工业源挥发性有机物治理功能材料研究进展

挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)是大气中一类重要的污染物质,即使在低浓度下也会对人类的健康造成威胁。对VOCs的治理刻不容缓,而VOCs治理关键功能材料性能的优劣是整个VOCs治理技术的核心。文章总结了近年来用于吸附法、光催化法以及催化燃烧法治理VOCs的功能材料的最新科研成果,希望以此能够为将来VOCs治理材料的设计与研发提供一定的参考。     

钢瓶供给氢气和空气的气相色谱法测定室内环境中的苯和TVOC

室内挥发性有机化合物(VOC)中的苯是强致癌、致残、致畸性的有毒污染物。为保证人体健康,住建部对室内环境中的苯和TVOC有严格的标准限量。采用热解析直接进样的气相色谱法分别测定,但两个测定苯的方法结果可比性差。按"规范"的定义,采用Tenax-TA管采样,250℃下热解析、优化色谱仪的测定条件,建立了测定苯和TVOC的气相色谱法。新方法操作简便,费用低,结果重现性好,更合理准确。     

黄酒麦曲中一株产细菌素菌株的鉴定及其降生物胺功效研究

从黄酒麦曲中分离筛选出菌株M28,经鉴定为戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus),该菌能够产生细菌素,对黄酒中产生物胺的腐生葡萄球菌(Staphylococcus saprophyticus)、阪崎肠杆菌(Cronobacter sakazakii)、乳酪短杆菌(Brevibacterium casei)、芽孢杆菌(Bacillus)和阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)具有抑制作用。菌株M28自生发酵不产生物胺,黄酒发酵过程中,添加强化M28菌株,可以显著降低黄酒中的生物胺的含量,而对黄酒的风味品质影响不明显,该菌株可作为降生物胺功能菌株在黄酒酿造中应用。     

聚氨酯塑胶跑道总挥发性有机化合物的检测及潜在健康影响分析

为测定聚氨酯(polyurethane,PU)塑胶跑道释放的总挥发性有机化合物(total volatile organic compounds,TVOC)质量浓度及释放速率,分析其对人体健康的潜在影响.采用小型环境舱-二次热解吸-气相色谱法分析在温度为60℃、相对湿度为5％、气体交换率为1.0次/h的环境条件下,建成1～3个月的PU塑胶跑道释放的TVOC质量浓度与释放速率,结合人体与TVOC的剂量反应关系及活动时间、呼吸量以及生理免疫等分析其潜在健康影响.结果表明:PU塑胶跑道TVOC的检出率为100％,质量浓度为0.918～3.334 mg/m3,释放速率为2.295～8.335 mg/(m2·h).PU预聚体、橡胶颗粒以及各类添加剂、稀释剂等原材料共同构成了PU塑胶跑道TVOC的主要来源,且17.4％的PU塑胶跑道释放的TVOC质量浓度可直接引起人体不适,82.6％的达到了人体可承受的安全阈值,在外部环境因素的联合作用下也会对人体造成刺激.可见,PU塑胶跑道能够持续释放TVOC,且其释放的TVOC可对人体健康造成潜在急性伤害影响和潜在慢性伤害影响.     

大物质分选机在餐厨垃圾预处理中的应用

餐厨垃圾预处理阶段物质分选对整体处理工艺影响较大，如果分选不到位，浆料中杂物多，会导致管道磨损严重、设备故障率高等问题。通过调节进料频率及大物质分选机的运行频率，探究大物质分选机较优的运行参数范围，使分选工作更加有效。试验结果表明：大物质分选机运行频率为70 Hz，进料频率小于17 Hz为较优运行参数，此时设备电流值较低且波动曲线较为平稳，分选料中有机质质量占比在33%~37%，与其他工况相比，有机质质量占比至少低了3%；运行工况的变化不会对浆料的组成成分造成影响，其中剩余物、果皮和骨头质量占比较大，三者占比总和在98%以上，其他杂物质量占比不超过2%。     

地震和灾后重建过程城市物质流分析——以四川省广元市为例

利用自下而上的物质流分析方法，从建筑、基础设施、交通工具、耐用品、设备5个部门核算广元市2005—2015年钢铁、水泥的存量及流量，评估城市的建设和发展状态．结果显示:2008年广元市钢铁、水泥的存量由于地震因素明显下降，灾后重建主体阶段（2008—2011年）快速上升，2015年人均存量分别达到3.2×103、7.8×103 kg·人?1；2008年后物质使用效率逐渐下降，约为全国平均水平的50%．基于物质存量的核算结果，采用指数分解法分析驱动因素．结果表明经济增长因素是广元市物质存量增长的主要驱动因素，材料的使用效率则对存量的增加产生抑制作用．研究结果可为城市的灾后重建或城镇化发展提供科学依据及政策建议．      

白酒窖泥中乳酸菌分离鉴定及其发酵产挥发性风味物质比较

从白酒窖泥中分离得到11株乳酸菌,经16S rDNA基因序列同源性分析,鉴定为1株短乳杆菌、1株鼠李糖乳杆菌、2株干酪乳杆菌和7株铅黄肠球菌。 分析了11株菌MRS培养基发酵产乳酸性能,结果表明:乳酸产量与菌群生长呈正相关,鼠李糖乳杆菌L₉、干酪乳杆菌L₁₀与L₁₁发酵液乳酸含量较高,分别为15.74、15.58、14.74g/L。4株代表菌相同条件下发酵高粱培养液产挥发性风味组分,共有物质13种,包含了白酒中重要香气成分:乙酸、己酸、乙酸苯乙酯和苯乙醇,且乙酸、己酸相对含量较高。各菌产可挥发性组分差异明显,相对含量较高的化合物种类为:短乳杆菌L₅产烷烃类化合物(27.91%),铅黄肠球菌L₈产醇类化合物(43.14%),鼠李糖乳杆菌L₉产酯类(7.35%)、酮类(3.61%)和吡嗪类(3.3%)化合物,干酪乳杆菌L₁₁产酸类(27.98%)和芳香类(5.96%)化合物。仅有短乳杆菌L₅产四甲基吡嗪,短乳杆菌L₅和铅黄肠球菌L₈可明显产乙醇,鼠李糖乳杆菌L₉和干酪乳杆菌L₁₁产3-羟基-2-丁酮。这些物质对白酒风味和口感有重要影响。研究显示,窖泥中各种乳酸菌特征不一,对白酒酿造有不同影响。本研究旨在为进一步挖掘白酒酿造功能微生物、拓展乳酸菌的应用提供理论依据。     

药用植物白芨块茎挥发油组分的GC-MS分析及成分鉴定

通过分析道地药材白芨块茎中挥发油的化学成分,为进一步揭示其药理作用提供科学依据。采用二氯甲烷为萃取剂提取白芨块茎中的挥发油,利用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)鉴定分析白芨块茎中挥发油的化学成分。结果显示从白芨块茎中共鉴定到 34种主要化学成分,相对含量较高的组分有3-甲基丁醛、乙酸、3-甲基-1-丁醇、4-氨基-3-甲基苯酚和乙偶姻等。该研究将为后续进一步开发利用白芨的食疗保健功效提供了理论参考。     

科学探索全宇宙的最优方法:一个超大系统仿真的宇宙物质反设计工程

针对人类实现最终科学研究目标,该文提出了科学探索全宇宙系统的最优方法:基于超大规模系统-云-并行数字仿真的宇宙物质反设计工程。首先,该文建立了全宇宙物质系统反设计方法,包括:数学模型是全宇宙物质的统一基理与统一数值仿真算法,以及相应大系统反设计数字仿真的方法及系统仿真计算步骤与流程图。即未来科学研究可通过超大系统数字仿真,寻找到宇宙物质的最根基要素,最后进行物理实验对该系统仿真结果作检测验证。这是人类代价最小并速度最快地实现最终科学研究目标的研究技术方法。然后,分析了该超大系统反设计的数字仿真方案的优点与可能存在的问题,认为超大系统数字仿真是目前科学探索全宇宙系统的第一优方法,因为该物质反设计可以回避开历时上亿年来人类及其祖先传统科学研究中存在的根本缺陷。因此,基于超大规模系统-云-并行数字仿真的全宇宙物质系统反设计的方法,在探索速度、探索效率、探索所需付出的代价等因素上,明显优越于人类传统自然科学探索方法,可以实现科学探索是有止境的,科技创新有止境的,是科学探索全宇宙的最优方法。     

爆炸力学高精度数值模拟研究进展

爆炸问题的高精度数值模拟在武器弹药设计及毁伤评估、工业重大爆炸灾害等国防和民用问题中具有重要的理论价值和应用前景.本文对近十几年来爆炸力学高精度计算的研究作了回顾与评述,结合作者近年来的研究工作,着重总结了高精度数值模拟保正性、高精度边界条件、自适应网格技术和多物质界面处理等方面的研究进展.推广并发展了WENO格式和RKDG格式,构造了守恒型高精度保正计算格式,在复杂爆轰波问题的数值模拟中很好地解决了出现负密度和负压强的问题,清晰地捕捉了爆轰波阵面结构和流动特征;提出了基于笛卡尔网格的高精度Inverse Lax-Wendroff复杂边界处理方法,该方法通过Inverse Lax-Wendroff获得一阶的法向偏导数值,所有其他的高阶法向偏导数值由五阶WENO类型的外插方法获得,实现了含复杂边界爆轰问题的高精度数值模拟,并具有较好的稳定性和鲁棒性;将后验误差估计方法应用于求解Euler方程中,采用网格的后验误差作为细分的判据,网格细分时在空间上利用高阶WENO插值,时间上采用Hermite插值.对于不需要细分的网格,本文采用点对点的直接赋值方法进行合并;发展了多介质界面处理的Local Level Set方法,对计算域内速度场进行修正,有效避免了速度场间断在求解界面位置时引起的误差;将GFM(ghost fluid method)和RGFM(real ghost fluid method)界面处理方法相结合,避免了GFM方法处理物质界面强间断时引入的虚假物理解,克服了RGFM方法处理弱间断时,重复求解Riemann问题引起的计算资源浪费.最后,对爆炸力学高精度计算的发展前沿进行了展望.