环境化学开放性实验设计:重金属污染土壤的化学淋洗*

介绍了一个开放性环境化学实验。该实验以被重金属污染的土壤为研究对象,分别使用稀盐酸、乙二胺四乙酸、氯化钙为淋洗剂,对其进行化学淋洗修复。通过电感耦合等离子体光谱仪分析比较修复前后土壤中铅、镉的含量,用以帮助学生加深理解配合/螯合作用、酸-碱反应、离子交换反应、胶体的性质、土壤重金属形态、土壤性质与组成等相关环境化学知识。实验所用的土壤样品由学生自选,不同类型土壤的理化性质影响淋洗效果,从而增加了实验结果的不确定性。本实验贴近学科前沿且联系工程实际,可激发学生独立思考和探索精神,提高学生的科研能力与解决复杂问题的能力。     

复杂大气入流下海上风机力学特性研究

随着风能技术的不断进步, 风机叶片逐渐向大型化发展, 这使得真实复杂大气入流对风机运行性能的影响愈发显著. 为研究真实复杂大气入流下海上风机的力学特性响应, 利用基于大涡模拟的域前模拟方法生成复杂大气入流, 并结合致动线模型模拟风机叶片, 对中性复杂大气入流下海上固定式风机进行数值模拟, 重点分析风机的气动性能及转子和叶片根部的力学特性, 并与均匀入流计算工况进行对比. 计算结果表明, 中性复杂大气入流中的大尺度低速气流团使得风机气动功率输出值在较长一段时间处于较低水平, 此外, 中性复杂大气入流的高湍流强度特征使得风机气动功率的变化幅值和标准差较均匀入流工况大幅增加; 风机轴向推力的标准差值增加到均匀入流的53倍, 中性复杂大气入流的来流流场扰动引起偏航力矩的最大值、均方根和标准差分别增加到均匀入流的10、4.4和4.3倍; 速度垂向分布的不均匀性以及轮毂高度附近的大尺度低速羽流结构导致摆振剪力和弯矩的标准差响应值分别为均匀入流的2倍和4.6倍.      

自然环境条件下轮轨接触黏着特性研究进展

轮轨黏着是铁路运输中的关键基础性科学问题之一,而轮轨接触界面良好的黏着状态是列车安全和高品质运行的根本保障. 轮轨系统作为1个开放的系统,受到各种自然环境因素的影响,如湿度、温度、水、风沙甚至铁氧化物,而所有的这些环境因素都会影响轮轨接触界面的黏着状态和损伤行为. 本文中综述了水、湿度、温度和风沙等自然环境因素对轮轨黏着特性影响规律的研究进展,分析了自然环境因素下轮轨界面铁氧化物特征,重点探讨了自然环境因素对铁氧化物形成的影响及其对轮轨接触黏着特性的影响规律和作用机理,并提出了轮轨黏着的未来研究方向.      

铅暴露与出生缺陷

铅是现代工业化国家广泛应用的有毒微量元素,污染环境日趋严重,人体铅负荷随之增加,对孕妇、胎儿及儿童健康的影响已成为公共卫生关注的问题。     

具有水平传播和环境传播的反应扩散传染病模型研究

该文提出一类具有水平传播和环境传播的反应扩散传染病模型,讨论模型的适定性,包括解的全局存在性和一致有界性.进一步,通过下一代算子的谱半径定义给出基本再生数R0的精确表达式,并利用单调动力系统理论和一致持续性理论研究模型的阈值动力学.     

环境水镉污染应急处理的药物及条件挑选

探讨了硫酸铝、聚铝、聚铁对环境水体中的镉的沉淀能力,实验证明当在实际环境水样品中调节pH在7-9之间,聚铁或聚铝能对环境水体中的镉很好的沉淀作用,短期作用比较明显,药剂能在30min左右达到2h的处理效果的70%-90%,而长期作用后(18h)能将水体中的镉降低到10μg/L以下,一立方水的用药量在100-400g之间就可以到达很好的处理效果,而且无二次污染,可为环境水中镉污染的应急处理药品.     

颤振环境MoS2/Ag薄膜碰撞滑动接触摩擦性能研究

基于空间机构的运动特性,考虑空间颤振环境的影响,采用粗粒化分子动力学研究MoS₂/Ag薄膜的碰撞滑动接触摩擦性能,建立颤振环境碰撞滑动接触摩擦的粗粒化分子动力学模型,对比了纯Ag和MoS₂/Ag薄膜的摩擦性能,研究了初始碰撞速度、滑动速度以及空间温度对碰撞滑动接触摩擦过程的影响.结果表明：与纯Ag相比,MoS₂/Ag薄膜表现出更优异的摩擦性能;压头碰撞速度对动能有一定的贡献,初始碰撞速度的增加会增大压头压入基体的深度,使得平均摩擦力增大;滑动速度的增加会加剧原子间的相互剪切摩擦,使平均摩擦力增加;MoS₂/Ag薄膜在100～500 K温度范围内表现出良好的摩擦性能,当空间温度为600 K时,其摩擦性能降低,并伴随着MoS₂膜的破裂.     

随机环境中的马氏链状态分类

给出了随机环境中马氏链的特征数和状态的定义,讨论了状态间的传递性,自反性,对称性,是经典马氏链相应结果的一般化.并运用位势方法研究了状态间的关系,它们在极限理论的研究中非常有用.     

一类随机环境中的随机游动

研究了在环境平稳遍历时,右半直线上可逗留的随机环境中的随机游动的常返性和非常返性,给出非常返、正常返、零常返的充要条件,并讨论了极限性质.作为推论,给出P独立同分布时的相应结论.     

MXenes的制备及其在环境领域的应用

MXenes是一类新型的二维过渡金属碳/氮化物或碳氮化物,是由Mn₊₁AXn相物质(MAX相)通过剥离而得到的单层或薄层纳米片。独特的二维层状结构、较大的比表面积以及出色的导电性、机械稳定性和磁性等性能,使MXenes迅速成为研究热点,并已广泛应用于储能、催化、吸附等众多领域。本文总结介绍了二维材料MXenes的制备方法,并重点综述其近年来在环境领域的应用研究进展,如吸附重金属、吸附放射性金属、吸附有机物、二氧化碳的选择性吸附、光催化、电催化、膜分离、传感器、生物活性、电磁吸收与屏蔽等进行了总结与回顾,最后对现阶段存在的问题和未来发展进行了分析。