连云港西墅后沙湾全新世海滩岩的发现

我国现代和全新世海滩岩常见于西沙群岛和海南岛.它们现多处于潮间带或潮上带,其产状与现滩面一致,层理平整,缓缓向海倾斜,其胶结物主要是在海水条件下形成的文石,有的是柱状高镁方解石或高镁方解石泥.有些已处于潮上带或陆上的海滩沉积现已被淡水条件形成的粒状方解石胶结固化,尽管有的可能早先曾在海底发生胶结,但已被改造而失去先前     

好氧颗粒污泥的微生物研究进展

好氧颗粒污泥是由微生物在一定选择压下自凝聚形成的可移动的生物膜.本文从微生物群落的组成、分布及演替3个方面对好氧颗粒污泥进行论述,并对未来的研究方向进行展望,为好氧颗粒污泥后续研究提供参考.主要结论如下:好氧颗粒污泥与絮状污泥的微生物组成存在差异,γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)、黄杆菌纲(Flavobacteria)、鞘脂杆菌纲(Sphingobacteriia)等的微生物在好氧颗粒污泥中所占的比重不容忽视;以聚磷菌(Accumulibacter)、亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)和亚硝化螺菌属(Nitrospira)为主要微生物的好氧颗粒污泥能够高效脱氮除磷;反硝化除磷好氧颗粒污泥是聚糖菌(Competibacter)和Accumulibacter共同作用的效果,也可以是黄单胞杆菌目(Xanthomonad ales)和Tetrasphaera共同作用的效果;pH过低,DO不足或者有机负荷过高会导致好氧颗粒污泥中绿弯菌门(Chloroflexi)、球衣菌属(Sphaerotilus)、发硫菌属(Thiothrix)等丝状菌的过量生长;红环菌属(Rhodocyclus)、生丝微菌科(Hyphomicrobiaceae)等非球状菌和产EPS的动胶菌属(Zoogloea)在好氧颗粒污泥形成过程中可起到关键性的作用.     

水合物降压分解过程中沉积物孔隙结构动态演化规律

选取两种不同粒径分布的天然海砂样品,在相同实验温度及压力条件下合成甲烷水合物.开展水合物降压分解X-CT微观实验,获取不同时刻的沉积物内部构成图像.对X-CT扫描图像进行阈值分割、三维重建及拓扑等效等处理,建立不同粒径含水合物沉积介质不同分解阶段的三维孔隙网络模型,研究水合物降压分解过程中沉积物孔隙结构动态演化规律及其控制机理.研究表明,甲烷水合物微观分布非均质特征显著,分解过程开始于气-水合物接触的位置,分解初期水合物具有孔隙填充、颗粒胶结等多种赋存模式,而分解后期孔隙中主要赋存颗粒胶结型水合物.随着水合物饱和度的减小,不同粒径含水合物沉积物的平均孔喉半径、孔隙度、绝对渗透率以及两相共渗区宽度均不断增大,配位数、形状因子及束缚水饱和度逐渐减小.受水合物分解动力学行为影响,分解前期沉积物平均孔隙半径缓慢降低,水合物饱和度下降至某一临界值(小于0.1)后,平均孔隙半径和绝对渗透率急剧增大.粒径分布越窄,相同水合物饱和度下沉积物平均孔隙及孔喉半径、孔隙度和绝对渗透率越高,但不同粒径沉积介质配位数和形状因子的变化存在交叉点,表明含水合物沉积物微观孔隙结构特征受粒径分布、水合物微观赋存状态及空...     

克拉2气田优质砂岩储层控制因素与孔隙演化

通过野外砂体建模、钻井岩芯与测井沉积相研究、井间储层对比等, 认为克拉2气田砂岩储层是一套厚度大、分布广、物性好、连续性好和隔夹层少的优质天然气储层. 根据大量的岩石薄片、铸体薄片、孔渗物性和压汞参数等资料, 进行了储层成岩作用、控制因素及孔隙形成机理与演化的研究, 认为浅埋藏时期的压实作用和成岩过程中的白云石和方解石胶结物对储层物性下降起了重要作用, 现今压实作用以中~弱为主, 物性较好的储层段无或含较少方解石胶结物;深埋藏早期仍以剩余原生粒间孔为主, 但因溶蚀作用而出现了部分改造扩大的次生粒间孔, 储层段的自生高岭石是长石和岩屑溶蚀的产物;深埋藏晚期的构造裂缝和异常高压背景有利于改善和保存这些孔隙.     

硅纳米孔柱阵列及其表面铜沉积

采用水热腐蚀技术制备了硅纳米孔柱阵列(silicon nanoporous pillar array, Si-NPA), 并以此为衬底通过浸渍沉积制备出一种具有规则表面结构的铜/Si-NPA纳米复合薄膜(Cu/Si-NPA). 形貌和结构分析表明, Si-NPA是一个典型的硅微米/纳米结构复合体系, 它具有三个分明的结构层次, 即微米尺度的硅柱所组成的规则阵列、硅柱表面密集分布的纳米孔洞以及组成孔壁的硅纳米单晶颗粒. 研究发现, Cu/Si-NPA在形貌上保持了Si-NPA的柱状阵列特征, 薄膜中铜纳米颗粒的致密度随样品表面微区几何特征在柱顶区域和柱间低谷区域的不同而交替变化, 并形成一种准周期性结构. 上述实验现象被认为来源于铜原子的沉积速度对Si-NPA表面微区几何特征的选择性. Si-NPA可以成为合成具有某些特殊图案、结构和功能的金属/硅纳米复合体系的理想模板.     

磁流体Co-硅油的微观结构

为了揭示磁流体内部微观结构的变化,特别是磁性纳米颗粒的链状排列的细节,本文对一种组分为Ｃｏ＿硅油的磁流体试样进行了光学和电子显微分析.在外加磁场和表面张力作用下,当磁流体的磁化强度达到或超过饱和状态时,磁流体的自由表面呈现许多宏观分离的立体锥状液柱形貌,这种现象与磁粉在磁铁作用下极为相似[1～4].在磁流体中,磁性颗粒由于被稳定剂改性,已与载液胶溶为一体.因而磁性颗粒在磁场作用下使磁流体液柱升高.此时磁流体的磁能降低,而表面能增大[1,4].将磁流体薄层放置在一磁场中,通过光学显微镜观察还可得到各种不同的表面扰动形貌,…     

聚式流态化向散式流态化过渡的离散粒子模拟

流态化系统广泛存在于自然界和工业过程中,但对其认识还很有限,主要原因是它的强非平衡性.颗粒与流体间复杂的相互作用导致系统常处于非线性非平衡状态下,形成多尺度的高度不均匀的耗散结构.这些耗散结构的尺度要比相应的单相系统中的流动结构小得多,而颗粒的尺度又要比流体分子大几个到十几个量级,因此很可能找不到满足宏观足够小而微观足够大的尺度.而该尺度的存在是目前流态化系统的主要模拟方法──拟流体模型和颗粒轨道模型(在经验地描述颗粒流体相互作用时)的基本前提.虽然这两种方法都得到了实际应用,但从机理研究的角度看,仍有很多局限.     

全氟和多氟烷基物质与微生物相互作用的研究进展

近年来,全氟和多氟烷基物质(per-and polyfluoroalkyl substances, PFASs)污染已成为全球性环境问题. PFASs的生产和使用导致其通过多种途径进入并持久存在于环境中.一方面, PFASs会对环境中的微生物产生毒性效应,主要毒性机制包括:增加膜透性、引起氧化应激和诱导DNA损伤,从而使得对PFASs较为敏感的微生物活性降低甚至生长受到抑制.长期作用下, PFASs可以改变微生物群落的组成和结构,并且还有基于微生物的食物链传递风险.另一方面,微生物及其胞外分泌物所形成的生物被膜可以吸附环境中的PFASs,并利用自身分泌的胞外酶(如CSO₃^-键裂解酶、磷酸酯酶和聚氨酯酶),通过铁氨氧化、脱硫和水解等反应转化或降解PFASs.因此,本文系统阐述PFASs与环境微生物的相互作用,重点总结PFASs对细菌的细胞毒性;分析PFASs对环境(土壤、淡水、海洋)微生物群落组成、结构及生态系统物质循环的影响;深入讨论PFASs的微生物转化/降解途径;并结合存在的问题及挑战(如PFASs通过细菌进入食物链、PFASs对微生物群...     

基于格子玻尔兹曼方法的单孔射流鼓泡床的离散颗粒模拟

利用基于格子玻尔兹曼方法的离散颗粒模型对单孔射流鼓泡床进行了研究. 此算法基于四向耦合的离散颗粒模型, 流体的控制方程采用考虑了孔隙率和流固相的滑移速度对流体流动影响的修正格子玻尔兹曼方法来求解, 颗粒间相互作用通过时驱硬球模型求解, 流固耦合采用EMMS曳力模型. 首先研究了不同颗粒对形成气泡大小的影响, 结果表明, 在相同的射流气速下, 粒径越大形成的气泡越小. 在粒径相同的情况下, 提高气体的入射速度, 则形成的气泡越大. 同时考察了气泡的分离时间与粒径以及射流气速的关系, 结果表明, 随着粒径以及射流气速在一定范围内的改变, 气泡的分离时间并没有明显改变. 另外颗粒床层扩展影响气泡形状, 颗粒床层变宽后, 气泡的形状接近于圆形; 颗粒床层高度增加时, 气泡明显变小. 最后考察了气泡诱导现象, 模拟发现当区域有空腔时, 气泡会被诱导到空腔的方向.     

粉煤灰机制砂混凝土在G208线夏店互通立交桥中的应用

结合工程实际分析了粉煤灰、机制砂掺入水泥混凝土后对混凝土特性的影响,为粉煤灰和机制砂在公路桥梁中的大量利用提供参考.     

主体分子型非病毒基因载体的基础应用

设计并制备了一种新的具有分子探针功能的主体分子型非病毒载体-邻菲啰啉-b-环糊精衍生物主体分子(DZY-1), 应用凝胶电泳法研究探讨了DZY-1与DNA相互作用及客体分子对该主体分子诱导DNA凝聚的影响; 并进一步研究探讨了单一主体分子、主/客体分子配合物诱导DNA分子凝聚和聚合所形成的超分子聚合物抗限制性内切酶(HindⅢ)酶解的特性. 应用扫描电子显微镜(SEM)观测到该主体分子、主/客体分子配合物与DNA分子相互作用形成超分子聚合物的微观结构形态. 阐述了其作为非病毒基因载体可能的传递机制, 为设计、制备新的非病毒基因载体提供了一种新途径.     

黄土沉积中蜗牛壳体矿物相转变现象

利用粉晶X射线衍射(XRD)和等离子体直读光谱(ICP-AES)分析技术, 对黄土高原洛川和西峰剖面黄土层位蜗牛壳体进行研究. 结果表明现代蜗牛壳矿物成分为文石, 而在一定层位中部分蜗牛壳体文石转变为方解石. 洛川剖面和西峰剖面的蜗牛壳体文石向方解石转变的地层界线出现在L₅和L₆间. 地表条件下, 温度只在很长时间尺度内对蜗牛壳文石相变起作用, 压力不是造成蜗牛壳文石相变的因素, 形成时间可能是相变的首要因素; 在此基础上, 相变的程度可能还受蜗牛壳中微量元素所控制, 微量元素含量较高使蜗牛壳文石的稳定性提高, 阻碍其向方解石转变, 而微量元素较低的蜗牛壳相变程度较高.     

天山乌鲁木齐1号冰川表雪中飞灰单颗粒特征

为了鉴定和特征化研究中亚地区天山东部乌鲁木齐1号冰川(UG1)表雪中的球形飞灰颗粒,应用扫描电子显微镜与X射线能谱仪联用系统(SEM-EDX)获取了表雪中球形颗粒的特征信息(如形态、化学组成和成因等).该方法使得研究表雪中数量极其稀少的微观球形颗粒特性成为可能.在5个表雪样品中,普遍存在的颗粒形貌类型为球形颗粒、空心球状颗粒、形状不规则的碳质颗粒和聚合体.一些球形飞灰颗粒中含有有毒重金属元素(如铅、铬、砷、锌等),说明飞灰颗粒可能成为中亚高海拔地区冰川雪冰中有毒重金属元素的主要携带媒介.基于EDX获取的单颗粒化学信息,将沉积在表雪中的飞灰颗粒划分为4种类型.富硅类颗粒(平均直径为3.24μm),主要通过燃煤供热站或火电站等典型的工业用煤的高温燃烧过程所形成.富铁类颗粒(平均直径3.82μm)和富钛类颗粒,主要通过铸造厂或钢铁厂在温度稍低的燃烧过程中所形成.此外,富碳类颗粒(平均直径为8.43μm),主要由燃烧未尽的煤所形成.后向气团轨迹分析表明,中亚发达城市的工业燃烧区域通过西风环流成为乌鲁木齐1号冰川表雪中飞灰颗粒的主要可能贡献源.     

北京石花洞疏松-致密型石笋微层形成机理

北京石花洞石笋物质旋回微层及其气候重建研究在古气候领域已有广泛报道.而本文所研究的石笋(XMG),自20世纪90年代初后突变发育了疏松-致密型微层,这种微层类型以前在石花洞从未发现.扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)观测显示,这种疏松-致密层偶是由方解石组构(calcite fabric)差异引起,不透光疏松层是粒状镶嵌结构微晶方解石,而透光致密层是晶簇状纤维晶方解石.在对该石笋观测站点的现生碳酸盐SEM分析后,发现其可分为3种类型, I型是旱季1～3月沉积的晶粒较大且晶面较为平整的菱面体及其组合体; II型是旱-雨季过渡时期(4～5和10～12月)生长的大、小晶体混生型; III型是雨季生成的晶粒细小(粒径4μm)的微晶.菱面晶体所含杂质少,形成条件为滴水慢且稳定、方解石饱和指数偏高、洞穴CO2浓度低以及洞穴扰动最小,这类晶体构成了透光纤维晶方解石层;而微晶伴有较多杂质,当季新水补给、洞穴CO2浓度升高以及旅游活动增加等因素均利于其生成.由于疏松的微晶方解石亚层形成于洞穴开放之后,故推测洞穴开放后人为干扰所引起的洞穴环境改变,很可能是其突变发育的关键因素.     

纳米碳管宏观聚集体制备及非金属催化研究取得重要进展

多壁纳米碳管的批量制备大多采用化学气相沉积(CVD)工艺,在700～1100℃的高温下使用金属催化剂裂解烃类气源并形成碳原子核,继而在金属表面有序组装成空心管状结构.该工艺所得产品一般为密度轻、结构松散的粉末,后续洗涤、提纯、干燥、成型等操作难度较大.此外,纳米碳管粉体作为催化剂或催化载体使用时,粉末易在反应器内堆积,继而堵塞床层空隙、产生较大压力降、     

高速铁路用水泥乳化沥青砂浆

水泥乳化沥青(cement asphalt, CA)砂浆是高速铁路CRTS I型和II型板式无砟轨道的关键工程材料,对轨道结构动力学、耐久性及列车乘坐舒适性有重要影响.为满足我国高速铁路建设的重大需求,相关单位开展了CA砂浆的科技攻关,形成了具有自主知识产权的成套技术,有力地支撑了我国近7×103km板式无砟轨道结构的建设.本文简要介绍了我国高速铁路用CA砂浆的研发历程,主要从材料科学的角度,并结合工程实际,从高速铁路用CA砂浆的流变性能、早期变形行为、微观结构、力学性能与耐久性等方面进行了综合评述.     

粘性土微观结构定向性的x射线衍射研究

粘性土和粘土质沉积岩类是工程建设中常常碰到的土壤介质。1957年,陈宗基在《粘土的结构力学》一文中设想了土介质中片状颗粒的接触排列形式,并利用这种微观结构概念论述了粘土的一些基本特性,开创并推动了我国土壤微观结构力学的研究工作。本文主要讨论     

纳米固体钼、氮化二钼、钛、氮化钛的DSC分析

纳米固体材料是一种新型的类气体结构固体材料.结构上表现为既无长程有序又无短程有序.其构成通常是由超细颗粒(纳米级颗粒)在保持清洁表面的情况下压制成型,形成块状材料.由于颗粒很小,界面部分所占比例很大(可达20—50%左右).形成固体后,原来颗粒的自由表面成了材料内部的界面.这种结构,使得材料具有许多显著特征和优异性能.从热力学观点来看,这是一种亚稳态结构.     

静电相互作用对微乳液法制备核壳纳米颗粒的影响

在油包水(W/O)形成的反相微乳液中加入水溶性或亲水性材料形成内核, 并通过硅烷化试剂在微乳液中水解后形成三维网状结构的硅壳包被内核材料, 是制备核壳纳米颗粒的常规方法. 我们发现核壳二者的静电相互作用对制备具有稳定核壳结构的纳米颗粒有重要影响, 而内核材料的分子量大小以及包壳壳层厚度等传统意义上的重要因素与此并没有明显的关系. 当用传统方法难于形成稳定核壳结构纳米颗粒时, 可以通过改变实验条件, 调节相关材料的电荷极性来改善其稳定性, 从而为拓展核壳纳米颗粒的制备提供了实验与理论依据.