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典型城市河网沉积物微塑料时空分布特征

环境科学 2024年第4期45卷 2142-2149页

作者：许万璐范一凡钱新南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室南京210023

微塑料是近年来广受关注的一类新污染物.淡水系统沉积物作为微塑料重要的汇,能反映出当地微塑料的长期污染水平.为探究典型城市河网沉积物中微塑料的时空分布特征,于2018年12月和2019年6月在望虞河西岸河网区分别采集了17个采样点的沉... 详细信息

微塑料是近年来广受关注的一类新污染物.淡水系统沉积物作为微塑料重要的汇,能反映出当地微塑料的长期污染水平.为探究典型城市河网沉积物中微塑料的时空分布特征,于2018年12月和2019年6月在望虞河西岸河网区分别采集了17个采样点的沉积物样品,使用体视显微镜和显微傅立叶变换红外光谱仪对微塑料进行形态观察以及成分鉴定.结果表明,微塑料的平均丰度(以dw计)为323.37 n·kg^(-1),形状主要为碎片和纤维,颜色以黑色和蓝色为主,粒径主要分布在50~500μm之间,成分以PET、PE、PVE、PS和PP为主.夏季微塑料的丰度低于冬季,河网区上游地区微塑料的丰度高于中游和下游地区,最高丰度出现在污水处理厂的出水口采样点,沉积物中微塑料的丰度与表层水中微塑料的丰度无显著相关性.应用正定矩阵因子分解(PMF)模型解析微塑料的来源,发现微塑料的主要来源有农用塑料薄膜、生活废水、塑料垃圾以及工业生产.研究可为典型城市河网微塑料污染防控提供支撑.

关键词：城市河网微塑料(MPs) 沉积物时空分布来源

高铁酸钾预氧化联用改性木质素混凝工艺的污泥脱水性能研究

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中国科学：技术科学 2024年第7期54卷 1368-1378页

作者：潘宇孙亿倍杨琥南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室南京210023

污水处理过程中产生大量亟需减量化处理的活性污泥,而污泥中胞外聚合物(EPS)是影响污泥脱水性能的关键因素.传统混凝预处理工艺难以有效地破坏EPS,释放结合水.本研究以南京市仙林某市政污水处理厂活性污泥为研究对象,先采用高铁酸钾(K_(... 详细信息

污水处理过程中产生大量亟需减量化处理的活性污泥,而污泥中胞外聚合物(EPS)是影响污泥脱水性能的关键因素.传统混凝预处理工艺难以有效地破坏EPS,释放结合水.本研究以南京市仙林某市政污水处理厂活性污泥为研究对象,先采用高铁酸钾(K_(2)FeO_(4))对污泥进行预氧化,再以一种阳离子改性木质素(LN-CD)为混凝剂对污泥进行混凝处理.系统考察了K_(2)FeO_(4)预氧化联用LN-CD混凝工艺对活性污泥的调理性能及其协同污泥脱水机制.研究结果表明,K_(2)FeO_(4)预氧化联用LN-CD混凝工艺具有良好的污泥调理效果,氧化剂投加量和混凝剂电荷密度(CD)是影响脱水性能的重要因素.经适量K_(2)FeO_(4)预氧化并联用CD最高的LN-CD1混凝处理,混凝剂用量最少而脱水效果最佳,且获得的污泥絮体尺寸最大结构也最为紧密.EPS不同形态中蛋白质(PN)二级结构分析结果表明,经预氧化-混凝工艺处理后PN结构从有序紧密转变为松散结构,有利于进一步脱水.这是由于经K_(2)FeO_(4)氧化作用,EPS结构被破坏,EPS中结合水得以释放,并且K_(2)FeO_(4)氧化后生成的三价铁还可起到一定协同混凝作用;而LN-CD通过电中和及黏结架桥作用有效抑制EPS,进一步聚集污泥颗粒实现有效脱水;此外,LN-CD还可利用其刚性结构特征起到骨料支撑作用,有利于改善泥饼可压缩性,协同促进污泥脱水.综上,K_(2)FeO_(4)预氧化联用LN-CD混凝工艺在污泥脱水工艺中具有良好的应用前景.

关键词：预氧化-混凝工艺高铁酸钾阳离子改性木质素混凝剂污泥脱水性能胞外聚合物蛋白质二级结构脱水机制

洞庭湖水和沉积物中有机磷酸酯的分布特征及风险评估

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环境科学 2024年第7期45卷 3919-3929页

作者：高蕴语董靖代然刘亚清赵兴茹郑丙辉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湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室国家环境保护湖泊污染控制重点实验室北京100012

有机磷酸酯(OPEs)作为阻燃剂和添加剂,广泛应用于生产生活,在环境中普遍检出.为探究其环境行为,采用超高效液相色谱-串联质谱联用仪(UPLC-MS/MS)测定洞庭湖的表层水和沉积物样品中13种OPEs,共检出11种,检出率分别为5.26%~100%和58.3%~10... 详细信息

有机磷酸酯(OPEs)作为阻燃剂和添加剂,广泛应用于生产生活,在环境中普遍检出.为探究其环境行为,采用超高效液相色谱-串联质谱联用仪(UPLC-MS/MS)测定洞庭湖的表层水和沉积物样品中13种OPEs,共检出11种,检出率分别为5.26%~100%和58.3%~100%,∑OPEs含量范围分别为2.06~2 028 ng·L^(-1)和19.6~2 232 ng·g^(-1).从整体上看,表层水中∑OPEs浓度呈现入湖河流>湖区>出口的趋势,而沉积物中浓度的空间分布与水动力呈相反趋势.和国内外湖泊相比,洞庭湖OPEs污染浓度处于较高水平.在检出的11种OPEs中,磷酸三正丁酯(Tn BP)和磷酸三异丁酯(Ti BP)是水中主要的污染物,占∑OPEs的52.3%和22.4%;沉积物中主要为磷酸三苯酯(TPh P),占总量的31.2%.相关性和主成分分析结果表明,洞庭湖OPEs污染主要受工业生产排放、渔业养殖业和大气沉降的影响.风险熵评估结果显示,水体中检出的多数OPEs的生态风险相对较低,但在部分采样点由2-乙基己基二苯基磷酸酯(EHDPP)引起的生态风险需引起关注.

关键词：有机磷酸酯(OPEs) 洞庭湖分布特征风险评估超高效液相色谱-串联质谱联用仪(UPLC-MS/MS)

CNT-Fe/Zn催化剂的制备及其催化臭氧氧化降解DBP

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中国环境科学 2024年第2期44卷 814-824页

作者：吴天翔张翼飞林原马思佳王艳茹任洪强许柯南京大学环境学院污染控制与资源再利用国家重点实验室江苏南京210023

本研究采用浸渍-煅烧法制备了负载锌(CNT-Zn)、铁(CNT-Fe)和锌铁共掺杂(CNT-Fe/Zn)的碳纳米管催化剂,考察了不同pH值下3种催化剂催化臭氧氧化水中DBP的效果.结果表明,CNT-Fe/Zn具有最佳催化性能,在宽pH值范围内比单独臭氧降解DBP的去除... 详细信息

本研究采用浸渍-煅烧法制备了负载锌(CNT-Zn)、铁(CNT-Fe)和锌铁共掺杂(CNT-Fe/Zn)的碳纳米管催化剂,考察了不同pH值下3种催化剂催化臭氧氧化水中DBP的效果.结果表明,CNT-Fe/Zn具有最佳催化性能,在宽pH值范围内比单独臭氧降解DBP的去除率提升22%~52%.在DBP初始浓度4mg/L、初始pH值为4、臭氧用量20mg/L、催化剂投加量50mg/L的条件下,30min内DBP去除率可达72.41%.利用SEM、XRD和XPS等多种手段对该催化剂进行了表征,CNT-Fe/Zn表面的含氧基团是主要活性位点,CNT-Fe/Zn的加入促进了羟基自由基的产生,在酸性条件下生成的过氧化氢进一步提高了DBP的去除率.催化剂循环实验表明,CNT-Fe/Zn催化剂具有优异的催化稳定性和重复利用性.

关键词： DBP催化臭氧氧化锌铁尖晶石碳纳米管 pH值

兰州城市绿地SCCPs污染来源及人群健康风险

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中国环境科学 2024年第3期44卷 1697-1705页

作者：贾柠屹程景隆胡柏丞郭雨轩宋世杰赵渊毛潇萱兰州大学资源环境学院甘肃省环境污染预警与控制重点实验室甘肃兰州730000

观测了2022~2023年暖、冷季节兰州市主城区绿化用地土壤中短链氯化石蜡(SCCPs)的污染水平、组成特征,并利用主成分分析法、多元线性回归方法对其污染来源进行了解析,运用熵值法进行生态风险评估,并利用暴露评估模型对人群健康暴露风险... 详细信息

观测了2022~2023年暖、冷季节兰州市主城区绿化用地土壤中短链氯化石蜡(SCCPs)的污染水平、组成特征,并利用主成分分析法、多元线性回归方法对其污染来源进行了解析,运用熵值法进行生态风险评估,并利用暴露评估模型对人群健康暴露风险进行评价.结果表明研究区SCCPs浓度暖季节为19.67~938.15ng/g(平均296.00ng/g),冷季节为61.11~976.20ng/g(平均316.72ng/g),二者对应的氯含量分别为61.49%~64.62%和61.79%~64.21%.碳同系物以C10(35.80%和40.15%)、C11(24.80%和22.52%)为主,氯同系物以Cl7(30.08%和30.00%)、Cl_(8)(23.89%和24.44%)为主.来源解析显示污染可能来源于工业活动、污水处理厂废水和污泥的排放以及废水灌溉.生态风险评价表明土壤中的SCCPs不会对土壤生态造成重大危害,健康风险评价显示不论是儿童还是成人土壤SCCPs的暴露均低于每日可耐受摄入量(TDI).

关键词：短链氯化石蜡城市绿地来源解析健康风险

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限域条件下氮分子的高温高压诱导聚合

物理学报 2024年第8期73卷 237-243页

作者：郭琳琳赵梓彤隋明宏王鹏刘冰冰吉林大学超硬材料国家重点实验室长春130012

聚合氮被认为是一种极具潜力的新型高能量密度材料,但是高温高压条件下合成的聚合氮结构往往具有较低热力学稳定性.限域策略有助于聚合氮高压结构的稳定,为氮聚合提供了新的调控途径.本文在氮化硼纳米管中限域分子氮,利用高压原位拉曼... 详细信息

聚合氮被认为是一种极具潜力的新型高能量密度材料,但是高温高压条件下合成的聚合氮结构往往具有较低热力学稳定性.限域策略有助于聚合氮高压结构的稳定,为氮聚合提供了新的调控途径.本文在氮化硼纳米管中限域分子氮,利用高压原位拉曼散射光谱表征技术研究不同含氮量限域体系的高压诱导氮聚合及聚合氮结构的卸压稳定性.研究表明,在高含氮量的体系中,限域到氮化硼纳米管内的N_(2)与非限域的N_(2)的拉曼特征振动峰表现出不同的拉曼光谱压力响应行为.在123 GPa压力下,利用激光加热诱导氮分子间聚合,生成cg-N聚合氮结构.卸压过程中,未被限域的cg-N在40 GPa左右发生爆炸性分解,分解产生的能量影响了限域cg-N的稳定性,使其同样发生分解.环境压力下限域N_(2)可能以液态形式稳定存在.在低含氮量限域体系中,高温高压下限域N2结晶生成了含有N=N双键的晶体结构,其中的N=N双键有两种长度,分别接近N_(3)阴离子及N_(4)^(+)团簇中N=N双键的键长.在卸压过程中这种结构可以稳定至25 GPa.

关键词：限域聚合氮高温高压

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燃烧系统对汽油早喷压燃燃烧特性影响的模拟

内燃机学报 2024年第3期42卷 216-225页

作者：李金成段加全宫艳峰钱丁超郎茂春苏岩汽车振动噪声与安全控制综合技术国家重点实验室吉林长春130000 吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室吉林长春130022

以ZR180单缸柴油机为原型,利用三维流体动力学软件CONVERGE建立仿真模型,研究不同燃烧室形状、进气道形状和喷油器位置对汽油早喷压燃发动机工作状态和燃烧特性的影响.计算结果表明:进气流动对汽油早喷压燃工作状态有明显影响,采用切向... 详细信息

以ZR180单缸柴油机为原型,利用三维流体动力学软件CONVERGE建立仿真模型,研究不同燃烧室形状、进气道形状和喷油器位置对汽油早喷压燃发动机工作状态和燃烧特性的影响.计算结果表明:进气流动对汽油早喷压燃工作状态有明显影响,采用切向进气道的发动机处于过渡态,动力性能降低,指示平均有效压力(IMEP)比螺旋进气道方案降低了13%;采用浅盆型燃烧室,放热率峰值和最大压力升高率峰值分别比ω型燃烧室提高了85%和120%,ω型燃烧室挤压区域的低温环境可能是导致该现象的原因之一.使用高面容比的ω型燃烧室,可提高缸内温度分层以拓展负荷,但IMEP降低;汽油早喷压燃燃烧特性对喷油器位置不敏感.

关键词：燃烧室形状进气道形状喷油器位置汽油早喷压燃

基于光腔衰荡光谱技术NO_(3)和N_(2)O_(5)在线测量系统的表征与应用

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第3期60卷 563-574页

作者：张田甜左澎马璟钰叶春翔林伟立朱彤民族地区生态环境国家民委重点实验室(中央民族大学) 北京100081 环境模拟与污染控制国家重点实验室北京大学环境科学与工程学院北京100871

报道自主研发的基于光腔衰荡光谱技术的大气NO_(3)/N_(2)O_(5)在线测量系统及其参数表征结果。在时间分辨率为1min的情况下,NO_(3)和N_(2)O_(5)最低检测限分别为1.7×10^(-12)和2.9×10^(-12)。在采样流量6L/min和使用1天滤膜的情况下,... 详细信息

报道自主研发的基于光腔衰荡光谱技术的大气NO_(3)/N_(2)O_(5)在线测量系统及其参数表征结果。在时间分辨率为1min的情况下,NO_(3)和N_(2)O_(5)最低检测限分别为1.7×10^(-12)和2.9×10^(-12)。在采样流量6L/min和使用1天滤膜的情况下,利用标准源实验确定NO_(3)和N_(2)O_(5)的采样损耗分别为17.0%和18.0%。Allan方差分析结果表明,在60~100s积分条件下可获得较好的系统稳定性。在北京城区开展大气NO_(3)和N_(2)O_(5)观测,结果表明测量系统可以满足大气环境中NO_(3)及N_(2)O_(5)的高灵敏度测量。

关键词： NO_(3) N_(2)O_(5) 光腔衰荡光谱技术参数表征

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自动驾驶车辆决策与规划研究综述

中国公路学报 2024年第1期37卷 215-240页

作者：朱冰贾士政赵健韩嘉懿张培兴宋东鉴吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室吉林长春130025

决策与规划是自动驾驶系统的中枢,是提高自动驾驶车辆行驶安全、驾乘体验、出行效率的关键。其面临的主要挑战在于如何满足自动驾驶所需的极高可靠性和安全性,以及如何有效应对场景复杂性、环境多变性、交通动态性、博弈交互性及信息完... 详细信息

决策与规划是自动驾驶系统的中枢,是提高自动驾驶车辆行驶安全、驾乘体验、出行效率的关键。其面临的主要挑战在于如何满足自动驾驶所需的极高可靠性和安全性,以及如何有效应对场景复杂性、环境多变性、交通动态性、博弈交互性及信息完备性并产生类人化的驾驶行为,使车辆自然地融入交通生态。为全面了解决策与规划的前沿问题与研究进展,对其技术要点进行系统梳理与总体概述。首先,从数据驱动的驾驶行为预测、概率模型的驾驶行为预测、个性化驾驶行为预测三方面综述了面向态势认知的行为预测的研究进展;其次,将行为决策总结归纳为反应式决策、学习式决策、交互式决策并逐一进行了分析;再次,从方法论的角度对运动规划及其应用进行对比分析,具体包括图搜索方法、采样方法、数值方法、拟合插值曲线方法等;然后,针对端到端的决策规划的关键科学问题和主要研究进展进行了归纳分析;最后,总结了决策规划对提升自动驾驶车辆智能化水平的重要影响,并展望了其未来的发展趋势与面临的技术挑战。

关键词：汽车工程自动驾驶技术综述行为预测行为决策运动规划端到端的决策规划