防腐蚀 亟需一部“根本大法”——访北京科技大学新材料技术研究院副院长李晓刚

<正>去年一段时间以来,地下管线事故频频发生。2014年"7·31"高雄气爆事故与青岛"11·22"爆燃事故被专家指出皆是腐蚀引发的严重次生灾害。其实,不仅管线,石油化工企业的工艺装备,也常年面临腐蚀的威胁,面对且进一步解决此问题,是实现安全生产无法逃避的现实。为此,本刊近日专访了北京科技大学新材料技术研究院副院长,中国腐蚀与防护学会副理事长兼秘书长李晓刚教授。     

郑州市冬季大气PM2.5金属元素来源及健康风险评价

以郑州市2019年12月大气PM_2.5为对象,分析其中Ca、 Fe、 K、 Mg、 Sb、 Na、 As、 Cu、 Pb、 Zn、 V、 Co、 Cr和Ni含量,运用地累积指数(geo-accumulation index,I_geo)和正定矩阵因子模型（positive matrix factorization, PMF）分析元素污染程度和来源,采用美国EPA健康风险评价模型对重金属元素的健康风险进行评价.结果显示,采样期间日均ρ(PM_2.5)为108μg·m^-3,金属元素中ρ（Ca）最高(5.9μg·m^-3).地累积指数结果表明,Sb污染程度最高,Sb、 As和Cu造成极重污染,PMF解析结果表明,采样期间研究区域金属元素来源有冶金工业源、交通移动源、固体废物焚烧源和燃煤与扬尘混合源.不同污染水平下儿童所受非致癌风险更高而成年人所受致癌风险更高,各金属元素对人体的非致癌风险总体上在人体可接受范围,而As造成的致癌风险超出可接受范围.各类源HQ值均小于1,非致癌风险可忽略不计,...     

过硫酸钠同时消解养殖尾水中总氮和总磷的探索

大部分池塘养殖尾水中总氮、总磷质量浓度偏高,测定过程中需要对样品进行稀释,耗时较长且影响准确度。实验室分析时,通常采用过硫酸钾对尾水样品进行消解,其配置过程对温度要求较高,易析出晶体,且耗时较长。而过硫酸钠易溶于水,受温度影响较小,易配制。因此,分别采用上述2种过硫酸盐消解液对样品进行消解并同时测定总氮、总磷的质量浓度,比较2种消解方式对校准曲线、加标回收率、养殖尾水实际样品测定的影响。结果表明,等质量或等物质的量的过硫酸钠消解液均能满足总氮、总磷的消解要求,且后者消解样品无须改变氢氧化钠的加入量和调整pH值,即可达到同等消解效果。因此,可采用等物质的量的过硫酸钠代替过硫酸钾同时消解养殖尾水中的总氮、总磷。     

一株耐铅镉真菌Q7对香根草吸收累积重金属的效应

采用双因素完全随机区组试验探讨耐性真菌联合香根草修复铅(Pb)、镉(Cd)复合污染土壤效应.其中A因素为加菌量,设置0、1、3、5 g共4个水平,菌株代号Q7.B因素为铅镉添加量,设置Cd0Pb0、Cd10Pb400、Cd20Pb600、Cd30Pb800、Cd50Pb1200、Cd80Pb1800(单位为mg/kg)6种不同铅镉浓度水平.结果表明,添加耐性真菌可显著提高香根草生物量,1、3、5 g加菌量处理可分别使香根草总干重增加量达到41.9%、74.9%、71.7%.耐性真菌可促进香根草地上部与地下部对铅镉的富集,Cd~(2+)80 mg/kg、Pb~(2+)1 800 mg/kg处理下,1、3、5 g加菌量处理香根草对铅富集量比不加菌处理,地上部分别升高了120.6%、265.4%、242.9%,地下部分别升高了110.3%、278.2%、266.2%;对镉而言,地上部镉含量分别升高了113.2%、238.3%、217.3%,地下部分别升高了103.1%、298.8%、274.4%.加菌可强化香根草对铅镉污染土壤的修复效果,且3 g加菌量强化香根草修复效果要优于1 g和5 g加菌量处理.综上,将耐性真菌与重金属富集植物香根草在不同铅镉复合污染浓度下构建联合修复体系,显示了真菌对香根草修复铅镉污染土壤的显著强化效应.     

水热/臭氧预处理促进餐厨垃圾中典型废弃油脂厌氧发酵产甲烷

为了缓解餐厨垃圾中大量未降解油脂包覆微生物,对厌氧发酵产生严重抑制的问题,本文采用水热或臭氧预处理有效降解油脂,预处理进行厌氧发酵.扫描电子显微镜和傅里叶变换-红外光谱分析表明,经过水热或臭氧预处理后,厌氧发酵过程油脂降解程度提高.经过臭氧预处理的火锅废油厌氧发酵甲烷产率提升至（854.20±10.28） mL·g^-1（每克有机质干重所产生的甲烷量,以毫升计,下同）,在第20 d达到产甲烷速率峰值（122.06±3.46） mL·g^-1·d^-1,较之未处理组达到甲烷峰值速率的时间缩短4 d,甲烷产率提升17.4%.总体能量转化效率由未经预处理的64.88%提升到臭氧预处理后的76.18%,说明臭氧或水热预处理可以促进油脂的降解,并且提高产甲烷菌对底物的利用从而提高发酵产甲烷的效率,从而在一定程度上缓解目前工业生产中存在的油脂难以降解以及包裹厌氧微生物的问题.     

多方博弈下起重作业人员有意不安全行为致因分析

为有效制定起重作业人员有意不安全行为防范措施,降低人为事故发生可能性,结合演化博弈理论,探讨不同策略选择下施工企业内部管理方、监管方及作业方的得益变化,建立各方期望效益函数;依据复制动态方程,构建多方演化博弈模型,分析各方策略选择演化趋势及均衡点,剖析作业人员有意不安全行为致因,并分别从各方角度制定作业人员有意不安全行为预防措施。结果表明:作业人员有意不安全行为不仅与自身风险、成本有关,且受管理方、监管方决策影响;管理方增加安全投入,提升作业人员事故损失承担比例;监管方选择合理监管方式严格监管作业行为;作业人员进行行为决策时权衡风险、成本、收益及各方决策,将有效减少作业人员有意不安全行为的发生。     

基层应急治理效能提升的体系、模式和路径

为进一步提高基层应急治理效能,从"应急管理"向"应急治理"转变角度切入,以整体性治理理论为基础,整合社会治理和应急管理相关理论,基于"一案三制"应急管理体系顶层设计视角,完善基层整合式应急治理体系;基于"全周期管理"方法,构建应急治理协作共同体的多元协同基层应急治理模式;以"制、智、质"为突破抓手,提升基层应急治理实践路径,为加强基层应急治理体系和治理能力现代化建设提供一定理论参考.     

纳米金属氧化物对人体细胞毒性效应的构效关系研究

为建立高效的纳米金属氧化物细胞生物毒性构效关系预测模型，研究了20种纳米金属氧化物在不同生物条件下对人正常肺上皮细胞(BEAS-2B)和角质层细胞(HaCaT)的毒性效应构效关系，并首次将元素周期描述符(定量描述符)与试验条件参数(定性描述符)相结合，共同表征金属氧化物的纳米结构特征。在采用支持向量机-特征递归消除法(Support Vector Machine-Recursive Feature Elimination, SVM-RFE)筛选的最优描述符作为输入参数的基础上，分别应用支持向量机(Support Vector Machine, SVM)和随机森林(Random Forest, RF)2种高效的建模方法，建立纳米材料构效关系(Structure-Activity Relationships for Nanoparticals, Nano-SAR)预测模型。2个算法训练集的准确率(ACC)均大于0.9,内部验证准确率均大于0.7,测试集外部验证的准确率也均大于0.8,模型验证结果表明2个算法均具有良好的稳定性和较强的预测能力。对比2个算法研究结果表明，RF算法优于SVM算法...     

隧道开挖地层位移计算方法及工程应用∗

经验方法是计算隧道开挖引起地层位移的重要方法，尤其是当地层的非线性塑性变形显著时，经验方法可更为合理地描述地层的位移分布规律，但是可实现地层竖向位移和水平位移统一计算的方法尚未建立。基于隧道上方土体单元的运动特征，提出了隧道开挖引起的地层位移的经验计算模型，建立了地层水平位移和竖向位移之间的关系。通过分析 25 组现场工程数据，优化了隧道上方地层最大沉降 S_v，max（z）的公式，结合已有的沉降槽宽度系数 i（z）的公式，发展了 Peck‐Mair 公式，实现了隧道上方地层竖向位移场的合理计算。根据地层水平位移和竖向位移之间的关系，基于发展的 Peck‐Mair 公式，推导了地层水平位移的计算公式，实现了地层竖向位移和水平位移的统一计算。在地层水平位移计算公式中，变量 H（z）表示土体运动定向点位置随深度的变化规律，基于工程实测结果提出了一个对数函数实现了 H（z）的定量描述。利用伦敦 HEX 隧道工程中实测的 2 组地层位移数据，验证了所提地层位移计算方法的合理性。最后，将提出的地层位移计算方法应用在北京地铁 12 号线安‐安区间渡线段隧道开挖工程，实现了该工程中隧道开挖引起的地层位移场的反演。     

液氮抑制外部加热和过充锂电池模组热失控

为抑制锂离子电池模组的热失控传播，构建液氮(LN)对热失控的抑制试验系统，揭示在外部加热和过充条件下，LN对锂离子电池模组热失控传播的抑制作用。结果表明：外部加热条件下，热失控自紧贴加热板的电池向两侧传播，共6块热失控电池；同条件下，注氮后热失控电池温度降低超过100℃,峰值温度降低70℃以上，LN冷却效率为42.9%,有效利用率为4.1%,热失控剧烈程度降低，传播被阻断；改变加热板位置使LN不直接接触热失控电池时，LN的冷却效率为18.3%,有效利用率仅为2.1%,远低于接触组，且热失控电池回温至207℃,LN不能终止电池热失控进程，LN直接接触热失控电池时达到最佳抑制效果。过充条件下，电池模组内共7块热失控电池，峰值温度均超过345℃;注氮组无热失控电池，电池峰值温度为127.4℃,LN冷却效率为41.7%,在电池模组压降时注氮可防止热失控发生。