生物炭和石墨的电化学性质对剩余污泥厌氧消化产甲烷的影响

以玉米秸秆为原料,分别在300、500和700℃的条件下热解制备生物炭(CS300、CS500、CS700),对其理化性质(pH、比表面积、灰分含量、元素组成)和电化学性质(电子供给能力(EDC)、电子接受能力(EAC)、导电率(EC))进行了表征,并将3种生物炭和导电型石墨分别加入消化反应器进行污泥中温厌氧消化批次实验。结果表明:CS300具有最高的EDC(0.598 mmol·g~(-1)),CS700具有最高的EAC(0.740 mmol·g~(-1)),石墨的导电性最强(2.0×10~4 S·m~(-1));4种碳材料对污泥厌氧消化产甲烷均有促进作用,CS300、石墨、CS500和CS700实验组的甲烷累积总产量比对照组分别提高了42.4%、38.9%、28.9%和11.2%。微生物群落结构分析结果表明:甲烷生成的主要代谢途径是CO_2还原代谢途径;3种生物炭材料均提高了Methanosarcina等氢营养型产甲烷古菌的相对丰度,CS300的富集能力最强,石墨的影响作用则不显著。冗余分析结果表明:4种碳材料的电化学性质对厌氧细菌群落组成变化的贡献度为52.7%,对厌氧古菌群落组成变化的贡献度为64.4%;具有氧化还原活性的生物炭通过反复供给、接受电子大幅增加体系中微生物可用电子数量来提高互养微生物种间电子传递效率;而导电性能优秀的石墨则主要通过促进微生物的直接电子传递来提高甲烷产率。研究为解析具有电化学活性的碳材料对厌氧微生物菌群代谢特征和电子传递的影响规律提供了一定的理论支撑,对提高污泥厌氧消化效率、实现能源高效回收具有重要理论价值和现实意义。     

不同地域人发中重金属污染特征与来源解析

以某高校新生发样为研究样本,将生源地分为东北、西北、西南、华北、华南、华中、华东7个地域,采用电感耦合等离子发射光谱法对发样中所含铬、铜、镍、铅、锌进行测定,通过非参数检验及偏相关性检验分析不同地区发样中重金属含量与性别、身体质量指数(BMI)的关系。结果显示,所采集发样中铬、铜、镍、铅、锌的含量变化范围依次为0.22~101.84、0.36~112.24、0.70~128.75、1.39~136.13、1.12~719.50μg/g;发样中重金属浓度的地区排序为东北>华东>华北>西北>华中>西南>华南。聚类分析和主成分分析结果显示,不同地区发样中重金属的来源有所差异:东北、西北、华北地区发样中重金属可能主要来源于燃煤、工业生产过程、机动车排放,方差贡献率分别为39.47%、25.78%、22.89%;华中、华东、西南、华南地区发样中重金属可能主要来源于工业生产过程、机动车排放、冶金化工过程,贡献率分别为47.76%、27.51%、18.24%。相关性检验显示,男性发样内铬、铜、镍、铅含量高于女性。其中,偏胖或偏瘦女性存在较高的铅暴露风险;40.2%的男性发锌含量低于正常值下限,24.4%的女性发锌含量低于正常值下限,且偏瘦女性发内缺锌现象显著;男、女发铜含量高于正常值上限的比例分别为91.8%、85.6%,存在不同程度的铜暴露风险。     

空气扰动对净化器去除香烟源颗粒物性能的影响

空气净化器可有效改善雾霾天气下室内空气质量,颗粒物去除效果与洁净空气量(CADR)是衡量其性能的主要参数。在典型室内环境下,以香烟源颗粒物为目标,开展空气扰动对净化器去除颗粒物效果和CADR的影响实验与评价分析。结果显示,在室内空气扰动下,净化器对粒径≥5μm的颗粒物去除率为75.6%,在无空气扰动情况下的去除率为46.6%。空气净化器对粒径0.3μm^5μm的颗粒物有较好的去除效果,而对于粒径10μm的较大颗粒物,空气扰动造成CADR增加。空气扰动在一定程度上提升了空气净化器的净化能力,同时在性能方面也存在影响。     

低压环境下不同三元圆柱锂电池热失控危险特性对比研究

为研究21700和18650新旧2型多用途锂离子电池在航空运输低压环境下的热失控特性差异,采用动压变温实验舱搭建实验平台开展实验。将实验环境压力设定为飞机巡航时的环境压力30 kPa,对比常压101 kPa,使用外部热源加热的方式触发锂电池热失控,利用热传播引发相邻电池热失控,分别从热失控温度变化特性、热释放速率和热解气体组分浓度变化进行分析。研究结果表明:能量密度更高的21700电池热失控峰值温度更高,高温危险性要高于18650电池,但触发热失控所需的热量更多,电池间热传播时间会延长;低压环境有利于降低锂电池热失控燃爆峰值温度,减小燃爆热释放速率,但会产生更多CxHy和CO等具有燃爆性的热解气体,可能会在有限空间内与氧气混合引起二次燃爆。     

频率域电磁感应技术在场地全覆盖污染快速筛查中的应用

针对上海典型化工企业场地(A)和金属制品企业场地(B),运用低成本的频率域电磁感应技术(FDEMI)进行全覆盖扫描探测,依据地层视电导率(ECa)空间分布特征,快速定位土壤/地下水疑似污染区,并合理布置钻孔取样点位。取样测试分析结果显示,土壤/地下水实际污染空间分布与地层ECa值平面分布高度一致。综合FDEMI全覆盖扫描和钻孔取样分析结果,采取"点面结合"方式对全场进行风险分级分区,确定了场地A的西北部及中部存在TPH、氯代芳烃、苯系物和重金属Mn的复合污染区,占全场总面积的28%;场地B的中部为重金属(Cr、Cu、Ni和Zn)重度污染区,占全场总面积的23%。土壤/地下水中重金属线性电导特性、污染物质极性、有机物自然降解过程中的离子释放现象等可能是引起地层ECa值空间变化的主要影响因素。     

基于改进蚁群算法的应急救援最优路径选择

蚁群算法最早成功应用于解决著名的旅行商问题(TSP),但基本蚁群算法在解决大型优化问题时,搜索时间长,易陷入局部最优解.针对基本蚁群算法的不足之处,对该算法的数学模型以及参数组合选择方法进行了改进研究,将改进后的蚁群算法应用于事故应急救援各受灾点救灾物资的配送问题中,取得了较好的运行结果.     

几种常规滤料润湿性能的研究与探索

根据Washburn方程,自行设计装置,采用压力法测量滤料接触角,引入亲水亲油比LHR的概念,以正辛醇和水作参比液,得出了25 ℃下不同极性溶液改性后2种滤料的亲水亲油比值.结果表明,通过比较LHR的大小,可以方便直观地得出氯硅烷浸泡的滤料比水浸泡的滤料的亲油性增强,符合相似相溶原理.为滤料的润湿性能改进提供一种新思路.     

模糊评价法在生物安全实验室环境风险评价中的应用

提出一种有关生物安全实验室环境风险的评价方法。构建生物安全实验室环境风险评价指标体系(体系共分为4级,包含3个一级指标,12个二级指标,10个三级指标,69个四级指标)和生物安全实验室环境风险评价的模糊综合评价模型;应用专家打分法确定指标的权重判断矩阵数据和隶属度数据;采用层次分析法对判断矩阵进行处理得到指标权重数据;按照评价模型的程序对权重数据和隶属度数据进行处理,最终得到生物安全实验室的风险评价值。以某生物安全实验室作为案例,运用笔者提出的方法,得到该实验室的评价值,因而为更好地分析实验室的环境风险,采取有效的风险预防措施提供了依据。     

基于主成分分析和BP神经网络的综合安全评价模型

提出了基于主成分分析法和BP神经网络的综合安全评价模型.利用主成分分析法的数据降维功能对评价指标进行特征提取,选用合适的主成分作为神经网络的输入,构建网络拓扑结构.在建立多层次道路危险货物运输企业安全评价指标体系的基础上,采用MATLAB对企业安全现状进行实证仿真分析.结果表明,基于主成分分析法和BP神经网络的综合安全评价模型的评价结果优于其他评价模型.研究表明,本文得到的综合模型能够更加客观、准确地反映评价对象的实际情况.     

镉污水灌溉下芦蒿生长及镉富集特性研究

通过生物盆栽试验,研究了不同浓度Cd污水灌溉对芦蒿生长及Cd富集特性的影响.结果表明,芦蒿具有很强的Cd抗性.在Cd污水浇灌下,供试土壤中累积的Cd处理量分别为0.3 mg/kg、1.0 mg/kg、5.0 mg/kg、10.0 mg/kg、15.0 mg/kg、20.0 mg/kg、25.0 mg/kg、30.0 mg/kg、35.0和40.0 mg/kg(分别记为C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9和C10),各处理芦蒿的干物重和根系活力均高于对照;叶绿素a和叶绿素b的质量比大体呈现低Cd(0.3～20.0 mg/kg)处理下增加,高Cd(>20.0 mg/kg)处理下减少的规律;C1(0.3 mg/kg)和C2(1.0 mg/kg)两个处理的类胡萝卜素质量比比对照高,Cd处理水平超过1.0 mg/kg后类胡萝卜素质量比都比对照低,且随着Cd处理量的增加呈现逐渐降低趋势;芦蒿根、茎、叶均有较强的Cd富集性,不同器官Cd质量比从大到小为根、茎、叶,土壤Cd处理量在0.3～40.0 mg/kg内时,根茎叶中Cd累积量随着土壤Cd处理量的提高而增加,且二者呈极显著(p<0.01)正相关关系.在低Cd处理水平下芦蒿地上部分的富集系数大于1,芦蒿如此高的富集系数作为蔬菜来种植是不安全的,控制芦蒿的质量安全是一项具有重大现实意义的工作.