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气候变化背景下大熊猫生境适宜性时空演变——以大熊猫国家公园岷山片区为例

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生态学报 2024年第18期44卷 8165-8174页

作者：罗言云胡泽南王倩娜谭小昱四川大学建筑与环境学院成都610065

气候变化导致的物种分布范围变化已对全球生物多样性保护造成严重威胁。为探讨气候变化对珍稀动物大熊猫的影响,研究以大熊猫国家公园岷山片区为例,筛选得到326个大熊猫痕迹点及气候、地形地貌、生物环境、人为干扰4类16项环境变量,应... 详细信息

气候变化导致的物种分布范围变化已对全球生物多样性保护造成严重威胁。为探讨气候变化对珍稀动物大熊猫的影响,研究以大熊猫国家公园岷山片区为例,筛选得到326个大熊猫痕迹点及气候、地形地貌、生物环境、人为干扰4类16项环境变量,应用最大熵模型及CMIP6气候模式数据探讨影响大熊猫分布的主要环境变量,并模拟现在(2004—2020年),预测未来(2050s)低强迫(SSP1-2.6)和高强迫(SSP5-8.5)情景下的大熊猫生境,分析生境适宜性的时空演变特征及趋势。结果表明:(1)气候类变量对岷山片区大熊猫分布有较大影响,其中最暖月最高温(Bio5)、海拔、最暖季度降水量(Bio18)及距道路距离是主要的影响变量;(2)现在气候下,岷山片区生境质量良好,适宜生境面积占片区总面积的67.88%,未来大熊猫适宜生境面积整体呈缩减趋势,SSP1-2.6情景下大熊猫适宜生境面积缩减率为2.03%,SSP5-8.5情景下为33.73%;(3)SSP1-2.6情景下,适宜生境丧失区主要位于岷山片区东部,SSP5-8.5情景下,片区北部和南部也有大量生境丧失。两种未来气候情景下,新增生境均主要位于片区西北部;(4)大熊猫适宜生境的质心向西、西北方向,即高纬度、高海拔区域移动;(5)大熊猫主要在高、中适宜生境活动,现在气候下大熊猫在高、中适宜生境出现的频率分别为67.79%、24.23%,SSP1-2.6情景下为45.09%、27.61%,SSP5-8.5情景下为21.47%、26.69%。研究认为未来亟需关注气候变化下大熊猫生境的丧失和新增区,建议大熊猫国家公园从识别优先保护区、优化生态网络和调整管控分区三个方面加强对大熊猫生境的监测和保护,综合提升区域的气候适应能力。

关键词：气候变化生境大熊猫 MaxEnt模型大熊猫国家公园

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饮用水处理厂对微塑料去除效能与机制研究进展

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环境科学 2024年

作者：周冠宇李鑫吴其栋任小雨舒靖娱李希凡唐鹏刘百仓四川大学建筑与环境学院

微塑料作为一种新污染物，因其分布的广泛性和潜在的生物毒性在环境研究中引起了高度关注。饮用水处理厂是保障居民用水安全的关键设施，其对微塑料的去除效能引起了极大关切。水厂中不同的水处理工艺在微塑料去除方面表现出差异化的效... 详细信息

微塑料作为一种新污染物，因其分布的广泛性和潜在的生物毒性在环境研究中引起了高度关注。饮用水处理厂是保障居民用水安全的关键设施，其对微塑料的去除效能引起了极大关切。水厂中不同的水处理工艺在微塑料去除方面表现出差异化的效能，具有不同的去除机制。为了全面分析饮用水处理厂对微塑料去除效能与机制，首先着眼于国内外饮用水处理厂进出水中的微塑料丰度及其去除率，接着综述了混凝/絮凝-沉淀、砂滤、膜滤和消毒这四种常用的处理工艺对微塑料的去除效能及机制。同时，指出了现有研究存在的不足和未涵盖的领域。最后，归纳总结了终端自来水中的微塑料含量和人类暴露量的评估情况，并从标准化取样检测方法、纳米塑料检测、给水系统微塑料释放和风险评估等角度展望了未来的研究方向。

关键词：微塑料(MPs) 饮用水处理厂去除效能自来水人类暴露

用于生理健康和动作行为监测的柔性多相钛酸钡压电传感器研究

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生物医学工程学杂志 2024年第3期41卷 421-429,438页

作者：曾庆昊韩书朗梁英田晓宝四川大学建筑与环境学院成都610065 四川大学机械工程学院成都610065

自供电可穿戴压电传感设备需要柔韧性和高压电性以满足个性化健康安全管理需求。针对压电陶瓷压电性高、柔性差的特点,本文设计了一种基于多相钛酸钡(BTO)柔性压电陶瓷膜的高性能压电传感器,即多相BTO传感器。无衬底自支撑的多相BTO膜... 详细信息

自供电可穿戴压电传感设备需要柔韧性和高压电性以满足个性化健康安全管理需求。针对压电陶瓷压电性高、柔性差的特点,本文设计了一种基于多相钛酸钡(BTO)柔性压电陶瓷膜的高性能压电传感器,即多相BTO传感器。无衬底自支撑的多相BTO膜具有优异的柔韧性,厚度为33μm时可实现180°弯曲,厚度为5μm时可在1×10^(4)次弯曲循环中表现出良好的抗弯曲疲劳性。所制备的多相BTO传感器在经过1.2×10^(4)次压电循环测试后仍能保持良好的压电稳定性。基于此传感器的柔韧性、高压电性、可穿戴性、便携性和无电池自供电特性,开发的智能面罩可以实时监测不同频率和振幅的呼吸信号。此外,将传感器安装在手部或肩部,还可以检测到不同的手势和手臂动作。综上,本文开发的多相BTO传感器有望为生理健康和行为活动监测应用开发出便捷高效的可穿戴传感设备。

关键词：可穿戴设备柔性压电陶瓷压电传感器

含酚类煤化工废水自还原Fe^(3+)类芬顿体系研究

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工程科学与技术 2024年第4期56卷 57-65页

作者：丛伯一刘杨殷浩翔张恒周鹏李伟赖波四川大学建筑与环境学院四川成都610065 四川大学化学工程学院四川成都610065 中国五冶集团有限公司四川成都610063

煤化工废水水质复杂,难降解有机物及氨氮含量高,给废水处理带来较大难度。现有的煤化工废水处理技术(混凝法、吸附法、膜生物反应法等)具有成本高、运行不稳定、预处理效果差等缺陷,难以满足煤化工行业发展的需要。为了高效处理煤化工废... 详细信息

煤化工废水水质复杂,难降解有机物及氨氮含量高,给废水处理带来较大难度。现有的煤化工废水处理技术(混凝法、吸附法、膜生物反应法等)具有成本高、运行不稳定、预处理效果差等缺陷,难以满足煤化工行业发展的需要。为了高效处理煤化工废水,本文利用煤化工废水中酚类有机物的还原性促进Fe^(3+)/Fe^(2+)的循环,提出了一种利用Fe^(3+)/H_(2)O_(2)类芬顿体系处理煤化工废水的方法。实验结果表明:Fe^(3+)/H_(2)O_(2)体系中COD、TOC、TN、NH3-N的去除率可以达到74.63%、52.62%、10.46%、15.11%;相比于其他体系,Fe^(3+)/H_(2)O_(2)体系出水色度明显降低,UV-Vis光谱下降幅度最大,铁泥量也明显减少。Q-TOF分析结果表明:废水中主要的8种有机物为酚类或具有醛基、羰基、羧基、碳碳双键或者酯基等还原性的官能团。通过测定COD去除率和pH、Fe^(3+)/Fe^(2+)、H_(2)O_(2)等含量随时间的变化趋势,提出了Fe^(3+)/H_(2)O_(2)体系去除有机物的机理:废水中的还原性有机物将Fe^(3+)还原为Fe^(2+),促进Fe^(3+)/Fe^(2+)循环,生成的Fe^(2+)与H_(2)O_(2)发生芬顿反应,实现废水中有机污染物的去除。利用控制变量法,确定了最佳运行工况为:Fe_(2)(SO_(4))_(3)添加量为1.0 g/L、H_(2)O_(2)添加量为50 mmol/L、反应温度为30℃、初始pH为6.8。在此工况下,反应60 min后,煤化工废水的COD、TOC、TN、NH_(3)-N去除效果良好,色度明显降低,BOD_(5)和COD的比值(B/C)从0.17提升至0.47,可生化性大幅提高。本文证实了利用含酚类煤化工废水自还原Fe^(3+)/H_(2)O_(2)体系的可行性,降低了运行成本,可为后续研究及工程应用提供理论基础。

关键词： Fe^(3+) H_(2)O_(2) 类芬顿煤化工废水酚类化合物

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超高压下钙钛矿材料铁电峰值行为研究

应用数学和力学 2024年第10期 1313-1319页

作者：管豪毅周志宏李亚兰梁英田晓宝四川大学建筑与环境学院

压力能够显著影响钙钛矿铁电材料的晶体结构和功能特性，且对相变温度的影响相对较小，是能比较有效地改善材料的介电和铁电性质的手段.该文利用基于第一性原理的分子动力学方法，探究了钛酸钡(BTO)单晶在常压至150 GPa静水压力区间的... 详细信息

压力能够显著影响钙钛矿铁电材料的晶体结构和功能特性，且对相变温度的影响相对较小，是能比较有效地改善材料的介电和铁电性质的手段.该文利用基于第一性原理的分子动力学方法，探究了钛酸钡(BTO)单晶在常压至150 GPa静水压力区间的铁电性演变规律.结果表明，BTO单晶的铁电性随着压力的增加呈现出非单调的变化趋势，表现为先减弱、后增强，最后完全消失，并在42 GPa处出现峰值现象，其原因是压力导致的原子间距减小影响了长程Coulomb力与短程电子斥力的平衡.研究揭示的BTO单晶在超高静水压力环境下的铁电性变化规律，为未来钙钛矿材料在器件领域中的应用提供了理论基础，并为实验领域研究BTO铁电性的超高压行为提供了理论指导.

关键词：分子动力学 BTO 超高压铁电性

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改性壳聚糖材料修复多金属污染土壤

化工进展 2024年第10期43卷 5881-5889页

作者：赵黄诗雨周宽邓思维刘龙宇朱韦韦余江四川大学建筑与环境学院四川成都610065 四川大学新能源与低碳技术研究院四川成都610065 四川大学宜宾产业技术研究院四川宜宾644000

随着工业的迅猛发展,尤其是采矿冶炼等行业的快速扩张,造成了严重的土壤重金属污染问题。为实现重金属复合污染土壤同步修复,以川南某铅锌矿区周边农田土壤为研究目标,通过土培实验,考察施加不同比例壳聚糖(CS)和4种改性壳聚糖材料对污... 详细信息

随着工业的迅猛发展,尤其是采矿冶炼等行业的快速扩张,造成了严重的土壤重金属污染问题。为实现重金属复合污染土壤同步修复,以川南某铅锌矿区周边农田土壤为研究目标,通过土培实验,考察施加不同比例壳聚糖(CS)和4种改性壳聚糖材料对污染土壤的基本理化特性、土壤中重金属(Cu、Pb、Zn、Cd)二乙烯三胺五乙酸(DTPA)有效态及赋存形态的影响,阐释重金属迁移特性,筛选出对目标重金属钝化效果最好的材料。结果显示,在Cu、Pb、Zn、Cd复合污染农田土壤中,施用不同比例CS及改性壳聚糖材料后,土壤pH、有机质含量(OM)和阳离子交换量(CEC)均得到提升,整体呈随添加量增加而上升的趋势;在一定比例CS处理下,Cu和Pb有效态含量均有所增加,而4种改性壳聚糖钝化剂均能降低Cu、Pb、Zn、Cd有效态含量,从而有效降低了复合重金属污染的生物有效性和可迁移性;同时,5种材料的加入均能有效促进土壤中弱酸提取态Cu、Pb、Zn、Cd转化为稳定的残渣态,向土壤中添加质量比为2.5%的环氧氯丙烷改性壳聚糖-生物炭复合材料(ECS-B)时钝化效果最佳。本研究表明,环氧氯丙烷改性壳聚糖-生物炭新型复合材料钝化Cu、Pb、Zn、Cd复合污染土壤效果显著,在重金属复合污染土壤修复领域具有一定的应用潜力。

关键词：壳聚糖改性复合材料土壤重金属污染修复

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转角位移型阻尼器性能研究及工程应用

工程科学与技术 2024年第2期56卷 162-171页

作者：蒲瑞李倩倩王健泽徐军戴靠山四川大学建筑与环境学院四川成都610065 四川省建筑科学研究院有限公司四川成都610081 四川大学-香港理工大学灾后重建与管理学院四川成都610065 西华大学建筑与土木工程学院四川成都610039

针对传统加固方案美观性不足、空间占有率大的缺点,本文提出一种应用于梁–柱节点的转角位移型金属阻尼器(RMD),该阻尼器外观为弧线型,布置点位于结构梁柱节点处,在保证耗能效果的同时,可最大程度满足建筑功能需求。RMD的耗能原理是梁... 详细信息

针对传统加固方案美观性不足、空间占有率大的缺点,本文提出一种应用于梁–柱节点的转角位移型金属阻尼器(RMD),该阻尼器外观为弧线型,布置点位于结构梁柱节点处,在保证耗能效果的同时,可最大程度满足建筑功能需求。RMD的耗能原理是梁–柱夹角变化推动阻尼器内部剪切钢板产生位移,耗能棒与剪切钢板相连,多根双曲线型金属棒在剪切板的带动下同时发生弯曲变形,进而耗散地震输入的能量。经有限元数值分析和力学试验研究发现,RMD拥有良好的耗能能力和塑性变形能力,即使在大变形下也不容易发生破坏,并且通过改变耗能棒的数量可以直接调节阻尼器的性能参数,满足不同的工程需求。由于现有常用工程设计软件中没有相应的转动型连接单元对RMD进行模拟,为方便工程设计,进一步提出一种直线型布置的等效模型,基于阻尼器变形前后位移等效原理,通过理论公式推导了等效模型物理参数计算方法,并使用有限元分析证实了该方法拥有较高的准确性。为评估该阻尼器的耗能效果,在相同的数量和布置形式下,将其与普通钢隅撑、黏弹性转角阻尼器分别设置在某一复杂电厂结构中进行减震设计分析。计算结果表明,RMD能够有效降低结构的地震响应,且减震效果优于隅撑与黏弹性转角阻尼器。

关键词：转角位移型阻尼器消能减震等效力学模型电厂结构地震响应

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接枝内酯基活性炭增强苯乙烯吸附性能研究

无机材料学报 2024年第4期39卷 390-398,I0007-I0009页

作者：吴光宇舒松张洪伟李建军四川大学建筑与环境学院成都610000 国家烟气脱硫工程技术研究中心成都610000 四川大学碳中和未来技术学院成都610000

活性炭以其丰富的孔道结构和高比表面积而在吸附苯乙烯废气上具有巨大的应用潜力,然而含氧官能团对弱极性苯乙烯的吸附作用机理尚未明晰。本研究通过酸浸渍法制备改性活性炭AC-S和AC-N,探究改性活性炭孔径结构、比表面积和含氧官能团的... 详细信息

活性炭以其丰富的孔道结构和高比表面积而在吸附苯乙烯废气上具有巨大的应用潜力,然而含氧官能团对弱极性苯乙烯的吸附作用机理尚未明晰。本研究通过酸浸渍法制备改性活性炭AC-S和AC-N,探究改性活性炭孔径结构、比表面积和含氧官能团的演变规律及其对苯乙烯吸附性能的影响。结果表明,酸改性可以明显提高活性炭对苯乙烯的吸附量。通过吸附动力学、吸附等温拟合发现,活性炭改性前后均受物理吸附与化学吸附的复合作用影响,改性后活性炭更倾向于单层吸附。HNO_(3)改性活性炭(AC-N)的孔隙结构在苯乙烯有效吸附孔径范围内没有显著改变,表面含氧官能团含量增加提高了AC-N对苯乙烯的吸附性能。表面含氧官能团分析表明,内酯基是提高改性活性炭对苯乙烯吸附量的关键因素。密度泛函理论(DFT)计算表明,AC-N上的内酯基官能团与苯乙烯的乙烯基产生强相互作用,增强了苯乙烯在改性活性炭上的吸附。

关键词：活性炭吸附苯乙烯含氧官能团密度泛函理论(DFT)

生物炭替代煤粉/焦炭高炉炼铁碳减排技术研究进展

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化工进展 2024年第1期43卷 490-500页

作者：杨梦茹彭琴常玉龙邱淑兴张溅波江霞四川大学建筑与环境学院四川成都610065 四川大学碳中和未来技术学院四川成都610065 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司四川攀枝花617000

钢铁行业是能源消耗和碳排放大户,因此在碳中和背景下寻求可替代传统煤的零碳原料是钢铁行业重点发展的碳减排技术。生物炭具有碳中性特征,碳含量和热值与煤接近,是煤粉和焦炭理想的替代原料。本文系统介绍了生物炭在炼焦、烧结、高炉... 详细信息

钢铁行业是能源消耗和碳排放大户,因此在碳中和背景下寻求可替代传统煤的零碳原料是钢铁行业重点发展的碳减排技术。生物炭具有碳中性特征,碳含量和热值与煤接近,是煤粉和焦炭理想的替代原料。本文系统介绍了生物炭在炼焦、烧结、高炉炼铁中的潜在利用途径,并进一步聚焦生物炭应用于高炉炼铁时所需具备的理化特性,阐述了生物炭碱金属、强度、粒度与比表面积在替煤代焦时的影响及机理。针对碱金属降低焦炭强度等问题,介绍了酸洗等脱矿方法降低生物炭碱金属含量;针对生物炭机械强度差难以入炉问题,总结了焦炭强度形成机理和生物炭成型增强工艺;针对生物炭导致炼焦煤混合物流动性变差问题,通过调控生物炭粒度和比表面积以降低对焦炭的负面影响。最后,总结了生物炭替代煤粉和焦炭高炉炼铁的国内外进展及预期CO_(2)减排效果。通过分析生物炭替煤代焦目前工业应用中存在的挑战以及生命周期评价的相关研究情况,为未来钢铁行业实现碳中和提供技术支撑。

关键词：生物质生物炭高炉炼铁替煤代焦二氧化碳碳中和生命周期评价

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