,去除率为27.01%。对浮游藻类抑制效果最好的是风车草,可以有效抑制水华束丝藻。【结论】混合植物人工浮岛比单一型人工浮岛去除氮磷等有机物的效果要好,尤以风车草、水葱、千屈菜3种植物混合组成的人工浮岛对氮磷等有机物的效果最好。风车草、水葱、千屈菜可以作为包头南海湿地水体富营养化防治的浮岛栽培植物来进行推广应用。     

内蒙古河套灌区农田土壤中微塑料的赋存特征

为阐明内蒙古河套灌区农田土壤中微塑料的赋存特征及其与覆膜年限、灌溉类型等的响应关系,该文采用田间取样与室内试验相结合的方法进行了系统研究,分析了研究区地膜覆膜现状,并考虑覆膜年限(覆膜5、10、20 a)及灌水方式(滴灌和畦灌)2个因子,探索了河套灌区农田土壤中微塑料的丰度、类型、颜色、粒径等赋存特征,并通过扫描电镜、能谱仪等对微塑料表面特征及表面附着物进行观察与分析。结果表明:内蒙古河套灌区不同覆膜年限下(5、10、20 a)土壤中微塑料平均丰度分别为2526.00、4352.80、6070.00个/kg,单层土的微塑料含量最大值(2133.50 ind/kg)出现在覆膜20 a的0~10 cm土层,最小值(678.00个/kg)出现在覆膜5 a的>20~30 cm土层;不同覆膜年限和灌溉类型影响土壤微塑料丰度,滴灌农田微塑料丰度值略大于畦灌农田,在不同土层深度上微塑料丰度值随土层深度增加逐渐减小;微塑料类型主要有纤维类(23.34%)、碎片类(26.31%)、薄膜类(38.57%)和颗粒类(11.78%)等4种,且薄膜类在不同土层占比都较高,微塑料颜色包括黑色、透明、绿色、红色、蓝色等,比例分别为24.56%、23.83%、19.34%、16.52%和15.75%,其中0~10 cm土层中微塑料以黑色为主,占比30.25%,在>10~20、>20~30 cm土层中微塑料以透明为主,占比30.15%和29.23%,粒径则随覆膜年限增加而呈逐渐减少趋势,粒径小于1 mm的微塑料居多,随着覆膜年限的增加,微塑料粒径在0~10、>10~20、>20~30 cm土层间的差异逐渐减小,且粒径大小与灌溉类型无显著关系(P>0.05);微塑料样品表面特征粗糙,呈现不规则孔隙,纤维类、薄膜类和碎片类微塑料均具有较多规则微小孔隙,而颗粒类微塑料表面孔隙则不规则且呈凹凸状,土壤中微塑料的多孔特性造成微塑料比表面积增大,进而增加对土壤中其他污染物和微生物的吸附;微塑料的表面孔隙附着有机体和污染物,表面存在稳定的铁氧化物、稀土元素等,并容易形成有机-无机复合污染效应。研究对于明晰微塑料在河套灌区土壤中的分布现状及危害具有重要意义。     

氯化锂液体除湿器的试验研究

该文分析了液体除湿的优越性及除湿机理，并对一定结构的氯化锂液体除湿器的除湿性能进行了试验研究，得出溶液入口温度和浓度对空气出口温度和含湿量影响的关系,为除湿器的设计和设备运行提供参考和指导。在确定除湿溶液入口参数时，选择的溶液入口温度要比空气出口温度低2～4℃，相应的溶液入口浓度要比空气出口参数所对应的平衡浓度低1%～3%。     

膨润土褐铁矿改性白云石催化松木棒气化工艺优化

针对白云石催化剂在生物质催化气化过程中易碎、易产生积碳失活问题,为提高其催化活性、抗积碳和再生性能,采用固定床下吸式气化炉试验系统,以Fe-Dol-Ben(膨润土/褐铁矿改性白云石)为催化剂,松木屑废料经成型为棒状颗粒为原料,进行高温水蒸气催化气化试验。研究气化温度(700～1000℃)、铁含量(质量分数为5%～20%)以及催化剂使用次数(1～4)等因素对松木棒催化气化性能及催化剂表面积碳影响。试验结果表明,水蒸气和松木棒的质量比(气料比)为1,催化剂的铁质量分数为15%,气化温度为900℃时气化气中氢气的体积分数达到最大值58.38%,Fe-Dol-Ben催化剂积碳量随气化温度升高逐渐减小,试验区间内1 000℃时达到最小值,较700℃减少了80%。气化气中氢气的体积分数随铁含量增加呈先增加后降低的趋势,积碳量呈先降低后增加,在铁质量分数为15%催化效果较好。Fe-Dol-Ben催化剂较相同条件下分别用膨润土及改性前白云石催化时积碳量分别减少了80.6%和53.6%。对催化剂进行再生再利用试验表明,使用后的Fe-Dol-Ben催化剂进行700℃煅烧再生后,其晶相与催化前基本相同,将其多次再生循环利用,随着使用次数的增加气化气中氢气的体积分数逐渐降低,催化剂的积碳量逐渐增大,使用4次并用于催化气化时氢气的体积分数仍接近50%,保持较好催化效果。综合气化效果、积碳量及经济性因素,Fe-Dol-Ben铁质量分数为15%,气化温度选取900℃为较理想工况。该研究可为改性白云石Fe-Dol-Ben催化剂的研制及生物质高温水蒸汽催化气化技术提供参考。     

混合浮床对南海湖湿地富营养化水体修复的作用

[目的]探究植物的交互作用对生态浮床去除N,P效率的影响,为后期南海湖湿地规模化建设提供理论依据。[方法]在自然开放水域条件下,选取适合于北方生长的3种挺水植物水葱、千屈菜、风车草为浮床植物,以高密聚乙烯空心塑料基盘为植物载体,建立单一种植与交叉混合种植两种浮床体系,在南海湖湿地保护区进行为期90 d的水质处理,研究植物生长特性及浮床净化效果。[结果] 10月份收割时,混合浮床中水葱和风车草的分蘖数分别达26和30株,生物量(鲜重)分别为1.43和1.98 kg/株。风车草浮床N累积量最好,达110.6 g/m~2,水体TN去除率34.9%。混合浮床P累积量最好,达26.02 g/m~2,水体TP去除率43.3%。[结论]植物的交互作用对植株的分蘖繁殖有一定促进作用,但不改变植物自身N,P吸收能力,植物体对N,P的累积量受生物量影响较大,3种植物在混合浮床中的整株N,P累积量要高于单植物浮床,混合浮床可作为针对南海湖富营养化水体修复的浮床形式推广使用。     

Bacillus pumilus菌剂与化肥配施对油麦菜生长和品质的影响

Bacillus pumilus菌株隶属芽孢杆菌属,其有利于促进植物的生长和营养吸收。为探讨该菌株对植物生长及营养品质的应用价值,将该菌株与化肥进行不同配施处理,进行油麦菜盆栽试验。结果表明,B.pumilus菌剂与化肥配施对油麦菜有促生作用且提高,其品质,氮磷肥与菌剂配施使油麦菜株高、鲜重和干物质量比对照分别高26.54%、353.95%和303.83%,根长、根鲜重、根干物质量分别高210.18%、163.89%和328.30%;化肥与菌剂配施对油麦菜的促生效果较单施菌剂亦有显著增加,菌剂与化肥配施处理后维生素C和总糖含量比对照分别高100.00%和283.50%,同时对油麦菜中的钾、镁、钠含量有一定的影响。另外,B.pumilus菌株具有解有机磷及无机磷的能力,这可能是其促进植株生长的作用机制。可见,B.pumilus菌剂与化肥配施后的促生效果较好,可促进油麦菜的生长及其品质的提高。     

包头南海湖冰封期不同形态氮的空间分布

为探究包头南海湖冰封期不同形态氮空间分布特征及变化规律,根据南海湖不同水域使用功能划分区域,于2017年12月在南海湖布设采样点取样,检测各采样点不同形态氮含量,Arc GIS软件分析湖泊中各种形态氮空间特异性。研究结果表明,包头南海湖氮污染物空间分布整体呈东高西低,由西南向东北呈逐渐增加趋势。总氮浓度为2.286~5.988 mg·L~(-1),氨氮浓度在1.049~3.436 mg·L~(-1),硝态氮在0.019~0.059 mg·L~(-1),亚硝态氮在0.016~0.069 mg·L~(-1),氨氮含量达总氮50%以上,硝态氮和亚硝态氮浓度较低。位于旅游开发区内湖心岛周围区域及出水口区总氮、氨氮及亚硝态氮浓度较高。总氮、氨氮及亚硝态氮空间分布趋于一致,硝态氮空间分布则与之相反。从研究数据分析结果可知,由于迁移浓缩效应,冰体中各种形态氮含量均小于水体中含量。研究可为南海湖冬季氮污染治理提供理论依据,为渔业保护提供技术支持。     

黄河湿地小白河片区优势植物重金属的富集特征

通过对采集的植物和对应土壤的监测分析,研究了包头黄河湿地小白河片区优势植物和土壤对重金属的富集作用。以优势植物虉草(Phalaris arundinacea)、香蒲(Typha orientalis)、芦苇(Phragmites australis)为研究对象,通过对植物和土壤的野外采样分析,检测了黄河湿地小白河片区湿地植物及相应土壤中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn等重金属元素含量,对土壤重金属污染程度进行了单因子分析及综合分析,同时分析了3种优势植物对重金属的吸收与富集特征。研究结果表明:三种植被区土壤均受到中度污染,其中As、Cd、Zn污染最为严重。该湿地优势植物富集特征显示:香蒲地上部和地下部对Ni的富集系数均大于1,对土壤中Ni污染具有修复作用;香蒲和芦苇对重金属As、Cd、Zn的转运系数相对较高,耐性较好;三种优势植物对As、Cd、Zn等污染程度高的重金属的富集系数和转运系数均小于1,对土壤中As、Cd、Zn污染没达到修复效果;不同植物体内重金属间的相互作用关系不同,其作用结果会对植物重金属的富集产生一定的影响。     

不同放牧强度对流域降雨径流中氮磷流失的影响

在呼伦贝尔草原克鲁伦河流域选取轻度放牧、重度放牧及不放牧草场,利用降雨模拟器进行降雨模拟试验,研究了不同放牧强度草场的地表物理性质、植被类型对降雨产流、营养元素流失等因素的影响。结果表明:在20,45,65 mm/h降雨强度下重度放牧草场产流时间最短,不放牧草场产流时间最长。径流量及径流系数总体规律显示为重度放牧草场 > 轻度放牧草场 > 不放牧草场。3种放牧强度草场的氮磷流失量均随雨强的增加而增大。降雨产流初期氮磷浓度相对较高,随径流时间增加逐步下降,最后达到稳定。径流量与氮磷含量之间存在二项式显著相关关系。