基于响应面法的煤矿钻孔随钻超声成像仪器受力部件优化设计*

摘要:为研制适用于煤矿瓦斯抽采钻孔、满足施工强度要求的小尺寸随钻超声成像仪器，对随钻超声成像仪器的关键受力部位——超声探头安装孔进行优化设计，分析煤矿瓦斯抽采钻孔的一般规格，建立超声探头安装孔的三维模型，确定关键参数类型及其取值范围，采用极差分析法找到对受力部件强度影响较大的参数，基于响应面法开展有限元数值模拟，运用Box-Behnken设计方法得到超声探头安装孔关键参数与仪器受力部件性能指标的关系，优化受力部件关键参数的数值。结果表明:优化前最大的等效应力为138.6 MPa，优化后受力部件最大等效应力较优化前降低9.05%。结论验证了设计方法的有效性，为煤矿抽采钻孔随钻测井仪器的研制提供思路。     

近50 a三江源地区蒸发量的变化特征及其影响因子分析

选用青海省三江源地区1964~2013年14个气象台站观测的基本气象数据,利用线性倾向性估计和Mann-Kendall检验方法等分析了三江源地区蒸发皿蒸发量的时空变化和变化趋势,并以完全相关分析方法进行蒸发量上升成因分析。结果表明:三江源地区年蒸发量总体呈显著上升趋势,其线性变化速率为30.1 mm/10 a,夏秋冬季蒸发量均呈显著上升变化,春季变化趋势不明显,夏季和秋季蒸发量上升对年蒸发量上升贡献最大;逐月蒸发量变化趋势均增加,但幅度各异;冬季蒸发量在2011年发生了突变,其余各季和年均未发生突变.蒸发量月际变化规律明显,表现为双峰型分布,双峰出现在5月和7月,最小值出现在1月;季节变化也十分明显,夏季蒸发量最大,其次为春季和秋季,冬季蒸发量最少,表明春夏两季蒸发量的多少对三江源地区水循环起重要作用。年和四季蒸发量呈现出西北部少,东南部及东北部多的分布特点,气候变化速率分布自西向东逐渐增大。蒸发量年际变化不剧烈,年蒸发量变异系数从西北向东南逐渐增大,四季蒸发量变异系数空间分布明显不同。年蒸发量与平均气温总体上呈正相关,与气温日较差、相对湿度呈负相关,平均气温上升、气温日较差和相对湿度下降是三江源地区蒸发量上升的主要因素。     

共混塑料在海水中的光降解及海洋环境风险

共混塑料因其用途广泛且价格低廉,生产和使用量逐渐增加,然而共混塑料在海水中光降解及其海洋环境风险尚不明确.选取聚丙烯/热塑性淀粉共混塑料（PP/TPS）和聚乳酸/对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯/热塑性淀粉共混塑料（PLA/PBAT/TPS）为研究对象,单一聚合物塑料聚丙烯（PP）和聚乳酸（PLA）作为对照,探究共混塑料在海水中光降解后微塑料（MPs）的形成和物理化学性质的变化.MPs的粒径分布显示,与PP和PLA相比,PP/TPS和PLA/PBAT/TPS光降解后容易产生尺寸更小的颗粒,主要原因是共混塑料机械性能和抗紫外线能力较差.共混塑料光降解后表面出现更多裂纹和褶皱,表面形貌发生明显变化,而PP和PLA变化不明显.ATR-FTIR光谱显示PP/TPS和PLA/PBAT/TPS光降解后热塑性淀粉（TPS）的特征峰减小,表明共混塑料的淀粉组分降解.C 1s光谱表明,老化共混塑料含有更少的—OH,进一步证实了TPS的光降解.以上结果表明PP/TPS和PLA/PBAT/TPS比PP和PLA光降解程度更高,从而产生更多小粒径MPs.综上所述,共混塑料可能比单一聚合物塑料对海洋环境风险更高,对共混塑料的生产和使用应谨慎.     

克百威光催化降解动力学的研究

采用TiO2光催化技术对克百威的降解进行了研究,并系统地考察了催化剂用量,溶液初始pH值,底物浓度,活性氧物种和各种阴阳离子对其降解动力学的影响.用Langmuir-Hinshelwood动力学模型对克百威的光催化降解进行了研究,结果表明,克百威在弱碱性条件下降解速率最快,×OH对克百威降解贡献比约为93.4%,h+和其他ROSs的贡献则相对较小.而水溶液中的阴离子BrO3-和S2O82-对克百威的光催化降解有促进作用,I-则有明显的抑制作用,并且水溶液中的K+,Ca2+,Na+,Mg2+和Cu2+等金属阳离子对克百威的降解也均体现了一定程度的抑制作用.     

聚苯乙烯微塑料对小白菜生长、生理生化及冠层温度特性的影响

揭示小白菜（Brassica chinensis L.）微塑料胁迫响应特征,为微塑料污染生理生态机制阐释以及微塑料污染土壤生物修复提供理论基础与实验参考.通过室内水培实验,研究不同粒径（100 nm和1000 nm）聚苯乙烯微塑料（PS-MPs）胁迫对小白菜生长发育、光合生理、抗氧化酶活性、营养品质、解剖结构和冠层群体温度的影响效应.结果表明,PS-MPs （100 nm和1000 nm）胁迫均显著抑制小白菜生长发育和光合生理过程,其叶片数、株高、叶面积和生物量等表型指标以及叶绿素a （Chl-a）、叶绿素b （Chl-b）、叶绿素a+b （Chl-a+b）、类胡萝卜素（Car）和光合特性等均随PS-MPs胁迫增加而显著降低.同时,PS-MPs胁迫显著增强了小白菜氧化应激反应能力.随PS-MPs胁迫增强,叶片过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性以及丙二醛（MDA）含量均呈先升高后降低的变化趋势.PS-MPs胁迫降低了小白菜叶片厚度、海绵组织厚度和栅栏组织厚度.此外,PS-MPs胁迫显著提升了小白菜叶片植株冠层群体温度.综上,PS-MPs胁迫对小白菜生长发育及理化特性均具有明显的抑制作用和毒性损伤.     

催化活化PMS体系降解左旋氧氟沙星研究

左旋氧氟沙星(LEV)是常见的抗生素之一,抗生素排入环境造成的污染是人类面临的环境问题之一,选择高效快速对其降解的研究具有重要意义。该研究采用简单的共价固载模式,以β-环糊精(β-CD)为载体,通过键连和共沉淀的方法合成NiCo₂O₄@β-CD催化过一硫酸盐(PMS),在优选的实验体系即NiCo₂O₄@β-CD/PC体系(PC为PMS及碳酸盐)中,通过在不同体系中改变PMS投加量、催化剂(NiCo₂O₄@β-CD)投加量、碳酸盐投加量以及加入不同阴离子考察体系对LEV的降解效果,同时在最佳条件下进行了催化剂的循环实验和自由基捕获实验。结果表明,500 mg/L浓度的PMS作为降解LEV(10 mg/L)的最佳氧化剂量。催化剂浓度达到50 mg/L,碳酸根离子浓度达到60 mg/L的体系降解效果最佳。Cl^-会加快LEV降解速率,但会减少LEV反应趋于平衡时的降解率,SO₄^2-的加入对实验体系降...     

城区黑臭水体综合治理案例分析及设计要点探讨

福州市浦东河水系是典型的城区黑臭水体,一直以来面临着外源污染严重、内源污染累积、生态基流匮乏、生态系统退化等问题。根据水系流域特征,统筹考虑水环境、水生态、水景观,采用以“控源截污、内源治理、活水提质、生态修复”为主的技术路线对浦东河水系进行了综合治理,经评估,沿线排口溢流水量、COD和NH₃-N入河污染负荷分别削减了49.9%、77.0%和92.2%。根据工程实际运营情况,浦东河水系COD浓度长期稳定在30 mg/L以内,NH₃-N浓度稳定在4 mg/L以内,治理效果良好。阐述了治理措施中关键要点的设计经验及注意事项,为类似城区黑臭水体治理工程实施提供借鉴参考。     

生活垃圾填埋场黄土覆盖层的甲烷氧化能力现场测试和评估

采用静态箱和激光甲烷检测仪等设备开展了50组地表甲烷通量测试,分析了不同龄期垃圾堆体上部土质覆盖层的甲烷氧化能力,并修正了评估现场土质覆盖层甲烷氧化速率和甲烷氧化率的计算方法.结果表明:80%测试点的地表甲烷通量低于澳大利亚CFI(澳洲碳农业倡议)规定限值60g/(m²·d),导气竖井附近20m范围内存在甲烷通量超过CFI规定的排放热点.填埋龄期3～7a堆体的地表甲烷通量从1.13g/(m²·d)下降到0.53g/(m²·d),7～10a的地表甲烷通量基本保持稳定.甲烷氧化速率和覆盖层底部甲烷通量具有正相关性,现场测得的土质覆盖层最高甲烷氧化速率为63.30g/(m²·d),对应的底部甲烷通量为75.95g/(m²·d).每一龄期堆体上部黄土覆盖层的平均甲烷氧化率均超过90%.     

全球PM2.5人口暴露风险时空格局

基于PM_2.5遥感数据和人口格网数据,利用污染物人口暴露风险模型、Theil-Sen Media和Mann-Kendall等方法,分析了2000~2016年全球PM_2.5人口暴露风险时空分布特征,并识别出暴露高风险区域.结果表明,PM_2.5遥感数据和人口格网数据可以客观地评价暴露风险程度.全球PM_2.5平均浓度在各大洲差异显著,PM_2.5污染的高值区域主要分布在东亚、南亚和东南亚.PM_2.5质量浓度的多年平均值从高到低分别是亚洲14.7μg/m³、非洲8.1μg/m³、欧洲8.03μg/m³、南美洲5.69μg/m³、北美洲4.41μg/m³和大洋洲1.27μg/m³.2000~2016年,全球PM_2.5人口暴露风险在宏观尺度上呈逐渐减少的趋势,而在区域内则呈现出差异性.空间上,全球PM_2.5人口暴露风险各大洲从高到低依次为亚洲5.94、非洲0.62、欧洲0.45、南美洲0.32、北美洲0.27和大洋洲0.01.时间上,2000~2016年,亚洲和非洲PM_2.5人口暴露风险呈增长趋势,欧洲和北美洲呈减少趋势,大洋洲和南美洲变化幅度较小.     

自支撑阴极用于宽pH域原位产H2O2及其耦合UV降解卡马西平

阴极电催化实现宽pH域原位产H₂O₂颇具挑战性,但在高级氧化领域具有吸引力.为克服传统芬顿及电芬顿技术中反应pH的限制,以Cd作为牺牲金属,以碳布为基底,通过煅烧成功合成了一种可在宽pH （3～10）条件下,均能原位电催化合成H₂O₂的自支撑阴极氮掺杂碳材料[X/N@C-CC,X=550、750、950 （煅烧温度）],并在此基础上,通过UV活化H₂O₂产生氧化活性物种对卡马西平（CBZ）进行降解.结果表明：（1）通过煅烧法制备的阴极材料具有高氮掺杂量,煅烧温度对其氮掺杂量及种类有着较大影响,在最佳煅烧温度750℃条件下,氮含量为8.89%,且以吡啶氮和石墨氮形式存在.此外,煅烧温度对该阴极材料氧含量无明显影响,其表面均含有C=O、—COOH官能团;（2）催化材料的主要活性位点为吡啶氮、石墨氮以及—COOH等含氧官能团,且含氧官能团的存在,使其在碱性pH条件下亦有较好的电催化产H₂O₂性能;（3）在最佳条件下,7...