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SnO2-Sb/碳纳米管复合电极的制备及催化降解低浓度头孢他啶

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环境化学 2019年第5期38卷 991-998页

作者：段平洲黄鸽黎胡翔北京化工大学化学工程学院

利用溶胶凝胶法制备了SnO2-Sb掺杂碳纳米管复合材料,采用热压法将其固定在不锈钢网上制成平面二维电极,借助SEM、XRD对其形貌、微观结构及元素结构进行分析,通过循环伏安曲线(CV)、极化曲线(Tafel),线性伏安(LVS)对其电化学性质进行了表... 详细信息

利用溶胶凝胶法制备了SnO2-Sb掺杂碳纳米管复合材料,采用热压法将其固定在不锈钢网上制成平面二维电极,借助SEM、XRD对其形貌、微观结构及元素结构进行分析,通过循环伏安曲线(CV)、极化曲线(Tafel),线性伏安(LVS)对其电化学性质进行了表征.结果显示,锡锑金属均匀地负载到了碳纳米管上且具有良好的电催化活性和稳定性,金属的掺杂使得碳纳米管电极具有更高的析氧电位和更小的阻抗.使用荧光光谱法测试了羟基自由基的产生能力,通过循环5次降解实验验证了电极的稳定性.降解实验表明,SnO2-Sb/碳纳米管电极对低浓度头孢他啶具有很高的降解效率,在2 mA·cm^-2的电流强度下,60 min内可以达到90%的去除率.最后,针对不同的电解质和电流强度对电催化降解效率的影响,也通过实验数据进行了分析.

关键词：碳纳米管锡锑掺杂头孢他啶电催化降解

基于APCS-MLR模型的沱河流域污染来源解析

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环境科学研究 2021年第10期34卷 2350-2357页

作者：后希康张凯段平洲王晓塔拉郭勇夏瑞中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 中国环境科学研究院水生态保护修复研究室北京100012 宿州市环境保护监测站安徽宿州234000

水污染来源的精准识别一直是水环境管理的热点和难点问题,为了解沱河流域水质特征与污染来源,该研究基于16个监测点位月尺度水质数据,采用绝对主成分-多元线性回归(APCS-MLR)模型,解析污染来源及其主要贡献.结果表明:①COD是年度超标因... 详细信息

水污染来源的精准识别一直是水环境管理的热点和难点问题,为了解沱河流域水质特征与污染来源,该研究基于16个监测点位月尺度水质数据,采用绝对主成分-多元线性回归(APCS-MLR)模型,解析污染来源及其主要贡献.结果表明:①COD是年度超标因子,总磷和氟化物在部分月份超标,水质从汛期至11月较差.②城镇生活与城市径流是影响沱河水质的主要驱动因子,其方差贡献率达24.7%,其次为环境背景值、农村生活源、畜禽养殖业+河道内源和种植业源,其方差贡献率分别为19.6%、9.9%、8.8%和7.6%.③从最主要的超标因子COD来看,城镇生活与城市径流是主要污染源,贡献率达60%;从总氮、总磷和氨氮指标来看,种植业、农村生活和畜禽养殖业为主要污染源,总计贡献率分别为56%、54%和57%.研究显示,加快污水管网的建设完善,控制城镇污染物的排放、收集和处理是沱河水质达标的当务之急,应重点加强对农田径流和畜禽养殖污染的有效管控.

关键词：绝对主成分多元线性回归污染源解析河流

活性炭纤维三维电极电催化降解水中间甲酚——效能及影响因素研究

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中国环境科学 2019年第1期39卷 164-169页

作者：刘伟军段平洲胡翔高建军周汾涛北京化工大学化学工程学院环境科学与工程系北京100029 山西晋环科源环境资源科技有限公司山西太原030024

探讨了以活性炭纤维作为三维粒子电极电氧化降解水中间甲酚的可行性与效果.首先对活性炭纤维的表面形貌,比表面积,孔结构和表面官能团情况进行了表征,发现活性炭纤维(ACFs)以单束纤维的结构交叉排列而成,比表面积较大(>1480m2/g),另外... 详细信息

探讨了以活性炭纤维作为三维粒子电极电氧化降解水中间甲酚的可行性与效果.首先对活性炭纤维的表面形貌,比表面积,孔结构和表面官能团情况进行了表征,发现活性炭纤维(ACFs)以单束纤维的结构交叉排列而成,比表面积较大(>1480m2/g),另外发现活性炭纤维的表面存在较多官能团种类.结合活性炭纤维表征结果,论文对活性炭纤维三维电极的相关影响因素进行了考察,研究了活性炭纤维种类,活性炭纤维与电极的接触方式以及反应溶液初始pH值对实验结果的影响.结果表明,活性炭纤维表面过多的含氧官能团不利于污染物的快速降解,而三维电极电氧化效果随着pH值的降低而显著增大,不同的电极接触方式对三维电极电氧化效果也有较大影响.

关键词：电催化氧化高级氧化活性炭纤维三维电极

磁性铝基MOF的表征和对水体中氟化物吸附性能研究

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环境科学研究 2021年第5期34卷 1139-1147页

作者：段平洲贾晓波后希康夏瑞郭勇张新飞中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 中国环境科学研究院水生态环境研究所北京100012 宿州市环境保护监测站安徽宿州234000

我国多地的地表水受到成土母质或背景值的影响,氟离子浓度均超过1.0 mg L,即高于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准限值.为了实现地表水的快速降氟和吸附材料的便捷回收,通过水热法制备了磁性Al-MOF@Fe_(3)O_(4)吸附材料,使... 详细信息

我国多地的地表水受到成土母质或背景值的影响,氟离子浓度均超过1.0 mg L,即高于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准限值.为了实现地表水的快速降氟和吸附材料的便捷回收,通过水热法制备了磁性Al-MOF@Fe_(3)O_(4)吸附材料,使用扫描电极(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)和孔隙度分析仪(BET)对材料的形貌和化学组成进行了表征.结果表明:①Al-MOF@Fe_(3)O_(4)具有不规则的晶体形状和直径更小的介孔结构,能够提供更高的比表面积吸附氟离子.②吸附试验结果表明,Al-MOF Fe_(3)O_(4)的吸附量达到了75.2 mg g,吸附过程更加符合拟二阶动力学模型,证明了化学吸附是该除氟过程的主要机理.③增加吸附剂投加和降低氟离子初始浓度,有助于提高除氟效率,但却难以得到较高的吸附量,同时碱性条件不利于氟离子的吸附,阴离子对除氟性能的影响程度表现为CO_(3)^(2-)>HCO_(3)->SO_(4)^(2-)>PO_(4)^(3-)>Cl^(-).④对吸附机理的研究表明,氟离子是通过取代Al—OH实现稳定和快速地脱离水体,使用NaOH溶液淋洗可以实现吸附剂的高效再生.⑤5次循环吸附试验后,复合材料依然保留了71.4 mg g的吸附能力和良好的磁性.在实际地表水中进行除氟试验,该吸附剂可以将氟化物浓度从1.17 mg L降至0.2 mg L以下.研究显示,Al-MOF@Fe_(3)O_(4)纳米材料可以作为地表水除氟材料,实现对低浓度氟离子的高效去除.

关键词： Al-MOF@Fe_(3)O_(4) 氟化物吸附动力学吸附机理地表水修复

滇池藻毒素时空分布特征及其与环境因子的相关性分析

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环境科学研究 2023年第8期36卷 1498-1507页

作者：罗婧陶冕李冲李涛燕王绍艳蒋昌李程云轩段平洲中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 昆明市城市排水监测站云南昆明650500

滇池频繁暴发蓝藻水华对生态系统和人类健康造成了潜在威胁.为实现对滇池水体藻毒素(MCs)的快速监测,厘清其时空分布特征和驱动因子,通过对滇池33个点位的调查采样,利用超高效液相色谱质谱仪(UPLC-MS/MS)开发了在线固相萃取同时测定地... 详细信息

滇池频繁暴发蓝藻水华对生态系统和人类健康造成了潜在威胁.为实现对滇池水体藻毒素(MCs)的快速监测,厘清其时空分布特征和驱动因子,通过对滇池33个点位的调查采样,利用超高效液相色谱质谱仪(UPLC-MS/MS)开发了在线固相萃取同时测定地表水中8种MCs的检测方法.该方法简便快捷,具有灵敏度高、准确性强的特点.本文利用该方法分析了滇池MCs浓度的时空分布特征,并通过Pearson相关性分析研究MCs浓度与环境因子的关系.结果表明:(1)滇池MCs浓度的时间分布规律表现为夏季(141.5475~896.8037 ng/L)>春季(51.2630~1245.2583 ng/L)>秋季(28.4733~409.1775 ng/L)>冬季(16.2716~122.8470ng/L);在空间上,滇池中部区域(观音山西-观音山中)在全年均检测出了较高的MCs浓度,同时,春夏季时外海和草海北部的整体浓度显著升高.(2)在MCs组成上,MC-LR是滇池的主要毒素种类,其次为MC-LW、MC-RR和MC-WR,而MC-LR和MC-LW的占比受到了水温的显著影响.(3)MCs浓度与藻密度呈显著负相关,这可能与滇池特殊的水力条件和流场有关;MCs浓度与叶绿素(Chla)浓度、氨氮(NH_(4)^(+)-N)浓度、总磷(TP)浓度、高锰酸盐指数、透明度均呈显著正相关,与总氮(TN)浓度呈显著负相关,与BOD5呈极显著正相关.研究显示,光照强度(透明度)和营养盐(TN、TP、有机物)浓度是控制滇池MCs产生的重要因子,这为滇池MCs的预测预警和生态风险防控提供了科学依据.

关键词：藻毒素(MCs) 滇池时空分布环境因子超高效液相色谱质谱仪(UPLC-MS/MS)

浑太河流域不同水生态功能区环境要素的分布特征及其与土地利用之间的关系

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环境科学研究 2021年第7期34卷 1542-1552页

作者：贾晓波赵茜郝韵张新飞林佳宁段平洲张远王圣瑞北京师范大学水科学研究院北京100875 中国环境科学研究院水生态环境研究所北京100012 山东师范大学环境与生态研究院山东济南250358 辽宁大学环境学院辽宁沈阳110036

为深入分析不同水生态功能区土地利用方式对环境要素空间分布特征的影响,于2009—2016年对浑太河流域300个样点的407组数据进行野外监测(包括26种水环境要素数据以及2010年和2015年的Landsat TM遥感影像数据),采用主成分分析、Spearman... 详细信息

为深入分析不同水生态功能区土地利用方式对环境要素空间分布特征的影响,于2009—2016年对浑太河流域300个样点的407组数据进行野外监测(包括26种水环境要素数据以及2010年和2015年的Landsat TM遥感影像数据),采用主成分分析、Spearman相关性分析和多元线性回归分析,筛选主要水环境因子,分析流域水质指数(WQI)的空间变化规律,结合水生态功能分区和各样点的土地利用数据,探究了不同水生态功能区土地利用方式对河流主要环境要素的影响.结果表明:①电导率(EC)、溶解氧(DO)、悬浮物(SS)、5日生化需氧量(BOD_(5))、化学需氧量(COD_(Cr))和铵态氮(NH_(4)^(+))是影响浑太河流域水质状况的主要环境要素.②水生态Ⅰ区和Ⅱ区WQI较高,水质状况较好,平均值分别为86.80±6.47和85.57±6.69,其中等级为好的样点占比分别为30.41%和21.70%;水生态Ⅲ区水质较差,WQI平均值为72.92±13.75,其中建设用地和林地是影响WQI的主要土地利用类型;随着林地面积减少,建设用地面积增加,WQI逐渐降低(R_(adj)^(2)=0.25),其中等级为好的样点占比仅为0.94%,而等级为差的样点占比超过50%.研究显示,土地利用对河流主要环境要素的影响在3个水生态功能区有显著差异,建设用地面积的快速增加和林地面积的大幅降低是影响浑太河流域水生态Ⅲ区水质状况的主要驱动因子.

关键词：水生态功能区水质指数(WQI) 土地利用浑太河

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滇池藻胆蛋白时空分布特征及其影响因素分析

环境工程技术学报 2023年第6期13卷 2174-2183页

作者：刘平魏薇杨俊晖李建文左李美孟睿段平洲焦立新环境基准与风险评估国家重点实验室中国环境科学研究院昆明市城市排水监测站

藻胆蛋白具有重要的经济价值,可以从藻体中提取、加工,从而实现藻泥废物的减量化与资源化。为厘清滇池水体藻胆蛋白的时空分布特征及其影响因素,于2022年不同季节进行了4次采样,在建立藻胆蛋白检测方法的基础上,分析了滇池草海、外海北... 详细信息

藻胆蛋白具有重要的经济价值,可以从藻体中提取、加工,从而实现藻泥废物的减量化与资源化。为厘清滇池水体藻胆蛋白的时空分布特征及其影响因素,于2022年不同季节进行了4次采样,在建立藻胆蛋白检测方法的基础上,分析了滇池草海、外海北部、外海中部和外海南部4个区域的藻胆蛋白时空变化特征,并基于ArcGIS建立了藻胆蛋白浓度时间和空间序列栅格数据图。结果表明:1)滇池藻胆蛋白浓度在时间上呈现夏季>秋季>春季>冬季的分布特征,在空间上呈现外海北部>外海中部>外海南部>草海的规律,且以藻蓝蛋白为主要成分,藻红蛋白的浓度较低。2)通过对各影响因子的统计分析发现,藻蓝蛋白浓度与TP浓度和BOD5存在显著的线性相关性(P<0.01),藻红蛋白浓度与营养盐的相关性较低,藻胆蛋白浓度与pH、DO浓度和透明度的线性关系显著(P<0.05)。3)对藻胆蛋白的影响因子进行分湖区讨论,结果表明氮、磷是藻胆蛋白分布的主要驱动因子,并可能受到水力条件和藻类种群类别的影响。4)草海虽然具有最高的TN、TP平均浓度,但其氮磷比(N/P)过高,蓝藻群落被绿藻取代,导致其藻胆蛋白浓度最低;外海北部具有较长的水力停留时间和较低的N/P,造成蓝藻种群占比高,藻胆蛋白的浓度最高;滇池水体春冬季的N/P显著高于夏秋季,这也是夏秋季藻胆蛋白浓度高于春冬季的主要原因之一。

关键词：藻胆蛋白滇池时空分布环境因素氮磷

枸杞枝叶对湖羊生产性能、胃肠道组织形态及微生物区系的影响

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枸杞枝叶对湖羊生产性能、胃肠道组织形态及微生物区系的影响

作者：段平平塔里木大学

学位级别：硕士

新疆南疆地区受地理环境和气候条件的限制,优质粗饲料资源不足,导致畜牧业发展受阻,生产效率低,需要开发新的饲料资源以缓解目前的困境。枸杞枝叶（Lycium barbarum branches and l eaves,LBL）中富含常规养分和多种生物活性物质,对动... 详细信息

新疆南疆地区受地理环境和气候条件的限制,优质粗饲料资源不足,导致畜牧业发展受阻,生产效率低,需要开发新的饲料资源以缓解目前的困境。枸杞枝叶（Lycium barbarum branches and l eaves,LBL）中富含常规养分和多种生物活性物质,对动物机体免疫和抗氧化具有特殊重要的作用。本研究以湖羊为试验动物,结合枸杞枝叶的营养特点,参照《绵羊营养需要量（NY/T816-2021）》标准配制5种含不同比例LBL的饲粮,分别为对照组（CON,0%LBL）、试验组1（LBL1,3%LB L）、试验组2（LBL2,6%LBL）、试验组3（LBL3,9%LBL）和试验组4（LBL4,12%LBL）。通过体外产气试验和尼龙袋试验探究5种饲粮的瘤胃发酵特性,结合瘤胃液发酵参数和营养物质降解率等多项指标,初步评价添加LBL饲粮的饲用价值。再通过饲养试验和屠宰试验评价添加LBL饲粮的饲用价值,包括探究对湖羊生长性能、营养物质表观消化率、屠宰性能、胃肠道发酵特性的影响,为枸杞枝叶在羊生产中的应用提供理论依据。试验一:饲粮中不同比例枸杞枝叶对体外发酵参数及营养物质降解率的影响本试验在测定LBL常规养分含量的基础上,通过体外产气试验和尼龙袋试验研究枸杞枝叶对湖羊瘤胃发酵参数及营养物质降解率的影响。采用体外产气试验测定含不同比例LBL饲粮的72 h动态产气量,以及72 h时发酵液的氨态氮（NH3-N）浓度和p H值;另外通过尼龙袋试验测定72 h内饲粮干物质和营养物质的瘤胃降解率,并计算降解参数。结果表明:（1）12 h和48 h时LBL1组和LBL2组的累积产气量显著高于CON组（P<0.05）;24 h和72 h时LBL2组的累积产气量均显著高于其他各试验组（P<0.05）。（2）随着添加比例的增加,72 h发酵液的p H无显著差异,NH3-N浓度逐渐下降,LBL4组的NH3-N浓度显著低于其他试验组（P<0.05）。（3）72 h时,LBL1组和LBL2组的干物质（DM）、粗蛋白质（CP）降解率显著高于其他试验组（P<0.05）,LBL2组的粗脂肪（EE）、中性洗涤纤维（NDF）及酸性洗涤纤维（ADF）降解率显著高于其他试验组（P<0.05）。试验二:枸杞枝叶对湖羊生长性能、屠宰性能及肉品质的影响本研究旨在探究饲粮中添加不同比例LBL对湖羊生产性能的影响。研究内容涵盖了生长性能、营养物质表观消化率、屠宰性能、肉品质和器官指数等多个方面。试验采用完全随机试验设计,选取了50只3月龄的湖羊,每组5个重复,每个重复2只羊。试验预试期10 d,正试期80 d。饲养期间测定试验羊的生长性能、营养物质表观消化率,正试期结束后进行屠宰试验,测定试验羊屠宰性能、肉品质和器官指数。结果表明:（1）LBL1组最终体重和平均日增重（ADG）显著高于CO N组和LBL4组（P<0.05）;LBL4组平均日采食量（ADFI）显著低于其他试验组（P<0.05）。（2）与其他试验组相比,LBL1组和LBL2组CP表观消化率显著提高（P<0.05）。（3）与CON组相比,LBL1组眼肌面积显著提高（P<0.05）;LBL1组和LBL2组GR值显著提高（P<0.05）。（4）与C ON组相比,LBL1组系水力显著提高（P<0.05）;LBL1组和LBL2组p H和L*值显著降低（P<0.05）。试验三:枸杞枝叶对湖羊血液生化、免疫、抗氧化及生殖激素指标的影响本试验旨在研究饲粮中添加LBL对湖羊血液生化、免疫、抗氧化及生殖激素指标的影响。试验设计与试验二相同。在第1、15、30、45、60、75 d时,我们采集样本检测各组湖羊的血液生化、免疫、抗氧化和生殖激素水平。结果表明:（1）与CON组相比,饲喂30 d后,LBL1组和LBL2组血清中总蛋白（TP）浓度显著提高（P<0.05）;饲喂15 d后,LBL1组和LBL2组血清中白蛋白（ALB）浓度显著提高（P<0.05）。（2）与CON组相比,随着饲喂时间的增加,LBL1组、LBL2组、LBL3组和LBL4组血清中免疫球蛋白A（Ig A）、免疫球蛋白G（Ig G）、免疫球蛋白M（Ig M）含量均显著提高（P<0.05）;而肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白细胞介素-1β（IL-1β）含量显著降低（P<0.05）。（3）与CON组相比,LBL3组和LBL4组血清中总抗氧化能力（T-AOC）显著提高（P<0.05）;LBL1组和LBL2组血清中超氧化物歧化酶（SOD）活性显著提高（P<0.05）;LBL1组、LBL2组、LBL3组和LBL4组血清中谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性显著提高（P<0.05）;而血清中丙二醛（MDA）浓度显著降低（P<0.05）。（4）饲喂60 d后,与CON组相比,

关键词：枸杞枝叶湖羊生产性能组织发育微生物区系

温度及溶胀影响下硅油-硅橡胶复合绝缘水分平衡特性研究

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电工技术学报 2024年

作者：周浩李原周凯袁豪段平韬四川大学电气工程学院

为明确高压电缆充油终端内硅油-硅橡胶复合绝缘间的水分迁移过程及平衡特性，对两种绝缘材料开展了不同温、湿度下的吸潮实验，研究了不同温、湿度稳态条件下的水分迁移过程，在此基础上，考虑硅橡胶内硅油溶胀过程，分析了硅油-硅橡胶... 详细信息

为明确高压电缆充油终端内硅油-硅橡胶复合绝缘间的水分迁移过程及平衡特性，对两种绝缘材料开展了不同温、湿度下的吸潮实验，研究了不同温、湿度稳态条件下的水分迁移过程，在此基础上，考虑硅橡胶内硅油溶胀过程，分析了硅油-硅橡胶复合绝缘间的水分平衡特性。结果表明，同一温度下硅油含水量与相对湿度呈线性关系，其饱和含水量随温度呈指数变化；硅橡胶含水量与相对湿度呈非线性关系，其饱和含水量不随温度变化；且随着温度升高，水分由硅橡胶向硅油中迁移。进一步地，硅油-硅橡胶复合绝缘间存在硅油溶胀过程，该过程服从Langmuir扩散模型，随着温度升高，平衡溶胀质量不变、溶胀速率增大。硅油溶胀使硅橡胶自由体积增大，可溶解更多水分，在此基础上得到温度及溶胀作用下硅油-硅橡胶复合绝缘水分平衡曲线及曲面。随着溶胀程度增加，水分子从硅油向硅橡胶中迁移。借此可准确地获取不同温度、湿度以及溶胀程度稳态条件下硅油、硅橡胶的含水量，为充油终端的安全稳定运行提供预警作用。

关键词：充油终端硅油硅橡胶复合绝缘水分平衡特性