膨润土/褐铁矿改性白云石催化剂改善松木蒸汽富氢气化性能

采用蒸汽气化,以松木燃料棒为试验对象,分析气化气及焦油组分变化,研究改性白云石(膨润土为载体,白云石为活性组分,并负载少量褐铁矿)催化性能随温度升高的变化规律。试验表明:750℃时,在改性白云石催化条件下,H_2的体积分数为45.77%±0.23%,相较无催化和白云石催化条件下的富氢作用,气化所需温度下降100℃;富氢程度在较低温度下明显,但随温度升高而消弱;改性白云石不仅促使烃端链上碳碳长链断链,产生氢自由基,进而形成H_2,同时促进芳香环开环反应,脱羧基及脱羟基反应,使得裂解后的焦油更易转化为小分子气体;催化剂中活性中心Fe~(3+)随温度高逐渐减少,使得改性白云石的质量增加在900℃降低至最小值,但相比白云石,改性白云石催化剂在气化前后的色泽和形态变化较轻,反映其表面积碳及机械强度得到优化。项目研究可为生物质蒸汽催化气化及廉价高效改性白云石的应用提供参考。     

包头南海湖沉积物有机碳空间分布特征

为了解包头南海湿地的有机碳分布特点及碳库稳定性,以南海湖沉积物有机碳为研究对象,利用活性有机碳及其占总有机碳比例,分析其空间分布特征及碳库稳定性。结果表明:有机碳含量在垂向总体呈现随沉积物深度增加而降低的趋势,总有机碳含量在3.96~28.35 g·kg~(-1)之间,平均值为13.11 g·kg~(-1),活性有机碳含量在1.16~16.47 g·kg~(-1)之间,平均值为6.12 g·kg~(-1),活性有机碳含量占总有机碳含量的34.19%~54.64%。变异系数均在10%~100%之间,属中等变异,0~10 cm层、10~20 cm层沉积物中有机碳含量峰值集中在0~10 cm层,在8.91~28.35 g·kg~(-1)之间,平均值为16.52 g·kg~(-1),活性有机碳含量整体所占比例较大,有机碳易受到干扰,碳库稳定性较低,但整体以惰性有机碳含量为主,亦属稳定碳库;水平分布总体呈现从湖心向四周逐减的规律,但进水口和芦苇区的有机碳含量较高,活性有机碳以湖心为最高,总有机碳含量越高,活性有机碳含量也越高,湖心小岛处活性有机碳占总有机碳含量的44.16%,湖心处为43.47%,但芦苇区总有机碳含量最高,而活性有机碳含量却较低,活性有机碳含量占总有机碳含量的39.78%,以稳定的惰性有机碳为主,属稳定碳库,表明芦苇对碳库稳定较为有利。研究表明,沉积物碳库稳定性受芦苇区和人为活动影响,随着沉积物深度的增加碳库稳定性增强。     

热渗耦合的分层土壤中管群换热器热性能分析

准确获取管群换热器在复杂土壤中的传热情况,有利于合理设计地源热泵系统。该研究建立了考虑地下水渗流的三维管群分层数值模型,通过引入区域热效率（E）和动态性能损失（Dynamic Performance Loss,DPL）2个指标,评估不同因素对渗流作用下管群在分层岩土中传热的影响。结果表明：当渗流速度为100 m/a且渗流层厚度较大时,管群在分层岩土中的传热可以简化为在均质岩土中的传热;通过调整不同导热系数的土壤层的位置和厚度,管群区域热效率的变化可以忽略不计;变等效入口流速和变入口温度的变化对管群区域热效率的影响可以忽略。在渗流速度为100 m/a、连续运行2 000 h、管间距为3 m的叉排管群,下游DPL仅比管间距为6 m的顺排管群高1.27个百分点。因此,当渗流速度为100 m/a且渗流层厚度较大时,建议顺排和叉排的管间距分别为4和3 m。此外,渗流速度越大,管群的区域热效率越大,DPL越低,且趋于稳定的速度越快。研究结果可为合理设计热渗耦合分层土壤中的地埋管管群以及有效缓解土壤热堆积提供参考依据。     

基于地质统计学的内蒙古乌梁素海氮素时空分布

为研究不同形态氮在内蒙古乌梁素海的时空分布特征及变化规律,运用地质统计学理论分析了乌梁素海不同形态氮浓度的时空变异性。研究表明：在时间上,乌梁素海水体中各监测点总氮平均浓度夏季高,秋季低,而氨氮浓度与此相反,季节性差异较为明显。在空间上,乌梁素海不同形态氮浓度分布呈现出一定的结构性和随机性,较小尺度上影响不同形态氮转化的作用过程可以忽略,不同形态氮都具有中强等级空间相关性,大多数属于强度空间相关性。总之,乌梁素海氮素污染问题已十分严重,主要污染源为河套灌区农田排水、流域内工业废水和生活污水.     

生物炭与腐殖酸配施对盐碱土理化性质的影响

为探索新型盐碱化土壤改良剂,选取玉米秸秆、葵花秸秆制成生物炭与腐殖酸配合,研究玉米秸秆生物炭(A)、混合秸秆生物炭(A₁)、腐殖酸(B)、玉米秸秆生物炭+腐殖酸(AB)、混合秸秆生物炭+腐殖酸(A₁B)5种改良剂与土壤混合后较对照组原土(CK)中盐碱指标、肥力指标的改善情况。结果表明:生物炭和腐殖酸都具有改良土壤盐碱性、提高土壤肥力的作用,二者联合配施对降低土壤pH、电导率(EC)、碱化度(ESP)及提高土壤养分的效果更明显,其中混合生物炭与腐殖酸配施(A₁B)效果最好,A₁B组处理的土壤pH较CK组显著降低10.8%,EC下降55%,ESP降低9.8%;速效钾、有效磷、速效氮及有机质的平均增幅较其他4个处理分别提升59.77%、210%、178%、180%。综上所述,混合施用生物炭及腐殖酸对于改良盐碱土效果明显。     

荒漠草原矮小型针茅属建群的植物群落特征研究

为阐释荒漠草原不同矮小型针茅属为建群种的植物群落特征及其相互关系，本文以荒漠草原短花针茅（Stipa breviflora）、小针茅（Stipa klemenzii）、沙生针茅（Stipa glareosa）和戈壁针茅（Stipa gobica）植物群落为研究对象，结合建群种、共有种及群落物种的重要值特征综合分析植物群落各成员型在群落中的地位和作用。结果表明：(1)4种矮小型针茅属植物的重要值具有显著差异（P<0.05），且小针茅≥戈壁针茅≥沙生针茅>短花针茅；(2)不同植物群落中共有种的重要值具有显著差异（P<0.05），在群落中无芒隐子草（Cleistogenes songorica）和银灰旋花（Convolvulus ammannii）的作用相对较大，而猪毛菜（Salsola collina）的作用相对较小；(3)4种矮小型针茅属植物在群落中重要值的排序均较靠前，小针茅在植物群落中的重要值最大。研究结果可为荒漠草原生态保护和可持续管理提供理论指导和数据支撑。