Visualizing different uranium oxidation states during the surface alteration of uraninite and uranium tetrachloride

Low-temperature alteration reactions on uranium phases may lead to the mobilization of uranium and thereby poses a potential threat to humans living close to uranium-contaminated sites. In this study, the surface alteration of uraninite (UO₂) and uranium tetrachloride (UCl₄) in air atmosphere was studied by confocal laser scanning microscopy (CLSM) and laser-induced fluorescence spectroscopy using an excitation wavelength of 408 nm. It was found that within minutes the oxidation state on the surface of the uraninite and the uranium tetrachloride changed. During the surface alteration process U(IV) atoms on the uraninite and uranium tetrachloride surface became stepwise oxidized by a one-electron step at first to U(V) and then further to U(VI). These observed changes in the oxidation states of the uraninite surface were microscopically visualized and spectroscopically identified on the basis of their fluorescence emission signal. A fluorescence signal in the wavelength range of 415–475 nm was indicative for metastable uranium(V), and a fluorescence signal in the range of 480–560 nm was identified as uranium(VI). In addition, the oxidation process of tetravalent uranium in aqueous solution at pH 0.3 was visualized by CLSM and U(V) was fluorescence spectroscopically identified. The combination of microscopy and fluorescence spectroscopy provided a very convincing visualization of the brief presence of U(V) as a metastable reaction intermediate and of the simultaneous coexistence of the three states U(IV), U(V), and U(VI). These results have a significant importance for fundamental uranium redox chemistry and should contribute to a better understanding of the geochemical behavior of uranium in nature. Electronic supplementary material  The online version of this article (doi:) contains supplementary material, which is available to authorized users.     

二维高阶Boussinesq数值模型及其实验验证

基于近似到O(μ2)阶完全非线性的Boussinesq方程,在非交错网格下,建立了有限差分的波浪数学模型.针对该数学模型,利用混合四阶Adams-Bashforth-Moulton预报-校正格式对该方程进行了数值求解.计算了几组地形下的波浪传播变形,数值计算结果与实验结果吻合较好,验证了该波浪数值模型.同时给出了弱非线性方程数值模型的计算结果,讨论了非线性的影响.     

关于电磁污染及其防护措施的探讨

电磁污染是一种无形的污染,已成为人们非常关注的公害,给人类社会带来的影响已引起世界各国的重视,被列为环境保护项目之一。本文通过电磁辐射污染的主要来源以及环境电磁辐射水平的监测结果来说明现阶段电磁辐射污染状况,从改变功率、频率、距离等场强影响参数入手,来说明降低电磁辐射水平的技术手段,并通过实验和现场测试结果进一步详细阐述了在防止电磁污染方面的各种措施,以给人们一点提示。     

超声震荡提取技术的应用

超声波辅助萃取是近年来在样品预处理中受到广泛关注的新技术,与其它萃取方法如索氏萃取、微波辅助萃取和超临界流体萃取比较,它在很多方面都显示出极大的优越性,但其应用目前还较少。文章介绍了超声波辅助萃取技术的原理、特点、应用及其进展,并展望了超声波技术在环境保护领域的应用前景。     

超声震荡提取技术的应用

超声波辅助萃取是近年来在样品预处理中受到广泛关注的新技术,与其它萃取方法如索氏萃取、微波辅助萃取和超临界流体萃取比较,它在很多方面都显示出极大的优越性,但其应用目前还较少。文章介绍了超声波辅助萃取技术的原理、特点、应用及其进展,并展望了超声波技术在环境保护领域的应用前景。     

手持式气体采集器在环境监测中的应用

气体样品的采集在环境监测领域是十分重要的,传统的气体样品采集不仅采样时间长、劳动强度大、采样半径小而且平行样精密度差,增加环境监测气体采集的工作难度。手持式气体采集器则在传统气体采集器的基础上,解决了传统气体采集繁琐、计量不准等诸多问题．为快速、准确地获得监测数据提供了坚实的基础。     

挡板缓冲下煤与瓦斯突出冲击波传播减能机制研究

为揭示煤与瓦斯突出冲击波在挡板缓冲条件下能量耗散规律,利用流体动力学理论建立突出冲击波在挡板缓冲下的传播特征分析的数学模型,分析突出冲击波沿巷道衰减的影响因素,基于不同的突出压力条件下煤与瓦斯突出物理模拟试验和数值模拟结果,研究沿着直巷道突出冲击波在挡板缓冲下能量的削弱机制和传播规律。研究结果表明：矿井突出冲击波能量的衰减程度主要与突出压力、输运煤粉做功和巷道横截面积有关,突出压力与冲击波传播超压成正相关关系,巷道横截面积是人为削弱冲击波能量最有效的途径;根据不同的突出压力,突出冲击波超压沿巷道主要表现为急剧增大,然后压力逐渐降低;挡板缓冲下反射冲击波与突出入射冲击波叠加的二次加速作用,导致挡板装置断面前后空间局部能量变大,但总体能量是减弱的,降低了突出冲击波的传播距离;通过理论分析、物理试验和数值模拟所得结果基本一致。     

广东湛江白骨壤红树人工林消波效应初步研究

以广东湛江红树林国家级自然保护区内白骨壤人工林（Avicennia marina）为研究对象,通过对白骨壤人工林林内距离林缘25 m、50 m、75 m、100 m 处的消波观测,分析红树林消波效应。研究表明：白骨壤人工林消波效果显著。波浪从林缘经过白骨壤01 样地（0~25 m）、02 样地（25~50 m）、03 样地（50~75 m）、04 样地（75~100 m）后的1/10 波高减低率分别为31.49%、35.23%、40.85%、38.88%,可以看出消波率受林分结构指标林分生物量体积密度的影响;波高减低率随水深的增加而增加;而白骨壤人工林消波率随着波高的增加未呈现出规律变化。总体看来,白骨壤消减程度是随着林分生物量体积密度的增加而增加的,当植株较矮时,受枝叶层影响消波效果会更明显;波浪传播距离越长,1/10 波周期越大。     

不同曲率弯曲巷道爆炸冲击波传播特性数值模拟研究

为研究爆炸冲击波在不同曲率弯曲巷道内的传播规律,采用数值模拟手段建立了不同曲率弯曲巷道爆炸模型,分析了爆炸冲击波在巷道内的传播特性及其变化规律, 并结合冲击波超压对人体的伤害程度分类,研究了不同曲率弯曲巷道内爆炸破坏效应分区。模拟结果表明,弯曲角度改变了巷道内冲击波超压分布,随着巷道弯曲角度的不断增大,壁面反射对冲击波超压峰值分布起主要作用,随着传播距离的增加,冲击波超压峰值衰减显著,体现了超压峰值变化的距离效应。此外,巷道弯曲角度的增加整体减小了爆炸损伤严重程度。研究结果可实现对不同曲率弯曲巷道内冲击波超压分布的预测,并为巷道内爆炸事故预防及应急救援提供借鉴。     

活化粉煤灰的结构和组成研究

用化学分析、x光电子能谱、波谱、热谱和扫描电子显微镜等多种方法综合研究粉煤灰的体相和表面相的化学组成、颗粒形貌、表面价态、键型和表面相变过程等结构特征。发现粉煤灰的内部组成与表面组成明显不同;颗粒以微珠为主;粒度分布接近高斯分布;表面有Si－O－Si键,而无羟基;粉煤灰加热时有吸热和放热过程发生,并伴有失重现象。这些为粉煤灰的表面改性和综合利用提供了科学依据。