GANN模型在十溴联苯醚分散液液微萃取中的应用

文章研究目的在于用遗传神经网络模型(GANN模型)快速优化水样中十溴联苯醚分散液液微萃取的萃取条件。以水样中十溴联苯醚分散液液微萃取的正交试验为训练样本,建立十溴联苯醚分散液液微萃取条件的遗传神经网络模型。比较遗传神经网络模型和BP神经网络模型的学习速度、学习精度及网络泛化能力。采用Matlab遗传算法工具箱运用遗传神经网络模型对影响萃取回收率的因素进行优化求解,获得了水样中十溴联苯醚分散液液微萃取优化后的萃取条件,并进行实验验证。文章建立的遗传神经网络模型得到的预测值与实验值平均偏差为14.41%,R2为0.8887;最佳DLLME萃取条件为10μL四氯乙烯、0.71mL丙酮、pH=5、离子强度为20%NaCl、萃取时间10min;优化后十溴联苯醚分散液液微萃取的萃取回收率和富集因子比优化前分别提高了54%和580。     

以PHBV为固相碳源同时去除地下水中硝酸盐氮和对氯苯酚的试验研究

化肥和农药的施用导致中国的地下水中硝酸盐氮和农药污染同时存在,并成为威胁人体健康的重要因素之一。其中氯酚类物质是一类常见的农药,具有高毒性和难降解性。目前,关于固相反硝化用于硝酸盐氮和对氯苯酚同时去除的研究较少,并且对微生物群落结构演变情况的分析还鲜见报道。论文以聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)为反硝化固体碳源,通过序批试验研究同步去除硝酸盐氮和对氯苯酚的效果,并探讨对氯苯酚的加入对反硝化速率的影响;利用末端限制性长度多态性分析(T-RFLP)技术,使用Alu I酶切总细菌16S r RNA,研究对氯苯酚的存在对微生物群落的影响。结果表明,(1)在50 mg·L-1的硝酸盐氮(NO3--N)的浓度水平下,对氯苯酚(4-CP)的加入前后,硝酸盐氮(NO3--N)的去除率为(97.5±1.2)%和(95.3±1.7)%,总体上使去除效果略有降低;在10 mg·L-1的质量浓度水平下,对氯苯酚24 h的平均去除率为45.4%,其去除85.5%是由于微生物的降解作用引起的。(2)从对氯苯酚的加入到第45天的时间内,反硝化速率表现为先下降后上升,说明对反硝化速率起到先抑制后促进的作用。(3)在对氯苯酚加入前后45 d内,系统微生物群落结构发生明显的变化,趋向于多样化和均匀化。     

铁柱撑累托石的制备及其对活性艳蓝的降解

以天然粘土矿物累托石为载体、以铁盐作交联剂,利用水溶液插层方法制备了铁/累托石复合物。采用FT-IR和XRD两种表征方法对铁/累托石复合物进行了表征,分析了复合物的结构变化和层间间距变化,并探讨了复合物制备条件以及反应过程中溶液初始浓度、溶液初始pH、复合物投加量和H2O2浓度因素对催化降解活性艳蓝的影响。研究表明:铁聚合物插入到累托石的层间结构中,扩大了累托石的层间距;当Na+/Fe3+比值为0.5,Fe3+/累托石比值为10 mmol/g,p H为3左右,催化剂用量为0.5 g/L时,H2O2浓度为100 mg/L时,活性艳蓝的去除率达到90%以上。实验表明,铁柱撑累托石/UV/Fenton工艺对活性艳蓝具有良好的降解效果。     

基于最严格水资源管理制度的初始水权分配研究

实行最严格水资源管理制度是2011年中央一号文件明确要求的内容。在分析最严格水资源管理初始水权分配内涵的基础上,首次以水资源管理“三条红线”为准则,构建了包含目标层、准则层、指标层及方案层4个层次结构的初始水权分配指标体系,建立了最严格水资源管理初始水权分配的投影寻踪模型,并采用量子遗传算法优化投影指标函数,以模型计算出的最佳投影值作为初始水权分配的分水比例。最后,以南水北调东线一期工程为例,将本文所建立的模型用来分配该工程净增加供水量的初始调水量。结果表明:该指标体系和模型具有一定的可操作性及有效性。     

镍铝层状氧化物薄膜电极的制备及其除盐性能

水滑石不仅是一种重要的水处理吸附剂,而且在超级电容器方面有广泛应用.本研究采用原位生长法,由泡沫镍作为基体并提供镍源,在泡沫镍表面合成了镍铝复合氧化物(Ni Al-MMO)薄膜即类水滑石煅烧产物.所制得的Ni Al-MMO薄膜电极的电化学性质稳定、电容量高,此薄膜电极的单位质量的比电容量可高达667 F·g-1.对此电极进行电容除盐性能研究,结果表明,增加电压和弱碱性p H环境有利于该电极除盐;初始浓度为0.003 mol·L-1的情况下,最佳工作条件为:电压1.0 V、p H值为8,在此时除盐效率可达58.17%.电极反接可使吸附饱和的电极材料迅速再生,脱附率可达87.96%.本研究为废水中盐离子的去除提供了新的技术选择.     

农田土壤中铜的来源分析及控制阈值研究

农田土壤重金属污染直接危及到生态安全、食品安全和人体健康.从源头上控制农田土壤重金属污染是农业可持续发展和保障农产品质量安全的首要措施.本文采用物质流分析法与情景分析法,以水稻(双季稻、单季稻)、小麦-玉米、蔬菜(叶菜、根菜和果菜)的产地农田生态系统为研究对象,研究农田土壤中重金属铜的输入途径(大气沉降、磷肥、有机肥以及灌溉水)和输出途径(籽粒/可食部位、秸秆/残余物以及地表排水),并通过文献查阅和采样分析建立数据库,在平衡分析基础上为了保障100年土壤铜累积不超过设定的情景水平,当土壤铜背景值含量分别增加50％,100％和150％时,推导出磷肥、有机肥以及灌溉水的重金属含量安全阈值,磷肥中铜含量应控制在65～175 mg·kg-1范围内;畜禽粪肥中铜含量应控制在35～95 mg· kg-1范围内.灌溉水质标准应控制在40～70 μg·L-1范围内.这将为我国农产品产地安全管理和源头预防控制,保障我国农产品质量安全提供一定的技术指导作用.     

典型抗生素与群体感应抑制剂对费氏弧菌的三元慢性联合毒性

群体感应抑制剂(quorum sensing inhibitor,QSIs)广泛应用之后与环境中现有抗菌药物共存的趋势不可避免。为了评价QSIs和现有抗菌药物共存所引起的生态环境效应,本文以费氏弧菌(Vibrio fischeri)作为模式生物,磺胺类抗生素磺胺氯哒嗪(SCP)、磺胺类增效剂甲氧苄嘧啶(TMP)和群体感应抑制剂4-溴-5-溴亚甲基-2(5氢)-呋喃酮(FC-30)为研究对象,测定了以上3个化合物对Vibrio fischeri的单一/混合慢性毒性效应。单一慢性毒性结果表明,3个化合物的毒性大小如下:FC-30SCPTMP,混合慢性毒性结果表明三元混合体系联合效应为拮抗。进一步分析可知,SCP+FC-30和TMP+FC-30两个混合体系的拮抗作用是三元混合体系为拮抗效应的根本原因。最后指出,因为SCP、TMP和FC-30的三元混合体系是拮抗作用,所以从环境生态风险角度分析,三者联合用药对环境的影响小于单一用药。     

典型抗生素二元混合物对明亮发光杆菌的急性联合毒性

以明亮发光杆菌作为受试生物,测定了不同类型抗生素的二元混合物对明亮发光杆菌的等比急性联合毒性.结果表明,4类抗生素对明亮发光杆菌二元等比急性联合毒性主要呈加和效应及拮抗效应.本研究可为水体中抗生素的联合生态风险评价和修复提供理论依据.     

近地面O_3含量升高条件下土壤中腐殖质单体儿茶酚转化的放射性~（14）C示踪研究

近地面大气臭氧（O3）含量不断升高对生态环境的影响已引起人们的广泛关注,然而O3含量升高对土壤有机碳的矿化及转化影响却少有研究。土壤有机碳是全球碳循环的重要组成部分,土壤碳库的微小变化将引起大气CO2浓度的显著改变。文章以典型土壤腐殖质单体化合物儿茶酚为代表,利用14C示踪技术,研究了O3含量比当前背景升高约0.15μmol·mol-1时对土壤中腐殖质苯酚类前体化合物的矿化及转化的影响。结果表明,O3含量升高会对土壤中培育12d后儿茶酚的矿化及残留物分布具有显著的影响,而且这种影响程度和规律同土壤有关。O3含量升高促进了黄棕壤中儿茶酚的矿化,增加了儿茶酚残留物在黄棕壤腐殖酸（HA）中的总量,并使残留物在HA中偏向于同大分子结合。O3含量升高对灰潮土中儿茶酚的矿化有抑制作用,但对儿茶酚残留在HA内总量及分布没有显著影响。O3含量升高对儿茶酚在土壤中的稳定性及归趋的影响可能是O3对于微生物活性的抑制作用和O3的直接氧化作用的共同结果。后续工作中应研究土壤腐殖质中其它组份的稳定性及转化对近地面大气O3含量升高的响应,以全面考察O3含量升高对土壤碳库的影响。     

羟基磷灰石对沉积物中重金属释放特性的影响

以羟基磷灰石掺杂前后模拟重金属污染沉积物为研究对象,利用混匀释放实验及化学连续萃取法分析沉积物中重金属的释放特征及形态分布特性,考察了羟基磷灰石对重会属污染沉积物中Cu、zn、Pb、Cd稳定性的影响.结果表明不同来源模拟污染沉积物中松花江沉积物中的重金属最易重新释放,而伊通河沉积物中的重金属释放量最小;同时伊通河沉积物中残渣态重金属的比例较其它沉积物高很多,而可交换态和碳酸盐结合态的重金属比例较其它沉积物低很多,说明同时进入沉积物中的重金属,伊通河沉积物中的重金属相对稳定一些.羟基磷灰石的掺杂不同程度降低了沉积物中重金属的释放能力,促使沉积物中的重金属由较不稳定结合态向较稳定结合态转化,减小了沉积物中重金属的生物可利用性,增强了重金属的稳定性.