冻融循环作用下尾矿砂抗剪强度和变形特性研究

为探究冻融循环后尾矿物理力学特性的变化特征,使用高低温试验箱和应变控制式三轴剪力仪对处于不同初始条件下的尾矿砂进行不排水不固结试验,揭示了尾矿砂的抗剪强度参数、不同围压条件下的变形模量与冻融循环次数、含水率之间的关系。结果表明:相同含水率条件下,随冻融循环次数增加,尾矿砂黏聚力先减小后趋于稳定,内摩擦角先增大后减小,围压100 k Pa和200 k Pa时变形模量逐渐减小,围压300 k Pa时变形模量呈现先减小后缓慢增大的趋势;相同冻融循环次数条件下,随尾矿砂含水率增加,其黏聚力先增加后减小、内摩擦角不断减小;不同围压条件下变形模量在总体上均呈现出不断减小的变化趋势,围压200 k Pa时变形模量总的衰减量最大,100k Pa次之,300 k Pa最小。     

对称障碍物条件下瓦斯爆炸火焰与压力波耦合作用研究

为了研究对称障碍物条件下瓦斯爆炸压力波与火焰传播的耦合作用,在150 mm×150 mm×1 700 mm的有机玻璃瓦斯爆炸管道中,距离点火端不同距离安装0.5阻塞率的对称障碍物,进行8.5%甲烷体积分数的爆炸试验,采集瓦斯爆炸的超压信号并同步拍摄火焰传播图像。结果表明:火焰穿越板式对称障碍物的过程经历了火焰加速、火焰降速到火焰再加速的过程,火焰降速的时间仅为5 ms。距离点火焰源不同长度的对称障碍物在火焰加速过程中的作用存在明显差异,近点火源的障碍物作用主要为诱导湍流,远离点火源的障碍物作用主要为湍流增强。     

珠江口表层水中多环芳烃的分布特征及健康风险评估

分别于2015年2、5、8、11月在珠江八大入海口采集表层水体样品,应用固相萃取富集法对该区域表层水体中16种USEPA优控多环芳烃(PAHs)的时空分布特征进行分析,并利用终生致癌风险增量模型(ILCR)对该区域的饮水健康风险进行评价。结果表明:珠江口4个季度所采集的水样中,∑15PAHs的浓度范围为18.0~50.3 ng/L,含量处于中等水平。其中7种强致癌性∑7PAHs的浓度范围为1.53~3.73 ng/L,占∑15PAHs的5.89%~11.1%,∑15PAHs和∑7PAHs在枯水期(2、11月)样品中明显高于丰水期(5、8月)。就组成特征而言,各采样点PAHs以3、4环为主。珠江口表层水中非致癌类PAHs的危害商数值为0.99×10~(-5)~2.73×10~(-5),远低于USEPA规定的阈值(1);致癌类PAHs产生的健康风险为6.50×10~(-8)~2.37×10~(-7),其中Ba P导致的饮水途径健康风险最高,所有点位致癌类PAHs的健康风险均低于USEPA推荐的对致癌物质最大可接受风险水平(10~(-6)),表明珠江口表层水中PAHs尚不具备严重的致癌风险,但是仍然存在潜在的健康风险,需要重点控制和管理。     

薄膜扩散梯度技术在重金属生物有效态监测中的应用

重金属生物有效性是评估重金属元素迁移性、生物可利用性和生态影响的关键参数。薄膜扩散梯度技术(DGT)是一种原位被动采样技术,因其具有原位富集性、形态选择性,可提供被监测物质在监测时间段内的平均浓度等优点,可作为生物对重金属摄取的模拟替代物对环境介质中重金属的生物可利用度进行预测,已被广泛应用于环境介质中重金属生物有效性的测定。研究主要介绍了DGT技术的原理、组成和特点,评述了其近年来在水体、土壤、沉积物中重金属生物有效态应用方面的新进展,提出了DGT技术未来要提高抗生物污染能力及寻找可与DGT技术联用的相关技术的观点。     

基于SHERPA的环境空气质量减排情景模拟评估

分析了SHERPA综合评价模型的基本原理和主要建模理念,重点介绍了其在环境空气质量减排情景模拟评估方面的作用,以及在排放源与受体关系(SRR)方面的处理方法,比较了其与欧盟常用的其他情景模拟模型的优缺点。SHERPA模型的特点是空间灵活性较好,对于任何给定地点,可以快速评估不同地区对该研究地点空气质量的影响。SHERPA模型的3个主要功能为污染物来源分析、决策支持和情景模拟。基于SHERPA模型对法国环境空气中PM_(2.5)、PM_(10)和NO_2年均浓度进行污染来源分析、决策支持分析和减排情景模拟评估,展示了模型在环境治理措施优先级筛选和政府间联合治理措施协调建议方面的功能和作用,以期为中国环境空气质量预测预报、环境质量管理措施的制定和成效评估等环境服务与管理工作提供借鉴。     

郑州市土壤与绿色植物中汞的分布特征

汞污染具有生物积累性,因而得到社会广泛关注。研究监测和评估了郑州市城区土壤和绿色植物叶片中汞浓度、分布、污染水平等。研究发现郑州市主城区土壤总汞浓度为0. 150～0. 958 mg/kg,平均浓度为0. 448 mg/kg;郑州市主城区绿色植物叶片总汞浓度为0. 017～0. 249 mg/kg,平均浓度为0. 107 mg/kg;土壤和叶片中汞浓度按功能区排序为交通枢纽区工业区商业区行政区高教区住宅区。采用地累积指数法对郑州市80个土壤样品的汞污染水平进行评估,结果显示60%受到轻度污染,35%受到偏中度污染,5%受到中度污染。研究较为全面地分析了土壤汞污染的现状及浓度,为郑州市土壤汞污染防治提供参考。     

氨废水资源化利用的折流式超重力床集成技术

利用折流式超重力床将氨废水处理的精馏和吸收过程集成在一台设备中,开发出一种设备小型化、流程紧凑的氨废水资源化利用集成技术。与传统技术相比,该技术在大幅节省占地面积和空间的同时,还可大幅节约设备建设所用钢材。工业规模试验结果表明,不同浓度的氨废水经该技术处理后可转化为氨质量分数大于22%的氨水资源,处理出水中氨氮质量浓度低于8.2 mg/L,尾气中未检测到氨,处理结果优于GB 31573—2015《无机化学工业污染物排放标准》。     

水中总氮测定方法存在问题的研究及改进

碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定水中总氮采用的消解器皿是玻璃比色管,易造成空白偏高、结果偏低等问题。采用双圆柱状的消解杯对水样进行消解。结果表明,消解杯消解水中总氮,线性相关系数均大于0.999,检出限为0.05 mg/L,相对标准偏差小于5%,相对误差为0.88%~1.00%;改进后的消解器皿具有较好的精密度和准确度,能够更加准确测定水中总氮的含量。     

Comparison on surface properties and desulfurization of MnO2 and pyrolusite blended activated carbon by steam activation

In this study, MnO₂ and pyrolusite were used as the catalysts to prepare modified activated carbon, that is, AC-Mn and AC-P, respectively, from coals by blending method and steam activation. The Brunauer–Emmett–Teller (BET) results indicated that the AC-P had higher surface areas and micropore volumes than the AC-Mn with the same blending ratio. The relative contents of basic functional groups (i.e., C = O, π-π*) on AC-P were slightly lower than those on AC-Mn, while both contained the same main metal species, namely, MnO. The desulfurization results showed that with 3 wt% of blending ratio, AC-Mn3 and AC-P3 had higher sulfur capacities at 220 and 205 mg/g, respectively, which were much higher than for the blank one (149.6 mg/g). Moreover, the AC-P had relatively higher sulfur capacity than the AC-Mn with the same contents of Mn, which might be attributed to the existence of other metals in pyrolusite. After the desulfurization process, MnO were gradually transferred into MnSO₄, and the relative contents of basic functional groups decreased evidently for both AC-Mn3 and AC-P3. The results demonstrated that pyrolusite could be one good alternative to MnO₂ to prepare modified activated carbon for desulfurization.

Implications: MnO₂ and pyrolusite were used as the additives to prepare modified activated carbon from coals by a blending method and by steam activation, that is, AC-Mn and AC-P, respectively. The AC-P had higher surface areas and micropore volumes than the AC-Mn with the same blending ratio. The AC-Mn and AC-P had higher sulfur capacities than a blank one. Moreover, the AC-P had relatively higher sulfur capacity than the AC-Mn with the same contents of Mn. The results demonstrated that pyrolusite could be one good alternative to MnO₂ to prepare modified activated carbon for desulfurizatio.     

废旧硬质聚氨酯泡沫塑料的木质素改性及再生

采用含有二乙二醇(DEG)和乙醇胺(ETA)的双组分解交联剂降解废旧硬质聚氨酯泡沫塑料(PU硬泡),并利用降解得到的低聚物多元醇与木质素复合制备出性能增强的再生PU硬泡。通过对制备的再生PU硬泡的红外光谱、密度、吸水率、抗压强度、热稳定性、导热系数、热重曲线等进行分析测试,考察m(DEG)∶m(ETA)对再生PU硬泡性能的影响。实验结果表明:m(DEG)∶m(ETA)=1∶3时废旧PU硬泡的降解效果最好;木质素加入量为2.0%(w)时再生PU硬泡的密度低、抗压强度高、保温性能良好,达到国家标准《建筑绝热用硬质聚氨酯泡沫塑料》(GB/T 21558—2008)的品质要求。