混合酸消解变化对土壤和沉积物中痕量硒分析影响

基于各3种采集环境样本、国家标准物质的土壤和沉积物,以当前环境监测行业常用的3种消解方法,探讨20种混合酸系统条件在消解条件变化中对复杂样本硒元素测定的影响。确定了最佳土壤和沉积物消解的组合为王水系统(盐酸∶硝酸∶氢氟酸∶过氧化氢∶高氯酸=3∶1∶1∶1∶1),各消解法的处理结果部分(n=5)∶水浴法消解时间仅需0.5h,总处理时间2h,准确度回收率达101%~104%,精密度RSD为1.95%~2.20%;电热板法总处理时间较长(7.5h),回收率106%,RSD偏高为8.46%,不推荐使用;微波法处理的总时间亦长达7.0h,回收率93.8%,但精密度亦偏高为8.24%,因此采用水浴法应用于环境样本的测定。该优化消解方法已直接应用于环境中农业、建筑用土和管道淤泥沉积物的3种样品类型前处理,利用同一优化条件即可快速对应土壤和沉积物性质样品,单次可批量处理72~84个样本,解决高通量样品痕量硒测定需求,提供环境污染监测和检测行业一参考依据。     

易失稳瓦斯抽采钻孔加固技术数值模拟研究

针对松软煤层瓦斯抽采钻孔稳定性差、钻孔形变较大、钻孔及周围煤体漏风严重等造成钻孔密封难的技术难题,提出了预先采用加固技术来提高松软煤层瓦斯抽采钻孔的稳定性,合理的解决钻孔高效密封的现实难题。首先,阐述了易失稳瓦斯抽采钻孔加固技术的基本原理。其次,利用FLAC3D模拟软件对比分析了松软煤层、硬质煤层在不同固孔材料固化后钻孔周围位移场变化。研究表明:采取固孔措施后的钻孔相比措施前等值线分布稀疏,梯度较小,不同位置处的煤体的位移量差别较小。钻孔形成后,顶部位移量均大于底部位移量,左右两帮的位移量基本相同,有效的降低钻孔周边煤体的位移变化量,增强钻孔稳定性,为钻孔的高效密封提供了保障。     

人体热应变预测方法标准在热安全评价中的应用

工业生产中存在着大量的高温工作环境,如高温生产车间或夏季露天作业环境等。高温工作环境可能导致人体体温升高、出汗脱水,对人体安全造成危害。建立人体热生理响应模型,通过计算得出人体生理指标变化,从而判断人体安全状态,是有效的人体安全评价方法。ISO 7933是人体热应变计算方法的国际标准。在考虑了环境和人体的多种情况下,给出人体相关生理参数的计算方法。基于此方法,与人体热安全阈值相结合,建立人体热安全评价方法,并给出了典型热环境下的算例。该方法也可用于评价热防护服的有效性。     

2050年中国能源消费的情景预测

与全球气候变化紧密相关的能源消费问题是当今世界各国关注的热点,特别是中国能源消费规模、能源消费峰值和消费结构等更是关注的重点.论文在简要评述中国能源消费峰值、能源消费预测方法和模型的基础上,系统回顾了国内外对中国能源消费预测研究成果,侧重于人口和经济等驱动中国能源消费的两大主要因素,参考主要发达国家经济发展过程中人均能源消耗及人均累计能耗变化规律,对中国未来能源消费趋势进行了定量预测分析.结果表明:① 中国人均能耗、总量和人均累计消费量均有较大的发展潜力.2050年中国人均能耗大致在4.75~9.31 tce,上限也只相当于美国人均能耗峰值的76%;中国能源消费总量还将持续增长,2050 年的能源消费总量在61.91×10⁸~121.33×10⁸tce;1870-2050 年,中国人均累计能耗最佳分布区间为207~294 tce,只相当于1870-2012 年美国人均累计能耗的46%、德国的56%、英国的57%.② 文献梳理表明,当前预测中国能源消费峰值的各种研究成果大多认为在62×10⁸~79×10⁸tce,而峰值年份则出现在2035-2045 年,论文认为除美国、英国和德国情景将有峰值出现外,其他情景尚不可能出现峰值;③ 法国情景下中国能源消费“零”增长将于2040 年左右出现;日本、韩国以及基准情景预测显示,2035 年以后中国能源消费将进入到2%左右的低速增长期.上述研究结果表明,中国未来能源消费预测采用法国、日本、韩国情景较为合理,2035 年以后,中国能源消费将进入低速增长期.当前,中国人均收入不高,人均能耗尤其人均累计能耗处于较低水平,过早乐观承诺能源消费峰值,易使气候变化谈判陷入被动;从中国国情出发,需给中国社会经济发展留有能源消耗空间;促进能源资源的节约集约使用,积极倡导节能型生产生活方式,是中国社会经济可持续发展、保障能源安全、积极应对全球气候变化的现实需要.     

DPSD在PT二次侧检测中的应用

随着电能计量准确性要求的不断提高,以及“注入信号法”在故障选线及电容电流测量中的广泛应用,PT二次侧信号的准确检测就显得尤为重要。在PT二次侧提取信号时,传统的检测方法检测精度不高,很难满足实际应用要求。因此,提出将数字相敏检波(DPSD)应用到PT二次侧的信号检测中,该方法的优点是不仅能检测信号幅值大小,同时能检测信号的相位。此外,DPSD检测精度较高,特别适用于低信噪比(SNR)的检测场合。设计DPSD检测算法,在MATLAB/SIMULINK环境下建立仿真模型,验证在PT二次侧检测低SNR信号的效果,检测结果证明DPSD有效地抑制了电网中谐波信号和强噪声,并能准确地将感兴趣信号提取出来。     

电量采集终端及电能表远程对时研究及应用

电量采集终端及电能表时钟的准确性直接影响到采集数据的准确性,进而影响准确计量、线损分析和电量结算等。考虑到传统的现场人工对时或采用红外掌机校时方式耗时、耗力,设计了一种新的远程对时方案,首先提出基于电力系统通讯协议的TDPTP时钟同步原理,其充分考虑了通讯延时来实现主站对电量采集终端的远程对时,然后通过开启电量采集终端的对时功能对电能表精确对时,从而保证了时钟由.上至下的一致性。通过应用成果证明该远程对时方法的可行性,不仅确保了电量数据的客观性,还有效提升计量的准确性,同时减少了人工现场校时的工作量。     

微生物-矿物相互作用：机制与重金属固定效应

微生物-矿物相互作用是地表中最基本的地球化学过程,影响着重金属的迁移转化与生态效应.重金属胁迫下,微生物演化出了一系列适应机制,改变着矿物的表面反应活性,而矿物反过来刺激着微生物的分泌活动.在两者的协同作用下实现了对重金属的钝化.本文综述了微生物-矿物相互作用机制,并重点总结了微生物-硅酸盐矿物、微生物-铁矿物体系中微生物和矿物的协同作用对重金属的固定机制.微生物与矿物之间的作用机制主要包括生物力学和生物化学作用.一些真菌、放线菌能利用菌丝沿着矿物晶面、解理、裂缝和晶界,在纳米尺度上对矿物进行穿插、挤压、剥蚀等生物力学作用,甚至形成矿物隧道化.而大多数微生物主要通过分泌铁载体、有机酸以及氧化还原作用改造矿物.两者相互作用改变着矿物表面及微生物活性,影响着重金属的形态.微生物-硅酸盐矿物体系主要通过提高固有活性位点利用率,增加额外吸附位点,改变与重金属的作用方式,影响矿物或微生物内部分散性,破坏矿物的结构,改变微生物的分泌活动等方式实现重金属的钝化.而微生物-铁矿物体系则主要通过加速电子转移的方式促进变价金属向低毒或无毒形态转变.期望本综述能为微生物-矿物联合修复重金属污染提供理论支持.     

焦化场地典型多环芳烃类污染物精细化风险评估

为准确评估多环芳烃(PAHs)污染土壤对人体的健康风险,解决目前基于总量风险评估导致土壤PAHs修复目标值过严的问题,采用德国标准研究院颁布的生物可给性测试方式研究了石家庄某焦化厂土壤中苯并[b]荧蒽(BBF)、苯并[k]荧蒽(BKF)、苯并[a]芘(BAP)、茚并[1,2,3-cd]芘(IPY)和二苯并[a,h]蒽(DBA)共5种PAHs的生物可给性,并基于考虑和不考虑生物可给性计算了场地PAHs经口摄入途径下的人体健康致癌风险及修复目标值.结果表明,(1)调查研究区域BBF、BAP、IPY和DBA浓度超出《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB36600—2018)规定的第一类用地筛选值;(2)土壤中PAHs的生物可给性范围为14.71% ～56.42% ;(3)在考虑生物可给性后,4种超标PAHs的健康风险均有所降低,其中BBF的风险值已低于国家导则规定的人体可接受水平;(4)引入生物可给性后BAP、IPY和DBA的修复目标值(95% UCL)为2.83、34.63和1.95 mg·kg-1 ,分别提高了2.6倍、3.4倍和1.5倍.对焦化场地典型污染物PAHs进行精细化健康风险评估,可以在一定程度上克服现有技术导则计算土壤PAHs修复目标值过于严格的问题.     

Ca改性生物炭对土壤磷赋存形态影响及稳定化机制

针对湖库周边农田淹没后土壤磷释放风险控制的问题,采用共热解法制备Ca改性生物炭（Ca-BC）,通过X射线光电子能谱分析（XPS）、X射线多晶粉末衍射分析（XRD）、吸附实验和模拟培养实验等,进行Ca-BC 对土壤磷赋存形态影响和稳定化机制研究.结果表明,Ca-BC 吸附磷的过程符合Langmuir（R² = 0.940）和一级吸附动力学模型（R² = 0.961）,表明该吸附过程为化学作用主导的单层吸附,最大吸附量达到267.93 mg·g^-1.模拟培养实验表明,当Ca-BC添加量为1%时,土壤中较活跃性的交换态磷形态从7.42%下降至4.59%. XRD结果表明,Ca-BC吸附磷后出现Ca₃（PO₄）₂和Ca₅（PO₄）₃（OH）吸收峰,证明磷酸盐在生物炭表面形成较稳定的晶体沉淀.XPS分析表明,生物炭表面羰基官能团参与磷固定过程,提高了生物炭对磷的吸附能力.总体来讲,Ca-BC 添加量大于1%时,对磷的释放有较好的固定能力,具备对土壤磷释放控制的潜在应用价值.     

一种pH荧光特性物质的合成及其特性研究

合成并表征了化合物:N,N'-二苯丙氨酸铵-3,4,9,10-苝四羧酸二酰亚胺(PDCDA).研究了pH值变化对其水溶液可见吸收光谱和荧光发射光谱的影响,探讨了荧光强度变化的机理,并利用PDCDA构建了具有“开-关”特性的pH荧光传感器.结果表明,PDCDA化合物水溶性好、荧光量子产率高,荧光强度与pH值间有着强烈的依赖关系,在碱性及中性溶液中荧光强度较强且稳定,而在酸性溶液中荧光被淬灭,PDCDA在一个非常窄的pH范围内荧光强度发生了明显的变化, pH值的改变对发光团π-π堆积产生影响进而导致其荧光发射光谱和可见吸收光谱发生改变.PDCDA可用作水溶液的pH荧光传感器,检测pH值范围为3.8~6.3.