实验研究喷嘴磨损规律的新方法

喷嘴属深长孔结构,传统方法难以得到喷嘴磨损随时间的变化关系。设计了拆分喷嘴,便于直观地观察喷嘴磨损情况。对总长35 mm的喷嘴进行磨损实验,得出喷嘴磨损随时间的变化关系,结果表明:喷嘴的磨损依次发生在收敛段与直线段过渡段、距直线段进口5～10 mm段、距直线段进口20～22 mm段;在上述3段中各选取1个典型断面进行分析,得到典型断面腔室直径随时间的变化关系,分析了各断面在不同时间磨损量不同的原因;分析了喷嘴磨损对切割能力的影响,结果表明:距直线段进口5～10 mm段磨损到一定程度后,磨料会发生严重的偏转,导致切割能力下降,喷嘴下游急速磨损,表明距直线段进口5～10 mm段为延长喷嘴使用寿命的关键部位。     

明渠交汇区水位变化特性试验研究

交汇河流在自然界中普遍存在,水流相互作用突出,水位流量关系变化复杂。本文基于物理模型试验探讨了天然河流交汇区水位变化特性,分析了不同干支流来水条件下的水位沿程变化、交汇区典型断面水位流量关系、交汇区泥沙起动流速变化等特性。结果表明,交汇区水位变化的强弱与干支流流量等密切相关,交汇区泥沙起动流速随里程变化与单一河道有明显差异。     

平行启动的微生物燃料电池阳极微生物群落差异性解析

为揭示平行操作的微生物燃料电池(MFC)产电效能出现差异的原因,应用高通量测序技术对3个平行启动和运行的MFC阳极微生物群落的组成、丰度及多样性进行分析,探讨其差异性与反应器效能的关系.结果表明:表面上控制条件完全一致的平行MFC,其运行状态存在较大差异,反应器Mfc-1和Mfc-3可获得220~240 m V电压及1.85~2.33 W/m3的功率密度;Mfc-2电压一直较低,最高仅为120 m V.同一底物富集的MFC阳极微生物群落组成和丰度差异明显,Mfc-1和Mfc-3中富集了高丰度的有利于产电的微生物种属Anaeromusa、Dechloromonas、Geobacter;Mfc-2则存在较独特的与产电无关的高丰度种属Acinetobacter,这种优势种属的差异最终导致Mfc-2产电效能较差.表面上操作条件相同的平行MFC其阳极微生物优势类群可能存在显著差异,进而决定MFC产电效率的不同.应用MFC探讨其产电效能与影响因子关系时,需运行至少3个平行MFC反应器,以减少潜在的操作失误或缺陷,提高数据可靠性.     

细菌性阴道炎患者阴道不同部位细菌群落多样性分析

细菌性阴道病(Bacterial Vaginosis,BV)是女性阴道内正常菌群失调所致的一种混合感染,以往的研究主要是基于显微镜观察和微生物的分离培养.阴道微生物群落结构为维持阴道菌群的生态平衡发挥关键作用,本研究可以为细菌性阴道炎的早期预防及治疗提供有力的信息.采用基于16S rRNA基因的高通量测序技术,对来源于云南省第一人民医院的9位BV患者阴道侧穹隆及后穹窿棉拭子样品中的细菌群落多样性进行分析研究.比较所有患者阴道侧穹隆及后穹窿细菌群落结构,侧穹隆与后穹窿样品细菌群落组成有较大差异,后穹窿样品多样性高于侧穹隆,但Lactobacillus与Cellulosimicrobium均为两者的优势属.在属的水平上分别分析各位BV患者阴道侧穹隆及后穹窿样品时,大部分患者的优势属是Lactobacillus,而在患者2及6侧穹隆与后穹窿中的最优势属分别是Cellulosimicrobium与Prevotella,其次为Lactobacillus;在患者5侧穹隆中的最优势属是Bacillus,而Lactobacillus的序列比只有1%;在7位患者后穹窿样品中,最优势的属是Acinetobacter,其次为Brevundimonas与Lactobacillus.对各位BV患者阴道侧穹隆与后穹窿的细菌群落结构进行聚类分析显示,同一患者不同部位细菌群落结构较为相近.9位BV患者阴道侧穹隆与后穹窿样品均具有较高的细菌多样性,由于生活环境及健康状况的不同,不同患者阴道侧穹隆与后穹窿微生物群落结构差异较大,且细菌多样性复杂;同一患者不同部位微生物群落结构较为相近.普雷沃氏菌属、芽孢杆菌属以及不动杆菌属在患者阴道中的大量存在,暗示BV患者阴道微生物确实处于极度不健康状态.     

超高温堆肥过程中微生物群落及其理化性质研究

为了研究微生物在超高温堆肥过程中的变化及其对堆肥的影响,利用聚合酶链式反应 - 变性梯度凝胶电泳(polymerase chain reaction - denaturing gradient gel electrophoresis, PCR - DGGE)技术分析了超高温堆肥畜禽粪便中微生物的组成结构,并检测了其理化性质(温度、含水率、碳氮比(C/N)和pH)随时间的变化情况.研究结果表明:不同堆肥阶段其主要含有的微生物不同,其中优势菌门为Firmicutes; 在超高温堆肥过程中,温度、含水率和C/N随堆肥时间总体呈逐渐下降趋势,而pH随堆肥时间总体变化趋势不大且pH值大于8; 腐熟35 d后发酵基质趋于稳定.该研究结果可为超高温堆肥畜禽粪便发酵菌种的筛选和功能菌剂的制备提供理论基础.     

中部六省重点城市空气污染治理区域划分和影响因素分析

基于 2016 ~ 2021 年中部六省 26 个重点城市的空气质量指数、空气污染等 6 项指标与 6 个气象因子的数据，根据面板数据定义整理后，利用灰色对象关联分析对各城市区域聚类，然后使用灰色指标关联模型探讨 6 个气象因子对空气质量的影响，对划分的区域城市的主要气象影响因子进行识别，得到各气象指标影响力排序，且能够反映其正负关联性。研究结果表明：根据聚类结果，中部六省 26 个城市可以划分纵贯南北的 7 个区域，形成“两点一线四面”的分布结构，说明了空气污染具有区域性和传输性。区域内气象影响因素的识别分析结果发现，不同区域间导致空气污染的主要关键因素不尽相同，且区域内城市的气象条件对局部空气质量有一定的调节作用。不同气象因子的影响力随时间变化而变化，且气象因子的作用和作用方向均存在明显的差异。但在大多区域下，降水量、平均气温、相对湿度与空气质量指数之间存在负相关关系，平均气压和日照时长与空气质量指数存在正相关关系，这些因素都间接验证了空气质量指数冬春季节高、夏秋季节低的结论。     

微生物复合菌剂法污泥原位减量群落动态研究

为了探讨污泥原位减量效果和功能菌群演替,在序批式活性污泥反应器(SBR)中,投加具有污泥减量功能的微生物复合菌剂,连续运行33 d,考察了污泥原位减量效果和减量稳定性,通过PCR-DGGE技术分析污泥减量过程中微生物群落结构的变化。研究发现,投加日处理水量2%的污泥原位减量菌剂时,污泥原位减量20.8%,COD和氨氮的去除率保持在90%以上,处理效果未受到菌剂投加的影响;T-N和T-P的去除效率略有提高。群落分析发现,投加菌剂可以促进微生物的竞争,缩短稳定结构形成时间,强化群落结构稳定性,降低受外界环境因子变化的影响。活性污泥中的脱氮除磷和污染物去除能力较强的微生物,如Rhodobacter sp.、Exiguobacterium sp.、Williamsia sp.、Blastomonas sp.、Actinocorallia sp.等均得到强化。     

双极脉冲磁控溅射制备Mo薄膜背接触电极

采用双极脉冲磁控溅射技术在钠钙玻璃衬底上制备了CIGS薄膜太阳电池的Mo薄膜背接触电极,通过SEM对薄膜厚度的测试,研究了不同沉积时间和衬底温度下Mo薄膜溅射速率的变化规律;通过XRD、SEM、紫外-可见分光光度计和四探针电阻测试仪对薄膜的晶体结构、表面形貌以及光电学性能进行表征,着重探讨了沉积时间和衬底温度对Mo薄膜生长、结构及性能的影响。研究结果表明,薄膜的沉积速率随沉积时间和衬底温度而变化,沉积30min后,沉积速率趋于稳定;衬底温度100℃时,薄膜沿(110)晶面定向生长被打乱,表现为沿(211)晶面生长更为显著,SEM分析发现此时晶粒为略带间隙的梭形结构,且晶体呈柱状生长。     

郑州市劣Ⅴ类河流的黑臭问题研究

采用黑臭多因子加权指数法对郑州市8处劣V类河流断面进行了黑臭评价,运用Pearson相关系数法对4处经常性为劣V类的河流断面进行黑臭指数与各水质指标的相关性分析,结合问卷对郑州市劣V类河流的水质情况进行了民意调查,结果表明:2017年2—11月,索须河(入贾鲁河处)水质为黑臭,剩余的7个河流断面水质不属于黑臭,但是潮河(入七里河处)水质情况并不乐观,索须河(入贾鲁河处)、十七里河、十八里河3处断面的黑臭指数与COD呈极显著正相关,潮河(入七里河处)的黑臭指数与COD呈显著正相关;十七里河与十八里河两处断面的黑臭指数相关性结果相同,均与COD、色度、悬浮物呈正相关,这可能是由于两处断面的位置是两河的交汇处,断面所处环境相同。通过问卷调查得知,索须河处、潮河处的问题比十八里河处、十七里河处严重,其中十七里河处问题最轻微,潮河处最严重,造成4处断面污染的主要原因受访者均认为是管理不当,受访者对治理措施的乐观程度由高到低依次为潮河处、索须河处、十七里河处、十八里河处。     

幂函数在肠道微生物聚集性中的应用

饮食的营养物质直接影响人体的健康,同时为肠道微生物提供代谢产物,而微生物的代谢产物被肠道吸收后影响人体的生理功能.将采自95人粪便的微生物的16S rRNA样本数据按饮食的情况分为3组,饮食前、饮食含高脂肪和饮食含低脂肪.从微生物群落的空间分布模式和多样性角度,应用扩展的Taylor幂法则及Hill numbers多样性指数对分组数据进行计算比较,研究饮食结构变化对肠道微生物群落的空间分布模式和多样性特征的影响.结果表明:肠道微生物群落的系统特征是稳定的,肠道微生物呈聚集状态,但微生物的种间与种内的异质性差异较小;饮食结构调整不能显著改变人群的肠道微生物的空间分布模式(异质性),Hill number指数(q=0,1)计算表明饮食含高脂肪人群相对饮食含低脂肪人群具有更高的肠道微生物多样性.但q=2,3,4的Hill number指数显示,3个分组的多样性无显著差异.综合结果表明肠道微生物群落的空间分布模式和多样性特征不随饮食结构的变化而改变.     

底质信息在水深反演中的应用研究

海底底质和水深密切相关,经研究发现,光谱微分技术可以很好的区分出底质类型.以不同底质的高光谱数据为基础,提出底质分类算法,通过研究不同底质类型的光谱反射率与水深之间的关系,分析并得到了不同底质反射率与水深的相关系数,在分析检验混合底质下各种水深反演算法的适用性的同时,计算出各个算法反演出水深的误差;比较底质分类算法与其它水深反演模型的优劣,底质分类算法的水深反演结果的误差小于其他算法,得到结论,底质分类算法适用于混合底质的情况,误差小于其他水深反演算法,而且能较准确的区分出底质类型,具有一定的实用性和研究价值.     

黄河花园口段不同泥沙含量水体的多角度偏振研究

悬浮泥沙一直是黄河治理过程中面临的一个重大问题,在黄河泥沙物理和数学模型的开发等方面都取得了一定的进展,但是通用模式和高精度的模式一直还未建立起来,因此现阶段提高定量的精度已经成为众多研究水体泥沙学者的研究目标.本文对黄河花园口段水体进行多角度偏振反射研究,通过大量实验挖掘不同泥沙浓度的黄河水体不同的偏振特征,为黄河水体悬浮泥沙的偏振定量研究提供参考.     

山区河流河床形态与水沙变化下的水位响应机理研究

山区流域暴雨山洪、滑坡、泥石流等灾害频发,大量泥沙以不同方式进入河道,河床形态在极短时间内迅速调整。在宽窄相间河段水流输沙能力差异较大,展宽段常因挟沙能力的降低而淤高河床,致使水位陡增,引发洪水灾害。为探讨山区河流宽窄相间河段与泥沙补给变化下的水位变化致灾机理,以室内物理模型系列试验结果为依据,分析不同流量定床清水时河床形态参数与各水力参数的变化关系,以及泥沙补给变化对河床形态及水流参数的影响。试验表明：上游泥沙补给量及河床形态是影响水流流态、水位变化的重要因素;定床清水条件下,河宽与比降的局部急剧调整影响水流参数变化,水流对河床变化的响应具有滞后性;当上游有泥沙补给时,水深变化较清水来流明显;随着来沙量的增大,大量泥沙淤堵河道且呈现溯源淤积的趋势,并淤高河床;在淤积段顶端,水流发生水跃现象,水位陡增,甚至出现漫滩致灾。由此可见,上游来沙及水流挟沙能力的降低将引起河床不同程度的落淤,造成河床形态改变,特别是在宽窄相间河段泥沙易落淤,水位增幅较大,为洪灾泛滥区,应作为水沙灾害的重点防治区域。     

郑州北郊水源地沉积物中砷的含量及形态分布研究

以郑州市北郊水源地为研究区,在水砷超标与不超标地下水井附近钻孔取样,选取10个地层沉积物,分析不同粒径沉积物总砷的含量;利用Tessier修正法提取沉积物中不同形态的砷,分析不同形态砷的分布以及不同形态砷与沉积物理化指标间的相关性.研究表明,不同粒径沉积物总砷的含量多少依次为：黏土＞粉黏＞粉土＞细砂＞中砂;不同形态砷的分布顺序为：残渣态＞弱有机态/强有机态＞铁锰氧化态＞水溶态＞碳酸盐结合态/离子交换态,残渣态砷是该研究区沉积物砷的主要形态;沉积物水溶态砷与pH呈显著正相关;铁锰氧化态砷与pH呈显著负相关,与有机质、铁、锰均呈正相关;强、弱有机态砷与pH呈显著负相关,与有机质呈正相关;离子交换态砷、碳酸盐结合态砷受沉积物理化性质的影响不大;残渣态砷与pH、有机质、铁、锰关系密切.     

不同离子浓度下泥沙浓度对絮凝沉降的影响

应用静态沉降实验方法中的移液管法,初步研究了泥沙浓度在不同的水质条件下对絮凝沉降过程的影响.实验结果表明:随着泥沙浓度的增加,絮凝沉速先增加后减小,变化曲线存在一个最大值.不同的离子浓度条件下,这种变化趋势是相同的,但絮凝沉降所能达到的最大值是不同的,达到最大值时的泥沙浓度也是不同的.随着泥沙浓度增加絮凝沉降速度先增后减的根本原因是絮凝过程的变化,即絮网结构的出现,絮网结构出现是泥沙浓度因素和离子浓度因素共同作用的结果.     

具有沙(泥)质海底时均匀浅海中的平均声强

过去常用连续介质模型来描述海底,来建立海水中声场的唯象理论,使声强公式不能用海底沉积物的基本参数来表示出．现在把海底沉积物视为一种松散的颗粒介质,松散的沙(泥)质沉积物,用“单参数模型”来描述,考虑到声源在海水层中所激发简正波数目的有限性,将简正波按能量相加,并对发射深度与接收深度在容区内进行平均,得出非均匀浅海中平均声强的表式．由此用演绎法得出了均匀浅海中的平均声强．该声强能用海底沉积物中的基本参数来表出．声强的表式显示出均匀浅海中的声强不具深度结构,却具水平结构,能完满地解释惠斯顿猜想．     

水库底泥污染物释放模拟研究

通过对底泥主要污染物稳定性实验研究及模型分析,了解底泥污染物释放对水库库区水体水质的影响,为水库底泥处置和底泥污染治理工作提供技术依据和指导性分析。通过对底泥动态释放模拟实验。对底泥中部分重金属Cd、Mn、Zn及TN、P对水体的污染程度进行了分析和预测。其结果表明：底泥中重金属Zn、Cd、Mn的释放速率及年释放量较低,对于库区水体水质影响较小;TN和P的释放速率及释放量较高,对于库区水体水质影响较大。这些结果对确定底泥的处理方案及防止底泥二次污染具有一定的借鉴意义。     

混凝法处理钻井废水的残渣浸出特性研究

用混凝法处理钻井废水可使水中污染物集中于残渣之中。本文总结了两种残渣在不同pH值和不同温度下的浸出实验,并指出由于混凝水解聚合体的影响,残渣的浸出液中只有少量的污染物存在,进而提出了减少残渣污染的建议。     

黄河泥沙对水中细菌吸附作用研究

为了揭示黄河泥沙对水中细菌吸附作用的规律,取黄河花园口段的浑水,以细菌总数为水污染指标,通过等温吸附的方法,初步探讨了泥砂粒径、泥沙浓度、细菌浓度、水的pH值、水的钙硬度对泥沙吸附细菌的影响.结果表明:上述因素均影响黄河泥沙对细菌吸附力,泥沙的理化性质对吸附影响较大;pH值和钙硬度是影响吸附的主要因素.     

单级自养脱氮反应器效能与微生物群落结构的相关性

于稳定运行但效能有明显差异的2套序批式生物膜反应器单级自养脱氮系统,研究了微生物群落结构的PCR—DGGE、real—timePCR等现代分子生物学特点及其运行效能与之的相关性。结果表明：运行效能好的反应器活性污泥及生物膜浓度较高,微生物群落结构差异较大,二者相似性为58．3％,溶解氧在活性污泥及生物膜内的分布特点为各类微生物及其代谢创造了良好环境,系统中好氧氨氧化菌AOB及厌氧氨氧化菌ANAMMOXz在数量上绝对占优,各类细菌的协同代谢使系统总氮去除率达到80％以上。运行效能相对较差的反应器,由于在反应器启动过程中没有将亚硝酸氧化菌NoB完全“洗脱”,系统中出现NO3-积累,且系统挂膜不理想,生物膜浓度低,生物膜与活性污泥微生物群落结构相似性为100％,优势功能菌单一,从而造成运行效能较低,总氮去除率仅为20％～30％。维持SBBR自养脱氮系统微生物群落结构的稳定及平衡性,生物膜是关键性因素。