圆柱钝体绕流火焰旋涡特性研究

在森林火灾中各种旋涡大量存在。本文着重研究圆柱钝体绕流火焰旋涡的形成机理和特征。通过各种实验手段观测火焰在圆柱钝体周围的动态结构变化，建立了涡核半径的模型公式。实验结果同时表明，在低能量火的情形下圆柱钝体的存在使得火蔓延速率下降，因而提出一个新的阻力因子模型以修正顺流燃烧蔓延速率。     

三种磺胺类药物对罗非鱼肝脏组织中谷胱甘肽转移酶（GST）和丙二醛（MDA）的影响

研究磺胺嘧啶（sulfadianzine,SDZ）、磺胺二甲基嘧啶（sulfadimidine,SM2）和磺胺甲基异恶唑（sulfamethoxazole,SMZ）三种典型磺胺类抗生素对罗非鱼（Oreochromis niloticus）肝脏谷胱甘肽转移酶（GST）活性和丙二醛（MDA）含量的响应。采用饲料暴露的给药方式,用磺胺药物浓度为4和40g·kg-1的人工配合饲料喂养试验罗非鱼,对照组投喂不含磺胺药物的空白饲料。暴露时间为7d,每天2次投喂饲料,饲料的日投喂量按鱼体重的3%计,分别在24、72和168h采集肝脏样品待测。结果表明各浓度组GST和MDA分别在暴露后72和24h受到最大程度的诱导,其中GST活性比空白组提高了6.72倍,MDA含量比空白组提高了24.75倍。在4g·kg-1的药物浓度下SM2对GST和MDA有最强诱导,在40g·kg-1的药物浓度下三种药物对罗非鱼GST和MDA诱导效应大小顺序为SDZ〉SMZ〉SM2。GST和MDA在磺胺药物诱导下的响应敏感,适合作为磺胺类药物暴露的生物标记物。     

盐蚀环境下微生物矿化岩土材料的冻融特性研究

基于MICP技术将松散砂粒改良成微生物矿化岩土材料,通过室内冻融循环实验,研究矿化材料在4种不同的冻融环境中的表观形貌、质量损失率、饱和含水率、无侧限抗压强度随冻融循环周期的变化规律,以及利用NMR测试手段分析材料的孔隙变化。结果表明:随着冻融周期增加,在4种冻融液中矿化材料均伴随剥落现象,无侧限抗压强度均呈逐渐减小趋势,质量的损失和饱和含水率的增加严重影响了材料的抗冻性能,且在5%Na₂SO₄溶液中矿化材料的粉化速度较快,质量损失最大,劣化速度最快,NMR图谱中弛豫时间大于200 ms的未冻水含量在冻融过程变化最大,是造成样本质量的损失和强度的破坏的主要原因;在去离子水溶液中样本的抗冻能力也较弱,次于Na₂SO₄溶液;在3%NaCl溶液和混合溶液中由于NaCl的存在降低材料的凝固点,使得材料的抗冻能力延长,此研究为微生物矿化岩土材料在寒冷地区的工程应用提供基础实验依据。     

三峡库区笋溪河流域面源污染及其与土壤可蚀性k值的关系

研究三峡库区面源污染特征及其与水土流失的关系,可为库区氮磷污染和土壤侵蚀控制提供依据.选择三峡库区库尾笋溪河流域,在流域内分园地、林地和耕地3种土地利用类型共采集126个土壤样品,并在主干和支流采集52个水质样品.根据EPIC模型计算土壤可蚀性k值,分析流域内土壤可蚀性k值对面源污染的影响.结果表明,笋溪河流域面源污染主要是氮污染,总氮均值达1.37 mg/L,氮素的主要形态为硝态氮,占总氮的71.2%;总磷浓度为0.1 mg/L.流域内土壤可蚀性k值均值为0.040,随着土层加深土壤可蚀性k值呈上升趋势;林地土壤可蚀性k值显著低于园地和耕地.笋溪河流域总氮浓度与园地和耕地0-20 cm土壤可蚀性k值有关,硝态氮浓度与耕地0-40 cm土壤可蚀性k值有关.因此,笋溪河流域面源污染严重,主要来源是耕地和园地,应实行免耕、植物篱等措施,同时减少化肥施用,增加有机肥比例,以增加土壤抗侵蚀能力,进而控制流域水土流失和面源污染.(图6参37)     

典型四环素类抗生素的预测无效应浓度和风险评估

四环素类抗生素是一类广谱抗生素,对生态环境存在潜在风险.本研究以四环素和土霉素为研究对象,根据欧盟现有化学物质风险评价技术指导文件(TGD),推导不同环境介质中四环素和土霉素的预测无效应浓度(PNEC),并采用风险商值(RQ)法对我国部分地区水质、淡水沉积物和土壤的暴露风险进行评估.结果 表明,我国水质、淡水沉积物及土壤中四环素的PNEC值分别为0.115 μg·L-1、423 μg·kg-1(湿质量)和57 μg· kg-1(湿质量);土霉素的PNEC值分别为4.93μg·L-1、1.78x104 μg·kg1(湿质量)和3.16×103μg·kg-1(湿质量).淡水沉积物风险区域主要集中在海河,土壤风险区域主要集中在山东省、四川省彭州市、辽宁省沈阳市等,部分区域点位存在潜在的生态风险.研究结论可为四环素类抗生素的生态环境风险评价提供科学依据.     

2020年初疫情管控对山东省空气质量影响的模拟

利用2020年初新冠疫情对人类生产、生活的一次自然冲击及由此导致的大气污染状况变化,研究了空气质量对污染物减排及气象因素的响应关系.通过对疫情管控前（1月15~23日）和疫情控制关键期（1月24日~2月7日）这2个阶段空气质量对比分析发现,疫情期间山东省除O₃浓度上升外,PM₁₀、PM_2.5、NO₂、SO₂及CO浓度分别降低72.6 μg·m^-3、47.4 μg·m^-3、25.6 μg·m^-3、3.0 μg·m^-3和0.5 mg·m^-3;降幅分别为45.86%、41.24%、58.00%、17.71%和31.40%;RAMS-CMAQ模拟显示,疫情期气象扩散条件改善导致的PM₁₀、PM_2.5、NO₂、SO₂和CO浓度改善幅度为26.04%、33.03%、28.35%、43.27%和23.29%,人为减排造成的各污染物浓度降低幅度为19.82%、8.21%、29.65%、-25.56%和8.12%.疫情期间O₃浓度上升20.51%,气象因素和人为活动的影响分别占10.47%和10.04%.结果表明一次污染物对减排响应更敏感,二次污染物对减排响应有一定时滞性且受气象因素影响更显著,臭氧浓度对污染物减排线性响应关系不明显,总体呈负相关,说明臭氧的控制需探索科学的污染物减排比例.     

阴阳极成对耦合紫外光辅助电催化降解毒死蜱

以空气扩散阴极、纯铂阳极和紫外灯构建了阴阳极成对耦合紫外光辅助电催化的体系,并系统地研究了电流密度、阳极SO42-浓度以及毒死蜱初始浓度对毒死蜱降解效果的影响.结果表明,当阴极/阳极的电流密度为45/450 mA·cm^-2,阳极SO42-浓度为1.0 mol·L^-1,毒死蜱初始浓度为25 mg·L^-1时,反应60 min后毒死蜱降解率可达99%.对阴极产物的红外分析结果表明,毒死蜱降解后结构中的吡啶环和PS被破坏,产生亚硝氮和正磷酸盐,毒性得到减弱.通过对比阴阳极成对耦合紫外光复合体系与阴极耦合紫外光复合体系、阳极耦合紫外光复合体系的电流效率,发现阴阳极成对耦合紫外光复合体系的电流效率是阴极耦合紫外光复合体系的2倍,是阳极耦合紫外光复合体系的4倍.     

诱导式防冲支护装置的屈曲吸能特性研究

基于薄壁管件屈曲吸能原理,设计了具有特殊形状的诱导式防冲支护装置,应用于一种新式巷道吸能防冲液压支架中,旨在当突发围岩冲击时,通过装置自身及时的变形让位过程,应对支架遭受的冲击破坏作用并快速吸收其携带的冲击能,从而支架结构受到保护,围岩稳定性与巷道的整体性得到保障。防冲支护装置的承载力与吸能量通过吸能理论分析与计算获得;利用ABAQUS大型分析软件模拟两种防冲支护装置结构形式的变形吸能过程,在轴向加载的条件下进行单节支护装置准静态压缩试验。结果表明:单节防冲支护装置支护力大,比吸能高,吸能量大,总体吸能效果好。防冲支护装置吸能特性研究,为解决当下冲击地压发生时巷道支护安全问题提供了新方法。     

基于新内点测试与Grid-SCAN的铀尾矿库监测定位算法

面向铀尾矿库放射性核素污染WSN监测中,由于监测环境制约,针对该条件下节点密度低、带状分布网络连通性差等问题,为保证一定定位精度,提出一种新的定位算法。新内点测试利用RSSI值与海伦公式判断是否在三角形内外,无需未知节点周围其他节点信息,并采用Grid-SCAN寻找概率模型选取点,使该算法满足低密度条件的定位并减少其计算量。约束范围内计算网格内各点RSSI值的概率,并以最大概率坐标为定位结果。经过仿真,新算法较APIT算法在定位精度上提高了55%~69%。     

套管损伤磁记忆检测信号定量研究

在油气生产过程中,井下套管损伤会造成井况恶化,致使正常井转变为套损井。为了防止套损井的出现和安全事故的发生,有必要对套管进行早期损伤检测。采用金属磁记忆检测技术,开展了实验研究。实验中,通过对套管内壁环切,将套管壁厚设计为等值递增和不等值递增两种形式;根据实验数据,对磁记忆检测信号梯度值、信号梯度波峰值及信号梯度峰宽值等特征参量与壁厚、壁厚变化量的定量关系进行拟合。结果表明:磁记忆检测信号梯度值、信号梯度波峰值及信号梯度峰宽值等特征参量,可以很好的表征套管壁厚的变化情况;信号梯度值与套管壁厚呈线性递增关系;信号梯度波峰值和信号梯度峰宽值均与套管壁厚变化量呈线性递增关系。该试验结果有助于完善磁记忆检测技术的定量化研究和利用磁记忆原理检测套管损伤的评价体系。