Characterization of waterborne polyurethane adhesives containing different amounts of ionic groups
英文翻译

人工湿地处理潜在的富营养化水:对中国太湖湖证据林丰李的A,B,研发,英豪李一,迪利普库马尔比斯瓦斯1,月刚念ç,蒋高明1,*对植被与环境变化,植物,中国科学院,北京100093,中国公关研究所重点实验室b农学院广东海洋大学,湛江524088,公关中国C中文研究院环境科学学院,北京100012,公关中国Ḏ中国科学院研究生院,北京100049中国100049收到2006年9月29日,在经修订的形式收到的07年4月4日,接受2007年4月4日可在线2007年5月25日摘要三个平行单位的试点规模人工湿地(凭单),即垂直潜流(VSF)的,水平潜流(HSF)和自由水面流(鱼类和野生生物)湿地的试验,以评估净化太湖富营养化水体的能力,中国。
湖水在不断地泵的水力负荷率0.64博士每次治疗1到凭单。
一年的表现屏幕显示,化学需氧量(COD),氨氮平均去除率ðNHþ4- NÞ,硝酸盐氮感言3 NÞ,总氮(TN)和总磷(TP)的是17-40%,23 - 46%,34-65%,20-52%和35-66%,分别为。
那个粘胶短纤和HSF显示,除NHþ4养分去除统计类似的高潜力氮,前者为14%,高于是后者。
然而,FWS的湿地显示效果相比,至少在高水力负荷率的粘胶短纤和HSF。
粘胶短纤平均在大埔污水浓度(0.056毫克蜇1)和HSF(0.052毫克蜇1)湖泊几乎达到了三级(60.05毫克L 1和储层)中国水水质标准。
湿地植物(蒲黄)生长良好,在这三个凭单。
我们注意到,植物吸收和存储都是为氮和磷的三个凭单负责清除的重要因素。
然而,收获地上生物量的20%贡献N和57全氮和鱼类和野生生物湿地去除磷%P,而它只占5%和7%N和14%和17全氮和粘胶短纤和HSF凭单,分别取消磷%P。
我们的研究结果表明,人工湿地处理很可能在太湖富营养化湖泊水域。
如果土地被认为是限制,粘胶短纤和HSF是比较合适的在较高的比鱼类和野生生物水力负荷率。
藻源型湖泛发生过程水色变化规律

中国环境科学 2015,35(2):524~532 China Environmental Science 藻源型湖泛发生过程水色变化规律李佐琛1,2,段洪涛2∗,张玉超2,邵世光2,3,马荣华2 (1.西北大学城市与环境学院,陕西西安 7101271;2.中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室,江苏南京 210008;3.河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京 210008)摘要:利用Y-型沉积物再悬浮发生模拟装置,模拟湖泛发生过程,分析水体吸收特性变化特征;同时,利用Hydrolight和CIE颜色匹配函数模拟水体颜色,分析湖泛水色变化规律.结果表明:在湖泛发生过程中,可溶性有色物质(CDOM)浓度(a g)不断增大,无机颗粒物浓度及吸收(a d)总体呈减小的趋势,而浮游植物色素浓度及吸收(a ph)随时间变化不规律;基于Hydrolight模拟湖泛水体,离水辐亮度(L w)和遥感反射比(R rs)均随时间不断变小;3)另外,随SPIM或a g(443)的变大,水体颜色逐渐由绿色变为棕色.当SPIM增至40mg/L时,水体呈现棕色;当a g(443)达到10m-1时,水体呈现红棕色.通过研究湖泛发生过程水体光学特性和水色变化规律,有助于构建高精度的湖泛遥感监测模型.关键词:湖泛;吸收特性;离水辐亮度;遥感反射比;水色中图分类号:X524 文献标识码:A 文章编号:1000-6923(2015)02-0524-09Variations in optical properties and water color during the formation of black bloom waters: a laboratory experiment. LI Zuo-chen1,2, DUAN Hong-tao2∗, ZHANG Yu-chao2, SHAO Shi-guang2,3, MA Rong-hua2 (1.College of Urban and Environmental Science, Northwest University, Xi’an 710127, China;2.State Key Laboratory of Lake Science and Environment, Nanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China;3.College of Hydrology and Water Resources, Hohai University, Nanjing 210098, China). China Environmental Science, 2015,35(2):524~532Abstract:In the summer of 2007, a bloom of black water in Lake Taihu entered into the potable water supply of Wuxi city and left more than 1million people lack of drinking water. Recent evidence shows that these blooms involve massive production of dissolved organic carbon, most likely from inorganic carbon fixed in cyanobacterial blooms. Because blooms have limited spatial and temporal distributions, it is difficult to monitor them in situ. Remote sensing provides a new opportunity to monitor this complex carbon transformation. However, little is known about the temporal dynamics of optical properties of black bloom formation. In this study, we analyzed the daily transformation of particulate organic material to dissolved organic material, closely monitoring optical changes and water color during the simulation of a black water bloom in the laboratory. Results showed that during black water bloom formation: 1) CDOM absorption increased significantly, while absorption from suspended particulate inorganic matter decreased. 2) Phytoplankton pigments absorption (a ph) varied over time. 3) Simulated water-leaving radiance and remote sensing reflectance decreased, allowingto examine spectral variations and water color in relation to bloom formation. These changes in optical properties of black bloom provided new opportunities to monitor these processes in lake conditions using remote sensing.Key word:black bloom;absorption characteristics;water leaving radiance;remote sensing reflectance;water color藻源型湖泛是指湖泊富营养化水体在藻类大量暴发、积聚和死亡后,在适宜的气象、水文条件下,与底泥中的有机物在缺氧和厌氧条件下产生生化反应,释放硫化物、甲烷和二甲基三硫等硫醚类物质,形成褐黑色伴有恶臭的黑水团,从而导致水体水质迅速恶化、生态系统受到严重破坏的现象[1].从20世纪90年代以来,太湖北部水收稿日期:2014-06-12基金项目:国家自然科学基金(41171271, 41431176).* 责任作者, 研究员, htduan@2期李佐琛等:藻源型湖泛发生过程水色变化规律 525域就时常出现湖泛[2].而除太湖北部湖区外,滇池福保湾的大清河口和海河口、巢湖的十五里河口和塘西河口也多次发生湖泛现象.目前,富营养化湖泊水色遥感的研究主要集中在浮游植物色素(叶绿素a和藻蓝素)浓度、蓝藻水华遥感监测等方面[3].实际上,相对于蓝藻水华本身的危害,湖泛对于水体水质和水源地饮用水安全影响更为直接,危害更大.湖泛发生具有随机性、持续时间短、难以扑捉等特点.目前太湖湖泛的监测主要还是以人工巡查为主,耗费了大量的人力物力[4].遥感具有监测范围广、速度快、成本低和便于进行长期动态监测的优势,已经在湖泊蓝藻水华的监测中发挥了巨大的作用.湖泛的发生最明显的现象就是水体发黑[1],与正常水体和蓝藻水华发生区域具有较为明显的光谱差异,因此,遥感可以用于湖泛的监测,发挥更大的优势.利用遥感方法研究黑水团,最早开始于1993年,研究者利用Landsat TM影像成功的识别出了新加坡一个河口的黑水区域[5].随后,不同学者针对不同区域的黑水团,如佛罗里达礁群(Florida Keys)[6-7]、圣约翰河(the Lower St. Johns River)[8]和波罗的海[9]等进行了研究,发现该类水体中有色可溶性有机物(CDOM)含量普遍偏高.但我国学者何贤强等[10]在我国长江口东南海域黑水区域研究发现,黑水水域CDOM含量相对于其他水体并不显著增高,黑水现象主要是由于颗粒后向散射系数值极小造成的.对于太湖黑水团的遥感研究,目前只有Duan等[11]通过在现场采集黑水团水体,揭示了湖泛发生时水体CDOM含量显著高于普通水体,而无机颗粒物浓度普遍偏低(无机颗粒物控制着水体的后向散射);因此,二者的共同贡献造成了水体的低散射、高吸收,导致湖泛水体反射率显著低于周边正常水体而呈现黑色.水色遥感研究只有以水体光学特性为基础,才能保证水色参数浓度反演的精度.易梅森等[12]对浮游植物降解消亡过程中水体光学特性的变化进行了研究,但是,对于湖泛引起的黑水团现象,特别是从大量藻颗粒聚集的绿色水体,到湖泛形成后水体呈现黑色,这一生态过程中水体光学特性的变化,目前研究仍十分欠缺.本文通过Y-型沉积物再悬浮发生模拟装置[13-14],通过向其中添加藻颗粒和底泥沉积物,模拟湖泛发生过程,分析其中水色参数光学特性变化规律;同时,利用Hydrolight和CIE颜色匹配函数,模拟单个参数梯度变化时的离水辐亮度和遥感反射比,并对水体颜色进行模型推演,探讨湖泛发生过程中的水色变化规律,从而为湖泛卫星遥感监测提供参考.1材料与方法1.1 采样地点与方法实验所需的底泥沉积物、湖水以及蓝藻颗粒,2013年9月在太湖月亮湾水域同步采集.月亮湾位于太湖北部梅梁湾与竺山湾之间,北靠马山,南面为太湖开阔区域,面积约10.51km2.此水域近几年来多次发生湖泛现象[2],以此做为采样地点具有较大代表性.实验所用蓝藻颗粒通过25号浮游生物网采集,湖水通过25L聚乙烯桶收集;沉积物则使用重力式沉积物采泥器(Φ110mm,L50cm),采集30cm 左右沉积物柱状样,并带原位上覆水约20cm,用橡胶塞将柱状样塞紧保存.在整个采集过程中要保证沉积物界面无扰动.1.2实验方法及模拟条件控制1.2.1湖泛发生模拟装置利用位于中国科学院南京地理与湖泊研究所Y—型沉积物再悬浮发生模拟装置[13]模拟.此装置可以实现浅水湖泊实际水深及不同风浪作用下沉积物—水界面间一些物理、化学、生物过程的模拟,具有室内良好再现浅水湖泊水动力过程及沉积物再悬浮等过程的功能[14],已证明可以成功模拟湖泛发生过程.1.2.2实验方案将采集的沉积物柱状样上半部分20cm分别装入模拟装置的模拟柱中(图1),并以无扰动法加入采集的湖水,使水深达到与实际湖泊水深相似的180cm,最后在每柱中加入47.5g(约5000g/m2)采集的蓝藻颗粒.在模拟过程中,环境温度控制在(29±1)℃;风速则通过Y-型沉积物再悬浮发生装置模拟,控制该装置上部扰526 中 国 环 境 科 学 35卷动电机7Hz 、下部扰动电机6.4Hz 的扰动频率配合产生风浪,此过程相当与模拟太湖常见的3.2m/s 的风速[14],每日下午模拟风浪过程并持续4h;整个过程保持自然光照.为了更准确的描述黑水团形成过程,样品静置24h 后,开始采集,每组每天1次,共计6d.采集后的水样,过滤后冷冻保存,待试验全部结束后统一进行了分析.图1 Y —型沉积物再悬浮发生模拟装置Fig.1 Sketch of the Y -shape apparatus used for the blackwater simulation1.3 样品测定与分析吸收系数的测定:总悬浮颗粒物吸收系数(a p )的测定,用直径47mm 的GF/F 膜(孔径0.7µm)过滤水样,使用岛津UV -2600紫外可见分光光度计测量滤膜上颗粒物的吸光度,用同样湿润程度的空白膜做对比,再通过Cleveland 等[15]提出的公式进行放大因子校正,计算得出a p (λ).非色素颗粒物吸收系数(a d )的测定,用次氯酸钠[16]将上述载有总悬浮颗粒物的滤膜漂白15min 左右,去除膜上藻类的色素,然后按同样的方法测量计算得出a d (λ).浮游藻类色素的吸收系数(a ph ),只需将总悬浮颗粒物吸收系数与非色素颗粒物吸收系数线性相减,即a ph (λ)=a p (λ)-a d (λ).有色可溶性有机物(CDOM)吸收系数(a g )的测定,用孔径22µm 的minipore 膜过滤水样,在UV -2600上测量滤液的吸光度,用空白做对比,然后根据Bricaud 等[17]提出的方法对散射效应进行校正,并计算得到a g (λ). 水色参数浓度的测定:叶绿素a 浓度(Chl -a)的测定,用GF/C 膜(孔径1.2µm)过滤水样,将滤膜反复冻融进行细胞破碎,用90%丙酮溶液提取叶绿素,依次测定750,664,647,630nm 波长处的吸光度,最后计算得出叶绿素a 的浓度.无机颗粒物(SPIM)浓度的测定,采用GB 11901-89的烘干称重法.溶解性有机碳(DOC)的测定,依据ISO 8245-1999,用烧过的GF/F 膜对水样进行过滤,在1020型TOC 仪对滤清液进行测量.利用溶解氧仪和便携式氧化还原电位仪分别测定水体溶解氧(DO)和氧化还原电位值(E h). 1.4 水色推演1.4.1 Hydrolight 模拟 Hydrolight 是基于《Light and Water 》编写的辐射传输模型,采用不变嵌入法(Invariant Imbedding)来解译辐射传输方程[18]. Hydrolight 被用来估算由于CDOM 、Chl -a 、SPIM 浓度等水色参数变化而各自改变的离水辐亮度(L w )、遥感反射比(R rs )等.本次模拟采用的a g (440)、Chl -a 、SPIM 浓度参数均来自湖泛模拟过程中实测所得,比吸收系数和比散射系数采取太湖夏季野外测量的平均数据,风速为3.2m/s,深度采取太湖均深1.9m [19],太阳天顶角取30度,范围为400~700nm,间隔5nm.1.4.2 颜色模型 国际照明委员会(CIE)开发了一个普遍公认的比色法坐标系统,光的光谱强度分布可用于导出Y 来表示亮度或照度,以及2个色度参数x 、y 表分别代表色调和饱和度[20].该系统基于颜色匹配函数(三色函数),一般说来是由类主体衍生的并且被认为是合理和可重复的.CIE 颜色分量被估计成辐射光谱和三色函数在可见光谱(400~700nm)综合的产物.以经验系数0.4产生的色彩为RGB 颜色系统亮度范围的中点,并能充分模拟水体的颜色.将CIE 坐标系中的X 、Y 和Z 值,用基于色度坐标和标准电脑显示器基准白的矩阵转换为RGB 基元[21].可通过Dierssen 等[22]提出的Matlab 代码来实现将L w 转化为RGB 基元,再量化为颜色.2 结果与讨论2.1 水体化学物质变化由表可见,水体中DO 值虽然随时间变化并不规律,但其值都小于0.7mg/L,说明湖泛发生过2期李佐琛等:藻源型湖泛发生过程水色变化规律 527程中水体是处于厌氧状态的.而E h值在前期逐渐变小,后期基本趋于稳定,水体呈强还原性状态.SPIM在整体上呈现减小的趋势,而Chl-a的变化较为复杂.从数据上看,藻类在湖泛发生过程中,仍在生长,第4d达到最高值;随后浓度开始减小,分解变为主导;SPIM在第5d后稍有增加,也佐证了藻类分解成为主流.DOC的变化不规律,其值出现反复,可能是由于碳的来源较多,在藻类厌氧分解过程中贡献不同造成的.湖泛发生过程中由于藻类的死亡分解,释放出大量有机物,部分有机物以可溶态存在水体中,导致水中DOC和CDOM增大;同时,有机物进一步分解,消耗大量的溶解氧,使得水体呈现厌氧还原状态.在厌氧(低DO、E h)状态下,加剧了物质的还原分解,使得SPIM发生变化.表1水体中各生物光学、水质等参数值Table 1 Bio-optical water quality parameters of blackwater参数1d 2d 3d 4d 5d 6d E h(mV) -19.17 -211.50 -236.17-259.83-259.83-259.00 DO(mg/L) 0.42 0.63 0.62 0.48 0.53 0.55 SPIM(mg/L)19.60 12.67 8.67 8.83 9.50 9.67 Chl-a(g/L) 39.80 33.39 51.2851.8833.6730.77 DOC 6.33 8.02 7.86 9.00 8.75 8.88 a ph(443) 2.51 2.14 2.98 2.74 2.52 2.75 a ph(665) 0.93 0.73 1.04 0.81 0.67 0.72a d(443) 1.85 1.57 1.27 0.71 1.02 1.12a g(443) 1.00 1.97 1.91 2.88 3.04 3.01a t(443) 5.36 5.68 6.16 6.33 6.58 6.88 a*ph(443)0.06 0.06 0.06 0.05 0.08 0.09 a*ph(665)0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 a*d(443) 0.10 0.12 0.15 0.08 0.11 0.12 a*g(443)0.16 0.25 0.24 0.32 0.35 0.34 2.2水体光学吸收特性变化2.2.1浮游植物色素吸收系数(a ph) 浮游植物色素吸收,取决于藻类生长状况;在黑水团形成的过程中,藻类生长状况的复杂性决定了a ph呈现不规律变化(图2).藻类的生长状况主要取决于水体中的DO和营养盐浓度高低.实验开始时,水柱中DO均保持一个较高水平,为藻类生长提供良好的环境;随着水中DO的降低,水体处于缺氧、厌氧阶段,藻类出现死亡降解的现象.藻类的死亡分解又会产生大量营养盐,未死亡藻类依靠这些养分而出现暴发生长,导致后期a ph出现不规律性变化[23].波长(nm)321ap h(m-1)400500600 700a1d3d5d6d2d4d123 4 5 6123时间(d)a ph(443)a ph (665)bap h(m-1)图2 浮游藻类的(a)吸收曲线及(b)a ph (443)、a ph (665)随时间的变化Fig.2 Phytoplankton (a) absorption spectral; (b) variation of a ph (443) and a ph (665) with time如图3所示,相关系数a ph(443)<a ph(665),说明黑水团发生过程水体的浮游藻类吸收系数并不仅由Chl-a决定的,应该还有其它色素的影响.从图2可以得知,在蓝光波段除第1d的吸收峰值出现在443nm处外,其他天数的吸收峰都出现偏移,这是由于在黑水团形成过程中,水质下降造成浮游植物细胞破碎死亡,其原本所含的叶绿素也跟着被破坏,而转变成脱镁叶绿素,随脱镁叶绿素占色素总浓度比例的增大,浮游植物吸收曲线上蓝光吸收峰偏离443nm波段,逐渐向412nm波段靠近,蓝光波段吸收峰的高度由脱镁叶绿素浓度决定,而红光波段吸收峰的高度由Chl-a浓度决定[24].528中 国 环 境 科 学 35卷1.0 1.52.0 2.53.0 3.54.0 4.55.0 5.5C h l -a (µg /L )a ph (443)(m -1)0.0 0.4 0.81.21.6C h l -a (µg /L )a ph (665)(m -1)图3 浮游藻类吸收系数与Chl -a 之间的关系 Fig.3 Relationships b etween Chl -a and a ph (443), a ph (665)(a) a ph (443); (b)a ph (665)2.2.2 非色素颗粒物吸收系数(a d ) 非色素颗粒物吸收光谱曲线在400~700nm 不断减小,呈指数衰减形式,700nm 后逐渐趋近于零;且波长越短,不同样本间吸收系数变化趋势越大(图4a).a d (443)随黑水团的发生呈先减小后增大的趋势(图4b).这是由于藻类的生长和死亡分解过程,消耗大量的氧气,导致水体中DO 含量持续降低,进而使水体呈强还原环境,使水中的无机矿物质和部分有机物被还原分解.在前期,分解速率远远大于生成速率,所以使得水体中的非色素颗粒物的含量减小;而到后期当其分解速率减小,生成速率变大,使得水体中颗粒物的含量出现增大的现象[25-26].a d (443)与无机悬浮颗粒物(SPIM)相关性分析发现,a d (443)与SPIM 呈现弱相关性(R 2=0.31, P <0.01)(图5),说明湖泛形成过程中蓝藻降解除生成无机颗粒物外,还伴随产生大量的非色素有机颗粒物. 2.2.3 CDOM 吸收系数(a g ) CDOM 吸收光谱曲线,与非色素颗粒物光谱特征相似,呈指数衰减趋势,700nm 处趋近于零(图6).由于CDOM 吸收系数在短波处差异较大,通常用443nm 波长处的吸收系数a g (443)来表现CDOM 的浓度[27].水体中蓝藻颗粒降解是CDOM 的主要来源[28],随着黑水团发生过程中藻类的不断死亡降解,a g (443)呈不断增大的趋势,其范围为1.00~3.04m -1,均值为(2.22±0.78)m -1(图6b),远超一般正常水体.400500600 700波长(nm) a d(m -1)123 4 5 6012时间(d) ba d(443)(m -1)图4 非色素颗粒物的(a)吸收曲线及(b)a d (443)随时间的变化 Fig.4 De -pigmented particle: (a) absorption spectral; (b)variation of a d (443) with time 01 2 306121824S P I M (m g /L )a d (443)(m -1)图5 无机悬浮颗粒物浓度与非色素颗粒物吸收系数的关系Fig.5 Relationships between SPIM and a d (443)2期李佐琛等:藻源型湖泛发生过程水色变化规律 52964 2a g(m -1)a400 500 600700波长(nm) 13 5 62 41 2 345 60.00.7 1.4 2.1 2.8 3.5 a d(443)(m -1)时间(d)b图6 CDOM 的(a)吸收曲线及(b)a g (443)随时间的变化 Fig.6 CDOM: (a) absorption spectral; (b) variation ofa g (443) with time2.2.4 水体总吸收系数(a t (λ))随湖泛的发生,水体的光谱吸收曲线变化(图7a),除在675nm 处有明显的吸收峰,其他波段呈指数衰减.随着时间的变化,光谱吸收系数越来越大.第1d 的吸收系数最小,其在400~700nm 变化范围为0.33~7.21m -1,平均值为2.36m -1;吸收系数的最大值出现在第6d,在400~700nm 的变化范围为0.31~10.12m -1,平均值为3.13m -1.总体上,无机颗粒物对总吸收的贡献率要小于浮游植物和CDOM;而且随着试验的进行,CDOM 对总吸收的贡献率明显增大,在水体发黑时占绝对主导地位(图7b).2.3 湖泛发生过程水色推演2.3.1 表观光学量 遥感反射比(R rs )和离水辐亮度(L w )与水色物质浓度、吸收系数a 和后向散射系数b 等遵守严格的辐射传输方程:rs 2()()()b b b ft R Qn a b λλλ=×+ (1) 其中:a (λ)是不同波长的吸收系数;b b (λ)是不同波长的后向散射系数;f/Q ,是太阳天顶角函数,取值约为0.0945或0.0922;t /n 2=0.54.400500600 700波长(nm) a t(m -1)(443)a d (443)图7 (a)水体光谱吸收系数(a t (λ))与(b)不同颗粒物对总吸收的贡献率Fig.7 (a) absorption spectral; (b) relative contributions of the three optically significant constituents to non -water total absorption coefficient 在湖泛发生过程中,水体的遥感反射比(R rs )和离水辐亮度(L w )变化趋势相似,随时间不断变小(图8).在湖泛形成过程中,水中的无机颗粒物含量在不断减小,导致水体对光的散射作用减小,即b b 较小;同时大量藻类的分解,使得水中CDOM 的含量增多,水体对光的吸收作用加强,a明显增加.两者的共同作用导致发生湖泛的水体反射率逐渐降低,并最终显著低于正常水体;在强背景的衬托下,低反射率湖泛水体相对呈现黑色,变成黑水团[11].2.3.2 梯度模拟中的表观光学量.通过Hydrolight 模拟不同梯度Chl -a 、SPIM 和a g (440)下的L w 和R rs ,当模拟某个参数变化时,其他参数取平均值.由于颗粒物的强散射作用,随着Chl -a浓度的增加,L w 和R rs 相应变大(图9);随着a g (440)530 中 国 环 境 科 学 35卷的增加,L w 和R rs 相应不断变小,这是由于CDOM 的强吸收,低散射特性(图11).由于SPIM 既主导后向散射,又有吸收作用,所以SPIM 浓度的增加,对表观光学量的变化影响较为复杂,在400~ 540nm, L w 和R rs 相应变小但变化趋势不明显,而在540~700nm, L w 和R rs 相应变大(图10).400 500600 700波长(nm)R rs (S r -1)400500600 7000.020.040.06波长(nm) b. L wL W(w m -2⋅n m -1⋅S r -1)1d2d 3d 4d 5d 6d0.08图8 湖泛发生过程中R rs 和L w 光谱曲线Fig.8 Changes of spectral during laboratory simulations: (a) reflectance and (b) water -leaving radiance400 500600 7000.000.010.02 0.03 0.04 波长(nm)a. R rsR rs (S r -1)从下至上依次为0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60µg/L400500600 7000.000.020.040.06波长(nm)b. L wL w[W /(m 2⋅n m ⋅S r )]从下至上依次为 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60µg/L图9 不同Chl -a 浓度下的R rs 和L w 光谱曲线 Fig.9 R rs and L w of Chl -a between 0and 60µg/L400 500600 7000.010.020.030.04波长(nm)a. R rsR rs (S r -1)从下至上依次为4, 7, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 31, 34, 37, 40mg/L400500600 7000.010.020.030.040.05波长(nm)b. L wL w[W /(m 2⋅n m ⋅S r )]从下至上依次为4, 7, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28,31, 34, 37, 40mg/L图10 不同SPIM 浓度下的R rs 和L w 光谱曲线 Fig.10 SPIM between 0and 60mg/L: R rs and L w2.3.3 色彩推演 水色变化受多种因素条件的影响,但为了探究水色物质组成变化而引起的水色绝对变化,没有考虑其他外界条件.在相同背景情况下,水体颜色的变化是由于离水辐亮度等直2期 李佐琛等:藻源型湖泛发生过程水色变化规律 531接变化引起的.本文根据Dierssen 提出的Matlab 代码,将L w 转化为RGB 颜色,推演得出的是在不受太阳耀斑和明亮天空作对比的影响下,人眼正面朝下观测到的水色.400 500600 7000.000.010.02 0.03 0.04 0.05波长(nm)a. R rsR rs (S r -1)从上至下依次为0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12m -1400500600 7000.000.010.020.030.040.050.060.07波长(nm)b. L wL w [W /(m 2⋅n m ⋅S r )]从上至下依次为 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 m -1图11 不同浓度a g (443)下的R rs 和L w 光谱曲线 Fig.11 a g (443) between 0and 12m -1: (a) R rs ; (b) L waChl -a(µg/L)bSPIM(mg/L)ca g (443)(m -1)图12 Chl -a 、SPIM 浓度及CDOM 变化Fig.12 Surface color based on water -leaving radiance using the CIE color matching functions: (a) Chl -a; (b) SPIM (c)CDOM(a)Chl -a 变化模拟;(b)SPIM 浓度变化模拟;(c)CDOM 变化模拟随着Chl -a 浓度由0µg /L 增大到60µg /L,水体颜色逐渐由棕色变为绿色,由长波向短波方向移动.但随着SPIM 浓度增大,水体颜色由短波向长波方向移动;当SPIM 浓度增至40mg /L 时,水体颜色已呈现棕色;同样,当a g (443)增至6m -1时,水体颜色逐渐变为棕色,达到10m -1之后呈现红棕色,整体向长波方向移动.需要注意的是,本文完全是基于室内湖泛模拟实验进行研究,相对于湖泊自然水体湖泛发生过程,物质参数和水色变化规律是否完全一致,需要进一步的野外实验进行验证;这也是本研究下一步的工作重点. 3 结论3.1 由于湖泛形成过程中藻类发生分解导致水体中CDOM 的含量增多,a g (443)不断增大.a d (443)总体呈减小的趋势,而SPIM 也是减小的,但a d (443)与SPIM 仅呈弱相关(R 2=0.31,P <0.01). 3.2 浮游色素吸收系数(a ph )随时间变化不规律,a ph (665)与Chl -a 显著相关(R 2=0.54,P <0.01),532 中国环境科学 35卷a ph(443)和Chl-a仅呈弱相关性(R2=0.32).3.3基于Hydrolight模拟湖泛水体,离水辐亮度(L w)和遥感反射比(R rs)均随时间不断变小.3.4随着Chl-a浓度的增加,L w和R rs相应变大;而随着a g(440)的增加,L w和R rs相应不断变小.随SPIM浓度增加,对不同波段的表观光学量的影响不同,在400~540nm之间L w和R rs相应变小但变化趋势不明显,而在540~700nm处L w和R rs相应变大.3.5随SPIM或a g(443)的变大,水体颜色逐渐由绿色变为棕色.当SPIM增至40mg/L时,水体呈现棕色;当a g(443)达到10m-1时,水体呈现红棕色. 参考文献:[1] Shen Qiushi, Liu Cheng, Zhou Qilin, et al. 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中国农业大学科技成果——饱和-非饱和介质中水分和溶质不规则迁移机理与模拟

中国农业大学科技成果——饱和-非饱和介质中水分和溶质不规则迁移机理与模拟成果简介饱和-非饱和介质中水分与溶质迁移转化理论,是农业水资源可持续利用与水土环境保护的重要理论基础。
本项目主要以认识含水介质中水分与溶质不规则迁移规律,发展相应的模拟理论与方法为目标,以室内外试验、理论分析和数值模拟为手段,系统开展了非饱和土壤水分动态随机与分形模拟理论、含水介质中溶质非费克迁移理论及模拟模型、含水层中抽水井附近非达西流理论与模型、区域地下水动态模拟的理论与方法等方面的研究。
技术内容(1)提出了土壤水力特性参数求解的新方法,建立了非饱和土壤水分动态随机模拟的新理论;(2)探讨了介质非均质性对溶质非费克迁移的影响机理,建立了基于分数微分理论的吸附性溶质迁移的模拟模型,发展了模型求解的新方法;(3)研究了非达西流动的机理,建立了抽水条件下非达西流动的模拟模型,提出了抽水井水力学计算的新方法;(4)结合我国北方地区的实际情况,建立了地下水动态模拟的人工神经网络(ANN)与FEFLOW耦合模型。
该项目解决了含水介质中水分与溶质不规则迁移的一些关键性理论问题,提高了土壤与含水层中水分与溶质迁移模拟与预测的精度和可靠性,揭示了饱和与非饱和介质中水分与溶质不规则迁移的内在机理,深化了水分与溶质迁移不规则现象的认识,丰富了农业资源与环境、农业水利学科的内容,对相关学科的发展有重要促进和推动作用。
该项目在非饱和水分随机运动、非达西流动、非费克迁移的微观机理和宏观规律的研究方面具有明显的创新性,国际著名水文学家Fred Molz教授等认为我们的有关成果达到了国际先进水平。
研究成果在农业水资源高效利用和水土环境保护等领域中具有潜在的应用价值。
投资预算及效益分析研究成果在农业水资源高效利用和水土环境保护等领域中具有潜在的应用价值。
翻译丽丽

含有水反胶束的粘度和动态光散射方法由系统气溶胶OT+ H 2 O+有机溶剂形成的反胶束的尺寸和聚集数由粘度和动态光散射两种检测方法测定。
对于粘度的方法,可以从可变密度的粒子导出的集合数的值的过程进行说明,测量使用的原材料是由环己烷、甲苯和氯苯制成。
动态光散射法,是基于光子相关光谱,在光谱中,指数相关函数的平移扩散系数和胶束半径的值都可以得出。
液滴尺寸主要取决于表面活性剂与水的浓度比,但本质上是独立的溶剂和浓度在一个固定的表面活性剂与水的浓度比率。
在本文中,一个(超速离心沉降)采用的是所讨论的两种方法之间获得中和,取长补短。
气溶胶OT或AOT(图1)能够增溶的非常大量的水在有机溶剂中的阴离子表面活性剂。
例如,正庚烷、AOT的在0.1 mol dm-3的溶液可以溶解到10%的水。
我们已确定的大小和由三组分体系(图1)形成的反胶束(或水包油微乳液的液滴)的聚合数,这就是由粘度和动态光散射方法的应用。
这种系统是相当大吸引力,其中,从我们的角度来看,包括新型合成的接口和异构目前的水液滴的水核和反胶团催化机制的性质的研究。
水在反胶束的性质是由核磁共振调查光谱学测量得出的。
这些研究表明,当只有少量的水存在时,溶解的水的高度固定。
在超过系统中的水含量1%,大体积的水属性能没有观察到。
对于反胶束介质反应的动力学的详细研究,确定液滴作为附加的AOT和水的浓度的函数的尺寸和聚集数是十分必要的。
粘度测量,目前被快速而容易执行,并且此系统在测量过程中轻微扰动的优势。
动态光散射法是一种有前途的技术,用于测量的尺寸参数,而且它已经显示出,通过分析光子相关光谱法(PCS)的散射光强度的波动可得到可能的研究悬浮物在水溶液大分子和微胶粒的平移扩散运动。
因此,有关反胶束的相关议案可以使用这种技术来测量。
如果斯托克斯- 爱因斯坦方程被假定为有效的反胶束,平均胶束半径然后可以来自于所测量的扩散系数。
实验粘度测量是由乌氏粘度计的方法制作,使用该装置所获得的运动粘度,它是由溶液分散的液滴所占据的体积分数的测量。
中文翻译

非均质碳酸盐岩石润湿性分析的复杂性的研究Mohammadhossein Mohammadlou,挪威科技大学,SPE会员Mai Britt E. Mørk, 挪威科技大学,SPE会员版权归石油工程师学会所有,2012本文准备在4—7月份哥本哈根首都挪威举办的EAGE年会上发表并在欧洲石油工程师学会展出。
本文由SPE程序委员会选择发表,以下内容包含作者总结摘要。
文章内容未经石油工程师学会审核,由作者修正。
文章不涉及石油工程师学会管理人员或成员。
未经石油工程师学会书面同意,禁止电子传播、发布或保存文章任何内容。
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摘要近年来油藏润湿性评价及其对流体流动、烃类开采和流体分布的影响成为许多研究人员的研究主题,并且仍是油藏描述的一个主要的挑战。
本文通过比较特殊岩心分析(SCAL)和岩心栓电阻率指数测量,结合核磁共振(NMR)测井研究以及借助模块化动态工具(MDT)油藏测量获得的地层压力资料,研究非均质卡斯特化的碳酸盐岩的油藏润湿性。
SCAL研究结果表明油藏取心井段为亲水性油藏条件,电阻率指数测量研究结果也大致符合SCAL结果。
由于缺乏油藏主要部分的岩心数据,采用NMR T2分布的分析和MDT数据相结合来描述油藏的润湿性。
压力数据表明,除有关区域高电阻率和含油饱和度异常高压值以外,油藏剖面水柱压力梯度正常。
在油气聚集之后,已注水(油藏水位升高)区域,不应出现高含油饱和度。
这些井段的T2分布研究有助于标识油藏大孔隙的油湿的性质。
当孔隙表面为油湿时,油的表面弛豫会造成T2分布朝更短的T2sC转变。
在油湿孔隙,水容量弛豫延迟,相比水湿情况有更长的T2。
这项研究表明,在岩心栓缺失的情况下,NMR测井和MDT 数据及电阻率测井相结合,提供了一种确定复杂岩性润湿性特性的方法。
引言润湿性表征了岩石被某一种流体相覆盖的相对偏向性。
显然,润湿性受岩石矿物和孔隙空间流体存在状态影响。
阳离子水性封闭型聚异氰酸酯交联剂的制备与性能

阳离子水性封闭型聚异氰酸酯交联剂的制备与性能孙祥;韦军【摘要】以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和三乙醇胺(TEOA)制备支化型异氰酸酯基(-NCO)封端的预聚体,分别以N-甲基二乙醇胺(MDEA)和聚乙二醇(PEG)为亲水扩链剂,最后用二甲基吡唑(DMP)封闭剩余的-NCO基团得到阳离子水性封闭型聚异氰酸酯交联剂,并用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征了交联剂的结构.主要研究了预聚反应时异氰酸酯指数(R1值)以及亲水扩链剂的种类对交联剂性能的影响.研究表明:亲水扩链剂的种类对交联剂的解封温度有显著的影响,当以MDEA为亲水扩链剂、R1值为1.9时,交联剂的性能达到最佳.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2016(046)005【总页数】5页(P60-64)【关键词】阳离子;水性;封闭聚异氰酸酯;交联剂【作者】孙祥;韦军【作者单位】常州大学材料科学与工程学院,江苏常州213164;盐城工学院材料工程学院,江苏盐城224051【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4+3随着人们环保意识的加强,水性涂料越来越受到关注,水性封闭型聚异氰酸酯交联剂作为水性涂料固化剂以其安全稳定,环境友好等特点[1-2]被广泛应用于汽车、家具等的涂层、丝绸以及粘合剂等领域[3-6]。
水性封闭型聚异氰酸酯交联剂主要是在非亲水预聚体中接入部分亲水性基团使整个分子达到亲水的效果,而且封闭型聚异氰酸酯可以将活性异氰酸酯基团(—NCO)保护起来,避免其与空气中的水反应,高温释活后的—NCO可重新与活泼氢发生反应,从而提高产品的物理性能[7-9]。
根据亲水基团的离子性质,水性封闭型聚异氰酸酯交联剂可分为阳离子型、阴离子型以及非离子型,其中,阳离子型聚异氰酸酯交联剂由于具有良好的润湿性、抗菌防霉等特点,在化纤整理与复合[10]、木器涂料[11]和阴极电泳漆[12]等领域有着广阔的应用前景,但目前针对阳离子型聚异氰酸酯交联剂的研究报道相对较少。
磺酸型水性聚氨酯的研究进展

磺酸型水性聚氨酯的研究进展综述了磺酸型水性聚氨酯乳液(SWPU)的制备、性能以及国内外研究进展。
介绍了其应用领域和国内外应用情况,并对SWPU的发展及应用前景进行展望。
标签:磺酸盐;水性聚氨酯(WPU);合成;改性在聚氨酯主链或侧链上引入带电荷的离子基团,制成聚氨酯离子聚合体,这种带离子的聚合体分散到水中形成自乳化型水性聚氨酯(WPU)[1]。
水性聚氨酯节能环保,已被广泛用于涂料、胶粘剂、油墨、生物材料、建筑材料、汽车和纺织品等领域[2]。
目前应用最多的是羧酸型WPU,其亲水单体形成的是弱酸弱碱盐,离子强度低,稳定的WPU分散体需要羧酸盐亲水单体量较多,还存在对非极性基材润湿性差,初粘性低,耐电解质性、耐酸碱性和耐高低温性能较差等缺点。
与羧酸盐型水性聚氨酯相比,磺酸型水性聚氨酯(SWPU)更易得到高固含量的产品,其耐酸碱性、耐热及耐水性都有很大的改善,且无需使用中和剂,具有良好的经济价值和市场前景[3~5]。
按照亲水单体的不同,可以将SWPU分为含小分子磺酸盐亲水单体的SWPU和含大分子磺酸盐亲水单体的SWPU。
1 前以小分子磺酸盐为亲水单体的SWPU1.1 乙二胺基乙磺酸钠鲍俊杰,张海龙等[6]以乙二胺基乙磺酸钠(AAS-Na)为亲水单体,聚己二酸新戊二醇酯(PNA)、聚己二酸-1,4-丁二醇酯(PBA)、聚己二酸乙二醇丁二醇酯(PEBA)等长链多元醇,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)等二异氰酸酯为原料,采用丙酮法合成了高固含量磺酸型聚氨酯分散体[7~16]。
其合成方法是:将真空脱水后的大分子多元醇加入到有N2保护的烧瓶中,控温70~85 ℃,机械搅拌;加入二异氰酸酯、催化剂二月桂酸二丁基锡,反应一定时间后,加入小分子二元醇扩链剂、稀释剂丙酮,在80 ℃反应,直到体系中的异氰酸酯基含量达到一定值时,停止加热,冷却到室温后加入乙二胺基乙磺酸钠(AAS-Na)亲水单体,反应一定时间后加入计量的去离子水高速分散乳化;最后加入乙二胺扩链,一段时间后减压脱丙酮,得到SWPU。
水性聚氨酯的改性及水性聚氨酯涂料

水性聚氨酯的改性及水性聚氨酯涂料于良民,王秀娟(中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室,山东青岛266003)摘 要:介绍了几种水性聚氨酯的改性技术,并对水性聚氨酯涂料的配制及其应用作了相关概述。
关键词:水性聚氨酯;改性;应用中图分类号:T Q32314;T Q63017 文章标识码:A 文章编号:1002-7432(2007)04-0044-03Modi fication of w aterborne polyurethane and w aterborne polyurethane coatingY U Liang -min ,W ANG X iu -juan(K ey Laborarory o f Marine Chemistry Theory and Technology ,Ministry o f Education ,Ocean Univer sity o f China ,Qingdao 266003,China )Abstract :Several m odifications of waterborne polyurethane were reviewed 1Then the formula and the application of water 2borne polyurethane coating were intruduced 1The m odification method included adjusting formula ,cross -linking ,add 2ing adjuvant and blending with s ome com pounds including acrylic resin ,epoxy resin ,silicon resin.The application field included m obile coating ,and building coating.K ey w ords :waterborne polyurethane ;m odification ;application 【收稿日期】2006-10-18;【修回日期】2007-06-04【作者简介】于良民(1964—),男,山东荣成人,教授,博士生导师,长期从事环保型海洋防护材料的研究开发工作,主持或参加完成国家和省部级科技攻关及其他项目二十余项。
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The ionic groups in the ionomer impart the ability of dispersion of polyurethanes into water, normally producing stable dispersions. In water, the stabilizing effect of the ionic sites is due to the formation of tiny spheres which contain a core of aggregate hydrophobic segment and a boundary layer carrying the ionic groups. The result is a surprisingly stable hydrosol or aqueous dispersion [2]. The properties of the polyurethane ionomers are mainly determined by the interactions between the hard and soft segments and by the interactions between the ionic groups
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M.A. Pe´rez-Limin˜ana et al. / International Journal of Adhesion & Adhesives 25 (2005) 507–517
(Directive 99/13/EC) with respect to the emission of organic solvents to the atmosphere. Waterborne PUD offer an efficient alternative to solvent-based adhesives, the most commonly used in the upper to sole bond in footwear industry.
$Presented in ‘‘EURADH 2004’’, Freiburg im Breisgau (Germany), 5–9 September 2004.
ÃCorresponding author. Tel.: +34 96 5903977; fax: +34 96 5903454. E-mail address: jm.martin@ua.es (J. Miguel Martı´ n-Martı´ nez).
Recent studies [3–7] demonstrated that the polyurethane ionomer properties are influenced by the ionic groups content, the hard–soft segment molar ratio, nature and molecular weight of the macroglycol, the type of chain extender, the degree of neutralization of carboxylic acid groups or the nature of the counter-ions, among other factors, since they determine the hard–soft segment interactions, as well as the interactions between the ionic groups. Previous studies [3,4,7,8] have shown that the increase of the ionic sites concentration produces a decrease in particle size of the polyurethane dispersion and an increase in hardness, moduli, glass transition temperature (Tg) and tensile strength, whereas a decrease in molecular weight and elongation at break is obtained.
Currently, a great interest in the development of aqueous PUD has come out in the footwear industry because of their lack of flammability and toxicity that comply with the restricted environmental legislation
M. Angeles Pe´ rez-Limin˜ anaa, Francisca Ara´ n-Aı´ sa, Ana M. Torro´ -Palaua, A. Ce´ sar Orgile´ s-Barcelo´ a, Jose´ Miguel Martı´ n-Martı´ nezb,Ã
aINESCOP, Footwear Research Institute, 03600 Elda, Alicante, Spain. bAdhesion and Adhesives Laboratory, University of Alicante, 03080 Alicante, Spain.
0143-7496/$ - see front matter r 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved. doi:10.1016/j.ijadhadh.2005.02.002
lateral or terminal groups (non-ionomer) during the synthesis [1].
Keywords: A. Polyurethane; water based. C. Rheology; thermal analysis
1. Introduction
A waterborne polyurethane adhesive is constituted by a linear thermoplastic polyurethane which is dispersable into water due to the presence of ionic groups in its structure (i.e. a polyurethane ionomer), which act as an internal emulsifier. These ionic groups could be cationic (quaternary ammonium groups) or anionic (carboxylate or sulfonated groups), although aqueous polyurethane dispersions (PUD) can also be prepared by inserting hydrophilic segments (such as polyether chains) as
Accepted 14 February 2005 Available online 31 March 2005
Abstract
Waterborne polyurethane adhesives are an interesting alternative to the current solvent-based polyurethane adhesives used in footwear industry. In this study, different aqueous polyurethane dispersions were prepared by using the prepolymer mixing process. The ionic groups content in the polyurethane ionomer structure was varied by changing the amount (5 and 8 wt% (with respect to the prepolymer weight) of the internal emulsifier—dimethylolpropionic acid (DMPA). The decrease in the DMPA content slightly increased the particle size in number due to the decrease in both the hydrophilicity of the polyurethane ionomer, and the electrolytic stability of the aqueous polyurethane dispersion. Furthermore, the lower the DMPA amount, the lower the hard segment content in the ionomer and the higher the crystallinity of the polyurethane; however, the resistance to flow under temperature (i.e. thermoplasticity) was reduced. The resistance to thermal degradation of the polyurethane ionomer increased by decreasing the DMPA content due to the lower hard segment content. Finally, high initial adhesive strength was obtained and the adhesion to PVC increased as the DMPA content in the polyurethane ionomer decreased. r 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.