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CTAB强化脉动热管传热及最优浓度的影响机理

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化工进展 2024年

作者：陈子豪杨洪海孔维雪何伟琪刘玉浩尹勇王军东华大学环境科学与工程学院

添加表面活性剂会影响脉动热管（Pulsating Heat Pipe，PHP）的传热性能，其机理较为复杂。本文以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）溶液为工质，实验研究浓度及加热功率对PHP传热性能的影响。固定充液率约50%，调节质量分数及加热功率范围... 详细信息

添加表面活性剂会影响脉动热管（Pulsating Heat Pipe，PHP）的传热性能，其机理较为复杂。本文以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）溶液为工质，实验研究浓度及加热功率对PHP传热性能的影响。固定充液率约50%，调节质量分数及加热功率范围分别为0 ～ 0.288%（0 ～ 8.0 CMC）、10 W ～ 105 W。结果表明：加热功率20 W ～ 90 W、浓度0.5 CMC ～ 8.0 CMC范围内，添加CTAB可改善PHP的传热性能，体现为蒸发及冷凝温度波动幅度减小、频率增加，PHP热阻降低；其中，4.0 CMC的强化作用率较高，可达11.0% ～ 37.3%。在较高加热功率时，CTAB对传热的强化作用减弱甚至恶化，如105 W、8.0 CMC时PHP内会出现“烧干”趋势。对于CTAB溶液，其最优浓度约为4.0 CMC，远大于临界胶束浓度（Critical Micelle Concentration，CMC）。对此结果，不能仅用静态表面张力及黏度的影响去分析，还需引入动态表面张力的影响。

关键词：表面活性剂脉动热管浓度传热性能表面张力黏度

微塑料在长三角典型流域地表水中的赋存特征、驱动因素及风险评估

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环境科学 2024年

作者：王润东胡纯黄晨欣古丽孜拉·呼孜哈吾张立昕徐晨烨东华大学环境科学与工程学院

河流和湖泊是陆源微塑料（MPs）迁移转化及入海传输的重要渠道。大量调查报道了不同流域MPs的污染特征，但鲜见研究通过网络分析及群落差异阐释MPs空间分布的驱动因子。以长三角地区太湖、太浦河和黄浦江为研究对象，采用过滤消解-体式... 详细信息

河流和湖泊是陆源微塑料（MPs）迁移转化及入海传输的重要渠道。大量调查报道了不同流域MPs的污染特征，但鲜见研究通过网络分析及群落差异阐释MPs空间分布的驱动因子。以长三角地区太湖、太浦河和黄浦江为研究对象，采用过滤消解-体式镜拣选-傅里叶变换显微红外光谱定性技术，从大流域尺度揭示MPs在地表水中的污染赋存和潜在风险。结果表明，MPs在所有采样点被100%检出，其中MPs在太湖的丰度[（7076±1886） n·m-3]显著高于太浦河[（4400±2839） n·m-3]及黄浦江[（2800±1315） n·m-3]。MPs粒径主要集中在0.1～0.5mm，以纤维状及透明、黑色为主。聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚苯乙烯（PS）和聚酰胺（PA）是主要的聚合物类型，分别占比59.5%、10.4%和8.67%。相关性分析表明，MPs丰度与总氮（TN）及金属Co （R=0.436，P<0.05）、Cd （R=0.478，P<0.05）存在显著正相关，与铜（Cu）（R=-0.456，P<0.05）存在负相关。MPs丰度与采样点到工厂的距离呈显著负相关（R=-0.796，P<0.001），工业点源排放对MPs的积累起到重要影响。此外，共现性网络分析表明，TN与PS是水质、金属及微塑料群落的核心影响因子。与长三角流域其他研究相比，太湖、太浦河及黄浦江地表水MPs的污染负荷指数1< PLIZONE<2，属于轻度污染，流域整体MPs的生态风险较低。

关键词：微塑料(MPs) 流域地表水污染赋存网络分析风险评估

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我国城乡多源有机固废资源化利用发展研究

中国工程科学 2024年

作者：杨东海刘晓光戴晓虎同济大学环境科学与工程学院

城乡多源有机固体废弃物（固废）资源化利用是“无废城市”建设、“循环经济”发展的重要依托，“双碳”目标的提出也对城乡多源有机固废资源化利用提出了新的更高要求。本文从生活垃圾、污水厂污泥、农业有机固废3个方面出发，梳理了... 详细信息

城乡多源有机固体废弃物（固废）资源化利用是“无废城市”建设、“循环经济”发展的重要依托，“双碳”目标的提出也对城乡多源有机固废资源化利用提出了新的更高要求。本文从生活垃圾、污水厂污泥、农业有机固废3个方面出发，梳理了我国城乡多源有机固废资源化利用的基本进展，凝练出城乡多源有机固废资源化利用在总体规划与顶层设计、协作管理与费用机制、技术创新及转化等方面存在的突出问题，提出了以生物处理为核心的多源协同资源化、以热化学处理为核心的多源协同安全处置、多源有机固废集约化/园区化协同处置等关键技术路径。研究建议，系统谋划面向减污降碳双重目标的中长期总体规划和顶层设计，健全制度体系并建立跨部门协作的管理体制和市场化的价格机制，加强多学科交叉与“产学研用”协同以推动关键核心技术创新应用与产业升级，以此纵深推进城乡多源有机固废资源化利用。

关键词：城乡多源有机固废资源化减污降碳技术路径园区化

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微塑料与肺表面活性物质相互作用

中国环境科学 2024年第1期44卷 474-481页

作者：蒋凡殊曹妍张林丰师伟萌宋浩然王浩骏杨艳琳赵群李杰李曼焘昆明理工大学环境科学与工程学院云南昆明650500

选择聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯(PE)为代表性微塑料,探究了微塑料与肺表面活性物质(LS)间的相互作用机制.结果表明,PVC和PE对LS活性组分具有显著的吸附作用,其对磷脂组分的吸附率可分别达到49.33%和47.00%,从而造成LS表面张力的升高和表面压... 详细信息

选择聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯(PE)为代表性微塑料,探究了微塑料与肺表面活性物质(LS)间的相互作用机制.结果表明,PVC和PE对LS活性组分具有显著的吸附作用,其对磷脂组分的吸附率可分别达到49.33%和47.00%,从而造成LS表面张力的升高和表面压力-表面积等温线(π-A)的内缩.与LS接触后,微塑料的表面形貌和Zeta电位也发生了变化,PVC和PE的Zeta电位绝对值分别降低了5.61和5.20mV,进一步影响了微塑料的分散状态和沉降能力.因此,当微塑料通过呼吸系统进入肺部环境时,其不仅能造成LS界面化学性质的显著变化,其自身性质也受到影响,可能诱导更严重的健康危害.

关键词：微塑料肺表面活性物质界面性质肺健康

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电晕放电与介质阻挡放电净化氰化氢的机理

化工学报 2024年第2期75卷 675-684页

作者：张欣薛宇马懿星王学谦王郎郎谢妮霏陈怡周晓霞昆明理工大学环境科学与工程学院云南昆明650093

利用电晕放电以及介质阻挡放电两种低温等离子体产生方式净化氰化氢(HCN),同时对二者的反应机理进行探讨。结果表明,在电晕放电中当输入能量比(SIE)达到8.3 kJ/L,HCN净化效率为76%,在介质阻挡放电中当SIE为11.9 kJ/L时,HCN净化效率为94%... 详细信息

利用电晕放电以及介质阻挡放电两种低温等离子体产生方式净化氰化氢(HCN),同时对二者的反应机理进行探讨。结果表明,在电晕放电中当输入能量比(SIE)达到8.3 kJ/L,HCN净化效率为76%,在介质阻挡放电中当SIE为11.9 kJ/L时,HCN净化效率为94%;通过Gaussian软件利用密度泛函理论(DFT)引入外电场,计算分析了两种不同放电方式在HCN净化过程中的差异,在引入外电场之后HCN分子的分子结构以及体系能量均发生了变化,在不同的放电方式中,HCN转化的中间产物—OCN在电晕放电中主要转化为CO_(2)与N_(2),而在介质阻挡放电中HCN更容易与体系中—OH结合生成H_(2)O与—CN,—CN会在介质阻挡放电中的高电子、粒子密度的作用下聚合为C_(3)N_(4)。

关键词：氰化氢电晕放电介质阻挡放电密度泛函理论

铁锰改性生物炭对水稻镉吸收和土壤微生物群落的影响

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中国环境科学 2024年第4期44卷 2297-2308页

作者：王德正谭文韬曾鹏马兰心周航辜娇峰廖柏寒中南林业科技大学环境科学与工程学院湖南长沙410004

通过盆栽试验,研究铁锰改性生物炭(BC_(FM))对水稻Cd吸收和土壤微生物群落结构的影响.结果表明,BC_(FM)可有效降低水稻对Cd的吸收,改变土壤微生物群落结构.与对照相比,添加0.5~2g/kg BC_(FM)后土壤有机质、土壤阳离子交换量、土壤总Fe和... 详细信息

通过盆栽试验,研究铁锰改性生物炭(BC_(FM))对水稻Cd吸收和土壤微生物群落结构的影响.结果表明,BC_(FM)可有效降低水稻对Cd的吸收,改变土壤微生物群落结构.与对照相比,添加0.5~2g/kg BC_(FM)后土壤有机质、土壤阳离子交换量、土壤总Fe和总Mn无显著变化;而添加4g/kg BC_(FM)后,土壤有机质、土壤阳离子交换量、土壤总Fe和Mn含量分别显著(P<0.05)提高了13.6%、13.58%、5.0%和12.1%,同时土壤中有效态Cd含量显著(P<0.05)降低67.9%,且水稻茎、叶和糙米中Cd含量分别显著(P<0.05)降低74.3%、44.9%和84.9%.添加BC_(FM)后,水稻根际土壤Firmicutes、Proteobacteria等门水平物种的相对丰度提高,而Bacteroidota、Patescibacteria、Desulfobacterota和Nitrospirae等门水平物种的相对丰度降低.热图分析结果表明,BC_(FM)可提高水稻根际土壤中Bacillus、Citrifermentans、Geobacter、Desulfovibrio等参与铁锰氧化还原和硫酸盐还原细菌的相对丰度.RDA和网络分析表明,BC_(FM)可通过影响土壤总Fe、有机质含量和Cd的生物有效性来改变土壤微生物群落结构,促进土壤细菌间的正交互作用.因此,BC_(FM)可作为一种有效的、生态安全的钝化剂用于Cd污染农田土壤修复.

关键词：铁锰改性生物炭水稻 Cd吸收微生物群落结构铁锰氧化还原菌

CuCoCe-LDH催化剂的C_(3)H_(6)-SCR脱硝特性

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燃料化学学报（中英文） 2024年第3期52卷 373-383页

作者：陈佳音宁淑英付维蔡晨周皞苏亚欣东华大学环境科学与工程学院上海201620 常州工程职业技术学院江苏常州213164

采用水热法一步合成一系列的Cu_((x))Co_((y))Ce_((z))-LDH前驱体,煅烧后形成Cu_((x))Co_((y))Ce_((z))O混合金属氧化物催化剂,在固定床微反应器上实验研究了其C3H6选择性催化还原NO的性能(C_(3)H_(6)-SCR)。得益于Cu、Co、Ce之间强大... 详细信息

采用水热法一步合成一系列的Cu_((x))Co_((y))Ce_((z))-LDH前驱体,煅烧后形成Cu_((x))Co_((y))Ce_((z))O混合金属氧化物催化剂,在固定床微反应器上实验研究了其C3H6选择性催化还原NO的性能(C_(3)H_(6)-SCR)。得益于Cu、Co、Ce之间强大的协同作用,Cu((0.21))Co((0.48))Ce((0.31))O在225℃时达到95%的NO转化率和90%的N_(2)选择性。此外,运用ICP、XRD、TEM、XPS、H_(2)-TPR等表征来研究其物理化学性质和催化还原能力之间的关系。XRD结果表明,Cu、Co、Ce之间形成了固溶体,促进了活性金属的分散。XPS和H_(2)-TPR进一步证明Cu和Co之间发生了氧化还原反应,促进氧空位的形成,从而提升其催化还原性能。

关键词：氮氧化物选择性催化还原 C_(3)H_(6) CuCoCe-LDH催化剂水热法

Burkholderia ***3对粪臭素的响应及下游代谢基因

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应用与环境生物学报 2024年第3期30卷 579-585页

作者：李玉洁张佳鑫王彩红马桥大连海事大学环境科学与工程学院大连116026

粪臭素是一种具有强烈粪臭味的氮杂环芳烃污染物,广泛存在于动物肠道、粪便、垃圾填埋场和海洋等环境介质中,较为稳定且难以降解.以Burkholderia ***3为研究对象,系统研究菌株在粪臭素压力下的生理生化响应,并利用RT-qPCR和异源表达技... 详细信息

粪臭素是一种具有强烈粪臭味的氮杂环芳烃污染物,广泛存在于动物肠道、粪便、垃圾填埋场和海洋等环境介质中,较为稳定且难以降解.以Burkholderia ***3为研究对象,系统研究菌株在粪臭素压力下的生理生化响应,并利用RT-qPCR和异源表达技术探究下游降解功能基因.结果显示,粪臭素对Burkholderia ***3最小抑制浓度为1.5mmol/L;粪臭素促进菌膜形成和提高菌株表面疏水性,且呈剂量依赖性.氧化应激实验表明粪臭素提高Burkholderia ***3的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性,抑制菌株脂质过氧化(丙二醛)以及还原型谷胱甘肽含量.结合前期组学分析推测邻苯二酚1,2-双加氧酶基因(DCN14_04105)可能为下游代谢关键基因,RT-qPCR实验表明该基因在粪臭素压力下上调3.70倍.将该基因在大肠杆菌中表达并获得纯酶,结果表明该酶最适pH为8.5,最适温度为30℃,Zn^(2+)、Co^(2+)、Cd^(2+)、Se4+、Sn^(2+)、Ca^(2+)对其具有抑制作用,Km值为25.98μmol/L,kcat值为10.70 s-1.本研究表明粪臭素影响了Burkholderia ***3菌株的生理生化性能,菌株代谢粪臭素中心代谢途径为邻苯二酚1,2-双加氧酶途径.该结果可为粪臭素的高效降解提供新的微生物资源,也为粪臭素的功能研究提供参考.(图7表1参30)

关键词：粪臭素伯克霍尔德菌功能响应生物降解邻苯二酚1 2-双加氧酶

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聚合铝钛基絮凝剂的合成与应用

化工学报 2024年第3期75卷 1009-1018页

作者：潘娜田昌怀兰坤刘玉玉张芬芬高晓梅刘伟闫良国赵艳侠济南大学水利与环境学院山东济南250024 齐鲁工业大学(山东省科学院)环境科学与工程学院山东济南250353

聚合铝钛基絮凝剂是一种新型的高分子聚合絮凝剂,研究证明其具有铝盐絮凝剂有机物去除效率高、成本低的优点,也具有钛盐混凝剂低毒性、生物相容性和沉降性能好的优点。研究通过慢速滴碱法与电渗析法制备了两种聚合氯化铝钛絮凝剂(PATC)... 详细信息

聚合铝钛基絮凝剂是一种新型的高分子聚合絮凝剂,研究证明其具有铝盐絮凝剂有机物去除效率高、成本低的优点,也具有钛盐混凝剂低毒性、生物相容性和沉降性能好的优点。研究通过慢速滴碱法与电渗析法制备了两种聚合氯化铝钛絮凝剂(PATC),对两种不同制备方法的PATC进行了絮凝剂结构、絮凝效果以及絮凝动力学三个方面的研究。实验结果表明E-PATC的中、高聚体比S-PATC多3.89%,Zeta电位高8.9 mV。对两者的絮凝动力学进行了对比,发现E-PATC的生长速度快,絮体粒径大,易沉降。综上,E-PATC与S-PATC的絮凝效果相差不大,但E-PATC絮凝产生的絮体粒径大,不易破碎,具有更好的沉降性。

关键词：聚合铝钛基絮凝剂混凝聚合电化学水处理

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