小槽式集热系统热性能测试和理论研究

为拓宽太阳能应用领域,基于新研发的小型槽式太阳能聚光集热器,定义当量采光面积参数概念,建立吸热和散热数学模型。以广州地区为例,给出东西向放置的槽式聚光集热器在典型日期跟踪状态下太阳光入射角和直射光利用率的变化规律。通过散热数学模型计算,分析系统各项热损失的变化规律,提出改善系统热性能的有效解决方案并通过测试进行验证。实验测试表明,所开发小槽式聚光集热器在中温段有高热效率,在工质150℃时系统热效率在50%左右。     

V/Ce共掺杂TiO2光催化降解甲醛的实验研究

采用溶胶凝胶法制备了不掺杂、V 掺杂、Ce掺杂、V/Ce共掺杂纳米TiO₂光催化剂,并将其分别负载于瓷砖上,利用X射线衍射分析（XRD）和扫描电镜分析（SEM）技术对薄膜样品的结构和形貌进行了表征。通过对甲醛的降解实验评价光催化剂的光催化活性。实验结果表明,光催化剂的负载量、共掺杂离子的掺杂量、掺杂配比、煅烧温度影响纳米TiO₂的光催化活性。V/Ce共掺杂TiO₂光催化剂产生了协同效应,其光催化活性优于纯TiO₂和单掺杂TiO₂样品。     

Impact of municipal solid waste dumpsites on trace metal contamination levels in the surrounding area: a case study in West Africa,Abidjan, Cote d’Ivoire

Environmental Science and Pollution Research - The impact of uncontrolled municipal dumping sites on metal contamination in the surrounding waters, sediments, and soils are of great concern in many...     

淀粉改性絮凝剂制备及其对污泥絮凝性能研究

利用60Co-γ辐射,以共辐照接枝技术制备出淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物。研究了各种反应条件对丙烯酰胺(Acrylamide,AM)接枝率和单体利用率的影响规律,利用傅里叶红外光谱对接枝产物进行了表征。结果表明,其最佳合成条件为:辐射剂量15 kGy,淀粉与AM质量配比0.5∶1,阻聚剂添加量0.02%AM,单体浓度5%,产品接枝率达244%,单体利用率达171%。接枝产物通过Mannich反应阳离子化后考察其对剩余污泥絮凝性能,试验结果表明:改性絮凝剂(CSPAM)对剩余污泥的絮凝效果优于市售PAM,且CSPAM最佳用量小于PAM。     

SO2 inhalation causes synaptic injury in rat hippocampus via its derivatives in vivo

SO₂ remains a common air pollutant, almost half of the world’s population uses coal and biomass fuels for domestic energy. Limited evidence suggests that exposure to SO₂ may be associated with neurotoxicity and increased risk of hospitalization and mortality of many brain disorders. However, our understanding of the mechanisms by which SO₂ causes harmful insults on neurons remains elusive. To explore the molecular mechanism of SO₂-induced neurotoxic effects in hippocampal neurons, we evaluated the synaptic plasticity in rat hippocampus after exposure to SO₂ at various concentrations (3.5 and 7 mg m⁻³, 6 h d⁻¹, for 90 d) in vivo, and in primary cultured hippocampal neurons (DIV7 and DIV14) after the treatment of SO₂ derivatives in vitro. The results showed that SYP, PSD-95, NR-2B, p-ERK1/2 and p-CREB were consistently inhibited by SO₂/SO₂ derivatives in more mature hippocampal neurons in vivo and in vitro, while the effects were opposite in young hippocampal neurons. Our results indicated that in young neurons, SO₂ exposure produced neuronal insult is similar to ischemic injury; while in more mature neurons, SO₂ exposure induced synaptic dysfunctions might participate in cognitive impairment. The results implied that SO₂ inhalation could cause different neuronal injury during brain development, and suggested that the molecular mechanisms might be involved in the changes of synaptic plasticity.     

黑锰矿催化氧化Fe(Ⅱ)生成铁氧化物过程及影响因素

自然界中的锰氧化物常与铁氧化物交结伴生,其形成和转化过程相互影响. Mn(Ⅳ)氧化物与Fe(Ⅱ)反应过程已有较多研究,然而有氧环境中低价锰氧化物氧化Fe(Ⅱ)生成铁氧化物的过程尚缺乏系统研究. 本工作以黑锰矿为例,研究了开放体系中Fe(Ⅱ)在低价氧化锰矿物表面的氧化行为,分析了Fe(Ⅱ)浓度、溶解氧以及pH对Fe(Ⅲ)氧化物形成的影响. 结果表明,黑锰矿在氧化Fe(Ⅱ)形成针铁矿和纤铁矿的同时,自身被部分还原释放Mn(Ⅱ). 当反应体系pH值为3.0时,溶解氧氧化Fe(Ⅱ)作用弱,主要为黑锰矿氧化Fe(Ⅱ)并在其表面生成针铁矿. 当反应体系pH值升高至5.0,黑锰矿催化加速了溶解氧对低浓度（<5.0 mmol·L⁻¹）Fe(Ⅱ)的氧化并生成水铁矿,随后转化成纤铁矿和针铁矿;Fe(Ⅱ)浓度升高（>5.0 mmol·L⁻¹）,反应初期Fe(Ⅱ)直接被黑锰矿氧化,形成了以针铁矿和少量纤铁矿组成的包覆层,并导致氧化速率减弱,而溶解氧在Fe(Ⅱ)后期氧化过程中发挥了主导作用. 这些结果丰富了表生环境铁锰氧化物的形成与共生机理,为土壤矿物形成演化提供了基础数据.     

页岩气压裂返排液对小麦生长及品质的影响

页岩气的商业化开采虽然可以缓解油气资源短缺问题,满足经济发展需求,但不能忽视页岩气开采可能带来的巨大环境问题。为了探究页岩气开采产生的压裂返排液对农作物生长的影响,以冬小麦为研究对象,采用盆栽试验,探究了小麦3个关键生育期（播种期、分蘖期和抽穗期）施入压裂返排液对小麦生长及品质的影响。结果表明,随着返排液浓度升高,小麦株高、生物量、产量及产量构成因子总体呈下降趋势,小麦籽粒粗蛋白及矿质元素含量呈增长趋势,播种期旗叶叶面积呈增长趋势,分蘖期及抽穗期无显著变化。播种期、分蘖期和抽穗期施入返排液浓度分别≥50、≥50和≥150 g·kg^-1时,小麦株高显著降低;返排液浓度分别≥200、≥150和≥100 g·kg^-1时,小麦产量及其构成因子明显降低;返排液浓度分别≥50、≥100和≥100 g·kg^-1时,小麦籽粒品质显著升高。综上,在播种期、分蘖期和抽穗期返排液泄漏进入农田土壤的浓度分别<200、<150和<100 g·kg^-1时,小麦生长发育不会受到明显抑制作用,相反的,小麦的营养品质有一定的提升;返排液泄漏浓度在3个时期分别≥350、≥300和≥200 g·kg^-1时,小麦无法正常生长最终死亡。     

黄、渤海滨海带大气颗粒物时空分布与来源特征

PM10作为大气污染物监测的主要指标之一,探究大气PM10浓度对大气环境质量和人体健康评价具有重要意义。黄、渤海滨海带包括京、津和辽、冀、鲁、苏等工、农业大省,区域大气PM10污染的时空分布和来源特征具有复杂性和典型性。在锦州、北京、天津、烟台、青岛、连云港和盐城7个城市布设10个采样点,含7个城市点和3个农村点,开展为期一年的大气颗粒物的采样;同时,于冬季1月和夏季7月在锦州、天津和烟台进行合计60 d的加密采样,藉以确定研究区域大气PM10的时空分布和来源特征。结果表明,黄、渤海滨海带大气年均PM10总浓度为(129’18)\"g·m~(-3),单月最低值出现在2015年7月盐城农村样点15\"g·m~(-3),最高值为2015年3月北京城市点307\"g·m~(-3)。盐城大气PM10浓度(城市点(85’27)\"g·m~(-3)和农村点(66’35)\"g·m~(-3))显著低于其他样点大气PM10浓度。渤海滨海带中西部的京(140’68\"g·m~(-3))、津(169’60\"g·m~(-3))两市大气PM10年均浓度显著高于东部的锦州(125’41\"g·m~(-3))和烟台(109’31\"g·m~(-3));而且黄海滨海带大气PM10年均浓度(114\"g·m~(-3))显著低于渤海滨海带年均浓度(136\"g·m~(-3)),总体上表现出西高东低、北高南低的特征。黄、渤海滨海带城市点和农村点年均浓度分别为(129’18)\"g·m~(-3)和(112’30)\"g·m~(-3);农村点春冬季大气PM10浓度和城市点浓度相当,无显著差异,夏秋季大气PM10浓度略低于城市浓度,表明农村地区大气颗粒物污染情况也较为严重,需受到关注。区域内PM10浓度季节变化整体表现为春冬高、夏秋低。利用多元回归分析初步判断黄、渤海滨海带PM10属于复合来源,大气PM10浓度约30%的变化与降水、人均能耗和沙尘天气相关。黄、渤海滨海带大气PM10浓度的昼夜变化不大,大气PM10浓度与气温呈现正相关,与风速和降水呈现负相关,表现为受各种气象因素综合作用的影响。     

海藻酸钠改性硫化亚铁对Pb和Cd的同步吸附性能和机制

采选冶废水下渗造成地下水Pb和Cd复合污染. 本文通过交联技术制备了海藻酸钠改性硫化亚铁（FeS-SA）,研究了FeS-SA对水中Pb和Cd的同步吸附动力学、吸附容量及MnO₂的影响,探讨了吸附机制及Pb的竞争吸附优势. 研究表明,相对于FeS,FeS-SA具有更高的分散性和稳定性. FeS-SA颗粒尺寸更小更均一,吸附性能得到显著提升. 相较于FeS,FeS-SA对Pb和Cd的吸附容量为637 mg·g⁻¹和334 mg·g⁻¹,分别提升了90.6%和114%,对Pb和Cd的吸附亲和力也提升了1个数量级. FeS-SA对Pb和Cd的吸附机制主要包括≡S⁻表面络合、离子交换、海藻酸钠（SA）吸附和≡Fe−OH表面络合吸附4种,其中≡S⁻表面络合贡献了近85%的吸附量. 混合体系中FeS-SA对Pb和Cd的吸附量为361 mg·g⁻¹和127 mg·g⁻¹. 与Pb相比（43.3%）,Cd的吸附量较之单一体系下降幅度更大,为62.1%,这与FeS-SA对Pb具有更高的吸附亲和力和更快的吸附速率有关,因此,Pb在同步吸附中占据优势. 由于SA有效阻隔了MnO₂对FeS的氧化,MnO₂对FeS-SA同步吸附Pb和Cd无显著影响（<4%）. FeS-SA吸附性能和抗环境干扰性能的显著提升以及吸附机制的多样化表明其在环境修复中具有很大的应用潜力,本研究为FeS-SA在修复重金属复合污染地下水中的应用提供了数据支持和理论依据.