环境工程设计基础课程思政教学研究——以皮革企业废水处理工程设计为例

教师应将思想政治教育与专业课程教学紧密结合,以完成立德树人的根本任务。以“环境工程设计基础”课程为例,结合环境科学与工程专业特色及本课程特点,剖析了课程思政实践方面存在的问题,设计了该课程的思政目标,围绕家国情怀、文化素养、法治意识和道德修养总结提炼并融入课程思政元素。探索专业知识与课程思政在教学目标、教学方法及教学过程等环节深度融合的思路与方法。文中附上针对皮革企业废水处理工程设计教学案例,增加实践操作性,通过研究有助于强化学生正确三观的塑造。

常州地区水产养殖中地西泮残留检测及来源分析

本研究分析了水产养殖和垂钓中饲料、窝料、饵料、水样及水产品中地西泮(Diazepam,DZP)的存在情况,并建立了在线净化-液相色谱串联质谱定量检测方法。结果表明DZP含量在0.5~20.0μg/L间线性良好,相关系数(r^(2))均大于0.999;饵料、水样和水产品中定量限(Limit of quantitation,LOQ)分别为1.0μg/kg、0.5μg/L、1.0μg/kg;3种基质中1.0μg/kg、5.0μg/kg和10.0μg/kg 3个浓度水平的加标回收率分别为85.2%~106.5%、82.3%~108.0%、90.7%~116.0%,相对标准偏差(Relative standard deviation,RSD)分别为3.6%~5.1%、2.7%~4.3%、2.1%~2.6%。通过调查发现,7份养殖用饲料中均未检出DZP;28份垂钓中使用的窝料、饵料检出率达66.7%,浓度为2.2~213090.0μg/kg;10份诱鱼剂中均检出DZP,检出率达100%,浓度为637000.0~3471000.0μg/kg;27份水样中DZP检出率达85.2%,浓度为0.4~9.8μg/L和71份淡水鱼中DZP的检出率为54.9%,浓度为0.5~21.8μg/kg。由此可见窝料、饵料及诱鱼剂的使用可能是水体和水产品中DZP频繁检出的重要原因之一,对消费者食用安全和水产养殖行业的健康发展均具有潜在风险,亟需加强DZP监管和监测。

化工园区污染地块风险管控和修复施工过程环境管理要点分析

化工园区的污染土壤和地下水风险管控和修复过程以事后监管为主,缺少发现问题的机制和手段,这会导致污染场地修复过程中可能存在环境监管不严、二次污染等问题。传统管理体系未能有效指导污染土壤和地下水风险管控和修复施工过程的全过程监督,迫切需要总结实践经验,提炼规则,推动污染场地环境管理体系的有效实施。本文通过梳理风险管控和修复施工过程环境管理通用要求、土壤异位/原位修复施工过程环境管理以及地下水风险管控与修复施工过程环境管理,旨在初步探究土壤地下水风险管控和修复施工过程环境管理制度,促进污染地块治理修复工程科学化、规范化发展。

“双碳”背景下环境工程专业融入思政元素的探索——以“大气污染控制工程”为例

在“双碳”背景下,社会对高校环境工程相关专业的育人质量提出了更高要求。将思政元素融入环境专业课教育是实现“双碳”目标的重要手段。该文以环境工程专业的核心课程“大气污染控制工程”为例,从提升专业教师思政素养、加强案例教学、以技术创新为切入点、加强社会实践教育四个方面出发,剖析如何进一步打破专业课程与思政课程之间的壁垒,旨在提高高校立德树人质量,也为在其他环境工程类课程中融入思政元素提供了理论指导和实践借鉴。

环境影响评价课程思政教学改革探索

全方位推进高等院校课程思想政治建设,提高高等教育的人才培养质量。课程思想政治建设是一项系统工程,其中,专业课课程思是以专业知识作为载体,提升高校思想政治教育实效性和说服力的有效途径。以常州大学环境工程专业环境影响评价课程为例,分析了该课程课程思政建设过程中存在的问题,并给出了相应改进探索措施,以期为其他理工科专业课课程思政建设提供借鉴。

NH_(3)-HCl-H_(2)S环境下酸性水汽提装置流动腐蚀特性评估

酸性水汽提装置的塔盘和塔壁是易发生氯化铵结晶腐蚀和垢下腐蚀的高风险区域,严重影响装置安全可靠长期的稳定运行。针对某石化企业酸性水汽提塔中的塔盘及塔壁腐蚀减薄穿孔问题,基于PR(Peng-Robinson)状态方程和电离方程,采用Aspen Plus工艺模拟软件对酸性水汽提装置内多组分流体的流动腐蚀机理进行研究,分析汽提塔内部腐蚀性介质在各塔板数中的分布变化,并构建了铵盐结晶沉积腐蚀、垢下腐蚀相适应的预测评估模型,同时采用NRTL电解质模型分析液相中各离子浓度分布规律。研究结果表明:在第7、8、9层塔盘存在铵盐结晶,NH_(4)Cl初始结晶温度为42.73℃,铵盐结晶量约为7.10×10^(-49) kmol/h,在进料段以上塔段的NH_(4)HS浓度约为6%左右,具有一定流动腐蚀性,且NH3富集位置在第25层塔盘,汽提装置顶部存在一定的减薄和穿孔泄漏风险,计算结果与实际检修结果有较好的吻合性。

玉米秸秆制备乙酰丙酸乙酯环境影响评价

我国是农业大国,秸秆资源量丰富,废弃秸秆的能源化、资源化利用既能减轻环境压力又能促进经济发展。利用玉米秸秆制备液体燃料可部分替代化石燃料,已成为当前的研究热点。本文采用生命周期评价法,对玉米秸秆基乙酰丙酸乙酯的整个制备过程进行环境分析,量化其对环境的具体影响。结果表明:各阶段环境影响指数中,制备阶段的环境影响指数最大,其次是预处理阶段、收运阶段和生长阶段,且生长阶段对环境产生正向效益。对于全球变暖的影响,生长阶段有碳减排作用。对于酸化、富营养化以及能源消耗等方面,制备阶段的影响最为显著。玉米秸秆基乙酰丙酸乙酯制备全过程的环境影响评价可为生物质制备液体燃料技术的推广应用提供理论参考。

预拌流态固化土在管道工程的应用

针对管道工程回填材料不易碾压,压实度不易控制的问题,提出采用流态固化土工厂拌合、泵车运输、现场浇筑回填的工艺。试验段采用两次分层浇筑的工艺,管道未发生上浮、位移,第二天地基承载力特征值可达100kPa以上,7d、28d无侧限抗压强度达0.4MPa、0.8MPa,完全满足管道回填的相关要求,形成了流态固化土回填管道示范案例。

Bi-SnO_(2)电催化膜的制备及对饮用水中卡马西平的强化去除

以家用净水器活性炭滤芯为支撑体(Carbon membrane,CM),通过电沉积法制备Bi-SnO_(2)电催化膜(Bi-SnO_(2)/CM),通过电催化强化降解饮用水中的PPCPs.采用SEM、EDS、XRD分别对CM、SnO_(2)/CM和Bi-SnO_(2)/CM进行了结构表征,并利用Tafel、CV、EIS方法对3种膜的析氧电势、比电容和电化学阻抗等电化学特性进行表征,并选取卡马西平(Carbamazepine,CBZ)作为PPCPs代表物进行电催化效能试验研究.结果表明:采用电沉积-水热方法制备的Bi-SnO_(2)纳米颗粒的粒径尺寸约为27.2nm,可以很好地负载到活性炭滤芯表面,并制备出电化学性能优异的电催化膜,相比基膜其Tafel斜率由31.09mV/dec增至80.22mV/dec,电化学阻抗由1.03Ωcm^(2)降低为0.37Ωcm^(2),比电容也由0.689F/g增至2.635F/g.最终通过实验验证了其对卡马西平的降解效果,在静态循环实验中,Bi-SnO_(2)/CM对CBZ的去除率30min可达到97.3%,在运行1h后矿化率为59.2%,耗能为123.87kW·h/kgTOC,ΔTMP为0.177kPa.在连续运行时,Bi-SnO_(2)/CM对CBZ的去除率达93.7%,在运行1h后矿化率为35.2%,耗能为208.33kW·h/kgTOC,ΔTMP为0.613kPa.说明Bi-SnO_(2)/CM电催化膜具有良好的导电性、电催化活性和稳定性,同时对CBZ具有较好的去除效果.

微生物菌剂与秸秆对凹土尾矿壤质化改良试验研究

采矿留下的矿山创面存在诸多问题,且凹土尾矿综合利用率低。壤质化改良可提高尾矿资源化利用率,实现生态修复。研究采用盆栽试验对比改良前后凹土尾矿基本理化性质与壤质土养分比率的改变,分析壤质化尾矿对黑麦草生长特性的影响,结合团聚体分析与电镜扫描探究土壤结构变化机理。研究结果显示:微生物菌剂与秸秆的复合作用能够显著降低尾矿的pH值、电导率和体积质量,增加孔隙度与保水性,并改善基质养分比率。其中,有机质、氮、磷、钾质量比分别最高可达9.7 g/kg、158.2 mg/kg、82.8 mg/kg、224.6 mg/kg;与对照组相比,黑麦草的发芽率增加10.0百分点、株高增加56.7%,根长增加55.0%。改良壤质尾矿中的大团聚体含量比对照组提高了14.3%,微观状态下观察到形成了稳定的团聚体结构与覆盖层。

粉煤灰掺量对直通孔型再生透水混凝土抗盐冻及透水性能的影响

采用相对动弹模量、抗压强度、透水系数和微观试验,分析了在复杂冻融环境下(5%NaCl、5%Na_(2)SO_(4)和5%NaCl+5%Na_(2)SO_(4))不同粉煤灰掺量(0、10%、20%和30%)对直通孔型再生透水混凝土抗盐冻及透水性能的影响。结果表明:粉煤灰加剧混凝土在5%NaCl溶液中的冻融损伤,适量粉煤灰(10%和20%)可以提高混凝土在5%Na_(2)SO_(4)和5%NaCl+5%Na_(2)SO_(4)溶液下的抗冻效果。经过200次盐冻后,透水系数的结果均大于初始值且满足规范要求。在含硫酸钠的环境中,侵蚀产物在冻融初期有利于增加混凝土基体密实度。直通孔型再生透水混凝土在盐冻环境中具备良好的耐久性能和透水效果,可在复杂盐冻地区推广使用。

砂质土与建筑垃圾制备可控性低强度材料

利用砂质土与建筑垃圾细骨料复掺制备可控性低强度材料(CLSM),研究了砂质土与建筑垃圾细骨料不同质量比下CLSM的流动度、泌水率、凝结时间和抗压强度的变化规律,并通过XRD和SEM探究物相组成和微观形貌。结果表明,随着砂质土与建筑垃圾细骨料质量比的降低,CLSM的泌水率及流动度减小、凝结时间缩短、抗压强度提高。利用砂质土与建筑垃圾细骨料复掺解决了泌水率高的问题,且当两者质量比为1∶1时,流动度、泌水率、凝结时间和抗压强度符合市政管道回填施工要求。

Co-MOFs衍生的钴基化合物催化氧化典型VOCs研究进展

基于催化氧化技术在挥发性有机化合物(VOCs)末端治理方面有极高的效率,以及近年来金属有机骨架(MOFs)衍生的钴基化合物在催化氧化VOCs中的优异表现,文章总结了4种典型的钴基MOFs(ZIF-67,ZSA-1,Co-MOF-71和Co-MOF-74)及其衍生的钴基催化剂的组成与制备方法,并综述了其衍生物催化氧化几种典型VOCs(甲苯、邻二甲苯、甲醛和丙酮)的研究进展。最后归纳了反应过程中空速和湿度等因素对钴基化合物催化氧化VOCs的影响,探讨了MOFs衍生的钴基催化剂的反应机理,并对MOFs衍生的钴基催化剂在VOCs氧化中的研究进行了展望。

改良MVR蒸发器在煤矿超高矿化度浓水处理中的应用

反渗透工艺是目前处理高矿化度矿井水常用的工艺,该工艺浓缩分质后会产生超高矿化度的氯化钠、硫酸钠浓缩盐水。这种浓缩盐水只能蒸发结晶处理后方可排放,传统的蒸发结晶工艺由于能耗非常高限制了其应用。近来年,相对能耗较低的MVR蒸发结晶工艺在国内外得到较多应用。针对煤矿矿井水浓缩的超高矿化度特点,在MVR工艺的基础上对蒸发器进行改良,增设由高温超导材料制成的原液预热器,进一步提高传热效率。改良制造的MVR蒸发器(150 kg/h)应用于陕西小纪汗煤矿超高矿化度浓水的应用试验中,传热面积由2.80 m^(2)提高至4.89 m^(2),蒸汽消耗量由179.40 kg/h减少到149.85 kg/h,每小时节约30 kg蒸汽,折合标准煤约2.8 kg,节能及碳减排效益显著。

弃土基可控性低强度材料静态力学特性及孔隙分布特征

针对大规模的水利水电项目通常需要一定量的土地用于建设水库、水电站等基础设施,导致产生大量的工程弃土,利用开挖弃土制备土基可控性低强度材料,采用数字图像相关技术(digitalimage correlation,DIC)和声发射技术(acoustic emission,AE)监测试件破坏特征以及损伤演化机制,通过压汞法(mercury intrusion porosimetry,MIP)和扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)观察试件内部孔隙分布特征。结果表明,试件受压破坏后呈现完全破碎形态,裂缝在贯穿试件的过程中沿着最初方向持续发展,荷载到达峰值后裂缝发展主要以延伸为主直至破坏,试件内部拉伸破坏和剪切破坏并无明显区别。试件内部孔隙率较高,孔隙较大,整体黏结性较低,部分孔隙有水化产物充填,在加载过程中起连结作用。本研究为科学调控弃土基可控性低强度材料力学性能提供参考。

废弃风机叶片微波热解制取酚类化学品及再生纤维

随着风电装备更新换代和早期机组批量废弃,风机叶片新型固废产量剧增。热解是复合材料资源化利用的有效方法,现有热解相关研究以纤维材料高质回收为主,然而树脂基体热解产物缺乏分离与高值利用评价。采用微波热解反应器处理废弃风机叶片实现纤维与树脂基体高值回收,考察不同反应条件(热解温度、微波功率)对树脂基体分解效率以及产物分布的影响规律,并通过Aspen Plus软件模拟可溶性产物分馏制备单酚化合物、未分离低值组分与不凝气燃烧供热过程。结果表明,在反应温度450℃和微波功率500 W时,环氧树脂热解可溶性产物产率最高(71%),可直接利用单酚化合物选择性最高(60.34%),经分离回收制备高值苯酚与异丙基苯酚。对该工艺回收废弃风机叶片进行物质流分析,评估过程经济效益,证明分离的高值单酚化合物与再生纤维可实现正向收益。

蚯蚓对2,4-DCP污染土壤的毒性响应及微生物群落影响

2.4-二氯苯酚(2.4-DCP)作为合成农药、医药的中间体,在我国广泛生产和使用,其生态危害性已引起广泛关注.然而,关于土壤动物、微生物对2.4-DCP的毒性响应知之尚少.基于此,本研究以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为受试生物,从致死浓度、抗氧化系统、病理学和行为特征角度评价2.4-DCP对蚯蚓的毒性,通过高通量测序分析土壤微生物群落变化.此外,还探讨了蚯蚓对土壤中2.4-DCP的降解动力学和微生物多样性影响.结果表明,2.4-DCP对蚯蚓7 d半致死浓度(LC_(50))值为29.55 mg·kg^(-1),14 d为28.76 mg·kg^(-1);蚯蚓体内超氧化物歧化酶(SOD)随暴露时间、浓度增加总体呈下降趋势(P<0.01),而过氧化氢酶(CAT)和丙二醛(MDA)呈缓慢上升趋势(P<0.01);当2.4-DCP暴露浓度为15 mg·kg^(-1)时,14 d可使蚯蚓表皮细胞发生凹陷并破裂,浓度达到25 mg·kg^(-1)时,蚯蚓表皮细胞丧失规则细胞排列结构,肠上皮细胞发生细胞间隙扩大和破裂现象;2.4-DCP浓度越高,对蚯蚓的行为特征影响越明显;2.4-DCP在添加蚯蚓和未添加蚯蚓土壤中的降解动力学均符合一级动力学模型,在添加蚯蚓土壤中的降解速率(0.20 d^(-1))明显高于未添加(0.08 d^(-1));2.4-DCP可抑制土壤微生物群落多样性,但蚯蚓活动、蚓粪的产生可分别增加土壤中一些具有降解有机物功能的好氧、厌氧菌属丰度.本研究旨在揭示2.4-DCP与土壤动物及微生物的相互作用关系,为综合评价2.4-DCP的毒性和风险提供理论参考.

课程思政背景下土壤污染修复技术课程教学改革探索

土壤污染修复技术是一门涵盖土壤物质组成、理化性质、污染控制与修复“全过程”的专业课程,如何在课程讲解过程中培养学生的职业认同感及使命感,是实现课程思政教育的重点。该课程以培养学生解决实际土壤污染问题为导向,针对国家目前对土壤污染修复领域的科学技术和人才需求,将专业课程与思政教育有机结合,以理论教学为基础,设计实践为重点,创新教学方法,突出以学生为中心的教学原则,结合“成果导向”(OBE)的教育理念,开展以学生为中心的多种教学形式,引导学生积极参与,培养学生学以致用的家国情怀和使命担当意识。

不同前驱体制备的碳化氮材料电化学选择性还原四价锡离子

分别以三聚氰胺、尿素、碳酸胍和硫脲为原料,通过热解法制备了碳化氮(CN)材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和氮气吸附-脱附测试对其进行了详细表征。将由该材料制备的电极作为阴极,铂片作为对电极,在酸性溶液中电催化选择性还原Sn(Ⅳ)。与铜片、石墨板、钌铱钛板等常见阴极电极材料相比,CN不仅在双电极电解池中具有较低的电势,且在酸性溶液中稳定,可以实现将Sn(Ⅳ)选择性还原为Sn(Ⅱ)。

玻璃粉和生物炭对砂浆塑性收缩及开裂行为的影响

为探究可再生材料对砂浆塑性收缩及开裂的影响,本文选取玻璃粉和生物炭两种可再生材料,采用数字图像相关技术(DIC)定量评估不同掺量(2%、4%、6%,占水泥质量分数)玻璃粉和生物炭对砂浆塑性收缩和开裂行为的影响。结果表明,掺玻璃粉和生物炭组砂浆最大裂缝宽度均小于未添加玻璃粉和生物炭的对照组,因此添加2%~6%玻璃粉或生物炭对砂浆的塑性收缩及开裂均起到积极作用。玻璃粉表面光滑疏水,提高了砂浆的流动性,其填充效应和火山灰活性减缓了塑性收缩。生物炭具有多孔结构和吸水性,降低了砂浆的流动性,有效减缓了塑性收缩。