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随着世界范围内的人口增长和社会发展,对建设用地的需求不断增大。传统的化学灌浆材料和化学固化剂,大多含有有毒化学物质,常常对环境造成不良影响。研究一种新型环保的土壤加固方法就变得十分迫切。微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)是一种在自然界中广泛存在的生物矿化过程,机理简单,快速,环境耐受性好。将这一技术用于土壤加固,将会带来巨大的环境效益和经济效益。本文主要开展了巴氏芽孢杆菌(Sporosarcina pasteurii)催化尿素水解进行MICP固化土壤效果和影响因素研究,为这一技术的实际应用提供基础数据和科学依据。主要研究内容和成果为:45号钢板
(1)巴氏芽孢杆菌的培养和脲酶活性研究。在1%(V/V)接种量,200rpm连续培养时,巴氏芽孢杆菌的适宜培养条件为30℃,pH8~9,时间为38~40h,适宜保存条件为4℃,至少可以保存30d。(2)尿素水解MICP过程及影响因素研究。增大菌液(或脲酶)浓度,可以加快尿素水解过程。尿素浓度小于1.6M时,增加其浓度,可以提高细菌脲酶活性,而高浓度CaCl2对脲酶有明显的抑制作用。提高CaCl2和尿素浓度(小于1.5M)可以提高CaCO3生成量。pH为6~9时,对脲酶活性影响很小;高温(超过30°C)对脲酶活性有明显促进作用。(3)使用由土工布制作的全接触柔性模具和完全混合反应器进行实验研究,大大提高了样品的固化效果和均匀性。(4)细菌和人工提取脲酶MICP固化土壤的研究。增大细菌(或脲酶)浓度、粘结液浓度、反应时间都可以提高固化样品抗压强度和CaCO3生成量。砂土粒径对固化效果有很大影响,标准砂D50=0.46mm固化效果优于密西西比砂D50=0.33mm。MICP固化样品具有较好的水稳定性和热稳定性。在初始脲酶活性相近时,人工提取脲酶MICP固化效果不如细菌,脲酶MICP固化土壤的效率也比较低,并且其成本较高。因此,巴氏芽孢杆菌比脲酶更适宜实际工程应用。45号钢板
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在我国有效耕地面积日益缩小,重金属污染土壤面积却逐年扩大的严峻形势下,为明确生物炭治理镉污染土壤的应用价值,以生物炭理化性质分析与镉吸附-解吸动力学行为研究为基础,通过在镉污染稻田土壤上开展秸秆直接粉碎和炭化两种还田方式的比较研究,探讨了生物炭施入后对土壤镉赋存形态的影响及其相互关系,系统分析了生物炭结合土壤因子对镉胁迫条件下水稻生理65锰冷轧钢板
、生化性状及镉吸收、分配、转运和积累的影响,以及不同还田方式与水稻品质及糙米镉含量的相互关系,以期为改良与修复重金属镉污染稻区土壤,消减农产品中可食用部位镉残留,并有效防止污染面继续扩散提供理论依据,研究结果表明:1.不同 热解温度(HTT)生物炭理化性质分析结果表明,随着HTT升高,生物炭产率从60%降低到34%,灰分含量从12%升高到33%,挥发分下降到原材料稻壳的四分之一,在HTT400℃之前pH值急剧增大,上升至9以后开始放缓。HTT达到500℃时,生物炭的阳离子交换量、比表面积显著提高,较原材料增幅分别达到41%和85%。微观外表面结构逐渐清晰、规则,疏松多孔的结构增多,以上变化有助于提高生物炭的吸附能力。2.根据不同HTT生物炭对镉的吸附-解吸动力学行为特征差异及平衡时 吸附、固持量与生物炭理化性质的关联分析,初步构建了适于生物炭的动力学拟合模型。
结果表明:(1)稻壳和3种不同HTT条件下制成的生物炭的吸附量均随着初始镉离子浓度的升高而增加,HTT500℃在0.5mg/L镉溶液浓度的吸附效果 ,达到99.55%,并且随着HTT的升高,生物炭在增加了吸附量同时也相对缩短了吸附进程;(2)解吸过程中,吸附态镉离子的解吸量随振荡时间的延长而不断增加,高热解温度制备的生物炭快到达解吸平衡,与Elovich方程拟合度 ;(3)能谱分析证实了生物炭对重金属镉离子存在吸附、固持作用,同时随HTT的升高,生物炭对镉离子的固持量增大,相对原子数量百分比值较原材料增幅达到3.4%;(4)通过相关分析表明生物炭酸碱度、阳离子交换量和比表面积对其固持镉离子能力有显著的正向作用。65锰冷轧钢板
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随着农民生活水平的提高,农村使用秸秆的情况在不断减少,秸秆资源大量被浪费在田间村头,甚至出现了被大量焚烧的局面。生物质发电能大规模地利用秸秆资源,产业化程度较高,是目前利用秸秆有效的途径。为此, 通过一系列相关配套政策法规的颁布实施,来推动了我国生物质发电产业的快速发展。但生物质发电企业燃料收集困难,燃料成本居高不下,成为影响生物质发电的一大瓶颈。秸秆供应链物流成本是燃料成本的重要组成部分,因此,分析秸秆供应链物流成本具有较好的现实意义。本论文从供应链的角度,对发电秸秆的物流成本进行研究。首先阐述了发电秸秆供应链物流成本的构成,并对各环节及其物流成本现状进行了分析。针对各功能环节的成本影响因素进行了问卷调研和因子分析;45号冷轧钢板
并在此基础上结合实证数据研究了不同打包方式下秸秆机械收获成本、不同收集模式下的运输成本,以及不同储存方式下的储存成本等内容。研究结论主要包括:(1)秸秆物流成本受几个主要关键因子的影响;(2)在秸秆机械化收获过程中,虽然大打包系统的机械拥有与运作成本高于小打包系统,但秸秆收获总成本大捆形式比小捆形式更具有优势;(3)简单型和复杂型收集模式下秸秆的运输费用计算方法不同,资源岛到电厂(岛外)运输要考虑秸秆压缩处理,压缩后再运输可提高运输车辆的装载量,可明显降低运输成本,但是并不一定能有效降低总的物流成本,运量一定时,50公里是选择是否压缩的一个临界运距。(4)结合农村道路可达性差、道路等级不一的实际情况,建立了秸秆储存点选址的混合整数规划模型。(5)电厂使用的生物质燃料种类数和燃料的储存方式对总物流成本的影响:采用投资小而简陋的储存方式可以减少供应链中储存和处理环节的成本,从而带来整个生物质物流成本的大大节约,而且这种节约远远超过了由于使用简易的储存方案而导致的材料损失和处理成本的增加;(6)简易的储存方案由于易引起秸秆热值降低和存在和火灾方面的风险,对于燃料紧缺的区域要慎重;
(7)使用简陋的储存方案时,应尽可能使用价格较低廉的生物质燃料;而多种类生物质途径可以减少所需的储存空间,适用于储存空间有限储存损失较少的昂贵的储存方式。本研究首次构建了较为系统的生物质发电秸秆供应链物流成本的关键影响因素指标体系,并通过因子分析找出了关键影响因子,丰富了生物质发电燃料成本分析的理论基础;将秸秆收获成本纳入到生物质发电秸秆供应链物流成本中,并对各项成本组成进行了详细估算,为实际中秸秆收购价格的制定提供了依据;综合考虑收集模式和运输服务方式两个因素进行秸秆运输成本分析,从而使对运输成本的优化分析能更好地反映实际情况。结合不同的储存形式和储存多种类秸秆进行了储存成本优化分析,为储存设施的建设和储存成本改善提供了理论依据和指导方向。通过秸秆供应链功能环节物流成本的研究,为建立合理的秸秆供应链物流体系提供了理论基础,从而有助于解决我国生物质发电过程中存在的燃料成本过高、燃料供需矛盾等问题,有利于生物质能企业更好地优化和控制成本,提高企业的盈利能力和竞争优势。研究结论也可以为政府相关部门制定有关生物质发电产业的政策和法规提供理论参考。45号冷轧钢板
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水土流失问题是我国为严重的环境问题之一,严重影响生态环境的建设和社会经济的发展,通过水土保持可以改变地表环境,改善生态环境,促进区域社会经济发展,达到防治水土流失的目的;若水土保持工作开展得当,可以增加当地群众的收入,促进经济发展,具有良好的生态、社会和经济效益。45号钢板
潮白河流域是首都的生态屏障和重要水源地,近半个世纪以来城市扩张较快,导致北京市水资源利用形势严峻,因此对潮白河流域的水土保持状况和生态环境的研究和保护十分重要。本文针对潮白河流域水土保持工作现状,结合了水土保持学、生态学、经济学、评价学多学科理论知识的融合,通过对水土保持各项效益的内涵和功能进行分析,并从功能和内涵出发选取了用于水土保持综合效益评价的27个评价指标,根据主成分分析法进一步筛选终确定了22个评价指标构成水土保持效益评价指标体系。在建立评价指标体系的基础上,结合层次分析法确定各指标特征向量和权重,并确定了生态、社会和经济效益相对于综合效益的权重,确定了水土保持效益的层次分析评价模型。此外本研究还尝试运用了统计数为权法和灰色关联法,对潮白河流域的水土保持效益进行评价,为层次分析模型的结论提供支撑和对比。
同时,本研究采用水土保持效益价值量估算方法,对潮白河流域水土保持的生态、社会和经济效益进行价值估算,将效益价值化。本文在计算水土保持效益价值的基础上对生态补偿的必要性、意义、计算方法、补偿方式和补偿途径进行了阐述,并针对潮白河流域的水土保持生态补偿机制进行了初步构建,在此基础上对潮白河流域水土保持工作政策措施提出了建议,以保障潮白河流域水土保持政策的顺利实施。45号钢板
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40cr钢板为了研究毛乌素沙地的砒砂岩、沙、砒砂岩与沙复配土(不同比例混合)的颗粒胶结作用力,采用拉曼光谱仪对砒砂岩和沙体积比分别为0:1,1:11,1:5,1:4,1:3,1:2,5:7,1:1,7:5,2:1,3:1,4:1,5:1,11:1,1:0的砒砂岩与沙复配土粉末进行拉曼光谱测试。根据复配土中化学成分SiO2在464 cm-1处的特征峰峰位随砒砂岩占复配土百分比含量的多少而发生移动的情形,研究土体颗粒胶结作用力的变化情况。结果显示:沙的峰位为464.5 cm-1,随着砒砂岩的加入,峰位逐渐减小,这是由于沙中砒砂岩的加入,使得砒砂岩的小颗粒代替沙的大颗粒,颗粒间距离变大,颗粒间相互牵引产生拉伸应力导致拉曼特征峰红移。
砒砂岩和沙1:1时,峰位已减小到463.6 cm-1,然而随着砒砂岩含量的进一步增加,当砒砂岩和沙体积比为7:5时,已有很多砒砂岩小颗粒置换沙中的大颗粒,土体结构不稳而发生坍塌,变得紧实,土体颗粒之间产生压缩应力,导致峰位突然增加到464.2 cm-1,在此之后,土体结构趋于稳定,随着砒砂岩的进一步加入,继续完成小颗粒对大颗粒的置换,拉伸应力逐渐明显,峰位随着砒砂岩含量的增加再次不断减小,到全砒砂岩时峰位为463.1 cm-1。综上所述,本文证实了可将SiO2分子的拉曼光谱特征峰峰位的移动结果应用于对复配土土体颗粒间胶结作用力的研究。40cr钢板
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