基于小波分解及遗传BPNN耦合模型的地表水As浓度预测研究

随着工业的快速发展,水体中污染物超标事件时有发生,造成了较严重的水环境污染问题.水环境监测与预报是环境科学研究的重要内容.为了实现地表水砷（As）污染的准确预报,本研究提出小波分解、遗传算法与BP人工神经网络的耦合建模方法,并结合某河流监测站1998—2016年共19年的地表水质监测数据,通过皮尔逊相关系数和信息指标评价法对模型输入变量进行筛选,最后对比分析了在不同水质参数输入情况下BP人工神经网络（BPNN）、遗传算法改进的BPNN（GABP）、小波-遗传BPNN耦合模型（W-GABP）对后6年（2011—2016年） As浓度预测结果的均方根误差（RMSE）、决定系数（R²）、平均绝对百分比误差（MAPE）,以确立最优模型.结果表明：①多水质参数BPNN、GABP与W-GABP耦合模型预测结果的MAPE分别为17.51%、15.98%、14.46%,单水质参数BPNN、GABP与W-GABP耦合模型预测结果的MAPE分别为18.78%、16.74%、7.83%;②小波分解数据前处理及遗传算法均能较大程度地提高预测模型的精度;③对于地表水水质预报,需对比不同模型在不同输入变量下的预测结果,以获得最佳的预测精度.单水质参数输入的W-GABP耦合模型能较准确地预报地表水As浓度的变化情况,对数据缺乏地区水质监控和地表水As污染防治具有重要意义.     

大渡河上游种植制度变化及其影响因素——基于2006与2011年的跟踪研究

论文以青藏高原东部大渡河上游农牧交错区为例,采用农户问卷调查方法,在2006和2011年进行的农户和地块调查基础上,分析了研究区种植制度“双改单”现象,并运用多元线性回归模型探究影响种植制度“双改单”变化的因素。研究表明：① 在2006—2011年间,研究区玉米的播种面积保持稳定,小麦的播种面积大幅度下降,土豆的播种面积快速上升,经济作物的播种面积缓慢增加;复种指数明显降低,两熟制作物种植面积下降,一熟制作物种植面积增加,“双改单”现象明显。② 非农收入变化、畜牧业收入变化、地块均面积和区位变量是影响种植制度“双改单”的主要原因。研究种植制度变化并揭示其影响因素,有利于为政府制定有的放矢的粮食生产激励政策提供依据。     

Effect of metal ion-doping on characteristics and photocatalytic activity of TiO2 nanotubes for removal of humic acid from water

The effect of ion-doping on TiO₂ nanotubes were investigated to obtain the optimal TiO₂ nanotubes for the effective decomposition of humic acids (HA) through O₃/UV/ion-doped TiO₂ process. The experimental results show that changing the calcination temperature, which changed the weight fractions of the anatase phase, the average crystallite sizes, the Brunauer-Emmett-Teller surface area, and the energy band gap of the catalyst, affected the photocatalytic activity of the catalyst. The ionic radius, valence state, and configuration of the dopant also affected the photocatalytic activity. The photocatalytic activities of the catalysts on HA removal increased when Ag⁺, Al³⁺, Cu²⁺, Fe³⁺, V⁵⁺, and Zn²⁺ were doped into the TiO₂ nanotubes, whereas such activities decreased as a result of Mn²⁺- and Ni²⁺-doping. In the presence of 1.0 at.% Fe³⁺-doped TiO₂ nanotubes calcined at 550°C, the removal efficiency of HA was 80% with a pseudo-first-order rate constant of 0.158 min⁻¹. Fe³⁺ in TiO₂ could increase the generation of ·OH, which could remove HA. However, Fe³⁺ in water cannot function as a shallow trapping site for electrons or holes.     

基于理想点法的邻近基坑高层建筑安全性评价

为更加准确地评价紧邻基坑高层建筑物的安全状况,综合考虑了建筑物稳定性、基坑与建筑之间土体扰动程度和建筑物地基抗扰动能力三方面因素,采用相关系数法选取14个评价指标,构建建筑物安全评价模型。并通过变异系数法和AHP确定各评价指标融合权重,最后采用理想点法对某紧邻基坑的高层建筑物进行安全评价。结果表明,该模型可以有效判断邻近深基坑高层建筑物的安全等级,其评判结果与工程实际相符     

紫外光氧化系统处理城市污水厂的恶臭气体

采用自主研发的紫外光氧化除臭系统处理某污水处理厂曝气沉砂池产生的恶臭气体.系统考察了空塔停留时间、进口恶臭物质浓度、紫外辐射照度等因素对系统除臭效果和臭氧产生的影响,并对恶臭物质去除和臭氧产生过程分别进行了动力学分析.结果表明,在空塔停留时间1.5 s,平均紫外辐射照度1664μW.cm-2,H2S进口浓度为35 mg.m-3,NH3进口浓度为0.26 mg.m-3的条件下,H2S和NH3的去除率分别可达到为34.3%和53.8%.紫外光氧化反应器对H2S和NH3的去除速率随紫外辐射照度增大而线性增加,随进口浓度增加而增大且趋近于某极限值.反应器臭氧产生速率随进口恶臭物质浓度增加而线性减小,随紫外辐射照度增加而增大且趋近于某极限值.动力学分析和计算的结果表明,本研究建立的数学关系式可以较好地定量描述恶臭物质浓度以及紫外辐射照度对恶臭物质去除速率和臭氧产生速率的影响.     

还原铁法处理印染废水生化出水及原理

采用还原铁粉处理印染废水生化出水,以ADMI7.6作为主要测试指标,考察铁粉投加量、反应时间以及进水pH对出水水质的影响,并研究在此过程中铁粉还原作用和混凝絮凝作用对整体效果的贡献比.结果表明,条件1:铁粉投加量=1.0 g.L-1,反应时间150 min,进水pH 2;条件2:铁粉投加量1.0 g.L-1,反应时间150 min,进水pH 3.条件1时,ADMI7.6去除率达到80%,但铁泥量大,酸碱消耗大,在此反应条件下,铁粉还原去除40%,混凝絮凝去除60%;条件2时,ADMI7.6去除率达到50%左右,产铁泥量小,经济合理;在此反应条件下,铁粉还原去除55%—63%左右,混凝絮凝去除37%—45%左右.经XAD8/XAD4树脂联用,分析疏水酸、非酸疏水物质、弱疏水物质及亲水物质4类有机物的去除情况表明,条件1时,能够高效去除非酸疏水物质,去除率为95%,对于疏水酸以及弱疏水物质也有一定的去除效果;条件2时,对4类有机物去除均有一定作用,但对于非酸疏水物质以及疏水酸的去除效果要略差于条件1.     

光催化氧化（UV+TiO2）法处理印染废水生化出水及其各类有机物去除

采用UV+TiO2光催化氧化法处理印染废水生化出水,考察了反应时间、TiO2投加量以及初始pH对反应的影响,结果表明,TiO2投加量800 mg·L-1,反应时间8 h,反应pH为原水pH(6.5～8.0),在此操作条件下,ADMI7.6、DOC和COD的去除率分别为86%、20%及46%;选取两组反应条件,对其进出水采用XAD-8/XAD-4树脂联用技术,分析疏水酸、非酸疏水物质、弱疏水物质及亲水物质4类有机物的去除情况,结果表明,UV+TiO2光催化氧化处理工艺都能够长期有效去除印染废水生化出水中的弱疏水物质、疏水物质和非酸疏水物质引起的色度.     

氮源对枯草芽孢杆菌WSHDZ-01合成过氧化氢酶的影响

为提高枯草芽孢杆菌WSHDZ-01合成过氧化氢酶的水平,尝试了不同种类氮源的添加.结果表明,硝酸钠(NaNO3)为适宜氮源,虽然生物量仅1.25 g/L,但过氧化氢酶活力最高可达3 200 U/mL.在添加NaNO,的基础上,研究了添加其它氮源麦芽汁、酵母膏、玉米浆对提高wsHDz.0l生物量的影响,发现适宜浓度的麦芽汁不仅可以提高生物量,并且能够缩短发酵周期.经进一步优化,在3 L发酵罐中,WSHDZ-01生物量提高到6 g/L,过氧化氢酶活力达到11 000 U/mL,与优化前相比,发酵周期缩短了近60%,生产强度提高了3倍.     

Adsorption of Pb, Cd to Fe, Mn oxides in natural freshwater surface coatings developed in different seasons

Metal oxides( Fe, Mn oxides) in natural surface coatings(biofilms and associated minerals) are believed to play a significant role n the fate and transport of trace metal in aquatic environments. Seasonal variation of Fe, Mn oxides and organic materials in surface oatings, which were developed periodically on glass slides in Nanhu Lake, Jilin Province, China over the time frame of three seasons,was investigated in order to understand the influence of metal oxides on Pb and Cd adsorption to heterogeneous surface coating materials(biofilm). Pb and Cd adsorption was measured under controlled laboratory conditions( mineral salts solution with defined speciation, ionic trength 0.05 mol/L, 25~C and pH 6.0). The classical Langmuir adsorption isotherm was applied to estimate equilibrium coefficients of Pb nd Cd adsorption to the surface coatings. In general, components in the surface coatings varied greatly with seasons altering and btained higher concentrations in summer while the content of iron oxides always exceeded that of manganese oxides. Correlation nalyses between the maximum adsorption of Pb and Cd and components in the surface coatings developed periodically indicated that Pb hase association with Mn oxides and Cd phase association with Fe oxides as well as Mn oxides were statistically significant. Effect of Mn xides on Cd adsorption was confirmed in view of its higher content in the surface coatings. The importance of ferromanganese oxides for b and Cd adsorption to the natural surface coatings developed in different seasons was evidenced.     

哈尔滨松北区城市湿地土壤抗侵蚀效益价值估算

城市湿地是城市生态系统的重要组成部分,在土壤抗侵蚀方面起重要作用.以哈尔滨松北区城市湿地为研究对象,在哈尔滨松北区湿地的西区、中区及东区沿线共布设采样点3个.哈尔滨松北区城市湿地土壤抗侵蚀效益价值通过湿地减少土地废弃、河道淤积和土壤中肥力流失三方面的价值来估算.结果表明:哈尔滨市松北区城市湿地保护土壤、减少土壤侵蚀的总效益价值为1.900×107元/a;湿地土壤在抗侵蚀效益中的贡献率占总效益的1/5,其效益价值为3.800×106元/a.