丁吡橡胶改性的丁苯橡胶/白炭黑复合材料结构及性能的研究

采用丁吡橡胶(VP)改性白炭黑,研究了VP变量对丁苯橡胶/白炭黑(SBR/silica)复合材料结构及性能的影响。结果表明:VP改性削弱了白炭黑表面自身的氢键作用,有利于填料在橡胶基体中的分散;硫化性能测试显示,适量VP的添加有明显的促硫作用;差示扫描量热分析(DSC)和动态热机械性能分析(DMA)显示,VP改性后复合材料的受限橡胶分子层数量减少,表现为弱化的橡胶-填料界面作用,进而导致材料的拉伸强度减小。     

秋、冬季渤海溶解N2O的分布和通量及其影响因素

通过2019年10月和12月对渤海海域进行的调查及样品采集,分析溶解N₂O的分布和影响因素,并估算其海-气交换通量。结果表明：秋季表层海水溶解N₂O浓度为(8.2±0.5)nmol/L,饱和度为(97.5±4.7)%;冬季浓度为(11.0±0.8)nmol/L,饱和度为(93.8±4.5)%。渤海表层海水溶解N₂O浓度呈现明显的季节性差异,冬季浓度高于秋季,且高值区均集中在黄河口以及莱州湾附近。秋季渤海溶解N₂O处于接近饱和状态,冬季则处于不饱和状态。温度、陆源淡水输入以及沉积物-水界面交换对渤海溶解N₂O的分布有重要影响。2019年10月和12月黄河向渤海输入N₂O的量分别约为4.2×10⁴ mol和1.1×10⁴ mol,是渤海N₂O的重要来源,而秋、冬季渤海底层的沉积物既可能是渤海水体N₂O的源,也可能是其汇。秋季和冬季渤海N₂O海-气交换通...     

基于DGT技术的黄河上游典型水库沉积物氮磷释放与污染源解析

针对黄河上游河库连通背景下水库的污染源解析不足的问题,基于薄膜梯度扩散和高分辨率孔隙水采样,分析了黄河上游典型水库——沈家河水库的污染特征和扩散通量.结果表明,清水河入库口水质为劣Ⅴ类,沉积物为重度污染状态.各点位上覆水可溶性磷酸盐（SRP）平均值低于孔隙水,表明沉积物SRP因浓度梯度向上扩散.各点位DGT-P与DGT-Fe的相关性及沉积物-水界面浓度差存在空间异质性,1号的沉积物DGT-P释放受Fe-P还原释放主导,2号的表层沉积物DGT-P释放能力较差,3号的表层沉积物DGT-P的释放能力较强,可根据释放机制采取不同治理措施.沉积物-水界面附近1号（4～8 mm）、 2号（8～20 mm）和3号（-8～8 mm）发生NH⁺₄-N浓度减小和NO^-₃-N浓度增加的现象.沉积物释放导致的TP、 TN和NH⁺₄-N负荷增加量分别占总量的100%、 78.3%和56.5%,表明沉积物释放是负荷的主要来源,但是清水河输入对氮的影响不可忽略.结果为黄河上游水库污染源...     

新型PEI/PAA复合正渗透膜的制备及性能表征

采用聚乙烯亚胺(PEI)和聚丙烯酸(PAA)分别作为聚阴阳电解质,间苯二胺(MPD)与均苯三甲酰氯(TMC)分别为水相和油相单体,依次采用层层自组装(LBL)和界面聚合的方法对聚丙烯腈(PAN)基膜进行改性,探究层层自组装和界面聚合条件对膜性能的影响,并制备新型复合正渗透膜.得出最佳制备条件为:PAA与PEI的沉积时间为10 min,浓度为1 g·L~(-1),pH分别为9和3,支撑盐浓度为1.5 mol·L~(-1),MPD浓度为20 g·L~(-1),水相沉积时间为2 min,TMC浓度为1 g·L~(-1),界面聚合反应时间为60 s,聚电解质层数为2层,在此条件下制得的复合正渗透膜性能优良.以去离子水作为原液,1 mol·L~(-1) NaCl作为汲取液,水通量最高可达26.12 L·m~(-2)·h~(-1),反向盐通量为13.08 g·m~(-2)·h~(-1),与基膜相比,复合膜的亲水性能明显提高,抗污染性能提高,为正渗透膜的制备提供了新的方法和思路.     

一种土工合成材料加筋土界面拉拔行为分析∗

为研究试验过程中不同位置的筋土界面拉拔行为,以补充试验测量的不足,提出了一个能够预测筋材任意位置拉力和位移的界面拉拔公式,并给出了其具体的应用和分析步骤。首先预测给定筋材长度的最大峰值拉力,然后在最大峰值拉力范围内预测给定峰值拉力的筋材有效长度,其次确定界面摩擦系数大小,最后预测沿筋材任意位置的位移变化关系。同时,对界面拉拔公式进行了参数影响分析,并将界面拉拔公式预测结果与试验结果进行对比。研究结果表明:界面摩擦系数可以间接验证界面拉拔公式的准确性,对拉拔试验结果提供一致性解释。界面拉拔公式的预测结果与拉拔试验结果吻合良好,表明了分析模型的合理性。研究成果对分析和完善筋土界面特性具有重要意义。     

环境功能材料界面性质对生物膜形成过程与代谢功能的调控机制

材料表面生物膜形成对环境与人类生产的影响纷繁复杂,关于环境功能材料与微生物之间的界面作用关系尚无系统阐述。介绍了材料表面生物膜的形成过程,重点解析了材料表面疏水性、形态特征、表面电荷、磁性、物质释放与电子传递等物理化学性质对生物膜形成的调控机制;综述了材料对生物膜微生物群落结构与代谢功能的影响,并且论证了不同环境功能材料与生物膜在水处理系统、废气生物处理和土壤生态修复领域协同降解污染物的潜在机制和应用情况;最后展望了材料与微生物相互作用的未来研究方向。拟为环境功能材料表面生物膜的形成与控制调控,充分发挥两者协同作用以及定向指导材料合成提供理论和技术支撑。     

环境水质学重点实验室湖泊修复与分子环境科学研究组

研究团队:潘纲(研究员),陈灏(副研究员),田秉晖(副研究员),张美一(助理研究员),周琴(助理研究员),何广智(助理研究员),张洪刚(助理研究员),王丽静(研究实习员),辛丽花(研究实习员)研究方向:天然水体污染与富营养化治理、环境界面科学、环境纳米技术、持久性污染物及其在天然水体中的迁移与转     

中国北方典型湖泊沉积物-水界面六六六的迁移行为

六六六(HCHs)是一类持久性有机污染物,因其具有环境持久性、长距离迁移性、生物累积性和高毒性而倍受公众及科学界关注.大量研究表明,沉积物不仅是持久性有机污染物的汇,还是这类污染物长期和潜在的污染源.当外源污染得到有效控制时,内源释放的影响则显得尤为突出.沉积物中污染物会通过扩散或再悬浮等途径重新进入水体环境,     

太湖水-沉积物界面磷、pH及碱性磷酸酶的时空特征及相关性

于2011年3、6和9月通过对太湖不同营养化湖区的5个标准采样位点进行采样分析,探讨了界面沉积物间隙水和上覆水中磷含量、pH及碱性磷酸酶活性的时空分布特征及相关性。结果表明,上覆水及沉积物间隙水中的总磷（TP）、可溶性正磷酸盐（SAP）、pH及碱性磷酸酶（ALP）活性均表现出明显的空间异质性和季节变化趋势。间隙水总磷（PW-TP）、间隙水可溶性正磷酸盐（PW-SAP）高于上覆水,分别最高高出0．082、0．042mg·L-1;上覆水pH值高于间隙水pH值,最高高出O．35个单位;间隙水中碱性磷酸酶（PW-ALP）活性高于上覆水中碱性磷酸酶（W-ALP）活性,最高高出13．244μg·mL·h-1。TP、SAP、pH及ALP活性在3、6、9月份中均以16#样品最高,其中6月份16#样品PW-TP、PW-SAP、上覆水pH及PW-ALP活性分别O．527、0．132、7．46和61．090μg·mL·h-1。参数相关性分析结果表明,W-TP与W-SAP、W-pH显著相关。W-SAP与PW-TP、PW-SAP、W-ALP、PW-ALP均显著相关。PW-TP与PW-pH显著相关性,与PW-ALP活性存在一定的相关性,但不显著。PW-SAP与PW-ALP显著相关。     

混凝过程中微絮体形貌的AFM液池成像观测与表征

采用扫描探针显微镜液池成像技术,对混凝过程中絮体的微观形貌进行了观测与表征.结果表明,原子力显微镜液池成像技术可以对混凝过程中的微絮体进行形貌表征和数字描述,并证实在实际印染工业尾水的微絮凝过滤试验处理过程中,微絮凝时间为2min,搅拌强度为100s-1时可以达到优化的处理效果.这也说明液池成像技术能够较好的反映混凝过程中微絮体的形貌变化特征,从而实现对环境微观界面过程的原位观测与表征.