基于响应面法的煤矿钻孔随钻超声成像仪器受力部件优化设计*

摘要:为研制适用于煤矿瓦斯抽采钻孔、满足施工强度要求的小尺寸随钻超声成像仪器，对随钻超声成像仪器的关键受力部位——超声探头安装孔进行优化设计，分析煤矿瓦斯抽采钻孔的一般规格，建立超声探头安装孔的三维模型，确定关键参数类型及其取值范围，采用极差分析法找到对受力部件强度影响较大的参数，基于响应面法开展有限元数值模拟，运用Box-Behnken设计方法得到超声探头安装孔关键参数与仪器受力部件性能指标的关系，优化受力部件关键参数的数值。结果表明:优化前最大的等效应力为138.6 MPa，优化后受力部件最大等效应力较优化前降低9.05%。结论验证了设计方法的有效性，为煤矿抽采钻孔随钻测井仪器的研制提供思路。     

华东某市老城区潜层地下水硝酸盐分布特征

为了解华东某市老城区潜层地下水硝酸盐分布特征,对老城区地下水现场采样,运用统计学软件spss中的Pearson相关系数和sufer软件Kriging插值方法分析数据,研究了无机氮与地球化学因素间的相关性,同时绘制了p H值、总硬度、硝酸盐、亚硝酸盐的空间分布图。结果表明,硝酸盐是该地区地下水中无机氮的主要存在形态,其所占总氮含量为45.5%~74.8%,封口井的硝酸盐的含量明显低于敞口井的含量,其硝酸盐所占比例最低达到2.2%,且敞口井均受到污染;从相关性的角度来看,氮的转化受到Fe影响较弱。同时氮的形态与p H值、矿化度(TDS)、电导率(EC)等地球化学因素相关水平显著;从分布特征来看,地下水环境中硝酸盐和亚硝酸盐含量东北部高于西南部;不同形态氮的相互转化影响地下水p H值和总硬度,致使p H值的高值区为西南部,而总硬度高值区为东北部。     

CdSe量子点的合成及其在重金属离子检测中的应用

以3-巯基丙酸（3-MPA）为修饰剂合成了水溶性CdSe量子点,优化了合成条件,并以其为荧光探针建立了水样中Pb²⁺和Hg²⁺的检测方法。实验结果表明：在n（Se）∶n（Cd²⁺）为1∶6、n（Se）∶n（NaBH₄）为1∶3、n（Cd²⁺）∶n（3-MPA）为1∶6、反应pH为11、回流温度为100 ℃、回流时间为60 min的优化条件下合成的量子点荧光性能较优;量子点的荧光猝灭强度与Pb²⁺或Hg²⁺的质量浓度呈良好的线性关系,线性范围分别为0.005~10 mg/L和0.001~1 mg/L,检出限分别为0.003 mg/L和0.001 mg/L,相对标准偏差分别为1.23%和1.29%,可应用于实际水样中Pb²⁺和Hg²⁺的检测。     

基于贝叶斯网络的社区配电网系统动态风险评估

社区配电网系统的安全分析和动态风险评估是配电网系统安全运行的关键环节。传统的可靠性指标无法反映社区配电网系统中物理元器件的状态和短路故障事件等本质安全问题对风险评估的影响。针对现有风险评估方法的局限性,提出一种基于贝叶斯网络的社区配电网系统安全分析与动态风险评估框架。首先,在标准可靠性指标的基础上,创新性地将社区配电网系统中物理元器件的故障率和短路故障事件引入到风险评估中,提出一种新的社区配电网停电风险评估指标体系,该评估指标体系综合考虑了社区配电网的可靠性指标和本质安全特性,能够全面反映社区配电网系统的动态风险;其次,提出一种基于故障树-贝叶斯网络的社区配电网系统动态风险评估方法;最后,以一个实际社区的配电网系统为案例,验证了该动态风险评估框架的可行性和有效性。案例分析结果表明:所提出的框架能够充分评估社区配电网系统的停电风险,并可以给出合理的安全措施,以有效降低社区配电网系统的动态风险。     

KMnO4-PAC对高原喀斯特湖库DOM的DBPsFP控制

以云贵高原典型喀斯特湖库红枫湖取水口溶解性有机质（DOM）为研究对象,调查不同组合方式下高锰酸钾-聚合氯化铝（KMnO₄-PAC）对消毒副产物的生成潜能（DBPsFP）变化和平均组成分布,并通过红外光谱（FTIR）和三维荧光光谱（3D-EEM）对部分样品进行化学表征,推断其影响机制.结果表明：在0.1,0.2,0.4mg/L KMnO₄投加量下,DBPsFP降低17.5~73%,DOM的卤代活性化学结构和官能团部分被有效钝化;PAC的网捕和卷扫效应使DBPsFP进一步减少27.9~86.1%,组合工艺对DBPs的生成潜能影响大小为：三卤甲烷（THM₄） > 卤乙酸（HAA₉） > 卤乙腈（HAN₄）/卤代酮（HK₂）/三氯硝基甲烷（TCNM）.FTIR的结果表明预氧化后3300cm^-1处的透过率降低,指纹区1000~1300cm^-1处的峰频提升,表明分子中的O-H、COOH和C-O官能团增加,共轭不饱和结构在KMnO₄作用下部分消失.3D-EEM验证了外源有机物（腐殖酸）在DOM中占比随KMnO₄浓度梯度升高而下降,同时类蛋白结构的吸收峰强度增加,说明最终DBPs贡献可能源于DOM中剩余的小分子类蛋白（氨基酸）.     

城市河道沉积物中残留医用抗生素对反硝化潜势的抑制作用及机制

研究了南明河贵阳城区段中沉积物的5种残留医用抗生素对沉积物反硝化潜势的影响,并采用荧光定量PCR及高通量测序方法检测了5种反硝化过程中的关键功能基因丰度以及编码nirS基因的细菌群落结构,探讨了抗生素残留影响反硝化潜势的微生物学机制.结果表明,南明河沉积物中5种目标抗生素中,诺氟沙星(norfloxacin,NFX)的浓度最高((537.13±212.69) ng·g~(-1)),并且对沉积物中反硝化潜势有显著抑制效果(p0.05).进一步分析表明,NFX对反硝化潜势的抑制作用主要是通过抑制编码nirS细菌主导的亚硝酸盐还原阶段而实现的.本研究揭示了城市河道沉积物中的残留抗生素可能会削弱河道的反硝化脱氮能力从而加重河流氮污染状况,为评估抗生素污染的微生态效应提供了依据.     

华东区域高山背景点PM10 和PM2.5 背景值及污染特征

为了解华东森林及高山背景区域大气中PM10和PM2.5质量浓度的变化特征,选取国家大气背景监测福建武夷山站2011年3月～2012年2月PM10、PM2.5为期1 a的监测数据,研究其浓度变化特征及其影响因子,并利用后向轨迹模式探讨区域输送对背景区域PM10和PM2.5质量浓度的影响.结果表明:华东森林及高山区域现阶段PM10和PM2.5背景浓度分别为(23±16)μg·m-3和(18±12)μg·m-3;PM10和PM2.5浓度具有相同的季节变化特征,即春季>秋季>冬季>夏季,2011年春季武夷山背景点因受沙尘远距离输送影响,PM10和PM2.5浓度明显高于其它三季;武夷山背景地区主要以细粒子为主,PM2.5/PM10年平均比值为0.76;PM10和PM2.5浓度与气体污染物均有较好的相关性,表明PM10和PM2.5可能来源于区域人为污染源的输送和二次粒子转化;2011年4月的污染事件与北方沙尘输送有关,而9月的污染事件主要与华东高污染负荷区的污染物输送有关.     

典型电子废物集中处置场地及周边土壤中多溴联苯醚的污染特征

采用快速溶剂萃取-凝胶净化-气相色谱质谱法(GC-MS)测定了浙江省台州市某典型电子废物集中处置场地及周边土壤中多溴联苯醚(poly brominated diphenyl ethers,PBDEs)浓度,研究了8种PBDEs(BDE-28、BDE-47、BDE-99、BDE-100、BDE-153、BDE-154、BDE-183、BDE-209)的浓度水平、组成特征和垂直分布规律.结果表明,BDE-209污染与其他几种PBDEs污染之间具有很大的关联性;BDE-209是主要污染物,占8种PBDEs总含量的90%左右;处置场地内8种PBDEs的浓度高于其周边土壤,其平均质量含量分别为0.625和0.209 mg·kg-1;随着与场地集中区域中心距离的增加,PBDEs总含量呈逐渐下降趋势.     

基于WebGIS的高风险油气田安全监管信息系统建设

为高效管理高风险油气田的安全监管信息,本文利用含硫油气田的安全生产数据资料,结合WebGIS开发技术,建立了高风险油气田安全监管信息系统,提供了高效的基于windows操作平台的辅助决策环境,从而具有一定的应用推广价值.     

流域和河口高强度人类活动对崇明岛滩涂资源变化过程的影响

入海河口形成的冲积沙岛滩涂因陆海水沙变异而出现快速冲淤已成为当前河口城市发展关注的焦点。崇明岛为我国最大的入海河口冲积沙岛,其滩涂给上海提供极其重要的空间资源,但因流域和河口高强度人类活动可能导致滩涂出现新的变化状态。据此,通过长达30多年的环岛实测地形资料,基于ArcGIS平台摸清崇明岛滩涂资源变化过程及主控要素。研究结论主要包括：（1）崇明岛各段滩涂冲淤过程复杂多变,冲淤交替频繁;但总体上北部、南部和东滩滩涂面积均为正增长,分别增加170 km²、8 km²和51 km²。（2）促淤圈围工程导致北支泥沙量增多加速河槽萎缩淤积,是北部滩涂增长的主因。（3）新桥水道北移且有所淤浅导致南部滩涂面积淤涨,而东滩快速围垦及岸堤向海推进引起东滩滩涂面积扩大。