孔隙液体相态对饱和砂土力学特性影响试验∗

天然气水合物开采过程中,水合物分解会引起沉积物孔隙液体相态变化,降低海床的安全稳定性。基于低温、高压三轴试验仪,以粉细砂土为骨架,制备含冰/不含冰甲烷水合物沉积物试样以及饱和砂土试样,开展三轴压缩试验,分析饱和砂土中孔隙液体处于不同相态条件下试样的应力?应变和强度特性,比较在剪切过程中孔隙水压力以及切线模量等参数变化。试验结果表明：含冰/不含冰甲烷水合物沉积物以及饱和砂土的强度比值约为 2.6∶ 1.7∶1,且均表现为应变硬化;含冰水合物沉积物的结构性较其余两者相对更强,即初始切线模量值相对更高;但是在遭受剪切后结构均破坏,切线模量迅速降低。     

冬季降雪过程对城市大气气态汞污染的影响

2009年降雪和非降雪期间对北京西北城区的气态总汞浓度进行了连续采样,比较了降雪期间、非降雪期间的气态总汞浓度日变化过程;降雪期间气态总汞浓度的降低和恢复过程。结果表明,降雪和非降雪期间大气气态总汞浓度的日均值有显著差异,降雪期间气态总汞的平均浓度为5．64ng·m^-3,非降雪期间的平均浓度为7．43ng·m^-3,前者约为后者的70％。降雪后约7h气态总汞浓度恢复到降雪前水平。研究中分析了气象因素（气压、风速、阵风速度、气温和相对湿度）对于气态总汞浓度的影响,结果表明：降雪期间主要受到风速（r=-0．527）和阵风速度（r=-0．574）的影响;非降雪期间主要受到风速（r=-0．691）,阵风速度（r=-0．726）和相对湿度（r=0．692）的影响,并且相对湿度的影响与风速的影响相近。降雪和非降雪期间气态总汞的日变化有所差异：非降雪期间气态总汞浓度在午夜和清晨较高,日变化趋势与相对湿度一致;降雪期间气态总汞的日变化没有明显规律。     

基于CFD-CAA技术某封闭靶场内噪声特性数值模拟

目的 预测某封闭靶场排烟室与射击室内的射击噪声特性,为排烟室降噪与射击孔隔音方案设计提供参考。方法 在比测室外射击噪声试验数据,保证仿真精度的前提下,采用CFD-CAA耦合算法,对9 mm手枪射击时特定封闭靶场内的射击噪声进行数值计算。首先使用Realizablek-?模型,结合动网格技术,对封闭靶场内射击时的膛口流场进行数值计算。然后开启FW-H声学计算模型,计算各监测点声学数据。结果封闭靶场内射击时,排烟室内各监测点噪声声压级较室外射击时均有增强,增强效果在20°方位角监测点尤为明显,最大增强2.682 dB。结论 与室外射击相比,在封闭靶场内射击时,排烟室内射击噪声的峰值声压级较大,混响时间加长,应针对性选择吸音方案,降低混响时间。射击室射手人耳处噪声声压级接近安全阈值,应改进射击孔隔音方案,降低人耳处直达声。     

三峡库区退耕还林后植物多样性研究

通过对三峡库区不同退耕还林阶段的植物群落调查,结果表明退耕还林后植物群落演替基本沿着:农田杂草→草地→灌木林地→天然次生乔木林的方向而发展.但由于退耕还林阶段受环境因素或干扰状况对群落植物多样性的影响,加上退耕还林中树种较为单一,退耕还林后群落的物种丰富度和物种多样性没有得到提高.通过对处于相同退耕还林阶段的不同植物群落类型的调查,以及对同一群落类型中具有不同群落结构的植物物种组成情况的调查发现,在植物群落内部,群落组成中的不同生活型的物种多样性表现为草本层＞灌木层＞乔木层.从优势种来看,乔木层主要为马尾松和柏木;灌层中为火棘、栓皮栎、山莓、黄构皮等;草本层中主要为白茅、茅叶荩草、白喜草、竹枝细柄草、渐尖毛蕨、日本金粉蕨、过路黄等.退耕还林10年后发育形成的密林中,乔木物种数目较多,多样性指数最大.     

污水中内分泌干扰物的去除技术研究进展

内分泌干扰物(EDCs)在水环境中广泛存在,对生物体生存和繁衍危害巨大,是改善水质、保障生态安全的一个世界性环境问题.对于污水中EDCs的去除,常用的方法包括物理方法、高级化学氧化和生物降解.物理方法主要包括活性炭法和膜分离技术,这2种技术对EDCs具有较好的去除效果,但活性炭的吸附能力随着运行时间的增长和EDCs浓度的增加而减弱,而膜分离技术对EDCs的去除效率受EDCs的物化属性和膜本身特性等因素的影响;高级化学氧化法降解EDCs的关键是氧化剂的选择,氯化去除EDCs易产生副产物,相比而言O3、UV/H2O2和其它联合技术对EDCs的去除效果更明显;生物降解从EDCs的去除率、运行条件和评价方法方面进行了分析,在化学沉降法、活性污泥法和滴流生物滤器3种工艺中,活性污泥法对EDCs的去除效率最高,生物降解EDCs的效果主要受处理工艺类型、水力停留时间、泥龄、温度、溶解氧等因素的影响,由于化学分析的局限性,结合生物测试的方法来评价EDCs的去除效果将更为全面;最后结合实际对各种技术的应用前景进行了分析和展望,相比其他技术而言生物处理技术有一定的优势,以生物单元为主体的综合处理过程将成为未来去除EDCs最经济实用的方法,而结合化学分析和生物测试来综合评价EDCs的去除效果也将成为研究的重要的评价手段.     

喀斯特深水湖泊富硒沉积物中Se的赋存特征

采用硒的循环提取技术,改进后对湖区沉积物中重金属元素硒进行地球化学形态分析.分析结果表明,红枫湖沉积物中Se的硫化物结合态平均含量最高,占总量的45.7%,其含量顺序为硫化物结合态>残渣态>有机结合态>可交换态>酸溶态>水溶态.并采用次生相富集系数法(SPEF)评价红枫湖沉积物中的Se,结果得KSPEF=2.58,即重金属元素Se可能存在某种人为污染.利用配备X射线能谱的电子显微镜进行微形貌的观察,结果表明,沉积物中除去土壤中常见的元素含量外,S的含量较高,约为0.61%(重量比),但并未发现自然Se的存在.应用X射线多晶衍射仪对沉积物中Se的晶型进行分析,红枫湖沉积物中MSe、MSeO4、MSeO3、MSe2O5和含Se的有机化合物是Se元素存在的主要晶型(其中M为金属离子).加之沉积物中有机质及Se的可利用态含量较高,故红枫湖沉积物经植物修复后,可用于富硒农作物的种植.     

洋河水库泄洪对近岸海域水质的影响

基于验证良好的秦皇岛河流-海岸一二维耦合数学模型,探讨了洋河水库泄洪对近岸海域水质的影响。由于水库COD浓度略高于近岸海域COD标准浓度,但远低于河道水体COD浓度,水库开闸放水初期,河口海域COD日平均浓度和超标面积较泄洪前有所增大,此后随着水库的不断泄洪,海域COD日平均浓度和超标面积逐渐减小,最终趋于稳定,海域水质较泄洪前得到明显改善。在相同水库放水COD浓度下,泄量越大,携带水库下游河道的污染物入海越多,海域COD日平均浓度超标面积越大,且泄量与超标面积间服从线性函数关系。在污染物入海通量相同的情况下,减小污染物入海浓度在一定程度上可以改善近岸海域水质状况。     

气管滴注大气细颗粒物对大鼠心脏的急性毒性及其机制研究

为探讨大气细颗粒物(PM2.5)对大鼠心脏的急性毒性及其机制,将28只健康雄性Wistar大鼠随机分为空白膜对照组、7.5mg·kg-1、15mg·kg-1和30mg·kg-1剂量组.细颗粒物采用一次性咽喉部气管滴注染毒,24h后处死动物.分别于染毒30min、1h和24h后测定大鼠心电图,采用间接免疫荧光化学方法测定大鼠心脏缝隙连接蛋白Cx43的分布,采用免疫印迹法(Western blot)测定连接蛋白Cx43的表达;光镜下观察心脏的组织病理学改变.结果发现,染毒30min后,各组大鼠心律失常发生率均高于基础测量时,染毒1h后对照组恢复正常心律,而颗粒物染毒组仍显示异常心律,与对照组相比,15mg·kg-1和30mg·kg-1剂量组大鼠心律失常发生频率显著增加(p<0.05),染毒24h后各组均恢复正常心律.Cx43免疫荧光结果显示,染毒24h后,15mg·kg-1和30mg·kg-1剂量组大鼠心肌Cx43荧光强度显著降低(p<0.01);Western blot测定结果显示,随着PM2.5染毒剂量的增加,心肌组织Cx43表达逐渐减少,15mg·kg-1和30mg·kg-1剂量组Cx43蛋白水平分别为对照的57%和51%,与对照组相比,差异具有显著性(p<0.01);病理切片结果发现,对照组和各剂量均可见到心肌横纹,心肌排列正常,横纹清晰,未见明显心肌细胞萎缩、变性,亦未见炎细胞浸润.本次研究结果表明,大气PM2.5可引起健康Wistar大鼠心律异常的发生,心肌组织Cx43分布和表达的异常可能是其机制之一.     

Winsor I微乳液+臭氧氧化联合处理油基岩屑的研究

采用“含有配制油基钻井液用主乳和油相的Winsor I微乳液+臭氧氧化”联合工艺对油基岩屑进行处理,Winsor I微乳液处理油基岩屑后的所得基础油和部分主乳进入平衡油相,可以用来配制油基钻井液,臭氧氧化对岩屑进行深度处理,进一步降低岩屑表面含油量。论文以处理后岩屑含油量为指标,系统优化了微乳液组成、微乳液清洗油基岩屑工艺和臭氧氧化工艺。实验结果建议微乳液组成为“脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠+配制油基钻井液用主乳(2:1)”混合乳化剂浓度为6wt%,正戊醇浓度5 wt%,柴油浓度36 wt%,其他为盐水。推荐微乳液清洗条件为固液比1:5,室温下搅拌清洗60 min。此条件下岩屑含油量可以降低至1.41 wt%,微乳液重复使用4次后,岩屑含油量仍可以保持在2.0 wt%以下。臭氧氧化深度处理时,建议工艺条件为臭氧氧化时间40 min,清水pH=7,固液比1:5,臭氧流量5 mg/min,处理后岩屑含油量可降低至0.36wt%。     

轴向中空壁管抗冲击性能试验研究与数值分析∗

轴向中空壁管作为一种新型结构壁管,几何构型简单、空间利用率高、且能量耗散性好,近年来在市政工程中得到广泛应用。为研究轴向中空壁管在低速冲击作用下的力学响应和耗能特性,设计了 20 个试验工况,以落锤冲击试验模拟施工过程中受到的落石冲击和机械撞击作用,基于量纲分析法提出冲击力峰值的计算方法,通过有限元软件 ABAQUS 对试验结果进行验证,并根据有限元计算结果分析管道在低速冲击作用下的变形特性和损伤机理。研究表明：数值分析结果与试验结果吻合较好,冲击力时程曲线趋势基本一致,冲击力峰值误差在 5% 以内。 轴向中空壁管具有良好的抗冲击性能,其双壁中空结构具有较好的能量耗散性,落锤与管道接触瞬间会产生较大的冲击力,12.9 kg 的落锤从 2 m 处自由下落冲击管道可产生 15.28 kN 的冲击力。对比 20 个试验工况的冲击力峰值试验值与计算值,误差均较小,最大误差为 5.8%,即冲击力峰值计算方法准确性较高。随着落锤高度和质量的增加,冲击力峰值增大,损伤区域和凹痕深度也随之增大,最大塑性应变由外壁内侧转移到外壁与加劲肋的连接处, 呈现出外壁损伤和加劲肋损伤两种损伤模式。提出的冲击力峰值计算方法和管道塑性损伤规律可以为施工过程中轴向中空壁管在落石冲击和机械撞击作用下的安全评价提供理论依据。