放射性核素进入水环境所导致的水体污染问题一直备受关注。水体放射性核素毒性的现场快速检测是当今环境领域面临的重要挑战。针对此问题，将蛋白核小球藻作为受试生物，以三种典型放射性核素锶（⁹⁰Sr）、铯（¹³⁷Cs）和钴（⁶⁰Co）为研究对象，利用荧光动力学方法，研究了快速叶绿素荧光诱导动力学（OJIP）曲线及最大光化学量子产率（F_v/F_m，F_v是可变荧光，F_m是最大荧光）和光合性能参数（PI_ABS）对⁹⁰Sr、¹³⁷Cs和⁶⁰Co三种放射性核素在180 min短期胁迫下的响应规律与特性，从而明确了藻类荧光动力学技术应用于水体放射性核素毒性现场快速检测的可行性。此外，通过F_v/F_m与PI_ABS对三种放射性核素响应性能的对比，进一步优选出可用于放射性核素毒性灵敏检测的最佳光合荧光参数。结果表明：在暴露180 min以内，⁹⁰Sr、¹³⁷Cs和⁶⁰Co三种放射性核素均会破坏蛋白核小球藻的光合系统，引起OJIP曲线的显著变化，表明微藻荧光动力学方法能够用于水体放射性核素毒性的快速检测；F_v/F_m和PI_ABS对三种放射性核素的响应均具有活度浓度依赖性和时间依赖性，表明基于微藻荧光动力学方法所获取的F_v/F_m和PI_ABS均可作为毒性响应参数用于放射性核素毒性的检测和评估；根据基于F_v/F_m和PI_ABS所获取的三种放射性核素的20%效应浓度（EC₂₀）和50%效应浓度（EC₅₀）对比可知，PI_ABS相较于F_v/F_m对放射性核素毒性具有更灵敏的响应特性，因此PI_ABS是基于藻类荧光动力学技术实现水体放射性核素快速检测的最佳毒性响应参数。本研究为水体中放射性核素毒性的现场快速检测提供了重要的方法基础。

以淡水微藻中的蛋白核小球藻为受试生物，以典型毒性氯化消毒副产物氯乙酸及三氯乙腈为研究对象，采用荧光动力学方法研究了4种光合荧光参数F_v/F_m、F_v/F_o、F_m/F_o（F_o为初始荧光强度，F_m为最大荧光强度，F_v=F_m-F_o）及PI_ABS对两种消毒副产物的响应规律，并分别从对低质量浓度与等质量浓度消毒副产物响应性能、10%效应质量浓度（EC₁₀）与50%效应质量浓度（EC₅₀）值4个方面对比了4个光合荧光参数的响应灵敏性。结果表明：4个参数对两种消毒副产物都具有质量浓度响应特性，抑制率与消毒副产物质量浓度之间都具有较好的Logistic曲线型剂量-效应关系，修正相关系数Radj2均大于0.993，其中PI_ABS的Radj2最大；4个参数对两种消毒副产物毒性的响应灵敏性从大到小的排序均为PI_ABS、F_v/F_o、F_m/F_o、F_v/F_m，因此PI_ABS是基于荧光动力学方法检测水体氯化消毒副产物毒性较为灵敏的响应指标。该研究结果为发展水体消毒副产物毒性的现场快速检测方法与技术提供了重要参考。

以贝壳替换部分传统水泥基材料, 研究其对污染物的吸附能力, 可扩大水泥基材料的功能型工程应用范围。本文通过吸附动力学、等温吸附等原理论证了贝壳材料的吸附机理, 讨论了pH值、接触时间和污染物浓度等影响因素对贝壳吸附性能的影响, 并综述了贝壳在建筑领域的相关应用。结果表明, 在水泥基材料中采用贝壳替代胶凝材料或天然骨料都展现出较好的吸附能力。贝壳吸附过程中最佳pH值为5~7, 贝壳颗粒表面的活性位点有限, 在一定浓度下就会达到饱和, 同时贝壳的活性位点会随着粒径的减小而增多, 选取小粒径的贝壳粉有利于增加吸收容量, 提高去除效率。本文通过分析贝壳吸附性能及贝壳在水泥基材料中的应用, 可为设计功能型水泥基吸附材料提供思路。

The photocatalytic water splitting kinetics has been analyzed in this paper. The experimental data are taken from the published works and fitted with different theoretical models. From the results, we find that the photocatalytic kinetics of water splitting can be described by Capelas-Mainardi–Vaz (CMV) model very well. This suggests that the water splitting kinetics can be regarded as a fractional first-order kinetics of the chemical reaction. Also, we notice that photocatalytic water splitting is not always completely a monotone kinetics process.

本文研究了水化热抑制剂(TRI)对水泥-粉煤灰-矿渣复合胶凝材料早期水化过程。通过改变矿物掺合料在胶凝材料中的质量占比以及TRI的掺量，研究了胶凝材料的水化特性，并基于 Krstulovic-Dabic 水化动力学模型计算了反应速率常数、几何晶体生长指数等动力学参数。结果表明，矿物掺合料和TRI复合使用会延缓胶凝材料水化并降低最大放热速率；复合胶凝材料的水化过程均有结晶成核与晶体生长、相边界反应以及扩散3个阶段，Krstulovic-Dabic水化动力学模型能较好地模拟各复合胶凝材料的水化过程；矿物掺合料和TRI会影响复合胶凝材料水化产物的结晶成核以及晶体生长，并降低复合胶凝材料各阶段的水化速率。

高放废液玻璃配合料在冷帽层向玻璃态的转化过程及模型构建是准确仿真模拟高放废液玻璃固化熔炉的重要依据。为澄清高放废液玻璃固化过程中配合料向玻璃态的转化过程，分析了配合料在冷帽层的物相转变与结构特征。结果表明：冷帽包括上部反应层(100～700 ℃)与下部泡沫层(700～1 000 ℃)，其中脱水及硝酸盐的分解集中在反应层，而连续熔体出现、中间物相生成与溶解发生在泡沫层。基于质量守恒方程和实验结果，将反应层简化为一维传质模型并建立了配合料向玻璃态转变的转化率方程，定量描述了配合料结晶水脱去(100～400 ℃)、硝酸盐熔融(200～300 ℃)和硝酸盐分解(400～700 ℃) 3大主要反应随温度变化的反应速率，为后续熔炉仿真模型提供了数值依据。

碱激发材料和矿物掺合料是2种重要的替代硅酸盐水泥的胶凝材料。由于这2种胶凝材料的原材料前驱体一般来自于工业固废，因此被认为是低碳环保的新型绿色胶凝材料。这2种胶凝材料的性能往往取决于其前驱体的溶解活性。本文首先从基础的矿物溶解动力学基本理论出发，综述了硅铝酸盐溶解的理论。其中，反应级数和活化能是表征材料溶解性能最重要的2个参数。此外，还综述了温度、碱度和机械研磨对粉煤灰和偏高岭土的溶解动力学的研究进展。

石膏的溶解度和溶解速率等特性对无水硫铝酸钙水化及性能有重要的影响。本文采用等温量热仪、XRD、TG-DTG等多种测试方法, 研究了半水石膏、二水石膏、硬石膏溶解特性及其对无水硫铝酸钙水化进程的影响, 并基于Krstulovic-Dabic和Kondo模型, 计算了水化反应各阶段的动力学参数。结果表明, 半水石膏、二水石膏、硬石膏在纯水中的溶解度分别为2.74、2.30、2.38 g/L, 半水石膏的溶解速率最大, 其次是二水石膏, 硬石膏的最小(1 h的溶解度为1.19 g/L)。石膏的加入缩短了无水硫铝酸钙水化诱导期进而加快了水化进程, 其中半水石膏表现最为显著, 水化热曲线几乎不存在诱导期, 二水石膏次之, 硬石膏对诱导期的影响最小; 加速期初期的水化反应速率常数从小到大为硬石膏体系、二水石膏体系、半水石膏体系。石膏溶解速率和溶解度影响钙矾石的形成过程, 溶解速率大的石膏促使水化早期钙矾石沉淀出现, 生成量快速达到最大值; 且在相同时间内, 溶解度高的石膏体系钙矾石生成量大, 在水化1 h时, 半水石膏体系中钙矾石生成量约占试样总量的15.77%(质量分数), 二水石膏体系中钙矾石生成量占13.28%(质量分数), 硬石膏体系中钙矾石生成量仅占3.60%(质量分数)。