Characterization of flow and transport processes within the unsaturated zone of Yucca Mountain, Nevada, under current and future climates

This paper presents a large-scale modeling study characterizing fluid flow and tracer transport in the unsaturated zone of Yucca Mountain, Nevada, a potential repository site for storing high-level radioactive waste. The study has been conducted using a three-dimensional numerical model, which incorporates a wide variety of field data and takes into account the coupled processes of flow and transport in the highly heterogeneous, unsaturated fractured porous rock. The modeling approach is based on a dual-continuum formulation of coupled multiphase fluid and tracer transport through fractured porous rock. Various scenarios of current and future climate conditions and their effects on the unsaturated zone are evaluated to aid in the assessment of the proposed repository's system performance using different conceptual models. These models are calibrated against field-measured data. Model-predicted flow and transport processes under current and future climates are discussed.     

基于腐蚀损伤表征参数的铝合金预腐蚀疲劳裂纹扩展修正模型

服役环境中的腐蚀介质会在铝合金表面形成以腐蚀坑为代表的典型点蚀形貌。在疲劳载荷作用下,这些腐蚀坑会有助于裂纹的萌生,加速并影响其扩展行为,威胁结构安全。考虑腐蚀坑的影响,建立了一个基于腐蚀损伤表征参数的线弹性裂纹扩展表征模型。利用航空结构中常见承力构件所采用的LD2铝合金进行验证性实验。结果表明,所建立的模型能够反映出腐蚀损伤对于裂纹扩展行为的影响,对于铝合金构件的腐蚀疲劳寿命预测和损伤容限评估具有参考价值。     

Survey of household waste composition and quantities in Abuja,Nigeria

Inadequate management of household solid waste is a serious problem in many developing cities. The study aimed to evaluate the quantities and composition of household solid waste generation in Abuja within different socioeconomic groups. The wastes from 74 households across different socioeconomic levels in Abuja were collected, weighted and classified on a daily basis for seven days in February 2012. The result showed that the average daily per capita household waste generation is 0.634 kg/capita/day. The characteristic of solid waste in Abuja are typical for the developing cities and dominated by organic waste. Households waste consisted of 63.6% organic waste, 9.7% paper, 8.7% plastics, 3.2% metal, 2.6% glass, 1.6% textile and 10.6% others (unclassified) and the bulk density was 240 kg/m³. The evaluation of relationship between income and daily per capita household waste generation showed a positive relationship. The study revealed a statistically significant difference between household size and daily per capita household waste generation in high-income group; a slight significant difference between household size and daily per capita household waste generation in medium income group and no statistically significant difference between household size and daily per capita household waste generation in low-income group.     

不同Zn水平下辣椒体内Cd的积累、化学形态及生理特性

采用盆栽试验研究了重金属Cd(20mg·kg-1)污染下,叶面喷施不同浓度Zn(0、100、200、400、600μmol·L-1)对辣椒生长、叶绿素含量、抗氧化酶活性以及辣椒体内Cd形态和积累量的影响.结果表明,在Zn≤400μmol·L-1范围内,辣椒叶、茎、根、果实干重及叶片叶绿素a、b含量随Zn浓度不断增加而增加;高量Zn(600μmol·L-1)抑制了辣椒的生长、降低了叶片叶绿素含量.在Zn≤400μmol·L-1范围内,辣椒叶SOD和CAT活性随Zn浓度增加而降低,辣椒叶的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性在400μmol·L-1Zn时达到最低,当Zn400μmol·L-1时,SOD和CAT活性呈上升趋势.叶面喷施Zn使辣椒茎、根及果实中Cd含量分别降低了2.7%～5.4%、7.5%～28.1%和7.6%～21.8%.与对照相比较,叶面喷施Zn的辣椒果实Cd总提取量、氯化钠提取态Cd、去离子水提取态Cd以及乙醇提取态Cd含量分别降低了7.7%～21.8%、4.11%～23.6%、54.5%～66.8%和4.8%～86.7%,但醋酸提取态和残渣态增加了28.0%～68.0%和12.6%～25.0%.     

新型聚乙烯填料生物滴滤床净化硫化氢气体运行特性

研究高密度聚乙烯改良型拉西环填料按其不同规格分层填充后生物滴滤床去除硫化氢气体的运行特性.126d的长期运行试验结果表明,该反应器具有压降低、负荷沿塔高分布均匀的显著优点.在去除率90%时,气体停留时间最短为12s,入口负荷最大为110g/(m3·h),反应器最大去除负荷为84g/(m3·h).底层去除比率在37%～55%之间,负荷在2层填料间分布均匀.整个长期运行期间反应器压降一直低于280Pa/m,反冲周期大于2个月,长期运行底层未发生生物量积累,稳定运行时压降的变化可以作为反应器反冲的监控指标.故障恢复试验表明,反应器在停止供应气相基质6d后,去除率恢复到95%仅需1d,喷淋液pH的剧烈变化对于反应器具有明显的不良影响.     

白腐真菌吸附废水中Zn~(2+)的影响因素及吸附机理研究

研究白腐真菌粉末对Zn2+的吸附效果、影响因素及其吸附机理。结果表明,35 min后吸附过程基本完成,pH适宜范围为5~6,Zn2+吸附率随着Zn2+初始浓度增大而提高,且在Zn2+初始浓度为25 mg/L,吸附剂用量为2.5 g/L,pH为5.5的最佳条件下,Zn2+吸附率达到98.01%。与原白腐真菌相比,用0.8 mol/L NaOH对菌样进行预处理,Zn2+的吸附率可提高10%左右。运用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和红外光谱仪(FTIR)对Zn2+吸附前后的白腐真菌粉末进行表征。结果表明,白腐真菌表面粗糙,孔隙多。吸附Zn2+的过程中,白腐真菌表面的-OH和-PO4与Zn2+发生络合反应,生成的产物主要为磷酸锌和氢氧化锌。     

镍锌铁氧体的表征及在肝素提取废水处理中的应用

通过共沉淀法制备了镍锌铁氧体(Ni0.5Zn0.5Fe2O4),FT-IR、SEM、XRD、BET等技术表征后发现,此铁氧体是一种纳米级铁磁性颗粒,平均粒径27.53 nm,其结构疏松多孔且比孔径和表面积均较大。当其用处理肝素提取废水时,发现具有很强的吸附能力,不仅存在表面吸附而且存在磁性吸附,这种吸附能很好地促进废水中污染物的去除,实验发现其处理过程主要分2个过程:污染物先被吸附,然后其中有机物被添加的过氧化氢氧化;无机物、金属离子被笼络到铁氧体的晶格中后通过絮凝过滤而去除,处理后的废水中含盐量去除率在92%以上。UV-Vis分析发现镍锌铁氧体对此种废水的处理能使废水中的特征吸收峰明显降低;它也能促进过氧化氢的氧化,高于芬顿试剂的氧化效果:能使吸收在296 nm处的物质彻底消除。     

整体式分子筛基催化剂制备及其微波催化燃烧VOCs

以整体式蜂窝状分子筛为载体,制备铜锰铈负载型催化剂,研究其微波辐照下对VOCs （甲苯、丙酮、乙酸乙酯）的催化活性及其稳定性,探究影响催化剂活性的因素,并通过测试床层温度分布进行分析.研究表明,微波功率1.3kW、催化剂体积300mm×300mm×300mm,固定床温度>300℃条件下,催化剂对初始浓度200~2000mg/m³的5m³/h VOCs气体的降解效率为80%~92%.温度是VOCs氧化降解的条件,但当床层温度超过了300℃（VOCs完全燃烧温度）之后,升温对VOCs降解效率的影响不再明显.表征可知,尖晶石态铜锰铈单金属氧化物及其复合氧化物是主要的催化活性组分.VOCs在催化剂表面进行准一级反应而被催化氧化;高温对催化剂结构有一定影响,但重复性试验证实了催化剂的高活性和良好的稳定性.     

高效去除Cd2+介孔硅酸钙的制备优化及表征

为了进一步研制高效、廉价的Cd²⁺吸附剂,从介孔硅酸钙（CSH）的制备与优化出发,选择钙硅比（Ca/Si）、表面活性剂种类及其用量为因素,采用正交试验探讨CSH的最优制备条件,并结合扫描电镜（SEM）、红外光谱（FTIR）、比表面积测试（BET）、X-射线衍射分析（XRD）,对CSH的结构形貌、材料性能进行评价.结果表明,各因素对合成材料吸附性能的影响顺序为：表面活性剂种类 > 表面活性剂用量 > Ca/Si;最优制备条件为：Ca/Si=1：1,以聚乙二醇（PEG）为表面活性剂,表面活性剂添加量为2%;表面活性剂的添加能显著提高材料的吸附性能,最优条件下制备的介孔硅酸钙对Cd²⁺的饱和吸附容量高达687.71 mg·g^-1,吸附等温线符合Langmiur模型;合成的水化硅酸钙为介孔结构,为狭缝孔,呈纳米花状,比表面积为333.47 m²·g^-1,BJH孔径为10.9 nm,孔隙度为2.199 cm³·g^-1;巨大的比表面积、高孔隙度、表面丰富的活性—OH及材料富含可交换态Ca²⁺,以及能与Cd²⁺发生吸附沉淀、表面络合和离子交换,致使其具有优异的吸附性能,有望为Cd²⁺污染水体治理和土壤修复提供潜在优势新材料.     

磷酸水热预处理制备高比表面积高介孔率活性炭

以锯末为原材料,采用磷酸水热预处理后活化的工艺制备高介孔率活性炭,以比表面积和孔容为评价标准,通过单因素实验探究了酸料比、活化温度、活化时间对活性炭比表面积及总孔容的影响规律,验证了该工艺的可行性.最优条件下所制备的活性炭比表面积为2579 m~2·g~(-1),介孔率达到96.6%,充分说明磷酸水热预处理工艺能够显著提高活性炭介孔孔容占比.亚甲基蓝(MB)吸附实验数据与Redlich-Peterson模型拟合度较好,样本活性炭对MB的吸附为单分子层吸附,最大单层吸附量为618.35 mg·g~(-1),接近于实验测试值632.79 mg·g~(-1),表明该方法制备的活性炭具有良好的MB吸附性能.