局域共振声学超材料技术进展及应用展望

介绍了声学超材料主要有布拉格散射型声子晶体、局域共振型声学超材料等。布拉格散射型声子晶体通常需要其晶格常数与声波波长处于同一数量级时才能产生声波禁带,从而使得其应用领域受限。局域共振型声学超材料利用其共振单元的共振频率与声波频率接近时所产生的耦合作用而消耗声能,其尺寸比作用声波波长降低了2个数量级,从而实现了小尺寸声学超材料对长声波的控制。局域共振声学超材料采用特殊的声学结构单元设计,使其在常规介质中具有一些超常物理特性,如负折射、负质量密度等;其在低频段具有声学禁带,在该禁带频率范围内将阻止声波传递。局域共振声学超材料已发展出了具有谐振特性的声学结构单元、表面附加局域共振单元板结构声学超材料、薄膜型声学超材料等结构形式。局域共振声学超材料的研究和发展为低频降噪提供了新的途径。     

硫酸铵和硝酸铵对镇江市大气PM2.5理化性质的影响

近年来,无机盐尤其是硝酸盐对我国大气PM_2.5的贡献日益凸显,而其如何影响颗粒物的重要理化性质尚待深入研究.于2021年1~12月期间,在镇江市开展了连续观测,获得了大气PM_2.5中硫酸铵［（NH₄）₂SO₄）］和硝酸铵（NH₄NO₃）浓度,系统讨论了二者对颗粒物消光、吸湿增长和酸度的影响.结果表明,2021年镇江市ρ［（NH₄）₂SO₄］和ρ（NH₄NO₃）的年均值分别为（6.5±4.5）μg ·m^-3和（15.0±13.3）μg ·m^-3,对PM_2.5浓度的平均贡献率分别为（20.5±18.2）%和（34.5±18.4）%;PM_2.5的总消光系数为（224.5±194.2） Mm^-1,其中NH₄NO₃的贡献率为（40.1±20.9）%,（NH₄）₂SO₄为（19.1±10.8）%;（NH₄）₂SO₄和NH₄NO₃是PM_2.5吸湿增长的主要贡献者,在污染条件下NH₄NO₃对颗粒物液态水的贡献率为（53.8±13.4）%~（61.6±14.6）%;NH₄NO₃是未来镇江市能见度和空气质量改善的关键污染物,但削减NH₄NO₃前体物可能会导致颗粒物酸度增加,尤其对春冬季节颗粒物酸度的影响较为明显.研究结果对理解空气质量变化及二次影响具有重要意义,并对镇江市空气质量的持续改善提供了重要参考.     

天津市空气污染的健康影响分析

空气污染是影响人群健康水平的重要因素,其带来的健康影响及经济学评估对防控决策十分重要.自“大气十条”和“蓝天保卫战”等政策实施以来,天津市空气质量变化显著.对天津市2013～2020年六项常规空气污染物的健康效应及经济损失进行了评估,分析了政策实施前后PM_2.5中重金属元素和多环芳烃的健康风险,并讨论了其主要组分的浓度变化.结果表明空气质量改善取得了正向的健康效益,SO₂带来的健康收益最高,2020年相比2013年避免了3 786例死亡.空气污染带来的健康经济损失也逐年下降,常规空气污染物导致的健康经济损失由上百亿元降低到数十亿元.但近年来O₃浓度呈升高趋势,带来的健康经济损失也有所上升.冬季PM_2.5中主要组分浓度均有明显下降,其载带的金属元素和多环芳烃的吸入健康风险均呈下降趋势,但Cr(Ⅵ)、As、Cd和Ni这4种元素的呼吸系统致癌风险仍未降至阈值之下.未来PM_2.5和O₃协同控制的健康影响规律有待更深入的研究.     

化工园区安全与环境一体化智慧监测管理

中国化工园区入驻企业日趋复杂,已有园区面临转型升级,新建园区不断涌现,园区之间竞争激烈,安全与环境隐患较大。为进一步提升化工园区的安全与环境管理水平,笔者研究工业园区安全与环境监测的技术需求、主要监测内容与信息化实现手段,提出了智慧管理的一体化解决方案。主要包括安全与环境监测、一园一档、安全生产及园区封闭化管理4个模块,概括为感知层、网络层、应用层3个层次。智慧管理方案充分利用物联网、云计算、大数据、三维倾斜GIS、数据孪生等先进信息化手段,建立智慧化的环境监督和安全生产监督体系及平台系统,可提高园区安全、环境监测预警及应对突发事件的能力。在园区新型工业化发展过程中,环安一体化、信息化建设有助于园区争夺高端产业,加快科技自主创新,促进产业转型升级,完善民生保障体系,推动园区产业高质量发展。     

城市污水处理厂进水氨氧化菌对活性污泥系统的季节性影响

为考察进水氨氧化菌（AOB）对活性污泥系统的季节性影响,对未设置初沉池的西安市第二污水处理厂中进水及活性污泥的氨氧化活性及群落结构进行长期调查分析.结果表明,进水及活性污泥的比氨氧化速率（SAUR）分别为0.48~3.02 mg·（g·h）^-1和0.68~2.25 mg·（g·h）^-1,相关性分析结果显示进水SAUR与次月活性污泥SAUR高度相关（r=0.862,P<0.05）,表明进水硝化菌对活性污泥硝化性能有显著影响.根据硝化活性计算的进水AOB对活性污泥的接种强度为0.21~0.92 g·（g·d）^-1,因此,在优化活性污泥模型及污水厂设计时,有必要考虑到进水硝化菌的迁移作用.qPCR结果显示,进水及活性污泥中AOB丰度分别为1.32×10⁸~2.36×10⁹cells·g^-1和1.12×10¹⁰~1.19×10¹⁰ cells·g^-1,而冬季活性污泥中AOB丰度虽有降低,但仍保持在10¹⁰ cells·g^-1,这说明进水硝化菌的迁移能缓解因温度降低而导致的活性污泥硝化菌丰度下降.Illumina MiSeq测序结果表明,进水和活性污泥中具有共同的优势AOB,分为Nitrosomonas sp.Nm58、Nitrosomonas sp.JL21和bacterium CYCU-0253.     

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(...     

2019年8月世警会期间成都平原臭氧污染及其气象成因分析

利用2015-2019年夏季成都平原的空气质量监测数据、气象数据及再分析资料,研究了2019年8月世警会(第十八届世界警察和消防员运动会)期间成都平原持续性高浓度臭氧(O3)污染特征及其气象成因.结果表明:①2015-2019年夏季成都平原地表O3-8 h(O3日最大8小时平均浓度)的90百分位呈上升趋势,7月臭氧超标...     

不同pH 值条件下镍对大麦的急性毒性

采用水培实验,研究不同pH 值条件下镍对大麦的急性毒性.结果表明,当溶液pH 值从4.5 增加到8.3,以Ni²⁺活度表示的大麦根伸长的半抑制浓度[EC₅₀(Ni²⁺)]降低了86%.基于生物配体模型理论方程的线性分析表明, pH 值改变引起的EC₅₀(Ni²⁺)的变化不完全是H+竞争的作用.在形态分析的基础上,采用剂量效应方程对数据进行了拟合,同时考虑了Ni²⁺和NiCO₃ 毒性以及H+竞争后,显著提高了方程的拟合程度,预测和实测大麦根伸长也具有较好的相关性(R²=0.95).因此,pH 值的改变导致H⁺与生物配体(大麦根)结合的Ni²⁺竞争,并引起Ni²⁺向NiCO3 形态的转化.     

中国自由贸易试验区是否抑制了环境污染——来自中国281个城市的实证研究

加快建设贸易强国,提高对外开放水平,是推进高水平对外开放进而实现高质量发展的重大课题。然而,贸易引致而来的环境问题不容忽视,如何有效防治环境污染,推动绿色发展,成为高质量发展中亟须解决的问题之一。本文以自由贸易试验区作为“准自然实验”,利用2005—2019年中国城市的面板数据,通过双重差分法探究贸易与环境的关系。研究发现：自贸区能够显著抑制片区所在城市的环境污染,该结论在考虑内生性问题以及多种稳健性检验后依然成立;自贸区通过优化地区产业结构、提高地区绿色创新能力以及促进地区经济集聚三个作用渠道来抑制地区环境污染;自贸区对地区环境污染的抑制作用存在地理、行政异质性,中西部城市和副省级以上城市的抑制环境污染效应更显著;自贸区在抑制环境污染方面具有空间溢出效应,能够对邻近地区的环境污染起到显著的遏制作用;在抑制环境污染方面,自贸区与“一带一路”倡议之间存在联动作用。本文为丰富自贸区的政策内涵、实现贸易与环境双赢发展提供了新思路。     

Anti-fouling ultrafiltration membrane prepared from polysulfone-graft-methyl acrylate copolymers by UV-induced grafting method

Membrane fouling is one of the most important challenges faced in membrane ultrafiltration operations. The copolymers of polysulfone-graft-methyl acrylate were synthesized by homogeneous photo-initiated graft copolymerization. The variables affecting the degree of grafting, such as the time of UV(Ultraviolet-visible)irradiation and the concentrations of the methyl acrylate and photoinitiator, were investigated. The graft copolymer membranes were prepared by the phase inversion method. The chemical and morphological changes were characterized by attenuated total reflection-Fourier transform infrared spectroscopy(ATR/FT-IR), scanning electron microscopy, and water contact angles measurements. Results revealed that methyl acrylate groups were present on the membranes and the graft degree of methyl acrylate had remarkable effect on the performance of membranes. Pure water contact allgle on the membrane surface decreases with the increase of methyl acrylate graftdegree. which indicated that the hydrophilicity of graft copolymer membranes Was improved. The permeation fluxes of pure water and bovine serum albumin solution were measured to evaluate the antifouling property of graft copolymer membranes, the results of which have shown an enhancement of antifouling property for graft copoly mermembranes.