硫化锰纳米颗粒高效去除重金属镉

中国镉污染问题日益严峻,开发高效的镉吸附剂,是解决环境镉污染问题的重要技术手段。采用共沉淀方法合成了硫化锰纳米颗粒,研究了其对重金属镉的吸附行为,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HR-TEM)、比表面积(BET)等技术手段探究了硫化锰纳米颗粒的形貌、化学组分以及镉的去除机制。结果表明,MnS纳米颗粒呈球状,平均粒径100 nm,比表面积30.56 m~2·g~(-1)。MnS纳米颗粒对Cd~(2+)的吸附动力学数据较好地符合伪二级动力学模型;吸附等温线数据较好地符合Langmuir模型,说明MnS对Cd2+的吸附是以化学吸附为主的单分子层吸附。使用Langmuir拟合的MnS饱和最大镉吸附量为349.6 mg·g~(-1),在众多镉吸附材料中处于前列。对于模拟工厂重金属废水的处理,MnS纳米颗粒可以在5 h内使镉的浓度由60 mg·L~(-1)降至国家规定排放线以下(0.1 mg·L~(-1)),且吸附过程中水体pH稳定,对水体干扰小。在多种重金属离子共存的情况下,仍可以达到接近100%的Cd~(2+)去除率。硫化锰相对稳定,在空气中放置30 d仍有80%的镉去除率。较高的离子交换量形成CdS沉淀是MnS高效去除镉的主要原因。     

基于事故逆向再现的车辆追尾事故仿真分析研究

为认定车辆碰撞事故的性质及责任,动态还原事故发生过程。提出1种逆向事故分析再现方法,经过坐标系旋转后构建确定方程组的车辆碰撞瞬间解析计算模型,并经过实车碰撞实验数据验证其计算精度与三维再现的准确性。利用Crashview软件对1起车辆追尾事故进行仿真分析,解析计算得出车辆碰撞瞬间车速和碰撞前行驶车速,实现事故二维过程重构和三维模拟再现。结果表明:计算分析车速与VDR记录车速误差在5%以内,模拟再现轨迹与事故现场实测痕迹基本吻合,所构建的方法可有效用于车辆追尾碰撞事故辅助分析鉴定,为事故过程分析提供理论依据。     

基于非线性技术锅炉故障分析*

为预测和判断锅炉故障的发生,完善锅炉故障检测技术,基于锅炉运转具有非线性特点,提出将非线性评价指标应用于锅炉故障诊断。研究特征信号的非线性特性,通过确定延迟时间和嵌入维数来重构相空间;采用混沌分形理论研究非线性评价指标;提取最大Lyapunov指数和关联维数,并为收集的每种特征信号选择最合适的非线性指标。结果表明:蒸汽压力的非线性特征指标应选择关联维数,烟气温度1、烟气温度2、水管温度1和水管温度2的非线性特征指标应当选择最大Lyapunov指数。     

矿井热宽温度环境人体热健康分区热调节模型*

为评价矿井热环境中工人职业健康安全状况,提出矿井热宽温度环境人体热健康状态的基本特征与生理要求,分析热宽温度环境人体分区热调节规律与热健康状态的对应关系。基于生物控制论的观点,提出热宽温度范围内不同热应力作用下人体分区热调节机制,建立人体分区热调节模型。结果表明:模型能实现对环境热应力作用下人体物理热平衡状态与生理状态的参数化描述,揭示多因素作用下人体热健康状态的热应力边界与变化规律。分区热调节模型提供了人体热健康状态定量模拟平台,通过参数调整可使模型适应研究需求,模型为井下热环境工人职业健康安全状况分析与评价提供了可参考的思路与方法。     

煤矿水害风险量化评价方法

为提高煤矿防治水管理水平,预防和消除矿井水害,在层次分析法的基础上建立中性值作为参照对象对矿井水害风险进行实时评判的方法。根据《煤矿防治水细则》建立以矿井水文地质类型、矿井涌水量标准分数、突水预兆、采掘面位置、探水结果为准则层的层次结构模型,并对各评价指标赋权。依据制定的水害风险评价指标的评分细则和监测监控数据并结合其权重得到水害评价总得分。通过总得分与中性参照分数比较得出预测结果:水害评价总得分大于中性参照分数,证明水害的威胁小,分数越高越安全;反之则水害的威胁较大,分数越低越危险,这时需要加强防治水的力度,令评价分数管控大于中性参照分数。这种方法依赖于井下监测监控数据进行量化评价,能实时、客观、全面且准确地反映煤矿水害的风险情况。     

汽车用聚合物材料火灾燃烧特性研究

为研究车用聚合物材料的燃烧特性,并对材料的火灾危险性进行全方位的评估,采用锥形量热仪,对汽车上常用的ABS,PP-PVC,PVC革-无纺毡以及无纺布-PVC聚合物材料进行分析表征,测得点燃时间、热释放速率、总热释放量、质量损失速率、烟气生成速率等参数。结果表明:ABS材料的点燃危险性相对最低,PVC革-无纺毡材料相对最高;随热辐射强度的增加,各样品的热释放速率和烟气生成速率明显加快;结合热释放速率峰值、均值和总热释放量可知,无纺布-PVC材料的热危险性相对最低;结合烟气生成速率和总烟释放量可知,ABS材料的发烟危害性相对最高,无纺布-PVC的相对最低;综合比较各样品的FGI和FPI值,安全等级由高到低依次为ABS,PP-PVC,PVC革-无纺毡,无纺布-PVC。     

国产铝合金表面涂层体系在多因素综合加速试验条件下的老化规律研究

研究了一种国产新型铝合金表面防护体系在多因素协同加速试验条件下的表面性能变化规律。涂层在0.01 Hz处的阻抗模值由初始的1.88×10~9 Ω下降为2.04×10~7 Ω。经历5个周期的户内多因素综合加速试验的过程中,2A97铝合金表面涂层体系的防护效果呈持续下降趋势,但5周期后尚未完全失效。     

典型有机磷酸酯阻燃剂分析方法研究进展

有机磷酸酯(OPEs)是一类重要的有机磷阻燃剂,近些年逐渐取代了溴代阻燃剂,广泛应用于各行各业,也因此导致在多种环境介质中有较高的暴露量和潜在风险。已有研究表明,OPEs具有一定的毒理效应,对人体及其他生物均有潜在危害。本文综述了近年来国内外OPEs的检测技术,详述了不同环境介质OPEs的前处理方法。结果表明,目前固相萃取(SPE)和固相微萃取(SPME)仍是水样前处理的主要方法;对于固体样品,加速溶剂萃取/加压液相萃取(ASE/PLE)和微波辅助萃取(MAE)应用较多;虽然大气样品仍以固体吸附剂方式为主,但已向在线一体化方向发展;而生物样品的前处理方法多与水样和固体样品方法相似;但是对于复杂环境介质中OPEs样品的前处理较为困难,方法有待改善;气相色谱-质谱联用(GC-MS)和气相色谱-氮磷检测器(GC-NPD)对弱极性和易挥发的OPEs分析效果好,而强极性和难挥发的OPEs多用液相色谱-质谱联用(LCMS);气相色谱-质谱串联(GC-MS/MS)、液相色谱-质谱串联(LC-MS/MS)和高效液相色谱-质谱串联(UPLC-MS/MS)等对多种复杂的环境介质中的OPEs均有较好的检测分析效果,但并未普及。最后,对OPEs分析测试方法的发展趋势提出了展望。     

全氟辛烷磺酸盐(PFOS)对半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)免疫相关基因表达的影响

为了解全氟辛烷磺酸盐(perfluorooctane sulfonate, PFOS)暴露对半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)免疫功能的影响,在实验室条件下,运用RT-PCR方法分析了PFOS暴露对半滑舌鳎热休克蛋白hsp70、hsp90、C型凝集素(c-type lectin)和细胞色素c氧化酶(cytochrome c oxidase, cox)等4种免疫相关基因表达水平的影响。实验测定了上述4种基因在半滑舌鳎肝、鳃、肠及肌肉4种不同组织中随时间(0、24 h、48 h、96 h和7 d)的表达变化情况。结果表明,在4种组织中,hsp70基因的表达与对照相比为上调,其中,肝组织hsp70基因的表达量显著高于其他各组织,且表达高峰值的出现也早于其他各组织;hsp90基因在肝和鳃组织中表达量随时间不同而波动,在肠组织中表达上调,在肌肉中表达显著下调;c-type lectin基因表达量与对照组相比表达显著下调或无明显差异;cox基因在肝组织和肠组织中表达下调,在鳃和肌肉中表达上调。上述研究结果表明,PFOS能引起免疫相关基因的表达变化,对半滑舌鳎具有潜在的免疫毒性。肝组织中各免疫基因对PFOS胁迫的响应高于其他组织。本研究可为阐明全氟辛烷磺酸盐对半滑舌鳎的免疫毒性提供基础数据。     

Sulfur cycle as an electron mediator between carbon and nitrate in a constructed wetland microcosm

• Fe(III) accepted the most electrons from organics, followed by NO₃^‒, SO₄^2‒, and O₂. • The electrons accepted by SO₄^2‒ could be stored in the solid AVS, FeS₂-S, and S⁰. • The autotrophic denitrification driven by solid S had two-phase characteristics. • A conceptual model involving electron acceptance, storage, and donation was built. • S cycle transferred electrons between organics and NO₃^‒ with an efficiency of 15%. A constructed wetland microcosm was employed to investigate the sulfur cycle-mediated electron transfer between carbon and nitrate. Sulfate accepted electrons from organics at the average rate of 0.84 mol/(m³·d) through sulfate reduction, which accounted for 20.0% of the electron input rate. The remainder of the electrons derived from organics were accepted by dissolved oxygen (2.6%), nitrate (26.8%), and iron(III) (39.9%). The sulfide produced from sulfate reduction was transformed into acid-volatile sulfide, pyrite, and elemental sulfur, which were deposited in the substratum, storing electrons in the microcosm at the average rate of 0.52 mol/(m³·d). In the presence of nitrate, the acid-volatile and elemental sulfur were oxidized to sulfate, donating electrons at the average rate of 0.14 mol/(m³·d) and driving autotrophic denitrification at the average rate of 0.30 g N/(m³·d). The overall electron transfer efficiency of the sulfur cycle for autotrophic denitrification was 15.3%. A mass balance assessment indicated that approximately 50% of the input sulfur was discharged from the microcosm, and the remainder was removed through deposition (49%) and plant uptake (1%). Dominant sulfate-reducing (i.e., Desulfovirga, Desulforhopalus, Desulfatitalea, and Desulfatirhabdium) and sulfur-oxidizing bacteria (i.e., Thiohalobacter, Thiobacillus, Sulfuritalea, and Sulfurisoma), which jointly fulfilled a sustainable sulfur cycle, were identified. These results improved understanding of electron transfers among carbon, nitrogen, and sulfur cycles in constructed wetlands, and are of engineering significance.