T型结构压力管道流固耦合模拟与试验验证

为研究T型压力管道结构内部流体非定常流动诱发的管道振动问题,采用流固耦合分析方法进行分析,借助有限元分析软件ADINA对输送气体介质的T型压力管道结构的进行了流固耦合数值模拟,得到了管内流体流动参数的变化以及管道应力分布规律,并预测了管道振动特性。同时,利用管道振动测试试验系统进行T型管道结构的振动特性进测试,得到压力管道耦合振动响应频率。结果表明:流固耦合数值计算的结果与试验结果能较好地吻合,流体介质的T型压力管道内存在明显的流固耦合效应,不考虑流固耦合作用结果与实验结果相差很大。     

不同价态无机砷对罗非鱼肝脏砷积累及GSH/GST解毒代谢的影响

低剂量中长期暴露下的氧化胁迫是砷对水生生物致毒的重要机制之一。本文通过对罗非鱼进行32 d的食物相砷暴露,测定不同时间点罗非鱼肝脏中谷胱甘肽(glutathione,GSH)含量和谷胱甘肽巯基转移酶(glutathione S-transferase,GST)活性,揭示不同价态无机砷对罗非鱼肝脏中GSH/GST的影响机制。经三价砷(As(III))暴露后,砷含量在2 d内显著增加而在随后的30 d内无显著性差异; 0～2 d内GSH含量显著增加,后降低,13 d后GSH含量均低于空白组; 0～6 d GST活性均大于空白组,6～8 d GST活性降低,8 d后活性高于空白组,且32 d达到最大值。经五价砷(As(V))暴露后,罗非鱼肝脏中砷含量逐渐增加,在20 d时达到最大值而后无显著性差异; 0～2 d时GSH含量降低,随后逐渐增加,在16 d达到最大值,16 d后GSH含量均低于空白组; 0～8 d时GST被大量诱导合成,8～20 d时GST合成被抑制,20 d后活性增加,在32 d达到最大值。As(III)和As(V)对罗非鱼GSH/GST的不同影响与其在罗非鱼体内的积累量有关。As(III)暴露后各时间点罗非鱼肝脏中的砷含量与GSH含量呈统计学正相关,而As(V)暴露无明显相关性。这是因为As(V)进入罗非鱼肝脏后会还原为As(III),进而GSH作为可提供巯基的还原剂而被大量消耗。另外,As(III)暴露后各时间点罗非鱼肝脏中的砷含量与GST活性呈显著负相关,而As(V)暴露却呈现出很强的滞后性,这是由于进入生物体内的As(V)需转化为As(III)后,才可直接作用于酶系统。可见,不同形态砷对水生生物的致毒机制需进一步深入研究。     

青藏高原东缘冬季PM2.5中碳组分特征和来源解析

于2017年冬季12月13—21日在青藏高原东缘理塘地区分昼夜采集PM_2.5样品,并用DRI2001A热光碳分析仪测定了有机碳(OC)和元素碳(EC)的质量浓度,研究青藏高原PM_2.5中碳组分的化学特征及主要来源,以期为理塘地区制定污染排放政策提供参考。结果表明,2017年冬季青藏高原东缘理塘地区PM_2.5平均质量浓度为44.34μg·m^?3,OC和EC的质量浓度为12.72μg·m^?3和3.85μg·m^?3,分别占PM_2.5质量浓度的29.61%和8.96%。通过经验公式,计算得到总碳气溶胶(TCA)质量浓度为24.20μg·m^?3,占PM_2.5的54.84%,说明碳质气溶胶对青藏高原东缘理塘地区PM_2.5有着十分重要的贡献。OC和EC在白天和夜间都有较高的相关性(相关系数分别为0.74和0.91),表明OC和EC的来源基本一致,受燃烧源影响较大。其中白天的相关系数低于夜间,说明青藏高原东缘理塘地区白天碳组分来源相对复杂。昼夜浓度对比显示,青藏高原东缘理塘地区PM_2.5白天和夜间的质量浓度分别为53.88μg·m^?3和33.44μg·m^?3,OC和EC浓度白天高于夜间,表明白天人为排放相对较高。冬季观测期间,PM_2.5中二次有机碳(SOC)昼夜浓度分别为1.11μg·m^?3和3.03μg·m^?3,分别占OC质量浓度的7.09%、26.59%,表明青藏高原东缘理塘城区白天碳组分主要为一次源。利用PMF 5.0软件对理塘城区碳组分进行进一步的解析,结果显示燃煤和生物质燃烧的混合源对总碳(TC)的贡献高达47.84%,占比最高;其次是汽车尾气和柴油车尾气源,贡献率分别为28.62%和23.54%。     

城市森林大气PM2.5中水溶性无机离子沉降特征

森林被誉为"地球之肺",在防霾治污方面有其独特不可替代的作用,不同树种沉降PM_2.5的功能有很大差别.本文选取代表性城市森林——奥林匹克森林公园为研究对象,设置垂直监测塔观测大气PM_2.5的浓度垂直分布,以考察不同季节城市森林对PM_2.5中各组分的影响.在冬季、春季和夏季各采集PM_2.5样品,分析并计算PM_2.5中Na⁺、NH₄⁺、K⁺、Mg2⁺、Ca2⁺、Cl^-、NO₃^-和SO₄^2-等典型水溶性无机离子的浓度.结果表明,PM_2.5中水溶性无机离子总浓度呈规律性变化特征:冬季((56.90±27.38)μg·m-3)>春季((46.69±12.24)μg·m^-3)>夏季((23.16±8.75)μg·m^-3).其中SO₄^2-和NO₃^-浓度和占PM_2.5主要水溶性无机离子总浓度的50%以上.3个季节中,除冬季外,在春季和夏季,8种离子有明显的垂直方向上的沉降,夏季的沉降速率高于春季,但是春季由于大气颗粒物浓度高,沉降通量高于夏季.NO₃^-和SO₄^2-垂直方向的沉降量在所有可溶性无机离子中最高.植被密度、叶面积指数、气象条件等因素对于PM_2.5的沉降特征有明显影响.     

北京和东京城市道路积尘磁性颗粒物中金属元素的污染特征和健康风险

于2019年8月对中国北京和日本东京城市道路积尘进行了调查。采用磁性分离和电感耦合等离子质谱法对2个城市道路积尘磁性颗粒物中28种金属元素的含量进行了分析,并比较了污染特征和健康风险。结果表明,东京和北京道路积尘中铁（Fe）元素平均含量分别为25.3和21.2 mg/g,磁性颗粒物占积尘比例分别为22.4%和13.0%。东京道路积尘磁性颗粒物受人类活动排放影响较北京显著,其中锌（Zn）和银（Ag）元素含量是北京的7.2和5.6倍。北京道路积尘磁性颗粒物中元素富集率远高于东京,以铬（Cr）、镍（Ni）等金属元素最为明显。东京和北京道路积尘磁性颗粒物的非致癌风险和致癌风险均低于安全阈值,但致癌风险分别达到6.9×10^-7和6.3×10^-7,接近10^-6的可接受水平,应引起相关部门的关注。手口摄入是非致癌金属元素日平均暴露的首要途径,皮肤接触途径的非致癌物健康风险最高,Cr是导致道路积尘磁性颗粒物健康风险的首要元素。     

冰封状态下达里湖冰-水中浮游细菌群落结构差异

细菌是湖泊生态环境、物质能量循环的关键参与者.为了解寒旱区湖泊冰封状态下上部水体中浮游细菌群落结构变化特征,于2019年1月中旬,在内蒙古达里湖进行了15个取样点处的湖冰底层、冰下表层水等样品（"底冰"和"表水"）的采集与分析.结果表明,在门类水平上,达里湖底冰中浮游细菌群落多样性比表水中略低,且优势浮游细菌门类的相对含量出现明显冰-水差异.虽然底冰和表水中优势浮游细菌门类均由Proteobacteria、Actinobacteria、Cyanobacteria、Bacteroidetes、Verrucomicrobia、Planctomycetes、Tenericutes及Gemmatimonadetes等组成,但Proteobacteria的相对含量在底冰中平均达到63.64%,而表水中的平均相对含量下降到26.75%,明显小于Actinobacteri的平均相对含量（39.10%）.再者,由于冰封过程中"冷冻浓缩"作用导致氮（N）、磷（P）等元素迁移幅度不同,促使底冰和表水中Proteobacteria和Actinobacteria等优势细菌门类相对含量存在明显的差异响应,导致主要浮游细菌属种的相对含量出现冰-水明显不同.整体上,总磷（TP）和溶解性总磷（DTP）等变化成为影响底冰中优势细菌门类结构变化的环境因子,而溶解态无机磷（DIP）和氨氮（NH₄⁺-N）等变化成为影响表水中优势细菌门类结构变化的环境因子.显然,不同形态N、P元素的迁移幅度等成为影响冰封状态下湖泊表层水体中浮游细菌结构差异的主要影响因素,这也将为进一步分析寒旱区湖泊水生态环境提供基础数据.     

淄博市道路尘细粒子载带金属元素的来源与健康风险评价

为研究淄博市道路尘细粒子中金属元素的污染特征及其来源和生态及健康风险,于2016年10月至2017年5月在淄博市8区县共采集97个道路尘样品,使用再悬浮系统将道路尘中粒径小于2.5 μm的颗粒物悬浮并采集到滤膜上,通过ICP-MS和ICP-OES分析测定其中的18种金属元素.结果表明,Ca的质量分数ω（Ca）最高,均值达到120307.7 mg·kg^-1,是山东省土壤背景值的7.2倍,ω（Zn）、ω（Cu）、ω（Sb）和ω（Cd）的均值分别为背景值的13.9、11.7、13.3和29.6倍.地累积指数（I_geo）表明,道路尘细粒子中Cd、Zn、Cu和Sb这4种元素受污染程度较高,冬季都受到了重度以上的污染.富集因子值（EF）同样表明,道路扬尘中的Cd、Zn、Sb和Cu这4种元素富集比较严重,受人为影响明显.主成分分析（PCA）表明,生物质燃烧、燃煤、机动车排放、钢铁冶炼和土壤扬尘为淄博市道路尘中金属元素的5个主要来源.潜在生态风险评价显示,Cd的潜在风险和总的潜在风险在3个季节都达到了极强且在冬季最高.健康风险评价显示As和Pb对儿童存在非致癌风险,Cr存在致癌风险.总之,淄博市道路尘细粒子载带金属元素受人为源影响,在冬季污染较强,存在潜在生态风险,对儿童具有一定的非致癌风险和致癌风险,对于道路尘的源头控制需要引起重视.     

叶施L-半胱氨酸对水稻镉和矿质元素含量的影响

为评估将L-半胱氨酸（L-Cys）作为水稻降Cd叶面调理剂的可行性,通过湖南的田间试验,采用小区试验法研究了L-Cys对水稻籽粒中Cd和矿质元素含量的影响,并通过检测水稻各营养器官的Cd分布和Cd赋存形态的变化,探究了L-Cys调控水稻籽粒Cd积累的作用机制.结果表明,在开花期叶面喷施一次L-Cys即可使水稻籽粒Cd含量显著降低,同时提高其Mg和K的含量,对Ca、Mn和Zn的含量无显著影响.L-Cys的降Cd效果随喷施浓度增加而增强,当浓度为10 mmol·L^-1时,籽粒中Cd含量降至我国食品安全标准0.2 mg·kg^-1以内,降幅达59.2%,同时显著降低了水稻营养器官穗轴、第一节、穗颈、旗叶、第二节间、第二节、第二叶、基部茎叶和根中的Cd含量,降幅分别为58.3%、56.0%、62.7%、67.0%、59.3%、61.5%、60.2%、54.9%和50.3%.水稻不同部位间的Cd转移因子显示,第一节是水稻营养体拦截有害元素Cd的关键器官.叶面喷施L-Cys提高了Cd从旗叶到第一节和第二节间到第一节的转移因子,增幅最高达105.4%和45.8%,并抑制了Cd从第一节继续向上到穗颈的转运,降幅最高达27.5%.在水稻第一节中,L-Cys处理同时降低了无机态、水溶态和残渣态Cd的含量,并提高了其中残渣态Cd的比例至94.4%.由此可见,叶面喷施L-Cys能够降低水稻各营养器官Cd积累量,并促进水稻中Cd向第一节的转运及其对Cd的固定作用,进而提高关键器官第一节对Cd的拦截能力,最终显著抑制Cd向籽粒中的转运积累,同时,叶面喷施L-Cys不降低水稻籽粒中矿质营养元素的含量,具有较好的应用前景.     

煤矿不同群体间安全文化认知的比较研究

为探究煤矿企业不同群体员工对安全文化认知的差异,将企业员工划分为管理层、专业人员、班组长和一线员工4类群体。通过问卷和SCAP（safety culture analysis program）系统分析等方法,对南阳矿业公司下属3个煤矿中的150名员工进行了安全文化认知水平测评,并利用SPSS 18.0对所得数据进行处理。结果表明:不同群体间安全文化认知水平存在显著差异,样本群体对于企业理念理解、安全业绩、员工违章3个要素认知水平较低;管理层、专业人员、班组长和一线员工安全文化认知水平得分分别为74.4,75,76.4和73.2,其中,班组长的安全文化认知水平最高,一线员工的安全文化认知水平最低,且管理层人员的安全文化认知水平较国际上安全业绩最好企业的同类人员偏低,差值达19.2分。     

煤岩破落过程中螺旋滚筒的可靠性研究

为了研究采煤机螺旋滚筒的可靠性,以散体力学理论与刚柔耦合多体系统动力学理论为基础,利用EDEM软件,建立了采煤机截割部与煤壁耦合的离散元仿真模型,分析了牵引速度与装煤率之间的关系,提取了煤岩破落过程中螺旋滚筒的工作载荷并验证了其可靠性,通过ADAMS动力学仿真分析,并找出了滚筒在工作过程中的应力分布规律。研究表明:滚筒应力随着牵引速度的增大而增大,但装煤率出现先增大后减小的规律,在保证采煤机可靠性的前提下,牵引速度控制在8 m/min左右有较高的装煤率。