高浓度有机氰废水的可生化性及调控研究

本文通过广泛查阅国内外有关技术资料，针对高浓度有机氰废水难以生化处理的现实情况，详细分析了难生化处理的成因及存在的问题。在国内外首次全面研究了有机氰废水及主要污染物的生化特性，试验确定了主要污染物对产甲烷菌的50％抑制浓度，开创了主要有机氰废水的后化调控新技术，极大的改善了高浓度有机氰废水的生化特性，为有机氰废水的生化处理创造了有利条件。研究结果表明，丙烯腈生产一段急冷废水、二段急冷废水和腈纶生产工艺废水3种废水为难以生化降解的废水，其BOD_5／COD���值分别为0.15、0.17、0.33，BD���分别为36.3、45.8、53。据此，明确了生化调控的对象。高浓度有机氰废水中，聚合物、CN~-、AN、乙腈、NH_3-N、SO_3~(2-)为影响废水生化处理的主要水质因素，聚合物、CN~-、AN、乙腈的可生化性较差，其BOD_5／COD���值在0.3以下；聚合物、CN~-、AN、乙腈为抑制厌氧生物降解性能的主要有机毒性物质，其50％IC分别为1300、4.5、85、320mg/L, 氧氮、含硫化合物为抑制厌氧生物解的主要无机毒性物质。首次将精馏法用于丙烯腈生产一段急冷废水的可生化性调控，打破了传统的以氧化分解工艺为途径的可生化性调控模式，将制约废水生化性能的主要污染物丙烯腈、乙腈、HCN及聚合物从水中进行了有效分离，实现了有用物质的回收。同时极大的降低了废水中污染物的浓度，COD���调控前的124.6mg/L降到7.9g/L，有效地改善了废水的可生化性能，其BOD_5／COD���值由原来的0.15提高到0.41，BD���由原来的36.3提高到67.5。开发了Ca~(2+)～汽提法对丙烯腈生产二段急冷废水进行可生化性调控，废水中的氨氮及SO_4~(2-)的去除率达到99％以上，其浓度分别由原来的51728、147560 mg/L降为70.3、1100mg/L，氰类化合物亦有96％以上的去除率，从根本上提高了废水的可生化性能，废水的BOD_5／COD���原来的0.17提高到0.32，BD���由原来的45.8提高到70.2。开发了曝气～Ca~(2+)～混凝法对腈纶生产工艺废水进行可生化性调控，降低了对厌氧生化具有抑制作用的毒性物质，SO_3~(2-)由原来的843mg/L降到64mg/L；聚合物由原来的4730mg/L降到1190mg/L。废水的生化性能得到了改善，BOD_5／COD���原来的0.33提高到0.42，BD���由原来的53提高到76.2。提出了高浓度有机氰废水的总体处理方案，该方案具有明显的技术优势，环境效益和经济效益明显。方案分为可生化性调控及生化处理两部分，可生化性调控部分以改善废水的可生化性能为目的，同时实现废弃物的资源化；生化处理部分采用生物脱氮处理工艺，可望达到很好的处理效果。

石羊河下游民勤绿洲景观变化与生态安全研究

民勤绿洲位于我国西北干旱区内陆河石羊河流域的下游。近些年来，随着该流域中、上游地区大量截留水资源，使进入民勤绿洲的地表水资源量逐年减少，导致绿洲生态环境不断恶化，生态安全面临着严重危机。本论文应用景观生态学原理与方法，综合运用3S技术，通过多时相遥感数据的对比分析，系统研究了民勤绿洲景观格局动态演变过程、形成原因及其与重要生态过程的相互作用，并在此基础上对绿洲生态安全的时空变化进行了综合评价。主要研究成果：1．景观格局影响生态过程，研究景观格局可以揭示生态过程变化的内在原因。因此，景观空间格局研究一直以来是景观生态学研究的核心与热点之一。应用景观空间格局分析软件FRAGSTATS对绿洲近14年的景观格局及其变化过程的定量研究表明，开荒与弃耕始终存在于景观的演变过程中，导致景观中林地、荒草地、耕地与沙地斑块类型的相互转化。开荒作用主要发生在1987-1998年间并导致林地与荒草地斑块转化成耕地斑块，绿洲耕地面积在此时期逐渐增加；弃耕作用主要发生在1998年至2001年间并导致耕地斑块逐渐转化成沙地斑块或荒草地斑块，耕地面积在此时期逐渐减少014年来，绿洲沙漠化过程逐年发展，主要表现为林地与荒草地斑块与耕地斑块逐渐转变成沙地斑块，导致沙地斑块面积（CA���逐渐增加，而斑块数量（NP）逐渐减少，使得沙地平均斑块大小（MPS）逐渐增大，沙地斑块呈现集中连片式的分布趋势。由于林草地斑块的逐渐减少以及耕地与沙地斑块的增加导致绿洲的多样性（SHOI）、均匀性（SHEI）与平行与并列指数（IJI）逐渐降低，而连通性（CONGTAG）逐渐增强，绿洲景观格局越来越强烈地受到沙地与耕地斑块类型的控制。绿洲景观的连通性上升的幅度（CONTAG）是坝区＞泉山区＞湖区。景观的多样性（SHDI）与均匀性（SHEI）下降的幅度是坝区＞泉山区＞湖区。坝区景观的衰退过程（沙地面积的增幅）与人类对该灌区的开发强度（耕地面积的增幅）与都强于泉山区与湖区。2．景观变化的主要驱动因素包括自然、社会与经济因素。绿洲景观格局的演变是以上因素综合作用的结果。干早区绿洲的形成机制决定了其发展与演变强烈地受到水资源的质与量的支配，水资源条件的变化是驱动该绿洲景观演变的主导因素。由于中、上游地区为满足经济发展的需要，大量截留地表水资源使进入下游民勤绿洲的地表水资源从50年代的年平均5.42亿m3锐减到2001年的0.73亿m3，致使绿洲地下水的补给量减少，而耕地面积的扩大导致地下水的超采量增加，引发土地干旱化与盐碱化，大量沙生植被枯萎、死亡，弃耕地增加。民勤绿洲用水模式进步缓慢、管理效率低下、人口的快速增长、农业技术推广速度缓慢以及土地使用制度等因素共同作用形成了推动景观变化的复杂人文机制。水资源的减少与人文机制共同作用驱动着绿洲景观的演变过程。3．指出绿洲景观的生态安全应包括景观的格局安全与过程安全两个方面。景观格局与生态过程密不可分，绿洲景观格局影响生态过程，生态过程“塑造”景观格局。利用ARCv正W的空间分析功能，从景观格局的空间邻接特征角度研究景观斑块类型受沙漠化威胁与盐碱化威胁的程度，并在此基础上分析生态安全。结果表明坝区耕地、林地、荒草地受沙漠化威胁程度高于其它两个灌区，湖区的耕地、林地、草地受盐碱化威胁的程度高于其它两个灌区。水对干旱区绿洲的重要性决定了水生态过程研究是绿洲生态安全研究的重要方面。利用ARCMAP的空间插值的地统计分析功能对绿洲的地下水埋深与地下水矿化度进行空间插值，得到地下水埋深与地下水矿化度的时空分布，结果表明：各时期绿洲地下水埋深为中心深，边缘浅，表明地下水降落漏斗的存在与不断加深。14年来地下水位的平均下降速率，坝区最快，泉山区次之，湖区最慢，三灌区分别为0.75m、0.7m与0.60m。绿洲北部地下水矿化度显著升高，14年来泉山区地下水矿化度上升为1.36���，湖区南部地下水矿化度上升1.47倍，湖区北部地下水矿化度上升为1.43倍，地下水矿化度平均值达到5.6g/L，成为绿洲地下水矿化度最高地带，也是作物产量锐减的地带，因此地下水矿化度的上升导致作物安全生长潜在格局发生变化，作物安全生长区面积缩小，而中度以上不安全生长区面积扩大，造成了作物的减产与农业产业结构调整的空间缩小，难度加大。4．绿洲为水、土、植被、气候、社会经济与人类活动等众多方面所组成的、彼此相互联系的复杂的社会一经济一生态复合系统。因此绿洲的生态安全的综合评价涉及吸素众多，必须采用定量与定性相结合的方法进行科学地评价。采用目前较为成熟的环境综合评价方法一层次分析法AHP，并构建绿洲景观生态安全评价指标体系，对绿洲景观生态安全进行综合评价，结果表明：绿洲及各灌区生态安全水平逐年降低，目前生态安全值与1987年的相比，绿洲为68％，坝区73.7％，泉山区为63.6％，湖区为65.2％。三灌区中坝区的生态安全水平在各时期都是最高的，其次为泉山区，湖区最低。14年间生态安全下降幅度较大的为泉山区与湖区，坝区生态安全水平下降幅度较小。5．将绿洲生态环境恶化所导致的经济损失值量化，运用市场价值法与机会成本法对近14年来由于绿洲的环境恶化导致对社会经济发展所产生的不良后果从植被死亡、土地盐渍化导致作物减产、弃耕地出现导致的土地生产力的丧失与地下水位下降所导致的机井报废与提水成本增加四个方面进行经济效益损失估算，结果为经济损失值是湖区＞坝区＞泉山区，分别达到53786万元、44276.22万元、39247.36���元。坝区以林木死亡所造成的经济损失最大，湖区与泉山区以土地盐渍化所造成的经济损失最大。经济损失值占同期当地国民生产总值的百分比是湖区＞泉山区＞坝区，分别达到76.39％、55.04％、28.48％。可见绿洲的社会经济发展是以牺牲生态环境，降低生态安全水平为代价，这将严重制约绿洲今后的可持续发展。

不同处理方式采伐剩余物的分解及其对森林更新的影响

采伐迹地上运走大径级的原木所剩下的枝桠物质是生态系统养分能量的来源；是动力，植物和微生物物栖息地。在本世纪五十年代就有人（A. A. Loman）对择伐和皆伐迹地上的枝桠进行了研究，用以比较它们树皮存留率的差异，但详细深入的研究是在八十年代以后，以R. L. Edmonds, C. E. Pertson为代表研究不同层次，不同径级研究枝桠的分解速率，我国在此领域的研究尚属空白。本文以长白山阔叶红松林带的四个树种：红松，白桦，落叶松，色木为对象探讨了它们枝桠的生物量，分解速率，分解过程中的养分动态以及枝桠堆对更新和火灾的影响。采伐后0-14后间，迹地上枝桠干重为31.96-9.60T/ha，通过对7个年代采伐迹地上枝桠堆面积估算后得知，枝桠堆平均占地为11.53%，以1CM直径累计值对应的枝桠堆的高度（Y：CM）为因变量，分解时间（X, yr）为自变量，则枝桠堆高度随时间变化的过程可以描述为：Y = 1.288 - 0.000889 X~2 r = -0.9896。本文以密度（Y: g/CM~3）随分解年令（X: yr）的变化来表示分解速率。四十年代样品用排水法求出来的密度与用园柱法求出的密度有如下相关关系：Y排 = 0.0129 +2.316 Y园，r = 0.94 Y表示密度（g/CM~3）。我们用单项指数模型描述分解速率：落叶松：Y = 0.4701 * exp (-0.01783 X) r = -0.927 色木: Y = 0.6742 * exp (-0.07824 X) r = -0.988 红松：Y = 0.5349 * exp (-0.03421 X) r = -0.927 桦树：Y = 0.5316 * exp (-0.1139 X) r = -0.992 红松树皮的分解模型近似于直线：Y = 0.5258 - 0.01133 X r = -0.984 落叶松，红松，色木，桦树的分解常数分别为：0.01783, 0.0.41, 0.0782, 0.1139。依此预测分解原密度的95%所需要的时间分别为：168年，87.6年，38.3年，26年。可以看出这四个树种分解从难到易的顺序为：落叶松 > 红松 > 色木 > 桦树。对枝桠密度的差民显著性检验可以说明：红松样品层次对分解的影响显著而径级对分解的影响仅在下层显著。随着分解的进行，样品的重量损失，我们也探讨了密度的降低与失重百分率之间的关系。桦树样品下层失重比上层快，说明淋溶作用对桦树样品失重的贡献不大。温湿度是影响分解的最主要的生态因子。枝桠堆上下层的湿度差异特别明显。分解时间越长，径级对含水量的影响越显著。水分含量（Y：%）随年代（X: yr）变化的趋势为：Y = 36.18 - 0.004337 X~2 (4-7cm径级）Y = 33.64 - 0.01097 X~2 (1-4cm径级） 温，湿度影响土壤动物及微生物种群分布及数量，进而影响到枝桠的分解速率，分解过程中元素动态变化是：C基本上恒定，全N含量趋于增高。径级对红松N的累积有影响。下层4-6cm径极累积最快，其次是上层4-6cm。层次的影响仅限于红松，除72年以外上层 > 下层。其它元素如P, Mg++， Ca++总的趋势是随分解过程而增加。土壤中的C元素含量受立地条件的影响，但是枝桠堆下面土壤C值高于对照。枝桠堆对森林更新和火灾均有影响。枝桠是林火的燃料，枝桠堆面积占采伐迹地的11.53%，这样减少更新面积。

Ca���等核及等电子系列离子3d���函数塌缩研究

利用HFR和LS-dependent(LS-D)的HFR自洽场方法,系统地计算了Ca���等核及等电子系列离子的3d���子径向波函数,分析了3d���函数的塌缩规律,揭示了3d���函数的塌缩与谱项的强烈依赖关系,并进一步讨论了由于3d���函数的塌缩引起的3p6→3p53d���迁能和振子强度的变化.

Tree-ringbased drought reconstruction (a.d. 1855-2001) for the Qilian mountains；northwestern China

IEECAS SKLLQG

Compound specific D/H ratios and molecular distributions of higher plant leaf waxes as novel pale oenvironmental indicators in the Chinese Loess Plateau

IEECAS SKLLQG

36-segmented high magnetic field hexapole magnets for electron cyclotron resonance ion source

Two high magnetic field hexapoles for electron cyclotron resonance ion source (ECRIS) have successfully fabricated to provide sufficient radial magnetic confinement to the ECR plasma. The highest magnetic field at the inner pole tip of one of the magnets exceeds 1.5 T, with the inner diameter (i.d.)=74 mm. The other hexapole magnet provides more than 1.35 T magnetic field at the inner pole tip, and the i.d. is 84 mm. In this article, we discuss the necessity to have a good radial magnetic field confinement and the importance of a Halbach hexapole to a high performance ECRIS. The way to design a high magnetic field Halbach structure hexapole and one possible solution to the self-demagnetization problem are both discussed. Based on the above discussions, two high magnetic field hexapoles have been fabricated to be utilized on two high performance ECRISs in Lanzhou. The preliminary results obtained from the two ECR ion sources are given

Azimuthal di-hadron correlations in d plus Au and Au plus Au collisions at root s(NN)=200 GeV measured at the STAR detector

Yields, correlation shapes, and mean transverse momenta p(T) of charged particles associated with intermediate-to high-p(T) trigger particles (2.5 < p(T) < 10 GeV/c) in d + Au and Au + Au collisions at root s(NN) = 200 GeV are presented. For associated particles at higher p(T) greater than or similar to 2.5 GeV/c, narrow correlation peaks are seen in d + Au and Au + Au, indicating that the main production mechanism is jet fragmentation. At lower associated particle pT < 2 GeV/c, a large enhancement of the near- (Delta phi similar to 0) and away-side (Delta phi similar to pi) associated yields is found, together with a strong broadening of the away-side azimuthal distributions in Au + Au collisions compared to d + Au measurements, suggesting that other particle production mechanisms play a role. This is further supported by the observed significant softening of the away-side associated particle yield distribution at Delta phi similar to pi in central Au + Au collisions.

Balance functions from Au+Au, d+Au, and p+p collisions at root s(NN)=200 GeV

Balance functions have been measured for charged-particle pairs, identified charged-pion pairs, and identified charged-kaon pairs in Au + Au, d + Au, and p + p collisions at root s(NN) = 200 GeV at the Relativistic Heavy Ion Collider using the STAR detector. These balance functions are presented in terms of relative pseudorapidity, Delta eta, relative rapidity, Delta y, relative azimuthal angle, Delta phi, and invariant relative momentum, q(inv). For charged-particle pairs, the width of the balance function in terms of Delta eta scales smoothly with the number of participating nucleons, while HIJING and UrQMD model calculations show no dependence on centrality or system size. For charged-particle and charged-pion pairs, the balance functions widths in terms of Delta eta and Delta y are narrower in central Au + Au collisions than in peripheral collisions. The width for central collisions is consistent with thermal blast-wave models where the balancing charges are highly correlated in coordinate space at breakup. This strong correlation might be explained by either delayed hadronization or limited diffusion during the reaction. Furthermore, the narrowing trend is consistent with the lower kinetic temperatures inherent to more central collisions. In contrast, the width of the balance function for charged-kaon pairs in terms of Delta y shows little centrality dependence, which may signal a different production mechanism for kaons. The widths of the balance functions for charged pions and kaons in terms of q(inv) narrow in central collisions compared to peripheral collisions, which may be driven by the change in the kinetic temperature.

Inclusive pi(0), eta, and direct photon production at high transverse momentum in p plus p and d plus Au collisions at root s(NN)=200 GeV

We report a measurement of high-p(T) inclusive pi(0), eta, and direct photon production in p + p and d + Au collisions at root s(NN) = 200 GeV at midrapidity (0 < eta < 1). Photons from the decay pi(0) -> gamma gamma were detected in the barrel electromagnetic calorimeter of the STAR experiment at the Relativistic Heavy Ion Collider. The eta -> gamma gamma decay was also observed and constituted the first eta measurement by STAR. The first direct photon cross-section measurement by STAR is also presented; the signal was extracted statistically by subtracting the pi(0), eta, and omega(782) decay background from the inclusive photon distribution observed in the calorimeter. The analysis is described in detail, and the results are found to be in good agreement with earlier measurements and with next-to-leading-order perturbative QCD calculations.

Synthesis and characterization of hyperbranched aromatic poly(ether imide)s

The four AB(2) monomers, N-[3- or 4-bis(4-hydroxyphenyl)toluoyl]-4-chlorophthalimide and N-{3- or 4-[1,1-bis(4-hydroxyphenyl)]ethylphenyl}-4-chlorophthalimides, were prepared and used for synthesis of hyperbranched poly(ether imide)s bearing hydroxyl end groups. These hyperbranched poly(ether imide)s had moderate molecular weights with broad distributions and showed glass-transition temperatures (Tgs) between 177 and 230 degreesC. The thermogravimetric analytic measurement revealed the decomposition temperature at 5% weight-loss temperatures (T-d(5%)) ranging from 240 to 281 degreesC. Analysis using H-1 NMR spectroscopy revealed the four types of hyperbranched poly(ether imide)s to have similar degrees of branching (ca. 60%). These polymers were modified by acylation or nucleophilic substitution reaction at the hydroxyl end groups. The conversion effectiveness depended on the type of modification reaction, modifier, and reaction conditions. The thermal stability and solubility of hyperbranched poly(ether imide)s were improved by the modification of the end groups.