土壤表面固定剂的研制及其对坡面侵蚀的防治

为进一步降低东北黑土区坡耕地水土流失,研制了一种施用于较陡坡地且具有良好水土保持效益的新型覆盖材料土壤表面固定剂。通过单因素试验和响应面试验确定最优合成参数比例;采用室内模拟降雨法进行地面覆盖效果的对比试验,探讨其在坡面土壤侵蚀中的作用机理及防治效应。制备条件验证试验结果表明:固定剂中添加淀粉4.0%、甘油35.0%(甘油占淀粉的比例,下同)、柠檬酸4.0%、碱化玉米秸秆粗纤维2.0%时,土壤表面固定剂的平均抗拉强度、断裂伸长率分别为(6.91±0.12) MPa,(60.55±0.95)%。经SEM表征,土壤表面固定剂表面明显比较粗糙,且其与土粒间明显形成的双层结构粘结层共同起到固土透水作用。对2种覆盖处理的坡面地表径流、产沙量指标进行测定,土壤表面固定剂覆盖下径流量与液体地膜覆盖相比最大可减少3 7.9%;土壤表面固定剂覆盖和液体地膜覆盖处理抑制产沙作用明显,减沙率分别在74.5%和86.6%以上。所以土壤表面固定剂覆盖的抗水蚀效应优于裸地;透水能力优于液体地膜覆盖。     

表面活性剂淋洗修复土壤中重金属污染研究进展

随着工业的不断发展,土壤重金属污染问题日益严峻,寻找到一种高效处理重金属污染土壤的方法刻不容缓。土壤淋洗是土壤修复的一种重要方法,其中表面活性剂作为一种相对环保的处理剂被广泛地应用在土壤淋洗之中。文章概括了土壤重金属的修复方法与表面活性剂的种类,阐述了表面活性剂淋洗土壤的机理,总结了不同类型表面活性剂淋洗土壤重金属的应用,最后对表面活性剂淋洗土壤中重金属的应用前景与发展趋势进行了展望。     

硬脂酸/TiO2/CNF超疏水复合材料的制备与表征

研究了一种利用硬脂酸对纳米二氧化钛(Nano-TiO_2)和纤维素纳米纤维(CNF)复合物进行有机表面修饰的新方法,主要包括纳米二氧化钛、纤维素纳米纤维的制备和利用硬脂酸对Nano-TiO_2/CNF复合体系进行有机表面修饰制得超疏水材料三个工艺过程。通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和场发射扫描电子镜(SEM)等对所得的样品进行表征,得出硬脂酸中的—COOH基团与TiO_2/CNF复合体系表面的—OH基团发生脱水反应,并将疏水性—CH_3基团引入复合体系中,复合体系表面构建的纳米级粗糙结构协同体系内引入的疏水基团使最终产物具有超疏水性。     

城镇化过程中滇池流域不透水表面扩张特征及其水环境效应

以云南省昆明市滇池流域为研究区,揭示了滇池流域近30 a来高速城镇化发展过程中不透水表面扩张特征,在此基础上利用距离衰减函数和重力学模型分析了不透水表面扩张背景下的水环境效应。研究结果表明,滇池流域不透水表面呈现出沿着滇池全面扩张的趋势,高强度城区由2001年的1个变为2017年的4个,自然地表面积向不透水表面面积转移了35%,高强度城区面积比例由0.06%增加到了12.05%;近30 a来流域不透水表面增长速率超过了21 km2/a,在2004至2017期间,其增长速率达到了38 km2/a;不透水表面空间影响力与湖泊水质呈现出显著的相关关系,溶解氧(dissolved oxygen,DO)、叶绿素a(chlorophyll a,Chl.a)、总磷(total phosphorus,TP)、高锰酸盐指数(permanganate index,PI)、酸碱度(potential of hydrogen,p H)、透明度(transparency,Trans)均通过了显著性检验;各水质参数呈现周期性变化,同时不透水表面扩张对水质参数的影响是显著的,表明滇池流域高速城镇化是导致滇池富营养化和蓝藻水华频繁爆发主要原因。     

进水池表面吸气涡数值模拟与试验

为了有效地消除表面吸气涡,对进水池内流场进行了数值计算,模拟了表面涡吸气的动态过程;建立了试验模型,验证CFD方法的可靠性;并提出了圆形盖板消涡装置,探求其有效性;采用了螺旋度密度分析法,揭示了表面涡的吸气及其抑制机理。结果显示:采用的CFD方法可以较好地预测表面吸气涡的动态过程;吸气准备阶段,自由水面出现凹陷,喇叭管进口附近形成螺旋度密度管;随着气体从自由水面进入水体,自由水面下方形成另一螺旋度密度管;当连续气柱形成时,两个螺旋度密度管相互连通,形成气体通道;通过在自由水面和喇叭管进口之间放置一定尺寸的圆形盖板装置,可以消除表面吸气涡。     

无机纳米粒子改性SMF树脂涂层耐磨性研究

利用浸渍用蔗糖-三聚氰胺-甲醛(SMF)树脂与无机纳米耐磨材料制备耐磨涂层,涂布于浸渍薄木,与杨木单板复合制备三层杨木饰面地板。采用单因素试验法考察无机纳米材料种类、粒径、添加量、超声时间与超声温度对地板表面耐磨性的影响,利用傅里叶变换红外光谱与扫描电子显微镜对无机耐磨材料改性SMF树脂与饰面板表面变化进行分析与表征。结果表明:选择粒径为80 nm的纳米三氧化二铝LLAL-01,添加量为25 g/m2,超声震荡40 min,反应温度为60°C时,饰面的三层杨木地板表面磨耗值为0.046 g/100 r,远小于GB/T 15102—2017标准耐磨磨耗值0.080 g/100 r。     

BS-12+DAS复配修饰膨润土对苯酚、菲的不同吸附模式和机理

为探究阴离子型表面修饰剂对两性修饰膨润土吸附不同类型有机污染物的影响,采用阴离子型表面修饰剂正十烷基磺酸钠(DAS)对两性修饰剂十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)修饰膨润土进行复配修饰,恒温浸泡处理法研究复配修饰膨润土对疏水性不同的有机污染物苯酚和菲的吸附模式差异及原因,并对比了不同温度、pH和离子强度条件下供试土样吸附苯酚及菲的吸附量及表观热力学参数。结果表明:BS+DAS复配修饰土样对苯酚及菲的吸附量随DAS修饰比例的增大而减小,且苯酚吸附量变化更为显著,复配修饰土样对苯酚的吸附模式为"无限"型分配吸附,对菲为"有限"型分配吸附;供试土样对苯酚及菲的吸附均为物理吸附,呈现增温负效应;pH升高促进了供试土样对苯酚的吸附,抑制了菲的吸附;离子强度在0.001~0.1 mol L~(-1)范围内,可促进供试土样对苯酚及菲的吸附;热力学参数结果表明,BS+DAS两性复配修饰膨润土对苯酚及菲的吸附是自发的物理吸附过程,DAS增大了土样表面正辛醇/水分配系数的对数(logP),造成了苯酚及菲吸附模式的不同,结果证实,以化学修饰方式增强土样有机碳含量以增加对不同疏水性有机污染物的吸附,不但要考虑有机碳含量的影响,同时也要考虑土样表面有机相和污染物之间"相溶性"的差异。     

北京通州不同树种滞纳大气颗粒物的能力

【目的】研究不同树种在单位叶面积上对空气中PM10、PM2.5等颗粒物的吸滞量,可为挑选出更利于吸滞大气颗粒物的树种,降低大气污染程度提供借鉴参考。【方法】以北京通州大运河森林公园内7种常见园林绿化树种为研究对象,应用气溶胶再发生器(QRJZFSQ-I)对植物叶片在自然状态下的PM10、PM2.5的吸滞量进行定量研究,并对叶表面微形态特征进行分析。【结果】在不同试验树种中,对PM2.5的吸滞量均小于对PM10的吸滞量,且单位叶面积吸滞量较小的是毛白杨、榆叶梅,较大的是桧柏、油松。【结论】叶表较粗糙、气孔较多、开度较大的植物吸附颗粒物能力较强。而叶表面光滑、气孔较少或有特殊疏水结构的叶片,颗粒物不易附着,因而吸滞颗粒物的能力较弱。     

玉米赤霉烯酮的表面等离子体共振芯片无标记快速测定

玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEN)是农产品中一种常见的真菌毒素,严重危害食品安全。现有ZEN检测方法存在操作复杂、仪器贵重、样品通常需要标记等问题。基于自行设计的便携式表面等离子体共振(Surface plasmon resonance,SPR)生物传感器,制备了用于ZEN检测的生物芯片,提出直接检测法和抑制检测法。实验结果表明,直接检测法适用于ZEN抗体筛选与免疫动力学基础研究;抑制检测法的检测限小于2 ng/m L,完成一个样品检测仅需6 min,可用于痕量ZEN毒素小分子的快速检测。基于表面等离子体共振的ZEN检测方法简单,无需标记,仪器便携,成本低,可用于现场快速检测。