Detrimental role of residual surface acid ions on ozone decomposition over Ce-modified γ-MnO2 under humid conditions

In the study,the catalyst precursors of Ce-modified γ-MnO_2 were washed with deionized water until the pH value of the supernatant was 1,2,4 and 7,and the obtained catalysts were named accordingly.Under space velocity of 300,000 hr~(-1),the ozone conversion over the pH=7 catalyst under dry conditions and relative humidity of 65% over a period of 6 hr was 100% and 96%,respectively.However,the ozone decomposition activity of the pH=2 and 4 catalysts distinctly decreased under relative humidity of 65% compared to that under dry conditions.Detailed physical and chemical characterization demonstrated that the residual sulfate ions on the pH=2 and 4 catalysts decreased their hydrophobicity and then restrained humid ozone decomposition activity.The pH=2 and 4 catalysts had inferior resistance to high space velocity under dry conditions,because the residual sulfate ion on their surface reduced their adsorption capacity for ozone molecules and increased their apparent activation energies,which was proved by temperature programmed desorption of O_2 and kinetic experiments.Long-term activity testing,X-ray photoelectron spectroscopy and density functional theory calculations revealed that there were two kinds of oxygen vacancies on the manganese dioxide catalysts,one of which more easily adsorbed oxygen species and then became deactivated.This study revealed the detrimental effect of surface acid ions on the activity of catalysts under humid and dry atmospheres,and provided guidance for the development of highly efficient catalysts for ozone decomposition.     

瓦斯煤尘爆炸特性及抑爆方法研究进展

为探究瓦斯煤尘爆炸特性及抑爆机理,本文通过一系列实验,研究瓦斯、煤尘爆炸的速度和温度等特征,提出利用图像相关系数法和辐射测温原理计算火焰传播速度及温度场变化,定量分析影响煤尘爆炸的因素以及产物变化规律,揭示煤尘爆炸的宏微观机制。结果表明:火焰分形维数可以用来反应瓦斯爆炸强度,即当分形维数更接近2.2937时爆炸反应最为强烈,其爆炸过程中自由基最终生成浓度与CH 4初始浓度呈倒U型关系;当量比对煤粉火焰爆炸压力及速度也有一定影响,在最佳当量比的2倍左右时可以达到最大爆炸压力和最大火焰传播速度。另外本文亦采用泡沫陶瓷对瓦斯的多次爆炸和连续爆炸进行抑爆,发现不同厚度和孔隙的泡沫陶瓷具有不同的抑制效果,孔隙较大的泡沫陶瓷对爆炸能量有较好的抑制作用。     

湖北省地表水水质评价指标及监测方式研究

选取湖北省100个国控断面2019年1—12月手工和自动监测数据,采用因子分析和聚类分析相结合的方法对水质评价指标进行优化筛选,结果表明,高锰酸盐指数、氨氮、总磷、pH、溶解氧等5项指标可以代表湖北省地表水水质的主要影响因子,从而实现水质监测指标的降维。对手工和自动2种监测方式进行比对,证明自动监测pH、溶解氧、高锰酸盐指数、总磷和氨氮5项水质评价指标的数据、评价结果与手工监测具有较强的一致性,用自动监测5项指标进行水质评价是合理、可行的,并能减轻手工监测的工作量。     

PFOA对斑马鱼胚胎发育、行为和DNA损伤的毒性研究

全氟辛酸(PFOA)是一种分布广泛的环境持久性有机污染物,在野生动物与人体内普遍被检出。目前PFOA发育毒性的特点和机制尚未阐明,已有的研究显示,PFOA毒性与受试物种及性别密切相关。因此,利用不同物种进行PFOA毒性研究对阐明其毒性机制十分重要。本研究选用了斑马鱼这种理想的脊椎动物模型,考察了PFOA暴露对其胚胎发育的自主运动、心跳、行为、细胞凋亡和DNA损伤的影响。研究发现,始于6hpf的PFOA暴露会导致斑马鱼胚胎自主运动异常,心率降低,且具有一定的剂量依赖性;6～24hpf的高浓度的PFOA暴露(>414.0mg·L-1)会导致胚胎发生显著的细胞凋亡,凋亡主要出现在眼部、头部、心脏和尾部。较高浓度的PFOA暴露(165.6mg·L-1)会使仔鱼的光刺激应激行为模式发生变化。此外,PFOA暴露会致使斑马鱼发生DNA损伤,且损伤程度随PFOA浓度的升高而加重,表明PFOA具有一定的基因毒性。上述结果表明,PFOA对斑马鱼胚胎具有发育毒性,具体表现为自主运动异常,心率降低和行为反应能力变弱,同时伴随畸形、细胞凋亡和DNA损伤。     

滇东高原牛栏江流域岩溶区地下水化学特征及成因分析

以滇东高原牛栏江流域岩溶区为例,利用水化学数据,探讨区内地下水化学特征及其成因.对研究区24组水样的水化学特征进行分析,结果表明,研究区水化学类型主要是以HCO3-Ca·Mg型和HCO3-Mg·Ca为主,HCO3-和Ca2+是区内主要阴阳离子,反映了水化学特征主要受碳酸盐岩溶解影响.δD与δ18O的关系显示,研究区内地下水主要受大气降水补给.地下水化学演化过程受地层岩性影响显著,岩石风化使东、西两区的地下水水化学特征有较大差异.Mg2+、Ca2+、HCO3-、SO42-和Cl-主要受岩石风化、大气降雨等自然条件控制,受到人类活动影响较小,Na++K+则是主要受农业活动等人类活动的影响.本研究对牛栏江-滇池补水工程区的水化学特征、水质保护和滇池生态恢复具有重要意义.     

模拟酸雨对福州平原稻田土壤真菌群落结构及多样性影响

酸雨已成为全球农业、环境和生态领域关注的重要问题之一.为了探讨酸雨对稻田土壤真菌多样性的影响,了解真菌群落结构变化与酸雨胁迫之间的关系.本文以福州平原稻田为试验场所,根据福州市近年来的酸雨成分,配置不同酸度的模拟酸雨,计算出喷淋量,并于水稻秧苗移栽后每隔7 d喷淋一次酸雨,直至水稻收割.当水稻收获时,采集土壤样品分析不同酸度模拟酸雨处理下早、晚稻土壤真菌群落组成及其丰度.结果表明:①模拟酸雨处理改变了稻田土壤真菌的相对丰度、多样性及群落组成,且不同处理中真菌的优势菌属及相对丰度也具有差异;②早稻3个模拟酸雨处理组均使稻田土壤真菌多样性降低,在晚稻生长期,pH=2.5和pH=3.5处理使稻田土壤真菌多样性降低,而pH=4.5处理则使真菌多样性显著升高;③模拟酸雨处理使Paranamyces、刺座霉属(Volutella)、镰刀菌属(Fusarium)的相对丰度显著降低,同时也出现了少量Monographella、Hygrocybe、Acremonium等对照组中不存在的菌属;④早、晚稻pH=4.5处理组与对照组之间真菌的物种多样性及群落结构差异均最大;⑤环境因子能够影响土壤中真菌的相对丰度并改变土壤碳组分,其中,真菌Westerdykella(韦斯特壳属)的相对丰度与稻田土壤电导率(EC)呈显著负相关(p0.01),Psilocybe的相对丰度与稻田土壤微生物量碳(MBC)呈显著正相关(p0.01).     

Abnormal energy metabolism and tau phosphorylation in the brains of middle-aged mice in response to atmospheric PM2.5 exposure

In light of the accelerated aging of the global population and the deterioration of the atmosphere pollution, we sought to clarify the potential mechanisms by which fine particulate matter (PM_2.5) can cause cognitive impairment and neurodegeneration through the alteration of mitochondrial structure and function. The results indicate that PM_2.5 inhalation reduces ATP production by disrupting the aerobic tricarboxylic acid cycle and oxidative phosphorylation, thereby causing the hypophosphorylation of tau in the cortices of middle-aged mice. Furthermore, excessive reactive oxygen species generation was involved in the impairment. Interestingly, these alterations were partially reversed after exposure to PM_2.5 ended. These findings clarify the mechanism involved in mitochondrial abnormality-related neuropathological dysfunction in response to atmospheric PM_2.5 inhalation and provide an optimistic sight for alleviating the adverse health outcomes in polluted areas.     

钯负载泡沫镍电极电化学还原水中三氯乙酸

采用非电沉积法制备了钯负载泡沫镍电极,运用SEM技术对其进行了表征,并以其阴极、铂丝为阳极进行了电化学还原三氯乙酸的研究,考察了工艺条件对三氯乙酸降解效果的影响,并对反应动力学和反应机理和进行了探讨。结果表明:钯负载泡沫镍电极具有较高的比表面积和良好的储氢性能;以20 mmol/L硫酸钠为电解质,在电解温度为20℃、钯负载量为4.5 mg/cm~2的条件下恒流(10 mA)电解240 min,三氯乙酸降解率达99.76%,氯原子脱除率达73.86%;三氯乙酸的电化学还原反应过程以及三氯乙酸上未脱除氯原子浓度的变化均符合拟一级反应动力学方程;三氯乙酸在电化学还原过程中逐个脱除氯原子。     

考虑支座转角的地基不均匀沉降基础隔震结构地震响应分析∗

地基不均匀沉降可能会引起沉降范围内部分隔震支座发生转动,造成隔震层刚度发生变化,进而导致上部结构地震损伤和失效风险增大。针对地基不均匀沉降条件下基础隔震结构地震响应研究,现有成果大都通过施加平动位移进行模拟,并未考虑隔震支座转角的不利影响。为了研究地基不均匀沉降条件下基础隔震结构支座可能出现的转动及其对整体结构地震响应特征影响规律,首先以隔震支座为对象,研究了支座转动变形与叠层橡胶隔震支座水平刚度变化关系,建立了叠层橡胶隔震支座转角与水平刚度变化关系函数;在此基础上系统研究了地基不均匀沉降条件下整体基础隔震结构响应特征,以及基础结构的减震系数变化规律,以期揭示地基不均匀沉降对基础隔震结构地震响应影响机理。结果表明：隔震支座转角变形会引起隔震结构体系地震响应发生显著变化,随着隔震支座转角增大,隔震层水平刚度增大的同时隔震结构体系变形能力减弱,进而造成上部结构加速度响应增大,位移响应减小,导致基础隔震结构水平减震系数增大,减震效果低于预期;当转角接近π/2 时,隔震支座将丧失降低上部结构地震响应的作用,原隔震结构将退化为抗震结构;对于存在地基不均匀沉降的基础隔震结构,应及时采取必要措施控制地震响应,以防范上部结构发生倾覆。