便携式XRF在污染地块土壤金属元素调查中的应用

研究了便携式X荧光光谱仪（PXRF）测定土壤中砷、铅、铬、铜、锌和镍的性能,评估其检出限、精密度和准确度,探索了土壤水分和粒径对测定结果的影响程度,并与常规实验室分析方法测定结果进行比对。结果表明,PXRF测定土壤中砷、铅、铬、铜、锌和镍的检出限为5~15mg/kg,标准物质测定结果的相对标准偏差（RSD）≤8.6%,相对误差在±15%以内。随着土壤水分含量的增加,各金属元素测定结果均呈下降趋势,而RSD有上升趋势。土壤粒径对测定结果的影响较小,随着土壤粒径减少,各金属元素测定结果的RSD略有下降趋势。PXRF可以简单、快速地测定多种重金属元素,适用于污染地块重金属元素的现场实时监测。     

基于在线监测的南京市PM2.5中金属元素污染特征及健康风险评估

为了探究南京市细颗粒物（PM_2.5）中金属元素的污染特征及健康风险,利用在线多金属分析仪采集并分析了2022年南京市PM_2.5中10种金属元素的质量浓度,利用正定矩阵因子分解（PMF）模型进行金属元素的来源解析,并采用健康风险评价方法对其中5种重金属元素进行健康危害评估。结果表明,10种金属元素总的年均质量浓度为941.3 ng/m³,占PM_2.5年均质量浓度的3.4%;其中,铁（Fe）、钾（K）、锌（Zn）3种金属年均质量浓度占比为91.2%。来源解析结果表明,污染物主要来源于土壤尘、燃煤、秸秆焚烧及烟花爆竹燃放、机动车尾气排放及机械磨损。健康风险评价结果表明,锰（Mn）、钒（V）、镍（Ni）、砷（As）4种重金属元素的危害商（HQ）均＜1,均不存在非致癌风险;Ni、铅（Pb）的致癌风险（ECR）均＜10^-6,风险可控;As的致癌风险介于10^-6 ~ 10^-4之间,存在一定致癌风险。     

航空发动机热端部件表面高温陶瓷涂层性能优化

目的 对航空发动机热端部件表面长效防护涂层W-200进行改进,研制高温稳定性更好且不易崩瓷的高温合金表面新型高温陶瓷涂层,解决W-200涂层在部分高温合金表面暴露出的易崩瓷、剥落问题。方法 通过调整膨胀系数、软化温度、析晶温度,来研制新型耐高温玻璃和耐高温填料,并制备新的高温陶瓷涂层浆料。结果 所研制的新型高温陶瓷涂层W-400能够满足在高温合金表面1 150~1 230 ℃顺利烧结,且具有更大的膨胀系数,可与高温合金基材的膨胀系数更匹配。同时,W-400的析晶温度区间为868~ 1 213 ℃,在析晶温度区间,涂层较W-200具有更好的高温稳定性,以及更优的抗热震、抗剥落性能,并可覆盖实际应用的温度范围。结论 新型高温陶瓷涂层W-400解决了目前W-200高温陶瓷涂层在航空发动机高温合金热端部件表面烧结后易崩瓷的问题。根据本项目的研究基础,对未来可研制出能够在其他金属表面1 250~1 400 ℃顺利烧结的耐温更高的新型高温陶瓷涂层提供了可能性。     

武汉市冬季重污染过程中PM2.5组分特征与区域来源解析

随着《大气污染防治行动计划》和《打赢蓝天保卫战三年行动计划》的相继实施,在高强度的污染治理下,中东部地区PM_2.5污染改善效果显著。为探讨在PM_2.5浓度不断降低的背景下,仍时有发生的武汉冬季重污染过程的成因及特征,以2020年12月武汉地区一次长达10 d的重污染过程为例,利用多种观测数据和嵌套网格空气质量预报模式系统(NAQPMS)分析污染过程中PM_2.5的化学组分特征和区域贡献等。结果表明:污染日二次无机盐SNA (SO₄^2-、NO₃^-和NH₄⁺)和碳质组分(EC和OC)在PM_2.5中的占比高(分别为78%和18%),NO₃^-的占比从清洁日的36%上升到污染日的46%,是污染过程中占比最高的化学组分。污染期间,NO₃^-和SO₄^2-的浓度比为2.9~6.1,因此二次无机盐的主要来源可能是移动源;OC和EC的浓度比为3.0~9.8,因此碳质组分的主要来源可能是燃煤源。污染期间主要有河南-孝感-武汉和安徽-黄冈-武汉2条污染传输带,污染物传输以武汉周边城市的近距离输送为主,随着污染程度加重,武汉本地及武汉城市圈的区域贡献增加。重度污染天是静稳天气下持续的偏弱东风和西北风输送的污染气团在不易扩散的天气条件下累积形成的。     

工业烟气氨排放特征及其对颗粒物污染形成影响

氮氧化物（NO_X）超低排放控制背景下,工业烟气氨（NH₃）逃逸问题被广泛关注。为探究重点行业NH₃逃逸现状及其对空气质量的影响,本研究于2022年3—6月针对江苏省7个重点行业烟气NH₃排放进行了监测,并针对NH₃逃逸严重的4条生产线测试其可凝结颗粒物（CPM）的排放特征。研究结果显示,68家企业的NH₃排放质量浓度为0.7～65.4 mg/m³,热电、日用玻璃行业的NH₃逃逸问题突出,其NH₃平均质量浓度分别为37.4,39.2 mg/m³。采用选择性非催化还原（SNCR）脱硝设施的工业烟气NH₃排放质量浓度分别是采用选择性催化还原（SCR）和SNCR+SCR联合技术的2.36,1.42倍;NH₃逃逸现象严重的生产线的排气筒出口处CPM质量浓度达到717～1 322 mg/m³,抵消了脱硫、脱硝和除尘带来的减排效果,对细颗粒物（PM_2.5）污染有直接贡献。研究结果可对我国二次颗粒物来源与治理方向提供支撑。     

一种Cu-MOF缓蚀剂的复配研究

目的 对Cu-MOF进行复配,探究其最佳复配比例,以增强Cu-MOF的缓蚀效果.方法 通过静态失重挂片、电化学测试和表面形貌分析等手段,探究Cu-MOF与硫脲、六亚甲基四胺复配前后对Q235碳钢在1 mol/L HCl介质中缓蚀行为的变化.结果 单独使用50 mg/L的Cu-MOF时,碳钢的腐蚀速率为2.83 g/(m...     

基于损伤等效的振动疲劳试验载荷转换

目的使用简谐激励替代随机平直谱激励进行振动疲劳试验。方法利用有限元仿真计算某典型铝合金试验件在简谐激励和随机平直谱激励下的疲劳寿命,分析2种工况下试验件寿命相等时激励的等效关系。进行一组定频激励试验和一组谱激励试验,对比试验结果,验证在某典型铝合金试验件上利用简谐激励替代随机平直谱激励进行振动疲劳试验的可行性。结果通过试验与仿真技术,对2024-T4铝合金试验件在一定频率非共振简谐激励和随机平直谱激励作用下的振动疲劳寿命规律进行研究,得出了不同激励作用下试验件寿命相同时载荷的等效关系。结论基于损伤等效,工程中可以使用简谐激励代替随机平直谱激励进行振动疲劳试验,从而解决了一类振动疲劳试验加载困难的问题,实现振动疲劳的试验加速。     

利用薄片穿透法确定铝合金最大蚀坑深度

目的研究铝合金最大蚀坑深度与环境试验时间的对应关系,为新型合金服役前的耐蚀性评级和结构件服役过程中的剩余寿命预测提供技术基础。方法利用光学显微镜、扫描电镜分析海洋大气环境中新型铝合金的腐蚀类型,并利用薄片穿透法研究铝合金薄片最大蚀坑深度与试验时间的对应关系。结果经过海洋大气环境暴露试验后,2A97铝合金发生了深入合金内部的严重点蚀,检测薄片试样背面电解液的出现时间,可以确定环境试验中蚀坑穿透薄片试样的时间。通过测量不同厚度薄片试样的穿透时间,可以确定最快生长局部腐蚀点的深度和时间的关系。结论中性盐雾试验环境下,达到相同的最大蚀坑深度,2A97铝合金与AA2024铝合金用时基本相当。     

Enhanced nitrate reduction in water by a combined bio-electrochemical system of microbial fuel cells and submerged aquatic plant Ceratophyllum demersum

High nitrate(NO_3~-)loading in water bodies is a crucial factor inducing the eutrophication of lakes.We tried to enhance NO_3~-reduction in overlying water by coupling sediment microbial fuel cells(SMFCs)with submerged aquatic plant Ceratophyllum demersum.A comparative study was conducted by setting four treatments:open-circuit SMFC(Control),closed-circuit SMFC(SMFC-c),open-circuit SMFC with C.demersum(Plant),and closed-circuit SMFC with C.demersum(P-SMFC-c).The electrochemical parameters were documented to illustrate the bio-electrochemical characteristics of SMFC-c and P-SMFC-c.Removal pathways of NO_3~- in different treatments were studied by adding quantitative~(15)NO_3~- to water column.The results showed that the cathodic reaction in SMFC-c was mainly catalyzed by aerobic organisms attached on the cathode,including algae,Pseudomonas,Bacillus,and Albidiferax.The oxygen secreted by plants significantly improved the power generation of SMFC-c.Both electrogenesis and plants enhanced the complete removal of NO_3~- from the sediment–water system.The complete removal rates of added~(15)N increased by 17.6% and 10.2% for SMFC-c and plant,respectively,when compared with control at the end of experiment.The electrochemical/heterotrophic and aerobic denitrification on cathodes mainly drove the higher reduction of NO_3~- in SMFC-c and plant,respectively.The coexistence of electrogenesis and plants further increased the complete removal of NO_3~- with a rate of 23.1%.The heterotrophic and aerobic denitrifications were simultaneously promoted with a highest abundance of Flavobacterium,Bacillus,Geobacter,Pseudomonas,Rhodobacter,and Arenimonas on the cathode.     

液-弹隔振器设计与试验分析

目的开展液-弹隔振器的设计及试验验证。方法基于反共振原理建立的液-弹隔振器动力学分析模型,推导了其动力学方程。结果建立了液弹隔振器隔振频率与相关参数的关系,依据相关参数完成了液-弹隔振器的设计,并进行了液-弹隔振器动力学性能相关试验,利用动刚度测试法和传递率测试法验证了液-弹隔振器性能,试验验证了液-弹隔振器高静态刚度和隔振频率点下的低动态刚度特点。结论实现了液-弹隔振器的设计,同时液弹隔振器在隔振频率点下达到60%的减振效果。