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2种pH敏感性石斛花色苷/壳聚糖复合膜的制备及性能研究

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包装工程 2024年第13期45卷 128-139页

作者：李晓娇岳瑞凯侯洪波章金龙宋志姣保山学院资源环境学院云南保山678000 西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

目的制备具有一定力学性能、阻隔性能和抗氧化活性的pH敏感性包装膜。方法以壳聚糖(CS)为基材,铁皮石斛花色苷(DOA)和紫皮石斛花色苷(DDA)为添加剂,采用溶液共混法制备铁皮石斛花色苷-壳聚糖复合膜(DOA-CS)和紫皮石斛花色苷-壳聚糖复合... 详细信息

目的制备具有一定力学性能、阻隔性能和抗氧化活性的pH敏感性包装膜。方法以壳聚糖(CS)为基材,铁皮石斛花色苷(DOA)和紫皮石斛花色苷(DDA)为添加剂,采用溶液共混法制备铁皮石斛花色苷-壳聚糖复合膜(DOA-CS)和紫皮石斛花色苷-壳聚糖复合膜(DDA-CS)。通过扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱对复合膜进行表征;研究DOA和DDA的质量分数对复合膜的物理性能、力学性能、热稳定性能和抗氧化能力的影响;通过复合膜对不同pH值的颜色响应考察其pH敏感性。结果DOA和DDA的添加显著改善了壳聚糖膜的力学性能、阻隔性能和热稳定性,特别是当2种花色苷添加量达到10%时,复合膜展现出最优的拉伸强度和较低的水蒸气透过率。在200~300nm内,复合膜均具有较好的紫外光阻隔能力。复合膜的抗氧化试验显示,添加DOA和DDA能显著提高膜的抗氧化能力,且DOA-CS的抗氧化能力优于DDA-CS的。此外,复合膜还表现出良好的pH敏感性,能够随pH值的变化而改变颜色,这为食品包装提供了潜在的新功能。结论DOA-CS和DDA-CS复合膜具有良好的应用前景,不仅可以作为食品包装材料,还可以作为食品新鲜度的指示剂。

关键词：铁皮石斛紫皮石斛花色苷壳聚糖复合膜

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面向海上风电的碱性电解水制氢系统热力学分析与优化设计

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中国舰船研究 2024年第4期19卷 82-91页

作者：渠秀媛李青山余潜跃孙立东南大学能源与环境学院江苏南京211189 东南大学能源热转换与控制教育部重点实验室江苏南京211189

[目的]为了最大化利用电能与海水资源,针对海上风电的碱性电解水(AWE)制氢系统进行热力学分析和优化设计,研究工作压力、工作温度、碱液流量等对系统运行特性的影响。[方法]基于热力学、电化学及质量平衡模型,通过Aspen Plus软件建立碱... 详细信息

[目的]为了最大化利用电能与海水资源,针对海上风电的碱性电解水(AWE)制氢系统进行热力学分析和优化设计,研究工作压力、工作温度、碱液流量等对系统运行特性的影响。[方法]基于热力学、电化学及质量平衡模型,通过Aspen Plus软件建立碱性电解水制氢的热力学平衡模型,并与实验结果进行对比验证。[结果]结果表明,此方案碱性电解水制氢系统最佳工作压力和工作温度分别为9 bar和70℃,最佳碱液流量为1600 t/h。系统能量损失和㶲损随输入电流密度的增加而增加。碱性电解输入电流密度为3000 A/m^(2)时,系统能量效率和㶲效率分别为63.58%和57.27%,系统能量损失占总能量投入的26%,其中电解槽㶲损最高,占系统总㶲损的93.39%。[结论]通过该参数优化方法,可以得到合适的工作参数范围,能够为海上风电制氢参数选择提供参考。

关键词：海上风电碱性电解水制氢热力学参数优化

好氧颗粒污泥的培养及其胞外聚合物的分析与应用

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工程科学与技术 2024年

作者：郑逸涵杨英李卫华冯青原朱曼丽陈卉静杨婷婷安徽建筑大学环境与能源工程学院水污染控制与废水资源化安徽省重点实验室

本文对快速培养性能稳定的好氧颗粒污泥（AGS）进行研究，记录接种活性絮状污泥（AS）培养成AGS的外观形貌变化过程，并从微观层面揭示AGS机械强度高、稳定性强原因。另外本文从力学层面研究AGS的胞外聚合物（EPS）对Cd2+的吸附机理，对... 详细信息

本文对快速培养性能稳定的好氧颗粒污泥（AGS）进行研究，记录接种活性絮状污泥（AS）培养成AGS的外观形貌变化过程，并从微观层面揭示AGS机械强度高、稳定性强原因。另外本文从力学层面研究AGS的胞外聚合物（EPS）对Cd2+的吸附机理，对AGS-EPS能否成为具有潜力的生物吸附剂进行验证，以凸显AGS在水处理领域的优势作用。培养过程中，第85天反应器内污泥形态稳定，污泥粒径由31.59 μm增至442.72 μm，污泥磷含量增长232.70%，从25.93 mg/g增长至86.27 mg/g。16s rRNA基因高通量测序结果表明，Chloroflexi可能是颗粒污泥的初始颗粒框架，而Proteobacteria是污泥颗粒化的核心菌门；聚糖菌Candidatus＿Competibacter和聚磷菌Candidatus＿Accumulibacter是污泥颗粒化的核心菌属。从AS到AGS的培养，EPS含量从79.18 mg/g VSS增至133.63 mg/g VSS，三维荧光光谱（3D-EEM）证实AGS-EPS含有更高水平的蛋白质，驯化过程细胞分泌的蛋白质分解溶解性降低，更加有利于生物膜中微生物细胞凝聚；傅里叶红外光谱（FTIR）和蛋白质二级结构研究表明两类EPS均含有醇酚、糖类中的-OH、-CH、C-O、C-C，糖醛酸中的羧酸盐基团，蛋白质中的N-H，烷烃类有机物，而AGS-EPS具有更丰富的多糖种类，稳定的细胞结构。颗粒化培养使AGS对Cd2+的吸附机理发生了变化，吸附动力学研究表明AS-EPS对于Cd2+的吸附，同时存在物理、化学吸附；AGS-EPS对于Cd2+的吸附适合用拟二级动力学模型来拟合，具有更强的生物化学属性。吸附热力学研究表明，两类EPS对于Cd2+的吸附实验适合用Langmuir模型来拟合，该吸附过程属于均相单分子层吸附，而AGS-EPS的理论最大吸附容量大于AS-EPS，分别为617.09 mg/g、542.90 mg/g。本次实验过程证明在高磷环境中增加COD含量能够提升污泥的除磷性能，对于污泥颗粒化的培养具有积极作用；颗粒化的培养使得污泥的物理、化学性质均得到了强化；颗粒污泥培养的副产物AGS-EPS具有更强的Cd2+吸附效果，其对Cd2+的吸收主要为生物化学作用，也说明了AGS在污废水处理领域具有更大的潜力。

关键词：好氧颗粒污泥胞外聚合物重金属微生物群落生物吸附剂

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甘肃省漳县马路里地区发现大型红柱石矿床

中国地质 2024年第2期51卷 701-702页

作者：王鹏杨博樊新祥叶红刚罗官文甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院甘肃酒泉735000 甘肃省自然资源厅甘肃兰州730000

1研究目的(Objective)红柱石(andalusite)属岛状结构的硅酸盐矿物,具有在高温下一次性膨胀转化为莫来石后不再收缩的特性,是优质的耐火原料,主要应用于航空航天、高级耐火材料、涂料、焊接材料、宝石及工艺品等方面。但红柱石矿床在西... 详细信息

1研究目的(Objective)红柱石(andalusite)属岛状结构的硅酸盐矿物,具有在高温下一次性膨胀转化为莫来石后不再收缩的特性,是优质的耐火原料,主要应用于航空航天、高级耐火材料、涂料、焊接材料、宝石及工艺品等方面。但红柱石矿床在西北地区发现相对较少,难以满足新发展阶段的需要,为落实党的二十大“确保能源资源、重要产业链供应链安全”有关要求,本次在甘肃省漳县马路里地区开展了红柱石矿的勘查工作。

关键词：新发展阶段供应链安全高级耐火材料耐火原料硅酸盐矿物能源资源航空航天红柱石

三种有机杀虫剂对蛋白核小球藻的联合毒性作用及机理

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环境化学 2024年

作者：代碧雅张瑾马添翼张静桂一心安徽建筑大学环境与能源工程学院安徽省水污染控制与废水资源化重点实验室

有机合成杀虫剂有显著的杀虫除害效果，已广泛用于农业和家庭园艺等领域，但也给环境带来了污染，对其中的生物生存甚至人类健康构成了威胁.因此，以3种常见的有机合成杀虫剂：敌百虫(dipterex,DIP)、残杀威(propoxur,PRO)、杀线威(oxam... 详细信息

有机合成杀虫剂有显著的杀虫除害效果，已广泛用于农业和家庭园艺等领域，但也给环境带来了污染，对其中的生物生存甚至人类健康构成了威胁.因此，以3种常见的有机合成杀虫剂：敌百虫(dipterex,DIP)、残杀威(propoxur,PRO)、杀线威(oxamyl,OXA)作为研究对象，以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa,***)为指示生物，采用直接均分和均匀设计射线法分别设计了3个二元及1个三元混合物体系，应用时间毒性微板分析法(the time-dependent microplate toxicity analysis method,t-MTA)考察了3种杀虫剂及其混合物对C. pyrenoidosa在不同暴露时间(12、24、48、72、96 h)的毒性，并采用浓度加和(concentration addition, CA)以及与绝对残差(deviation from CA, dCA)模型结合的dCA三维曲面图定性定量分析各种混合物毒性相互作用规律；并应用丙酮萃取法和分光光度计等同步测定分析C. pyrenoidosa中的叶绿素(a和b)含量、蛋白质含量、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性和脂质过氧化物丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量.研究结果表明，杀虫剂对***的单一毒性具有浓度和时间依赖性，而二元(OXA-PRO、OXA-DIP和PRO-DIP)及三元(OXA-PRO-DIP)混合物体系的毒性具有时间和组分浓度比依赖性；3种杀虫剂在暴露时间96 h的毒性大小为：OXA>PRO>DIP；混合物体系的毒性相互作用主要以拮抗作用为主，且拮抗作用强度随着暴露时间的延长而增强；杀虫剂及其混合物造成藻细胞内过氧化物的过量累积，降低藻细胞的抗氧化能力，一方面破坏叶绿素的生理功能，抑制了叶绿素和蛋白质的合成；另一方面过氧化物的积累直接破坏细胞膜的完整性，使蛋白质溶出，最终均导致藻细胞的死亡.

关键词：有机杀虫剂蛋白核小球藻拮抗作用时间和浓度比依赖毒性作用机理

湖滨带土壤长期淹水释放DOM与抗生素的猝灭作用

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环境科学学报 2024年第1期44卷 366-376页

作者：申慧彦徐华健王嘉富张瑾李卫华洪桂云安徽建筑大学环境与能源工程学院环境污染控制与废弃物资源化利用安徽省重点实验室合肥230601

以土霉素(OTC)、磺胺二甲基嘧啶(SMZ)和OTC+SMZ复合体系为目标抗生素,采用荧光滴定和光谱分析技术,探讨湖滨带土壤长期淹水释放DOM与抗生素的猝灭作用,为研究DOM介导下抗生素的环境行为提供理论数据.三维荧光光谱表明,巢湖湖滨带土壤长... 详细信息

以土霉素(OTC)、磺胺二甲基嘧啶(SMZ)和OTC+SMZ复合体系为目标抗生素,采用荧光滴定和光谱分析技术,探讨湖滨带土壤长期淹水释放DOM与抗生素的猝灭作用,为研究DOM介导下抗生素的环境行为提供理论数据.三维荧光光谱表明,巢湖湖滨带土壤长期淹水释放DOM以类腐殖质物质为主,OTC、SMZ自身都具有荧光结构,OTC+SMZ复合体系自身发生猝灭效应.紫外可见吸收光谱表明,OTC、SMZ和OTC+SMZ复合体系对DOM荧光猝灭都属于静态猝灭.同步荧光结合二维相关图谱分析表明,OTC对DOM在340 nm处猝灭强烈,OTC荧光贡献红移致使410 nm处荧光增强.SMZ对DOM的猝灭效应主要发生在低于350 nm波段处,310 nm波段处猝灭强烈.OTC+SMZ复合体系作用DOM,330 nm处猝灭强烈,410 nm处荧光增强,抗生素之间的作用影响对DOM的猝灭效果.激发荧光光谱(λ_(Em)=425 nm)和三维荧光平行因子分析共同表明,OTC对类富里酸(C1)的猝灭效率高于类腐殖酸(C3),SMZ对C1的猝灭效率强于OTC,对C3的猝灭作用不明显;OTC+SMZ复合体系对C1的猝灭效果高于OTC体系低于SMZ体系,对C3的猝灭作用不明显,C2组分荧光得分随OTC+SMZ浓度增加呈升高趋势.不同抗生素与DOM猝灭作用表现出异质性,抗生素之间的复合作用会影响对DOM的猝灭效应.

关键词：溶解性有机质抗生素荧光猝灭平行因子分析二维相关光谱

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河南华安煤业矿山地质环境问题及危害性预测

能源与环保 2024年第5期46卷 112-120页

作者：王宝红李华杜丹胡凯河南省自然资源监测和国土整治院河南郑州450006 河南省自然资源厅河南郑州450006

矿区总体为单斜构造,主要开采山西组和太原组含煤地层,由于采空区的影响引发了诸多地质环境问题,如隐形陷落柱的发育,可能导致地面塌陷,威胁地表建筑物及土地资源的可用性。随着矿山的逐年开采,地质环境问题带来的危害性也将逐年加剧,... 详细信息

矿区总体为单斜构造,主要开采山西组和太原组含煤地层,由于采空区的影响引发了诸多地质环境问题,如隐形陷落柱的发育,可能导致地面塌陷,威胁地表建筑物及土地资源的可用性。随着矿山的逐年开采,地质环境问题带来的危害性也将逐年加剧,针对地质环境问题采用概率积分法对矿区的地表移动变形、地下水变化等进行推演,分析地下煤层的开采对矿山地质环境问题的发展过程及危害。经推演,矿山开采结束后,地面塌陷范围为34.9266 km^(2),造成的影响较严重,危险性较大;二1煤开采后各工作面导水裂隙沟通范围为采空区外平均17 m,降落漏斗分布范围为采空区外784 m,造成区域主要含水层水位下降,对含水层影响程度严重;矿山开采形成的地面塌陷对地形地貌景观影响较严重。

关键词：华安煤业地质环境问题地质环境演化危害性预测

基于PCA-RF的抚河下游生态最相关水文指标优选及演变分析

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长江流域资源与环境 2024年第7期33卷 1563-1575页

作者：肖睿黄伟李琴张远发谢亨旺邓海龙贾卓南昌大学工程建设学院江西南昌330031 南昌大学鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室江西南昌330031 江西省科学院能源研究所江西南昌330095 江西省灌溉试验中心站江西南昌330201

水文改变指标(IHA)能够较为全面的描述河流水文情势,但数量众多的指标之间存在一定的信息重叠问题,限制了其在水文与水生态领域的广泛应用。基于抚河下游李家渡水文站1953~2018年逐日径流数据,采用主成分分析法(PCA)初选出生态最相关指... 详细信息

水文改变指标(IHA)能够较为全面的描述河流水文情势,但数量众多的指标之间存在一定的信息重叠问题,限制了其在水文与水生态领域的广泛应用。基于抚河下游李家渡水文站1953~2018年逐日径流数据,采用主成分分析法(PCA)初选出生态最相关指标(ERHIs),结合不同标签下指标的随机森林(RF)重要性评分,进一步优选出最为关键的ERHIs,并对其演变情况及影响因素进行了重点分析。抚河下游水文气象变异点为1962、1984和2002年,据此将研究期划分为基准期和影响期Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ;基于PCA法初选出了8个ERHIs,并利用RF重要性评分对其进一步优选出最小30日平均流量、1月平均流量、4月平均流量3个关键ERHIs;在3个影响期内,抚河下游关键ERHIs的整体水文改变度分别为31%、24%和50%;其中,最小30日平均流量在各影响期均呈现中高度改变,并在影响期Ⅰ和影响期Ⅲ内分别经历两次下降,这可能与流域内水利工程项目的数量和规模不断扩大有关;在80年代洪门水库建设运行后,汛期内的4月平均流量得到有效削减,而枯水期内的1月平均流量则有小幅提升;21世纪后,受气候变化以及城镇化进程影响,抚河下游关键ERHIs呈下降趋势。经过PCA-RF筛选后,抚河下游IHA体系得到了极大地简化,有助于把握其中的关键指标,对流域生态修复及水资源优化配置工作具有重要参考价值和借鉴意义。

关键词：二次优选主成分分析(PCA) 随机森林(RF) 生态最相关水文指标(ERHIs) 抚河下游

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旋流排沙装置排沙效率的数值模拟与试验研究

中国农村水利水电 2024年

作者：王昱王哲辉张宝泉雒天峰张晓龙任伟龙王玉昆兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃省生物质能与太阳能互补供能系统重点试验室甘肃省讨赖河流域水资源利用中心甘肃省水利厅规费中心

为提高水库中排沙洞的排沙效率，研发了一种新型旋流排沙装置。利用数值模拟试验和水工模型试验两种方法，研究了旋流排沙装置中叶轮组合、旋流场的流速分布特征、旋流排沙装置对排沙洞口泥沙的冲淤特性和排沙效率的影响。数值模拟结果... 详细信息

为提高水库中排沙洞的排沙效率，研发了一种新型旋流排沙装置。利用数值模拟试验和水工模型试验两种方法，研究了旋流排沙装置中叶轮组合、旋流场的流速分布特征、旋流排沙装置对排沙洞口泥沙的冲淤特性和排沙效率的影响。数值模拟结果表明，旋流排沙装置中单叶轮的流场范围随转速的增大而扩大，但当叶轮转速增加至20r/s时流场范围不再增加；旋流排沙装置中组合旋流场范围取决于叶轮的转速及其布置方式，当以三角形方式布置时，组合流场范围也随叶轮转速的增加而扩大，但叶轮间距布置过小会导致能量耗散过高，叶轮间距布置过大则不能形成有效的组合流场，旋流排沙装置的最优运行状态为叶轮距离为70mm、转速为20r/s。数值模拟和模型试验结果表明，旋流排沙装置可有效增大排沙洞的排沙效率和冲淤范围，当库区水位较深形成冲沙漏斗时，旋流排沙装置可使排沙洞的排沙效率提高71.5%；当库区水位较浅形成冲沙廊道时，旋流排沙装置能使排沙洞的排沙量增加4.02kg，说明该装置对库区水深较浅的淤积泥沙具有较好的排出效果，对解决甘肃河西水少沙多型水库内的泥沙淤积问题具有重要意义。

关键词：数值模拟水工模型试验库区排沙旋流场