Changes in Cd,Cu, Ni,Pb and Zn Fractionation and Liberation Due to Mussel Shell Amendment on a Mine Soil

Mining activities are related to relevant environmental pollution issues that should be controlled. We used sequential extractions to fractionate Cd, Cu, Ni, Pb and Zn retained on unamended or mussel shell‐amended mine soil samples, all of them treated with a mixture of the five heavy metals (total metal concentration of 1·57 mmol L⁻¹), after 1, 7 and 30 days of incubation. In addition, we used the stirred flow chamber technique to study the release of each of the five heavy metals from these different unamended and shell‐amended soil samples. The results indicate that the shell amendment caused a decrease in the most soluble fraction, while increasing the most recalcitrant (least mobile) fraction. With equivalent implications, the stirred flow chamber experiments showed that mussel shell amendment was associated to a decrease in heavy metal release and increased retention. The highest mussel shell dose and incubation time caused the most relevant changes in pH values and thus in metal retention, also indicating the importance of pH modifications in the mechanism of retention acting in the amended samples. In view of these results, the use of mussel shell amendment can be encouraged to increase heavy metal retention in acid mine soils, in order to minimise risks of environmental pollution. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

仿生敲击式山核桃破壳机的设计与试验

针对目前国内山核桃破壳机实用机型少,破壳率较低,果仁损伤率较高等情况,提出了一种仿生敲击(即模仿人工加工山核桃的方式)破壳方式,研制一款仿生敲击式山核桃破壳机。根据山核桃的物料特性以及破壳时所需的各项力学特性参数,建立了破壳机构设计的数学模型。确定了敲击臂的结构尺寸,优化了凸轮结构,并最终得到了凸轮的实际轮廓曲线。该文阐述了破壳机的总体结构与性能,建立了整机的三维实体模型,并根据建模制造了样机。该样机通过现场试验,结果表明:山核桃的含水率为14.55%~16.35%,大小为直径18~22 mm(沿缝合线方向)时,破壳率为99.41%,果仁损伤率为6.25%,生产率为94.93 kg/h,满足生产要求。该研究丰富与完善了坚果类果实的破壳机理与方法,为含隔坚果类的破壳机具设计与开发提供系统的理论依据和应用基础。     

苍南沿浦湾滩涂重金属污染现状评价

以温州苍南县沿浦湾滩涂土壤中的重金属含量为指标,采用环境污染指数、地累积指数和潜在生态危害指数综合评价重金属的含量水平及对生态环境的潜在影响。结果表明:沿浦湾滩涂土壤中重金属含量较低,均符合土壤环境质量二级标准。除了元素砷和汞,铜、铅、铬、锌、镉5种重金属的含量均为高潮带和中潮带高于低潮带。潜在生态危害系数和地累积指数的顺序均为砷(As)铜(Cu)铅(Pb)铬(Cr)锌(Zn)汞(Hg)镉(Cd);不同重金属的地累积指数的污染等级顺序为砷(As)铜(Cu)铅(Pb)=铬(Cr)=锌(Zn)=汞(Hg)=镉(Cd),砷(As)是主要生态风险因子;总的潜在生态风险指数为中潮带低潮带高潮带。综合三种评价方法,除砷在地累积指数评价中等级为无污染到中级污染,其余重金属现状评价结果均为轻微或低污染。     

1980-2018年粤港澳大湾区人为干扰度的时空特征

[目的] 研究大湾区人为干扰因素的时空特征,为解决区域经济迅速发展衍生的一系列人地关系问题及可持续发展提供参考。[方法] 基于土地利用数据分析1980—2018年人为干扰时空特征,利用地理探测器分析人为干扰度空间分异的自然与社会驱动因素。[结果] ①湾区用地类型以林地、耕地为主,但城镇用地和其他建设用地在近40 a增长了4.25倍。②近40 a湾区以中度人为干扰为主,但向重度和完全干扰发展;人为干扰总强度在较发达城市高,欠发达城市低;人为干扰平稳度以高度平稳为主,但不平稳区域在2010—2018年迅速扩张。③人为干扰总强度空间分布主要受夜间灯光指数、交通密度、年均温、高程和坡度影响;因子交互作用主要表现为双因子增强和非线性增强;湾区内部城市的人为干扰总强度主要受社会经济因素驱动,外围城市主要受自然环境因素驱动。[结论] 大湾区人为干扰呈扩张与升高趋势,在地形地貌限制下,人为活动强弱驱动干扰度以城市为中心和次中心向外扩展。     

虾夷扇贝捕捞网具的改进及应用效果

该文针对目前扇贝捕捞网具捕捞效率低及耗能大等问题,通过对獐子岛集团股份有限公司3 a龄虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)底播养殖海域海底状况与网具捕捞效果的调研,提出了虾夷扇贝捕捞网具的改进措施,并在辽长渔养15021号扇贝采捕船上进行了2个阶段海上生产对比试验,得出以下结论：第一阶段在原生产网具的基础上,安装扭簧式弹性拨贝齿及增大网目等措施,在拖网航速为4kn时,改造后网具单网平均捕捞量较生产网具提高了36.5%,扇贝破损量降低了49.4%,泥沙量降低了21.9%,单位捕捞耗油量降低了27.8%。第二阶段改造网具在第一阶段的基础上,增大网口扫海面积,并且将网身改为"宽口窄尾"结构,添加一道网口链及辅网衣,并加装主网拐雪橇板、拐前拨贝齿及网底托架小车,在拖网航速为4kn时,单网捕捞量较第一阶段改造网具提高了102%,扇贝碎贝量降低了161%,泥沙量降低了209%,单位捕捞耗油量降低了24.6%;而较原生产网具单网平均捕捞量提高了200%,扇贝破损量降低了236%,泥沙量降低了296%,单位捕捞耗油量降低了45.6%。由此说明新型虾夷扇贝捕捞网具具有高效、节能和低生态等特点,推广应用前景广阔。     

基于“多宜性—稀缺性—多样性”的粤港澳大湾区土地利用冲突识别

精准识别土地利用冲突是国土空间治理的重要前提。该研究引入一个基于土地利用多宜性、土地资源稀缺性和需求多样性的土地利用冲突识别新框架,系统评估粤港澳大湾区土地利用冲突。结果表明：1）粤港澳大湾区土地利用冲突以中等为主,占比高达43.67%;其次为高冲突（29.80%）,低冲突区域所占比例最小（26.53%）。2）粤港澳大湾区土地利用冲突呈现显著的城乡差异特征。高冲突区集中在城镇和城乡过渡地带,尤其是城镇化快速发展的惠州市、江门市以及肇庆市;中冲突地区广泛分布在乡镇生产生活区域;低冲突区分布在土地利用适宜性低的山地丘陵地区。3）土地利用高冲突区域耕地和生态用地适宜性高,并且土地资源稀缺性普遍较高;中冲突区主要由于土地资源稀缺性、人类需求多样性高导致。在国土空间利用及相关规划中,应充分考虑潜在的土地利用冲突,建立土地利用冲突预警机制,并纳入相关规划监督实施体系,为优化国土空间格局提供科学依据。     

辐照协同甲酸分离油茶壳中纤维素、木质素和木糖的工艺研究

为了提高油菜壳木质纤维素分离效率,本试验以油茶壳为原料,研究不同辐照剂量(0、200、400、600、800 kGy)处理后其粉碎能耗、粒度分布和化学组分的变化,同时开展辐照协同甲酸分离油茶壳木质纤维素的工艺研究。结果表明,辐照处理后油茶壳粉碎能耗降低,粉碎后细颗粒样品所占比例增加,经400 kGy剂量辐照处理的油茶壳粉碎能耗比对照节约43.59%,800 kGy剂量辐照处理的油茶壳粉碎后粒径<0.075 mm的颗粒占比达到41.38%。辐照处理后油茶壳木质纤维素发生降解,水溶性组分、水溶性单糖、聚糖含量均增加。辐照协同甲酸分离油茶壳纤维素、木质素和木糖的最佳工艺为:辐照剂量400 kGy,反应温度100℃,反应时间3 h,在此条件下分离获得的油茶壳纤维素、木质素、木糖的提取率分别为89.94%、47.74%和96.37%,纤维素和木质素纯度分别为45.05%和91.92%。本研究结果对油茶壳木质纤维素全组分的高效分离和应用具有重要意义。     

基于遗传BP神经网络的核桃破裂功预测模型

针对核桃壳破裂所需机械能易受核桃含水率、加载速度和体积级别等多种因素影响,提出一种核桃壳破裂功预测方法。以南疆地区温185核桃为研究对象,选择核桃含水率(4%、6%、8%、10%)、加载速度(100、200、300、400 mm/min)和横径级别(1、2、3、4级)3个因素作为BP神经网络模型的输入量,利用遗传算法优化神经网络的权值与阈值,建立温185核桃破壳破裂功的遗传BP神经网络预测模型。结果表明:遗传BP神经网络模型能较好表达温185核桃破壳破裂功与主控因素之间的非线性关系,预测结果与实测值之间的平均绝对百分比误差为0.035,测试样本的网络输出值与网络目标值的相关系数达0.92488,模型预测效果较佳。研究结果为温185核桃破壳取仁加工过程的在线监控提供参考依据。     

改性花生壳对水中Cd^2＋和Pb^2＋的吸附研究

用高锰酸钾对花生壳进行改性,制成改性花生壳吸附材料,并进一步就该吸附剂对水中重金属离子Pb^2＋、Cd^2＋的吸附去除性能进行了考察,结果表明,吸附在18h后基本达到平衡,吸附Pb^2＋和Cd^2＋最佳初始pH值分别为4.5和6.5,对Pb^2＋的吸附量最大达到104.75mg·g^-1,对Cd^2＋的吸附量最大达到43.11mg·g^-1。对Pb^2＋和Cd^2＋在该吸附剂上的竞争吸附研究结果表明,竞争吸附的干扰使得Cd^2＋的吸附量降低88.47%,Pb^2＋的吸附量降低20.80%,且Pb^2＋的吸附量为Cd^2＋的5-6倍,吸附剂对重金属离子的吸附选择顺序为Pb^2＋〉Cd^2＋。     

松子壳热解重质油的催化改性

以红松松子壳为原料,采用连续热解装置研究了热解反应温度和时间对生物油得率的影响规律,在反应温度为450℃、反应时间为6 min时,生物油得率可达到40.74%,热值可达到22.66 MJ/kg。采用气相色谱质谱联用仪对生物油成分进行了分析,其成分以酚类为主,质量分数约为33.5%;选用HZSM-5及NiO/HZSM-5分子筛催化剂对热解重质油部分分别进行催化改性试验,结果表明:经NiO/HZSM-5分子筛催化剂催化后其中高沸点有机物质量分数降低约13个百分点;其黏度由原来的约3 290 mPa·s大幅度地降低至450 mPa·s,热值则由原来的约26.16 MJ/kg增加到30.33 MJ/kg,增加了16%,同时提高了重质油的燃烧性和稳定性;负载物氧化镍(NiO)的添加提高了HZSM-5催化剂的抗积碳能力。该研究也为后续生物油改性提供了参考。