摘要：【目的】微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)在去除污染物的同时产出电能,是一种颇有前景的生态修复手段。构建真菌强化MFC装置,比较电动力(EK)、真菌、MFC修复除草剂污染土壤效果及优缺点,探索MFC在有机污染物修复中的应用潜力。【方法】设计了一种添加真菌进行生物强化的MFC,并用EK、真菌、MFC三种方法修复两种除草剂污染的灭菌土壤。经筛选和驯化的疣孢漆斑菌和踝节菌菌株用于后两种方法,研究真菌强化对MFC去除除草剂的影响。测量土壤pH、电导率、除草剂去除率,MFC产电性能,用气相色谱-质谱鉴定两种除草剂的降解产物。【结果】EK修复中,添加模拟电解液、碳纤维条、加电10 V的处理组7 d后氯氟吡啶酯(F)和高效氟吡甲禾灵(H)去除率分别为71%和38%。真菌、MFC处理F的最大去除率达到100%。对比踝节菌,疣孢漆斑菌对两种除草剂的降解性能更好,疣孢漆斑菌、踝节菌单菌构建的MFC对H的去除率分别为62.5%和24.1%。F降解产物为氟氯吡啶酸,H降解产物为乙酸大茴香酯,推测了降解路径和降解动力学。三种方法降解F以及EK降解H均符合动力学一级反应,而真菌和MFC降解H符合二级反应。【结论】对比EK、真菌修复,MFC修复效果更好,该方法可以较快地修复土壤又无需额外供电,是一种经济有效的自持式修复策略。

摘要：采用动电位极化测定方法,在测得钢筋的阴极极化曲线之后,通过对其进行一阶微分分析,确定了钢筋的临界析氢电位及相应的析氢电流密度,之后采用稳态测量法获得钢筋析氢稳态临界电流密度。结果表明,动电位极化曲线能够记录阴极电化学反应的变化过程,一阶微分曲线出现突变点之前,阴极反应以耗氧反应控制为主,突变点之后以析氢反应控制为主;并可以测定钢筋混凝土中钢筋析氢稳态临界电流密度,从而判断氢脆发生的可能性。采用该方法测得钢筋混凝土试件的析氢稳态临界电流密度约为0.355 A/m2。

摘要：通过试验研究和理论分析,对比3类电势条件(常电势条件、电中性条件和高斯定理)对混凝土结构电化学修复过程数值模拟结果的影响.利用物质守恒定律、Nernst-Planck方程和电势条件构建电化学修复过程的数值模型,通过数值模型比较电化学修复过程电势、氯离子浓度、净电荷数和电流密度等参数在混凝土内部的分布.结果表明,在常电势条件下,除氯前端的氯离子浓度梯度较大;当采用电中性条件与高斯定理时,模拟氯离子浓度分布和电势分布结果较为相似,混凝土分别在辅助阳极与阴极钢筋区域形成电迁移加速作用区与抑制作用区.试验研究电化学除氯过程的氯离子浓度分布.试验结果与数值模拟结果的对比表明,采用电中性条件或高斯定理模拟氯离子浓度分布更接近试验测试结果,适用于钢筋混凝土结构电化学修复的仿真分析.

摘要：电化学修复过程中混凝土孔隙结构会发生改变,离子传输过程受到影响。本文基于物质守恒方程、Nernst-Planck方程与高斯静电理论,在混凝土是均匀单一介质的假定下,考虑了孔隙率对离子扩散系数的影响,建立了孔隙修正的均质化电化学修复模型。分别采用均质化模型与未考虑孔隙变化模型模拟了30d的电化学除氯过程,并与试验结果比较,对比了模型的优劣性。结果表明,考虑孔隙率改变对电化学修复数值模拟结果影响显著;混凝土保护层中间区域受到的影响大于辅助阳极与阴极钢筋附近区域;考虑孔隙变化影响后阴极数值模拟与试验误差减小但辅助阳极附近误差反而增大。

摘要：通过试验研究和机理分析,验证了混凝土电化学再碱化技术对恢复钢筋周围碱性环境以及腐蚀防护的有效性,得出再碱化过程中电化学作用、电渗作用以及扩散作用是同时存在的,再碱化是电化学、电渗和扩散相互结合共同作用的过程。