短臂型空气阴极微生物燃料电池产电特性研究

用夹子将质子交换膜和载铂量为0.2 mg/cm2碳纸固定在阳极室的短臂端口构成短臂型空气阴极微生物燃料电池.利用污泥电池从厌氧消化污泥中富集产电菌于石墨棒表面,循环伏安法检测发现这些微生物具有电化学活性.将富集好的石墨棒作为阳极用于短臂型空气阴极微生物燃料电池,以醋酸钠为底物时该电池的最大功率密度为738 mW/m2,内阻为280Ω,开路电压为741 mV.连续向阳极室通氮气和去掉质子交换膜可分别将电池的最大功率密度提高到745 mW/m2和759 mW/m2,当两者同时作用时最大功率密度可达到922 mW/m2,而这3种条件下电池的内阻仍保持在280Ω左右.当底物浓度在12.62~100.96 mg/L、外电阻为510Ω时,电池的最大输出电压和底物浓度之间存在明显的线性关系(R2=0.99).当底物浓度高于100.96 mg/L时,电池的最大输出电压不再增大并保持在302 mV(外电阻为510Ω).然而,电池的库仑效率则随着底物浓度的提高而提高,从31.83%逐渐增大到45.03%.     

基于数据挖掘的铜绿微囊藻试验模拟数据分析

运用数据挖掘方法,对文献中收集的铜绿微囊藻试验模拟数据进行深入分析。结果表明,数据挖掘方法中的主成分分析作为非参数的分类方法可以应用于识别变量的重要性。同时得到影响室内铜绿微囊藻生长的主要因素是初始pH（pH₀）、接种藻密度（N₀）和初始总磷浓度（TP₀）;适当减小藻类的N₀、水体的pH₀或TP₀都可以抑制铜绿微囊藻的生长。说明数据挖掘方法能够对铜绿微囊藻试验模拟数据进行定性分析。     

Transesterification of waste vegetable oil under pulse sonication using ethanol,methanol and ethanol–methanol mixtures

This study reports on the effects of direct pulse sonication and the type of alcohol (methanol and ethanol) on the transesterification reaction of waste vegetable oil without any external heating or mechanical mixing. Biodiesel yields and optimum process conditions for the transesterification reaction involving ethanol, methanol, and ethanol–methanol mixtures were evaluated. The effects of ultrasonic power densities (by varying sample volumes), power output rates (in W), and ultrasonic intensities (by varying the reactor size) were studied for transesterification reaction with ethanol, methanol and ethanol–methanol (50%-50%) mixtures. The optimum process conditions for ethanol or methanol based transesterification reaction of waste vegetable oil were determined as: 9:1 alcohol to oil ratio, 1% wt. catalyst amount, 1–2 min reaction time at a power output rate between 75 and 150 W. It was shown that the transesterification reactions using ethanol–methanol mixtures resulted in biodiesel yields as high as >99% at lower power density and ultrasound intensity when compared to ethanol or methanol based transesterification reactions.     

基于有限元法的工字形结构安全优化设计

为了提高工字形结构安全力学性能,采用设计软件建立结构优化模型,通过软件Workbench进行拓扑优化辅助设计.主要对工字形结构在静载作用下开展拓扑优化设计,以质量减少百分比、最大应力、最大形变为约束条件,结构材料密度为可变参数量,结构最小体积密度设为目标函数,得出拓扑优化理想模型,为运用拓扑技术对结构安全应用领域优化提...     

黄土高原退耕还林（草）前后土壤有机碳密度变化及其对气候变化和人类活动的响应

准确评估黄土高原地区退耕还林前后土壤有机碳储量（SOCS）的变化,探究其时空分布及影响因素之间的关系,对区域循环发展以及生态保护政策的制定具有重要的参考意义.基于黄土高原退耕还林（草）前后（2001~2020年）的气候、人类活动及土壤表层（0~20 cm）和深层（0~100 cm）有机碳密度数据,采用变化趋势分析、克里格差值、方差分解分析等方法,从不同时空尺度上研究了土壤有机碳密度（SOCD）的变化特征及对气候和人为因素变化的相对响应.结果表明：①退耕还林前后全区域表层SOCS增加了833.87万t;深层SOCS增加了1 160.02万t. ②各生物气候分区中,Ⅰ（半湿润森林区）、 Ⅱ（半湿润半干旱林草区）和Ⅲ（半干旱典型草地区）全域平均SOCD呈显著增加,而在Ⅳ（干旱半干旱荒漠草地区）和Ⅴ（干旱荒漠区）中降低. ③不同生态系统平均表层SOCS增量排序为：耕地 >草地 >林地 >灌木 >裸地及稀疏植被;深层土壤增量排序为：草地 >耕地 >林地 >灌木 >裸地及稀疏植被. ④气候因子始终是SOCD变化最重要的驱动因素;年均温和降水量与SOCD变化呈显著正相关.研究结果可为区域生态管理和土地利用政策制定提供数据支撑,以促进黄土高原地区生态环境高质量发展.     

绿色屋顶景天植物根系分布特征及其对饱和导水率的影响

为丰富我国绿色屋顶中景天属植物根系分布特征的研究及探讨根系特征参数与绿色屋顶基质层饱和导水率间的关系,选用景天属植物垂盆草、佛甲草种植于珍珠岩基质中,基质厚度为6、10、14 cm,结合武汉市降水特点对植物采用统一浇水制度进行培养,选取根长密度、根表面积密度、根体积密度来描述根系形态,并测定基质的饱和导水率;以无植物组为对照组,定量比较不同基质厚度下绿色屋顶景天属植物根系分布特征及其饱和导水率的变化差异。结果表明：1）景天属植物的根长密度、根表面积密度、根体积密度受珍珠岩基质厚度影响显著。6 cm基质中植物的总根长密度最大,这与基质中直径为0.2~0.4 mm根的根长密度占比大有关;14 cm基质中植物的总根表面积密度、根体积密度最大,这与基质中直径为1~2 mm根的根表面积密度、根体积密度占比大有关。2）景天属植物根系对珍珠岩基质饱和导水率的改变显著。相比无植物组,景天属植物根系的加入使得珍珠岩基质的饱和导水率改变了−98.95%~−95.15%,有植物组的饱和导水率远低于无植物组;而有植物组间,珍珠岩基质的饱和导水率与景天属植物直径为0.2~0.4 mm根的根长密度（P=0.050,R²=0.786）、根表面积密度（P=0.047,R²=0.818）、根体积密度（P=0.044,R²=0.824）呈显著正相关。

     

青岛营房地区土壤氡浓度的调查与评价

根据在营房地区开展的土壤氡浓度的调查工作，以实测结果与地质背景及现场特征分析相结合，推断该地区总体土壤氡浓度及其分布状况。简要叙述了RaA法测氡的基本原理，野外工作方法及数据处理方法；对不同地质单元、不同测量对象、不同人居环境分类的土壤氡浓度进行统计。分析了土壤氡浓度的干扰因素和氡高背景区的分布特征与形成原因，给出了氡高背景区危害的防治对策。     

飞机货舱低气压环境对火灾探测参量影响研究

旨在为飞机货舱火灾探测系统设计和研制提供理论支撑,在飞机货舱环境模拟实验舱内开展了70kPa、80kPa、90kPa和100kPa下正庚烷火灾实验,分析了低气压环境对顶棚温度、烟气密度和气体浓度火灾探测参量的影响规律。低压下空气密度较小,卷吸系数减小,导致顶棚最高温升增加,顶棚温度衰减变快。同时,低压下烟气密度降低,并与压力呈指数关系,指数系数约为0.946,扩展了前人研究结果的应用范围。CO浓度最大值随压力降低而增加,且CO增长速率与压力呈负指数关系。CO2增长速率随着压力降低而略有减小。     

Transpiration rates of urban trees, Aesculus chinensis

Transpiration patterns of Aesculus chinensis in relation to explanatory variables in the microclimatic, air quality, and biological phenomena categories were measured in Beijing, China using the thermal dissipation method. The highest transpiration rate measured as the sap flux density of the trees took place from 10:00 am to 13:00 pm in the summer and the lowest was found during nighttime in the winter. To sort out co-linearity, principal component analysis and variation and hierarchical partitioning methods were employed in data analyses. The evaporative demand index (EDI) consisting of air temperature, soil temperature, total radiation, vapor pressure deficit, and atmospheric ozone (O₃), explained 68% and 80% of the hourly and daily variations of the tree transpiration, respectively. The independent and joint effects of EDI variables together with a three-variable joint effect exerted the greatest influences on the variance of transpiration rates. The independent effects of leaf area index and atmospheric O₃ and their combined effect exhibited minor yet significant influences on tree transpiration rates.