实践·知识 科技博览

山西用深冷冻技术建煤层气液化工程；高聚物乳液对煤矸石自燃具有较好的阻化作用；美国制定颁布起重机职业安全卫生标准；设备网（DeviceNet）总线技术用于矿井瓦斯传感器的设计；EN50129应用于铁路安全系统中。     

冷冻水系统的防腐净化处理技术探讨

介绍了针对石化装置的冷冻水系统应用电絮凝技术的可行性。目标是净化处理冷冻水系统长期运行后存积于闭环循环的盐水溶液中的大量胶状固体杂质,不仅要达到去除杂质、净化冷冻水系统的目的,同时还不能产生新的离子污染,保留原液中有效成分,不损失大部分原液量。试验证明,该技术不仅能满足净化要求,还能有效解决冷冻水系统制冷效果严重降低的问题,降低系统运行能耗、电耗和操作费用,减少污水的排放。推荐在冷冻水系统及多醇溶液的净化处理过程应用该技术。     

温度对外源性重金属镉在土-水界面间形态转化的影响

通过室内培养试验、采用逐级提取法研究了不同温度(-30℃、10℃、30℃)对土壤中不同剂量外源重金属镉形态转化的影响。结果表明:在30℃和10℃条件下外源加入土壤中的镉以交换态为主,且在30℃条件下镉的活性要强于10℃。在-30℃条件下,当土壤中镉总量较高时,冷冻导致镉在短期内存在形态以残渣态为主,而在培养后期交换态镉的分配系数较大;当土壤中镉总量较低时冷冻过程使镉活性增强,交换态镉的分配系数较大。冷冻过程中有机质结合态镉的含量未检测出来,说明有机质与镉的螯合作用减弱。土壤中镉含量越多,非残渣态镉的相对含量也随之增高,镉的毒性相对也增强。     

海洋沉积物有机碳分析方法中干燥预处理过程人为误差的发现及其意义

以1个新鲜的半远洋沉积样品(来自南海陆坡)和2个新鲜的近海沉积样品(来自中国青岛胶州湾)为例,针对目前国际通用沉积物有机碳检测方法的样品前处理过程进行了一系列的实验.发现用冷冻真空干燥法替代目前流行使用的热烘干法,所有的3个样品的有机碳含量值都比使用烘干法所得值高出20%以上.通过运用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对热烘干步骤的蒸发物进行检测,证实了其中有机碳的存在并显示了其组成成份.另一方面,不同干燥时间的冷冻真空干燥对比实验则证实了该方法没有造成有机碳的损失.基于这些结果,认为在目前的国际通用沉积物有机碳检测方法中存在着较大的系统误差(＞20%),这个误差是由样品前处理中的热烘干步骤所造成的,而采用冷冻真空干燥的方法可以有效地消除这一误差.因此,建议修改现有的国际通用测定方法:前处理过程中用冷冻真空干燥法取代热烘干法.同时,鉴于这一误差的重要性,对已发表的科学文献中的有机碳数据,以及基于这些数据而推导的科研结论等都可能有必要进行重新审查或验证.     

空调系统水处理

现代中央空调冷却水系统一般采用敞开式循环冷却水系统，冷冻水系统则采用闭式循环方式。近几年来，电磁除垢仪被大量运用在空调的冷冻和冷却水系统中。电磁除垢仪在防腐、杀菌、阻垢方面都有一定的作用，但空调水系统如果不配合进行其他水处理过程则会产生以下危害：     

陶瓷基复合材料连接结构失效分析方法

目的分析陶瓷基复合材料的结构强度。方法围绕C/SiC陶瓷基复合材料连接结构失效分析问题,提出模量突降和渐进损伤两种分析方法,基于Abaqus软件平台编写UMAT有限元分析子程序,结合试验数据分析多种不同失效准则在陶瓷基复合材料结构强度分析中的适用性。结果基于改进三维Hashin失效准则,针对典型C/SiC复合材料连接结构进行了失效行为计算,获得结构的失效模式与试验结果规律一致,破坏载荷的预测误差在10%以内。结论通过与试验结果的对比分析,验证了两种方法的有效性,研究方法能够为高超声速飞行器、天地往返飞行器复合材料热结构的强度分析提供技术支撑。     

采用厌氧发酵和冷冻微波联合处理剩余污泥并回收氮磷

为了实现从剩余污泥中高品位回收鸟粪石（MAP,MgNH₄PO₄·6H₂O）,本研究考察了厌氧发酵、冷冻+微波两种污泥预处理方式促进污泥中氮、磷的释放及回收效果.试验结果表明：污泥厌氧发酵在温度30℃、pH=12、发酵时间4 d时,PO₄^3--P和HN₄⁺-N的最大释放量分别为224.50 mg·L^-1（即7.24 mmol·L^-1）和278.17 mg·L^-1（即19.87 mmol·L^-1）,PO₄^3--P物质的量浓度远小于HN₄⁺-N物质的量浓度.冷冻+微波联合预处理在冷冻温度-20℃、冷冻时间48 h、微波初始pH=3、微波时间9 min时,PO₄^3--P和HN₄⁺-N的最大释放量分别为1011.84 mg·L^-1（即32.64 mmol·L^-1）和220.82 mg·L^-1（即15.77 mmol·L^-1）,PO₄^3--P物质的量浓度高于HN₄⁺-N物质的量浓度.根据污泥上清液中的氮、磷含量,将厌氧发酵与冷冻+微波两种污泥预处理后的上清液按体积比1：9进行混合,使Mg：N：P物质的量比为1.6：1.4：1时,PO₄^3--P的最高回收率为99.11%,HN₄⁺-N的最高回收率为73.46%.X射线衍射（XRD）结果显示,回收的沉淀物主要为鸟粪石晶体.将两种污泥预处理后的上清液进行混合,有效地解决了污泥上清液中由于氮、磷比例失衡所导致的回收率下降的问题,从而实现以鸟粪石的形式高效回收剩余污泥中的氮、磷.     

环渤海盐碱地区模拟生活污水冷冻处理试验

为了探索环渤海地区污水资源化的过程,基于冷冻技术,通过模拟生活污水人工冷冻试验,研究了冷冻温度、污染物初始浓度、机械搅拌等因素对环渤海盐碱地区生活污水冰融水水质的影响,同时考察了人工冷冻试验对含盐生活污水中COD_Cr与NH₃-N处理效果的影响. 结果表明:在-11~-2 ℃的室内人工低温环境中,冷冻法可使污水中COD_Cr与NH₃-N的去除率分别达到80%和85%以上;冷冻温度越低,污水冷冻速率越快,COD_Cr和NH₃-N的去除率越低;污染物浓度越高,污水冰融水水质越差;机械搅拌对污水处理效果的影响不很明显.      

国家重点生态功能区的环境质量与经济增长效应评估

中国的国家重点生态功能区依托于主体功能区规划,以改善生态环境质量为首要任务,但实行严格的产业准入制度,故其生态保护目标能否兼顾经济增长值得关注。为回答该问题,该研究将国家重点生态功能区的设立作为一项“准自然实验”,基于2001—2019年地级市面板数据,采用多期渐进双重差分（DID）评估该生态政策对环境质量和经济增长的影响。研究发现,国家重点生态功能区不仅能够提升环境质量,同时还能促进经济增长,从而实现“绿水青山”与“金山银山”兼得的双赢局面,这一结论在反事实检验、排除其他政策干扰等多重情景下依然稳健。机制分析表明,国家重点生态功能区能够通过国土空间配置效应、产业结构升级效应、生产率提升效应及要素集聚效应促进环境质量与经济增长的协同提升。异质性分析表明,国家重点生态功能区的政策效应在不同的功能区类型、不同的地理空间及不同的分位数水平上存在异质性。水土保持型与生物多样性维护型、西南地区和长江中下游地区及东南沿海地区的生态功能区均实现了环境质量与经济增长的共同提升,水源涵养型、东北地区及华北地区仅提升了环境质量,防风固沙型及西北地区则仅促进了经济增长。随着分位点的上升,国家重点生态功能区对...