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- 2 篇 教育学
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3 篇 水槽实验
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3 篇 土壤
3 篇 浮游植物
3 篇 四溴双酚
3 篇 tbbpa
3 篇 山谷城市
3 篇 模拟
3 篇 相变材料
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2 篇 重金属
2 篇 污染物扩散
2 篇 空气污染
2 篇 光降解
2 篇 气溶胶

机构

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8 篇 南京信息工程大学
8 篇 南京大学
7 篇 大连理工大学
7 篇 中山大学
6 篇 清华大学
6 篇 西安建筑科技大学
5 篇 中国水产科学研究...
5 篇 浙江大学
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4 篇 山东大学
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3 篇 湖南大学
3 篇 长白山生物资源与...
3 篇 上海交通大学
3 篇 华东师范大学
3 篇 哈尔滨工业大学
3 篇 吉林大学
3 篇 中国矿业大学
3 篇 武汉大学

作者

5 篇 陈碧鹃
5 篇 崔毅
4 篇 王钊
3 篇 宋云利
3 篇 han yeong kaw
3 篇 李东浩
3 篇 金香子
3 篇 贾晓珊
3 篇 彭星星
2 篇 陈聚法
2 篇 李旭
2 篇 黄琦园
2 篇 王瑶
2 篇 徐亮
2 篇 程涛
2 篇 蔡铭
2 篇 朱文涛
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215 篇 中文

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排序：

管控措施对区域空气质量的影响——基于数值同化的模拟研究

管控措施对区域空气质量的影响——基于数值同化的模拟研究

引用

作者：王利强浙江大学

学位级别：博士

环境空气质量的改善很大程度上依赖于人为大气污染物排放管控。我国政府制定并出台了一系列大气污染物排放管控措施(以下简称“管控措施”)。管控措施大致可以分为三类:第一类是针对污染物排放较大行业的管控措施,第二类是长效管控措施... 详细信息

环境空气质量的改善很大程度上依赖于人为大气污染物排放管控。我国政府制定并出台了一系列大气污染物排放管控措施(以下简称“管控措施”)。管控措施大致可以分为三类:第一类是针对污染物排放较大行业的管控措施,第二类是长效管控措施,第三类是应急管控措施。污染物排放较大行业主要包括火电,钢铁,石化,水泥,有色金属和化工等。长效管控措施则不局限于某种行业,而是全面的,系统的整体减排管控。此外,为保障重大政治经济活动时的空气质量或者应对突发事件而采取的应急管控措施也会直接或者间接对空气质量产生一定的影响。管控措施对空气质量的影响是学者和政策决策者所关注的。传统研究管控措施对空气质量影响的方法是“自下而上”的,基本思路是根据管控措施调整人为源大气污染物排放清单(以下简称“排放清单”),得到调整排放清单后的空气质量模拟结果,然后和未调整排放清单的模拟结果进行对比,从而获得管控措施对空气质量的影响。“自下而上”的方法具有十分清晰的管控路径,因此其应用十分广泛。但不可否认的是这种方法存在一定的不确定性,特别是在对应急管控措施的研究中。因此构建更加准确的管控措施对空气质量影响的评价方法是十分迫切和必要的。本论文的第一部分采用“自下而上”的方法进一步论证了京津冀地区燃煤电厂已采用的及拟采用的管控措施对该地区空气质量的影响及燃煤电厂对北京市空气污染的贡献率。研究结果表明:1)双向耦合的WRF-CMAQ模式能够较好的捕捉京津冀地区PM的时空演变规律(NMB=19.6-26.6%);2)已实施的管控措施能够使北京市PM,PM,NO和SO年平均浓度降低5.3-6.3%;3)拟实施的管控措施能够进一步改善北京市冬季的空气质量,使北京市冬季的PM,PM,NO和SO浓度降低8.6-14.8%;4)京津冀地区燃煤电厂对北京市冬季大气污染物的贡献率分别为23.8%(PM),24.0%(PM),23.0%(NO),23.1%(SO)和37.6%(CO);5)京津冀地区其他城市的空气质量对这些管控措施的响应是相似的;6)PM浓度降低的空间分布和该地区燃煤电厂的空间分布具有较高的相关性。这一部分研究论证了“自下而上”的方法研究管控措施对空气质量的影响具有很好的可解释性。本论文的第二部分初步构建并评估了“自上而下”的管控措施对空气质量影响的评价方法。该方法主要包括两种,一种针对长效管控措施,一种针对应急管控措施。该方法的基本思路是首先获得各种因素共同作用下空气质量的改变情况,之后剔除气象因素、模式不确定因素等各种因素对结果的影响,最终获得管控措施对空气质量的影响。该方法的核心问题是利用监测数据对模式结果进行同化以获得准确的模拟结果。本研究利用长三角地区2019年冬季相对于2016年冬季PM浓度的变化构建了针对长效管控措施的评价方法。研究发现:1)长三角地区2019年冬季相对于2016年冬季PM浓度显著下降,特别是在长三角地区的大城市,如上海(～29%),杭州(～26%),南京(～29%)和合肥(～22%);2)气象因素加剧了长三角地区PM污染(约12μg/m,15%);3)PM浓度降低的空间分布和该地区污染物排放的空间分布存在较高的相关性。此外,本研究利用2016年杭州G20峰会采取的应急管控措施构建了针对应急管控措施的评价方法。研究发现:1)2016年杭州G20峰会期间,G20峰会举办地杭州市的PM浓度下降最为显著,超过50%;2)长三角地区其他城市由于应急管控措施的执行力度,执行效率和本地排放等原因,PM浓度下降程度不如杭州市,如上海(～26%),南京(～33%)和合肥(～24%);3)利用杭州市在应急管控措施和长效管控措施下PM浓度下降之比,外推出长三角地区其他城市PM的减排潜力。本论文的第三部分对第二部分初步构建的评价方法进行优化,利用优化后的评价方法研究2020年初疫情管控措施对空气质量的影响。并在此基础上预测了电动汽车全面推广对我国各地级及以上城市空气质量(NO和PM)的影响。为了遏制COVID-19疫情的扩散,我国政府实施了全面封城措施。全面封城的主要措施之一是交通出行限制。这是一场史无前例的机动车排放控制地球工程实验。研究发现,交通流量变化与地面NO和PM浓度变化存在线性关系(相关系数=0.491-0.626)。本研究利用发现的线性关系构建模型,推测出电动汽车的全面推广能够使我国中部和东南部大部分地区的PM浓度下降30-70%。北京市和天津市由于其周边工业排放的存在,PM浓度降幅较小(10-20%)。NO在不同地区的潜在降幅为40-90%。这一发现为我国大气环境改善政策的制定提供了方向,同时为向再生能源转型提供了有利的证据。

关键词： PM2.5 NO2 WRF-CMAQ 数据同化排放管控措施燃煤电厂

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高压缩比点燃式天然气发动机性能优化策略研究及数值模拟

高压缩比点燃式天然气发动机性能优化策略研究及数值模拟

引用

作者：张士亨湖南大学

学位级别：博士

随着汽车工业的发展和人口的大量增长,汽车保有量越来越大,能源危机和环境污染都引起了人们的重点关注,能源短缺危机和环境问题的日益加重迫使人们投入大量人力财力来寻找一个可替代的清洁能源来作为内燃机的替代燃料,摆脱对原油的依赖... 详细信息

随着汽车工业的发展和人口的大量增长,汽车保有量越来越大,能源危机和环境污染都引起了人们的重点关注,能源短缺危机和环境问题的日益加重迫使人们投入大量人力财力来寻找一个可替代的清洁能源来作为内燃机的替代燃料,摆脱对原油的依赖。天然气便是一种很有发展潜力的内燃机替代能源,它与汽油、柴油这些传统统内燃机燃料相比具有氢碳比高,燃烧热值高等优点,但由于其火焰传播慢,热效率低等缺点,导致其多年来并未受到市场的青睐。人们对天然气发动机的研究还大多停留在柴油机或汽油机的改造与调参,并未从其物理化学性质,内燃机设计参数和运行参数综合考虑其各个变量的规律,为天然气发动机的节能减排工作留下很多的挖掘空间。为弥补上述对天然气发动机研究的不足,本研究采用试验结合CFD多维模型仿真的方法从三种不同的策略改进缸内天然气的燃烧速度,并对天然气发动机燃烧、排放性能进行了综合性研究,提升热效率,增加节能减排的潜力。首先对一台稀燃天然气发动机进行了改造,在原有的天然气供给系统的基础上增加一套供气系统,用于除天然气外的其他气体的掺混,并按照试验规范对发动机开展了不同转速,不同负荷和两种不同燃料和掺混的稳态试验,测量并计算了各个工况的燃烧特征参数和排放性能,得到了不同纯度天然气、不同掺氢分数,不同二氧化碳分数的发动机燃烧和排放性能的变化规律,分析其差异的原因和影响。然后,对不同组分天然气混合气一维层流火焰进行了模拟,通过层流火焰结构的分析,层流火焰速度的计算,影响层流火焰速度的化学反应动力学基元反应的敏感性提取,探究了CO2稀释、H2掺混以及天然气中甲烷和乙烷、丙烷、正丁烷比例不同对层流火焰速度的影响。此外,建立了包括详细的进气口和排气口的三维（3D）全尺寸燃烧室,并使用三维建模技术对原始燃烧室进行了设计和调整,对不同的燃烧室,双火花塞点火模式进行了仿真模拟。最后对本文所用的三种提高燃烧速度策略对发动机燃烧和排放性能的影响进行了对比分析,选择了双火花塞点火的燃烧方式,并针对其Nox排放,分别模拟了4种不同EGR比的工况,以EGR限制燃烧放热率,平衡NOx排放和燃油经济性。论文的研究结果表明:（1）与经过提纯的液态甲烷气（LMG）相比,液化天然气（LNG）的燃烧速度较快,但差异都出现在小负荷工况,随转速和负荷提升,燃烧速度间的差异越来越小。由于LNG纯度问题在大负荷下发动机会由于爆震推迟点火提前角,降低热效率。在排放方面,由于LNG燃烧速度较快,燃烧温度较高,NOx排放水平略高于LMG,并且随着负荷的增加而加大。HC方面LNG和LMG没有明显差异,LNG在某些工况下HC排放稍大于LMG。（2）掺氢可以大大增加天然气发动机的混合气的燃烧速度,随着氢气体积分数的增加,50%燃烧曲轴角提前,10%-90%燃烧持续期缩短,有效热效率上升,NOx排放提升迅速,而HC排放量随氢气体积分数的增加而下降。燃烧混合气中二氧化碳的体积分数的增加减缓了燃烧速度,也使得发动机NOx排放大大降低。（3）在甲烷、乙烷、丙烷和正丁烷四种烷烃中,相同外部条件下,乙烷的层流火焰速度最高,甲烷的层流火焰速度最低,丙烷和正丁烷的层流火焰速度相差很小。当甲烷分别和乙烷、丙烷和正丁烷掺混时,随着甲烷摩尔分数的降低,乙烷对混合气的层流火焰速度提升最为明显。并且在甲烷-乙烷混合气中,在乙烷摩尔分数小于40%时,层流火焰速度提升最为显著,并且其斜率随乙烷摩尔分数的增加而降低,在大于40%时,层流火焰速度随乙烷摩尔分数接近线性增长。（4）甲烷中掺混氢气可以增加反应中的自由基,增加反应温度从而提高层流火焰速度,甲烷中掺混二氧化碳降低了反应的速度,抑制了R31反应的进行,降低了反应中自由基的浓度,从而降低了层流火焰的速度。（5）加氢、改造燃烧室和双火花塞模式都能有效的提高气缸内天然气混合气的燃烧速率,提高热效率,其中加氢方式提高了点火到10%的持续期、50%燃烧曲轴角位置,而改造燃烧室增加缸内湍流强度对中期火焰传播速度有更大影响,加氢方式具有最高的指示热效率,但也有最高的NOx排放量。总的来说双火花塞点火模式参数调节方便,易于控制。使用双火花塞配合EGR的优化燃烧策略可以在提高燃烧速度的情况下有效降低NOx排放。通过本文的研究,对比了解决天然气提高燃烧速度的多种方式,深入研究了天然气中不同组分对其燃烧速度的影响机理,并对比了三种方式,提出了双火花塞配合EGR的改进策略。为深入理解发动机热功转换提供了很好的研究方式,为天然气发动机提出了一条高效、清洁的升级优化路线以及应对日益严格的排放法规提供了指导方向,并为天然气快速燃烧系统的设计开发提供了技术指导与数据支撑。

关键词：天然气发动机燃烧性能参数数值模拟仿真双火花塞燃烧室形状

来源：评论

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利用气流吹扫微萃取技术检测生物样品中多环芳烃

利用气流吹扫微萃取技术检测生物样品中多环芳烃

引用

持久性有机污染物论坛2017暨第十二届持久性有机污染物学术研讨会

作者： Han Yeong Kaw 金香子王钊李东浩长白山生物资源与功能分子教育部重点实验室延边大学

1.引言多环芳烃是一类持久性有机污染物质,通过有机物质的不完全燃烧而产生。因其具有毒性、生物累积性和远距离迁移性等性质,可以危害生态系统及人类健康。许多文献已表明多环芳烃可以通过食物链积累于生物体内,最终进入人体与食品中...

1.引言多环芳烃是一类持久性有机污染物质,通过有机物质的不完全燃烧而产生。因其具有毒性、生物累积性和远距离迁移性等性质,可以危害生态系统及人类健康。许多文献已表明多环芳烃可以通过食物链积累于生物体内,最终进入人体与食品中。因此,对生物中多环芳烃的检测变得尤其重要。本研究以鱼类、贝类与软体生物为样品检测PAHs,为今后对区域生物中多环芳烃的毒性评价提供基础数据。2.材料与方法 2.1样品采集各种生物样品于2017年2月在延吉市3个主要市场进行采集。购买后样品以超纯水清洗干净,

关键词：

来源：评论

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相变混凝土能量桩换热性能及热力耦合特性的理论与实验研究

相变混凝土能量桩换热性能及热力耦合特性的理论与实验研究

引用

作者：杨彬彬扬州大学

学位级别：硕士

能量桩是将传统地源热泵中地埋管换热器与建筑物桩基结合起来的一种经济高效型建筑节能技术。在能源短缺和环境污染的现状下,能量桩技术因其节能、环保、高效、节约土地面积等优势而备受关注。然而,在实际运行过程中,传统能量桩的换热... 详细信息

能量桩是将传统地源热泵中地埋管换热器与建筑物桩基结合起来的一种经济高效型建筑节能技术。在能源短缺和环境污染的现状下,能量桩技术因其节能、环保、高效、节约土地面积等优势而备受关注。然而,在实际运行过程中,传统能量桩的换热量会受桩长和桩数量限制,同时,桩身会因温度变化导致热胀冷缩而产生一定程度上的变形,这会影响能量桩的换热能力与承载性能,危害其安全高效运行。为此,提出了将相变材料(PCM)作为传统能量桩一部分填充材料而构成的相变混凝土能量桩,利用PCM在相变过程中的相变潜热及温度变化小的特点来改善传统能量桩蓄能传热特性,同时削弱能量桩在换热过程中产生的变形。但目前有关相变混凝土能量桩热力耦合作用下热力学特性的研究还很少,为此本文通过模型实验和数值模拟,研究了相变过程、不同运行模式以及桩身物性与结构参数对相变混凝土能量桩热力学特性的影响。模型实验方面,搭建了传统和相变混凝土能量桩模型实验台,开展了放热工况下相变过程、进口水温、不同运停时间比及桩顶荷载对相变混凝土能量桩热力学特性影响的实验研究。结果表明:能量桩内添加PCM,不仅能够有效降低桩身及桩周土体温升幅度,从而削弱桩身因受热膨胀而产生的变形以及桩身热应力和桩端土压力,而且还可提高其换热性能;进口水温越高,换热量越大,但桩身和桩周土体温升幅度也越大,导致桩顶位移、桩身热应力和桩端土压力也越大;在不同的运停时间比下,运行时间越长,总换热量越大,但时平均换热量却越小,桩周土体温度恢复率也越低,同时桩顶残余位移量、桩身热应力和桩端土压力也会越大;加大桩顶荷载,桩顶累计沉降量、桩身应力和桩端土压力均会有所增加。数值模拟方面,利用FLUENT和ABAQUS软件建立了传统和相变混凝土能量桩的数值模型,探讨了放热工况下相变过程、导热系数、相变温度、相变潜热、管腿间距和桩体长径比对相变混凝土能量桩热力学特性的影响规律。结果表明:与传统能量桩相比,相变混凝土能量桩可以提升换热能力,缩小热影响范围,减小桩身位移变化量、桩身轴力和桩侧摩阻力;与此同时,增大相变混凝土导热系数可以明显增加换热量,但也会导致土壤热影响范围变大及桩身位移变化量和桩身轴力的加大;放热工况下采用较低的相变温度和较大的相变潜热有利于改善相变混凝土能量桩的换热性能、缩小土壤热影响范围、减小桩身位移变化和桩身轴力;随着U型桩埋管管腿中心间距的增加,换热量和土壤热影响范围逐渐增大,桩身轴力反而逐渐减小,桩身位移增量呈现出先增大后减小的趋势;桩体长径比越大,相变混凝土能量桩的总换热量越大,但单位桩深换热量却不一定越大,另外,温度变化所导致的桩身变形越大。本文旨在探讨相变过程以及不同影响因素对相变混凝土能量桩热力学特性的影响规律,以期为其进一步深入研究和工程应用提供理论指导与技术支持。

关键词：能量桩相变材料热力耦合换热性能力学特性

来源：评论

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基于射流模型的氢在空气中扩散特性研究

基于射流模型的氢在空气中扩散特性研究

引用

作者：曹鹏东南大学

学位级别：硕士

氢是一种很有发展前景的清洁能源,目前主要以气态或者液态的形式应用于航空航天、清洁能源等领域。由于氢的易燃易爆性,当氢发生泄漏时,就有可能给周围环境和人员带来很大威胁。因此,在推广使用氢能时,必须对氢气和液氢的泄漏进行深入... 详细信息

氢是一种很有发展前景的清洁能源,目前主要以气态或者液态的形式应用于航空航天、清洁能源等领域。由于氢的易燃易爆性,当氢发生泄漏时,就有可能给周围环境和人员带来很大威胁。因此,在推广使用氢能时,必须对氢气和液氢的泄漏进行深入的研究,提出合理有效的安全应对措施。本文的主要内容就是通过实验、物理模型和数值模拟的方法,对氢气和液氢在空气中的泄漏扩散特性进行研究,探究氢气泄漏流量、环境温度、环境湿度等对氢气泄漏的影响,初步建立氢气和液氢泄漏时的氢气扩散物理模型,为建立氢气和液氢泄漏时周边的安全监测与防护措施提供一些指导。首先本文详细阐述了氢气泄漏物理模型,详细介绍了用于数值模拟的Fluent软件、控制方程和湍流模型,作为本文比较物理模型和实验、物理模型和数值模拟的理论基础。其次,在多功能环境及气流模拟舱中进行氢气泄漏实验。实验时,保证舱内温湿度均匀恒定,无风,泄漏口周围没有任何障碍物。进行短时间持续稳定的垂直向上泄漏,记录泄漏口周围的氢气体积分数。出于安全性和可行性角度,使用氦气代替氢气进行实验。实验发现当氢气在无障碍空间发生短时间持续稳定向上泄漏时,泄漏口周围会迅速形成一个稳定的浓度场。随着泄漏流量的增加,中心轴线处氢气的浓度会成倍增加。随着环境温度的增加,氢气浓度在高度方向衰减加快。氢气泄漏流量的升高会增大可燃爆的范围,环境温度的升高会降低可燃爆范围的高度,环境湿度的增加会缩小可燃爆范围。然后,将氢气泄漏物理模型的预测结果与实验结果作对比。发现当无量纲高度/(9为95～195时,物理模型可以准确地预测中心轴线处的体积分数,当/(9大于195时,物理模型预测的结果会偏大。泄漏流量的大小对物理模型预测的结果有一定的影响,当为10～168时,预测的结果比较准确,当小于10或者大于268时,预测结果会偏大。物理模型对非中心轴线处体积分数的预测结果偏小。将物理模型的预测结果和数值模拟的预测结果作对比,发现环境温度和环境湿度越高,它们对可燃爆范围预测的结果偏差越大。在户外无障碍空间进行大规模液氢泄漏实验,该实验由航天低温推进剂国家重点实验室和北京101研究所进行。实验发现,液氢泄漏过程中的氢气浓度分布特性与氢气泄漏时的浓度分布特性有相似之处,在高度较低时,氢气泄漏物理模型可以较好地预测不同高度上的氢气最大体积分数。由于氢气泄漏物理模型中缺乏对环境风场和液氢泄漏过程中传热、相变过程等的描述,所以仍然存在一些不足。由氢气和液氢泄漏实验结果的分析可以发现,当氢气发生泄漏时,通过减小氢气泄漏流量可以有效缩小燃爆范围。当氢气泄漏流量无法控制时,可以通过增加环境湿度的方法来缩小氢气的可燃爆范围,降低发生燃爆的风险。当氢气或者液氢发生泄漏时,可以使用氢气泄漏物理模型对它们的可燃爆范围进行估算,初步确定发生泄漏时的最小安全距离,疏散该区域的人员以确保安全。

关键词：氢泄漏实验物理模型数值模拟

来源：评论

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Cu2O@β-CD类Fenton反应选择性增强降解BPA

Cu2O@β-CD类Fenton反应选择性增强降解BPA

引用

持久性有机污染物论坛2017暨第十二届持久性有机污染物学术研讨会

作者：孔令帅孔娅占金华山东大学化学与化工学院胶体与界面化学教育部重点实验室

1.引言持久性有机污染物(POPs)广泛分布在空气,水,土壤,甚至在人体中也有发现,具有世界范围可迁移性和生物累积性,给人类健康和社会环境带来危害,因此如何有效解决这一现状成为当前重要议题。传统降解POPs的方法由于反应条件苛刻、处理... 详细信息

1.引言持久性有机污染物(POPs)广泛分布在空气,水,土壤,甚至在人体中也有发现,具有世界范围可迁移性和生物累积性,给人类健康和社会环境带来危害,因此如何有效解决这一现状成为当前重要议题。传统降解POPs的方法由于反应条件苛刻、处理费用高、工艺流程复杂、易产生二次污染等原因使其商业化推广受到了限制。类Fenton反应作为高级氧化技术典型代表之一,具有简单、高效、低成本等特点。β环糊精(β-CD)分子结构具有略呈锥形的中空圆筒立体环状结构,环状

关键词： Fenton Cu2O 反应选择性 BPA

来源：评论

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持久性有机污染物在红树林生态系统中的分布特征及生物富集

持久性有机污染物在红树林生态系统中的分布特征及生物富集

引用

持久性有机污染物论坛2017暨第十二届持久性有机污染物学术研讨会

作者：孙毓鑫张再旺胡咏霞徐向荣中国科学院南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室

1.引言随着全球工业的发展和人们对持久性有机污染物(Persistent organic pollutants, POPs)认识的日益深入,POPs清单数量逐年增加。作为公约缔约国,我国目前面临POPs履约及污染防治的形势依然十分严峻,不断系统深入地研究POPs的持久性... 详细信息

1.引言随着全球工业的发展和人们对持久性有机污染物(Persistent organic pollutants, POPs)认识的日益深入,POPs清单数量逐年增加。作为公约缔约国,我国目前面临POPs履约及污染防治的形势依然十分严峻,不断系统深入地研究POPs的持久性、生物富集性、长距离迁移能力及其造成的生态与健康风险等问题,可为我国的环境安全和履行国际公约提供可靠的理论依据。近年来,随着工农业的发展、沿岸城市开发及港口驳岸海运的发展,陆源污染物排海已严重制

关键词：持久性有机污染物 DBDPE PBDEs 多溴联苯醚红树林生态系统生物富集分布特征

来源：评论

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重组家蚕乙酰胆碱酯酶的性能改造及机制研究

重组家蚕乙酰胆碱酯酶的性能改造及机制研究

引用

作者：蔡俊华南农业大学

学位级别：博士

由于农药的广泛使用,我国食品和农产品中的农药残留情况严重。有机磷类和氨基甲酸酯类农药是常用的广谱性杀虫剂,其作用机理是对昆虫乙酰胆碱酯酶（acetylcholinesterase,AChE）活性中心丝氨酸产生磷酸化或氨基甲酰化。其残留在食品或... 详细信息

由于农药的广泛使用,我国食品和农产品中的农药残留情况严重。有机磷类和氨基甲酸酯类农药是常用的广谱性杀虫剂,其作用机理是对昆虫乙酰胆碱酯酶（acetylcholinesterase,AChE）活性中心丝氨酸产生磷酸化或氨基甲酰化。其残留在食品或农作物上的农药会引起人、畜中毒,危害健康,污染环境。酶抑制法作为广谱性检测有机磷和氨基甲酸酯类农药的方法,具有简便、快速和灵敏度高的优势。乙酰胆碱酯酶是酶抑制法的核心试剂,其活性、灵敏度、稳定性是评价其质量以及是否能应用于实际农药检测的重要指标。实验室前期获得了毕赤酵母表达的重组家蚕乙酰胆碱酯酶（recombinant Bombyx mori acetylcholinesterase,rBmAChE）,对有机磷及氨基甲酸酯两类农药敏感性强。为了进一步提高酶的性能,本研究从提高rBmAChE稳定性、活性和灵敏度三方面进行了研究,包括保护剂的筛选和酶制剂的制备、定点突变改造和作为结合伴侣的纳米抗体制备和筛选。主要实验结果如下:1保护剂筛选及rBmAChE酶制剂的制备与评价对毕赤酵母表达的rBmAChE表达上清进行Ni亲和层析,经过梯度洗脱确定洗脱的咪唑浓度为200 m M。比较分析了甘油、山梨醇、蔗糖、Na Cl、明胶和DMSO 6种保护剂在-20℃、4℃和25℃下对rBmAChE的保护效果,结果显示:明胶对酶具有明显的保护作用,4℃为酶的最适保存温度。进一步对明胶浓度进行优化筛选,确定5 g/L的明胶为酶的最适保护剂。添加保护剂后的液体酶制剂活性在储存30 d后保持100%。将添加保护剂的rBmAChE制备成冻干粉,在-80℃、-20℃、4℃和25℃下均能够显著提高rBmAChE的储存稳定性,保存30 d后酶活性依然保持在100%左右。2 rBmAChE的定点突变与分子进化利用Swiss-model在线服务器对rBmAChE进行同源建模,以果蝇AChE晶体结构为模板获得三个模型,进一步利用Lead IT分别将模型与底物碘代硫代乙酰胆碱（iodithioacetylcholine,ATCh I）和10种农药进行分子对接,通过拉氏图分析以及对接打分与农药IC50数据相关性分析,最终选取model1作为rBmAChE的最适模型,并且确定瓶颈位置Y398为重要氨基酸。在此基础上设计Y398定点突变（Y398G/F/W）。突变体经过拷贝数筛选和毕赤酵母分泌表达,结果显示,Y398G突变导致酶活性下降,对部分农药的灵敏度下降;Y398F使酶活性显著下降,而对农药的灵敏度提高2倍;Y398W则使酶活性显著提高,对农药灵敏度略有下降,但仍低于国标GB 2763-2019中的最大残留限量要求,符合检测需求。进一步研究Y398W突变体的酶促反应动力学发现,突变导致了底物亲和力下降,而最大催化效率Vmax显著提高。3 rBmAChE纳米抗体噬菌体展示文库的构建及淘筛以rBmAChE为抗原免疫双峰驼,分别采用一步法和两步法构建噬菌体展示纳米抗体文库。一步法构建得到文库库容量为4×10～8 cfu/m L的文库,多样性为100%。两步法构建得到文库容量4.15×10～8 cfu/m L,插入率为86%。经辅助噬菌体M13K07救援后分别获得约1013 pfu/m L和1012 pfu/m L的噬菌体展示纳米抗体库。对两个噬菌体展示库进行4轮淘筛,共获得99个阳性克隆,序列分析结果显示这些克隆属于44个家族。从中挑选48个序列各异的克隆作为rBmAChE的特异性纳米抗体。4纳米抗体对rBmAChE活性、稳定性的研究对48个抗rBmAChE的纳米抗体进行表达纯化,研究其对rBmAChE酶活性的影响。结果显示:其中15个纳米抗体对酶活性有抑制作用,6个有增强作用。以Thermofluor方法测定48个纳米抗体对rBmAChE稳定性的影响,发现rBmAChE的Tm（melting temperature）值为55.43±0.69℃,7个纳米抗体可以提高酶的Tm值至60℃以上,其中Nb4和Nb9同时为具有增强酶活性作用的增强子。这两个纳米抗体对酶促反应动力学的影响结果显示:Nb4同时提高rBmAChE的底物亲和力和最大催化速率,Nb9提高酶的底物亲和力而不改变最大催化速率。经过SPR测定两个抗体的亲和力常数KD值分别为18.4 n M和1.1μM。通过5 min和4 h的热加速实验分析发现,Nb4对rBmAChE在60℃、70℃时的稳定性保护作用显著,Nb9在45℃、50℃时保护效果较优。以等摩尔比添加两个纳米抗体能够使酶在-80℃下储存30 d,活性维持100%。同时以10倍摩尔比添加两个纳米抗体能够使酶在-20℃和4℃下储存30 d,活性维持100%,在25℃下储存30 d,活性维持62%。复合添加Nb4和Nb9的rBmA

关键词： rBmAChE 保护剂定点突变纳米抗体分子模拟

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基于钒钛黑瓷太阳能供暖的北方新型农宅设计研究

基于钒钛黑瓷太阳能供暖的北方新型农宅设计研究

引用

作者：任孟晓山东建筑大学

学位级别：硕士

农宅建筑是我国建筑行业的一个重要组成部分,当前我国有近四成人口居住在农村,每年农村地区新建或翻新的农宅数量仍然可观。长久以来自发建造农宅的模式,使得农村风貌“千人一面”却又因无整体的规划而杂乱无章,非常不利于新农村的建设... 详细信息

农宅建筑是我国建筑行业的一个重要组成部分,当前我国有近四成人口居住在农村,每年农村地区新建或翻新的农宅数量仍然可观。长久以来自发建造农宅的模式,使得农村风貌“千人一面”却又因无整体的规划而杂乱无章,非常不利于新农村的建设。北方冬季雾霾天气连续出现,其中一个主要原因是农村地区没有彻底改变燃煤的取暖方式。随着人们节能环保意识的加强,太阳能、生物质能等清洁能源的应用逐渐增多。自2017年国家出台相关推进北方清洁采暖工作的文件以来,太阳能供暖方式被越来越广泛采用了,但时至今日很多太阳能供暖农宅只停留在示范项目阶段,并没有在普通农户中推广开来,北方地区农宅高能耗高污染的取暖情况仍不容乐观。我国清洁供暖工作是重点推进京津冀及周边地区“2+26”城市清洁供暖,减少煤炭能耗,加快“煤改气”、“煤改电”等工作,结合北方清洁供暖规划要求及中国建筑节能发展研究情况,文章以北京、河北、山东等北方寒冷地区农宅为例展开研究。通过对北方寒冷地区部分农宅的实地调研及案例研究,发现现有农宅存在功能布置混乱、用能结构不合理、室内舒适性差等问题,遂提出了新型农宅设计的必要性,建立了北方新型农宅设计体系,包括新型农宅功能与造形设计、适宜结构体系设计、室内舒适性设计等三方面。对北方地区农宅来说,室内舒适性设计尤为重要,主要包括围护结构设计及冬季采暖设计两大方面,只有从根本上上改善农宅冬季用能结构,才能切实改善农宅室内舒适性。针对北方寒冷地区农宅冬季室内舒适性差的问题,该项研究可为农宅提供一种清洁高效的冬季供暖方式——钒钛黑瓷太阳能地板辐射供暖系统,该供暖系统可以有效提高新型农宅室内舒适性、降低能源消耗、改善环境污染等状况。新型农宅设计不仅要改变农宅冬季采暖用能结构,而且要有适宜的结构体系,本文列举了农宅的几种常用结构类型并对其进行比较得知,建筑造价的高低是影响农宅结构选型的重要因素,装配式空腔EPS模块混凝土结构因其造价低、建造速度快、室内舒适性高的特点,将在农村住宅建造中有很大的发展空间。文章基于对太阳能供暖新型农宅的综合研究,将常用的太阳能源端集热器及供暖末端的进行分类比较,总结了钒钛黑瓷太阳能地板供暖系统的优势:集热高效,经济节约;低温供暖,室温更舒适;空气流速低,室内更卫生;不易损坏,增强隔音性,装修无影响等,说明了该供暖系统适宜在农村应用且有很大的推广价值。通过Designbuilder软件模拟钒钛黑瓷太阳能地板辐射供暖用于农宅采暖,得出结论,在人们可承受的经济范围内,当采暖面积与集热面积为1:1时,室内温度为14℃左右,符合农宅室内舒适性要求。基于山东省济南市山东建筑大学校内的一座装配式EPS空腔模块混凝土结构农宅实验房,搭建了钒钛黑瓷太阳能地板辐射供暖系统。本文详细介绍了实验房的建筑设计、围护结构及供暖设备情况,进行了为期一月的墙体温度及室内温湿度实验。得出结论,EPS空腔模块混凝土墙体有良好的保温隔热性能,利于北方地区农宅室内舒适性情况改善;全部天气情况下室温12℃左右,相对湿度44%rH,基本满足农宅室内舒适性要求;晴朗天气时室温15℃左右,相对湿度38%rH,农宅室内舒适性较高。钒钛黑瓷太阳能独立供暖系统初期投资较高,8.4年可回收成本,几乎无后期运行费用,既利于节能环保又能降低采暖费用。综合整个采暖期来看,钒钛黑瓷太阳能地板辐射供暖系统受太阳辐射情况影响较大,必须联合其他辅助供暖系统才能全天候确保采暖期农宅室内舒适性。综述所述,本文可为北方寒冷地区的新型农宅设计提供一定的理论支持,为农宅提供一种清洁高效的冬季供暖方式。通过钒钛黑瓷太阳能集热系统与各供暖末端的供热情况分析比较,说明了钒钛黑瓷太阳能地板辐射供暖系统适用于北方寒冷地区农宅冬季供暖。通过装配式EPS空腔模块混凝土结构农宅实验房室内温湿度实验研究,佐证了应用钒钛黑瓷太阳能地板供暖系统的农宅室内舒适性较高,是值得在北方农村推广的一种采暖方式。

关键词：钒钛黑瓷太阳板新型农宅太阳能供暖室内舒适性实验研究

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青藏高原海拔大于5000m地区全程氨氧化微生物的分布特征研究

青藏高原海拔大于5000m地区全程氨氧化微生物的分布特征研究

引用

作者：韩畅湖北大学

学位级别：硕士

硝化过程百年来一直被认为分两步进行,并由两类微生物所完成。首先由氨氧化微生物将氨转化为亚硝酸盐,然后再由亚硝酸盐氧化菌将NO2-转化为硝酸盐（NO3-）。2015年12月科学家们发现了一种全程氨氧化微生物（comammox）,该种微生物能独... 详细信息

硝化过程百年来一直被认为分两步进行,并由两类微生物所完成。首先由氨氧化微生物将氨转化为亚硝酸盐,然后再由亚硝酸盐氧化菌将NO2-转化为硝酸盐（NO3-）。2015年12月科学家们发现了一种全程氨氧化微生物（comammox）,该种微生物能独立地将NH3直接一步氧化为NO3-,为研究硝化作用提供了新思路。目前,仅在少数生态系统中找到它们。为了更加全面地了解comammox细菌在不同生态系统中的分布规律与群落结构特征,并结合环境因子探究影响comammox细菌分布的关键因素,论文选取了自然环境中人为影响较少且演化相对独立的青藏高原海拔大于5000米地区的邦达旱地/湿地、当雄旱地/湿地、古露旱地、那曲旱地和羊八井旱地0-30cm或0-40cm垂向深度的土壤,测定土壤背景理化因子包含氨氮浓度、硝酸盐氮浓度、亚硝酸盐氮浓度、p H、含水率和有机质含量等指标以及利用PCR、q RT-PCR和功能基因高通量测序等研究方法对该生态系统进行研究。现得出以下几点结论:1)该区域土壤p H在6.37-8.55之间,含水率在10.29-35.90%之间,有机质含量在20.96到129.98 g kg-1之间,氨氮浓度在0.52-5.36 mg kg-1之间,硝酸盐氮浓度的含量范围是0.36-27.50 mg kg-1,亚硝酸盐氮浓度范围是0.017-0.10 mg kg-1。2)所有土壤样品中均检测到comammox细菌丰度,comammox细菌丰度范围从1.62×10～5至1.30×10～7copies g-1,AOA的丰度范围2.44×10～6至2.58×10～8copies g-1,AOB的丰度范围从1.92×10～5至1.83×10～7copies g-1。其中comammox细菌丰度在个样品中均低于氨氧化古菌的丰度,且在绝大部分样品中低于氨氧化细菌的丰度。3)comammox细菌丰度与底物NH4+-N浓度呈显著性正相关（p<0.05）,表明在该区域底物NH4+-N浓度整体较低时,底物NH4+-N浓度对comammox细菌丰度起正反馈调节作用。该结果与文献报道的在底物NH4+-N浓度相对较高区域comammox细菌丰度与底物NH4+-N浓度呈负相关有所不同。4)Comammox细菌目前已经分离培养的有3个种,在该区域仅检测到了Candidatus Nitrospira nitrificans和Candidatus Nitrospira nitrosa这两个种,而未检测到Candidatus Nitrospira inopinata这个种,其中Candidatus Nitrospira nitrificans占主导优势。本研究探讨了青藏高原高海拔区域生态系统中的全程氨氧化过程,解析该区域中comammox细菌的分布与群落结构特征,探究影响comammox细菌分布和群落结构的关键因素。研究结果进一步加深了对comammox细菌在演化相对独立且人为输入较小的环境中分布情况的认识,具有重要的环境效益和潜在的应用价值。

关键词：全程氨氧化硝化作用氮循环土壤青藏高原

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