非正态概率分布的大气污染物监测数据处理方法

从概率基本公式出发，在偏态分布的约束条件下，经数学推导；建立概率积分式。通过合成氨厂大气中污染物落地浓度的计算，并与监测数据进行相关处理实例看，相关系数０．９９９。该方法适用于偏态分布大气污染物落地浓度的概率计算及预测，可供环境监测、环境管理及研究人员对大气质量分析、评价的参考和借鉴     

海上风电场升压站电气设备可靠性建模

海上升压站是风电场电能传输的关键环节。针对海上升压站电气设备的可靠性研究,提出了一种新颖的基于马尔可夫过程的建模方法。首先对升压站电气设备的运行状态进行划分,确定其二状态马尔可夫模型,其次分析基本元件的连接形式,建立其状态转移概率矩阵和转移概率密度矩阵。在此基础上根据马尔可夫方程建立海上风电场升压站内主要设备变压器、母线,电缆等的可靠性模型,并分析了升压站系统的可靠性指标,最后根据某海上风电场的具体数据,结合所建立的升压站电气设备的可靠性模型,对此风电场的升压站系统的可靠性指标进行计算分析。     

Optimization of hydrogen distribution systems with pressure constraints

Hydrogenation units are often operated at high pressure, requiring the use of compressors which are one of the most expensive chemical processing equipment. Optimizing a hydrogen network should therefore take into consideration not only purity and flowrate constraints but also pressure requirements. In this paper, based on the hydrogen surplus diagram approach, the average pressure profiles of hydrogen sources and sinks are proposed through the introduction of a system’s minimum pressure drop Δp. Combined with the traditional purity profiles, whether a source can meet a sink either for hydrogen concentration or for pressure requirements can be determined intuitively. In cases where the pressure of a source is not sufficient for a sink, installing a hydrogen compressor or using another source with higher purity and pressure could be potential solutions. A cost equation is established to determine which of the two solutions is economically more viable. For different matching situations between sources and sinks, strategies for optimum placement of compression equipment within a given hydrogen network are proposed. A case study is used to illustrate the application and effectiveness of the proposed method.     

电子产品野外环境下温循加速载荷谱编制方法

目的 将电子产品在野外环境下日变化波动与季节差异明显的温度载荷编制成温循载荷谱和转换为加速载荷谱。方法 通过四点雨流计数法提取原谱中的载荷循环信息,对提取的循环信息进行分布拟合、相关性检验等统计分析,进而构建循环均值与范围值的联合概率密度函数,再运用概率密度法,编制出8×8二维环境载荷谱。在二维载荷谱基础上,编制出温循载荷谱,使用针对电子部件参数修正的加速方程转化为加速载荷谱。结果 利用野外作业现场1个作业周期内的气温纪录,提供了一套编制温循载荷谱和转换加速载荷谱的合理化流程和解决方案。结论 该制谱方法可以利用原始环境谱中绝大部分有效信息,较好地还原电子部件野外作业阶段经历的温度变化过程,为电子产品的加速寿命试验和使用寿命预测奠定基础。     

活化煤矸石对水中亚甲基蓝吸附行为的研究

采用批量吸附实验,研究了活化煤矸石对水中亚甲基蓝的吸附行为。结果表明,活化煤矸石能有效地吸附水中的亚甲基蓝。利用Freundlich等温吸附方程和Langmuir等温吸附方程对其吸附进行描述,表明活化煤矸石易于吸附亚甲基蓝,吸附属于化学吸附,吸附过程是放热反应;用颗粒内扩散方程、准二级吸附动力学方程和准一级吸附动力学方程对实验数据进行回归分析,准二级吸附动力学方程能更好地描述亚甲基蓝在活化煤矸石上的吸附;根据Arrhenius方程得出该吸附的表观活化能为88．14kJ／mol。     

改性玉米秸秆对水中磷酸根的吸附动力学研究

将化学改性后的玉米秸秆制备阴离子交换剂,重点研究了改性玉米秸秆对磷酸根的吸附动力学特性.通过静态实验,考察了在不同pH、温度、磷酸根初始浓度条件下,改性玉米秸秆对磷酸根吸附效果的影响,并分别用伪一级动力学方程、伪二级动力学方程、修正伪一级动力学方程和颗粒内扩散方程进行拟合,计算出相应的速率常数.结果表明,Langmuir等温模式能更好地描述改性玉米秸秆对磷酸根的吸附效果,并且随着温度的升高,改性玉米秸秆对磷酸根的最大吸附量逐渐减小.改性玉米秸秆对磷酸根的吸附是一个快速吸附过程,30 min内即可达到吸附平衡,该吸附过程符合伪二级动力学方程和颗粒内扩散方程,吸附速率主要受颗粒内扩散控制.随着初始浓度的增大,伪二级吸附速率常数逐渐减小,颗粒内扩散速率常数逐渐增大.通过改性玉米秸秆对磷酸根的吸附动力学研究,可以为反应器的设计和污水处理装置的运行提供基础信息,对于去除水溶液中磷酸根的技术应用具有重要实际意义.     

某工业场地砷污染的加密布点优化与精度对比分析

场地污染调查是开展场地风险评估和修复的基础,随着我国颁布建设用地土壤风险管控标准等文件,提出风险筛选值和管制值的分级管控体系,我国土壤污染调查工作对于精确掌握污染物浓度梯度及空间分布有了更高的要求,因而如何构建高效采样布点方法变得尤为重要.本研究以南京市某砷工业污染场地为例,开展了优化布点方法与调查精度的研究.首先,在初查数据的基础上,运用指示克里格的方法预测土壤污染概率,参考城市土壤背景值开展阈值设定,提取加密布点区域,之后结合场地历史生产资料与自然信息布设加密点位,最终将插值预测污染结果与非加密、均匀加密、真实情况结果进行对比,验证方法精度.结果表明：本方法符合国际中基于设计抽样以达到场地调查简单、经济、客观的理念,适用于数据存在明显空间相关性的场地;该方法获得的污染区域面积占比为8.32%,与8.57%的现实情况较为接近,但普通法得到的污染面积比相对未加密情况不升反降,可能的原因是在非污染区域增设点位会造成阈值边缘区域在模拟时往清洁区域偏移,污染区域被误判为清洁,反而造成结果偏差;在目前我国环境管理对超阈范围重点关注的背景下,该方法既能够节约布点成本,又精确化预测场地污染超标范围,为后续的场地修复和治理工作提供帮助.     

土工膜渗漏检测系统研究

土工膜的渗漏检测及补漏处理是填埋场功效保障的重要措施。通过对国外填埋场渗漏检测的多种方法的比较,成功研制了基于高压直流电法的渗漏检测系统。该系统解决了由于填埋场检测面积大所带来的采集数据量大、传输距离远的问题。通过建立合理的地电模型,解决了非均匀介质条件下电势分布问题,进而提高了系统的检测精度。通过杭州的实验检验,结果表明该系统在检测电极间距为4m时,误差超过0.4m的概率低于10%。     

Stochastic trajectory models for turbulent diffusion: Monte Carlo process versus Markov chains

Turbulent diffusion of passive scalars and particles is often simulated with either a Monte Carlo process or a Markov chain. Knowledge of the velocity correlation generated by either of these stochastic trajectory models is essential to their application. The velocity correlation for Monte Carlo process and Markov chain was studied analytically and numerically. A general relationship was developed between the Lagrangian velocity correlation and the probability density function for the time steps in a Monte Carlo process. The velocity correlation was found to be independent of the fluid velocity probability density function, but to be related to the time-step probability density function. For a Monte Carlo process with a constant time step, the velocity correlation is a triangle function; and the integral time scale is equal to one-half of the time-step length. When the time step was chosen randomly with an exponential pdf distribution, the resulting velocity correlation was an exponential function. Other time-step probability density functions, such as a uniform distribution and a half-Gaussian distribution, were also tested.A Markov chain, which presumes one-step memory, has a piecewise linear velocity correlation function with a finite time step. For a Markov chain with a short time step, only an exponential velocity correlation function can be realized. Thus, a Monte Carlo process with random time steps is more versatile than a Markov chain. Direct numerical calculation of the velocity correlation verified the analytical results.A new model which combines the ideas of the Monte Carlo process and the Markov chain was developed. By examining the long-time mean square dispersion, we found an exact solution for the Lagrangian integral time scale of the new model in terms of the intercorrelation parameter and the mean and the variance of the time steps. Using this new model, we can generate any velocity correlation, including one with a negative tail. Two approximate solutions that give upper and lower bounds for the Lagrangian velocity correlation are proposed.     

基于贝叶斯模型的地下水风险源污染概率估计方法研究

我国地下水环境风险源点多面广,但风险源周边地下水监测水平较低,尤其是在单个监测点指标异常时,监测数据异常值的来源及风险源造成污染概率的判定方面存在较大不足.为了解决此类问题,提出了基于贝叶斯模型的地下水风险源污染概率估计方法,并以石家庄市某工业集聚区下游一个农灌井中Cr6+含量和CHCl₃含量异常事件为研究案例,计算了指标异常来源于工业集聚区内8个风险源的污染概率.结果表明:①通过结合风险源的建成时间、废水排放量等软数据及对流弥散方程,优化先验概率、似然度以及后验概率求解方法,提出了基于贝叶斯模型的地下水风险源污染概率估计方法.②该工业集聚区下游农灌井中Cr6+含量和CHCl₃含量异常事件的案例应用结果显示,Cr6+含量异常来源于S6风险源的后验概率为76.2%,即Cr6+含量异常最有可能由某无机盐制造业污染源造成;CHCl₃含量异常来源于S1和S3风险源的后验概率分别为32.7%和23.6%,监测点CHCl₃含量异常最有可能由一个或两个化学农药制造业污染源造成.研究显示,建立的地下水风险源污染概率估计方法初步解决了监测数据不足时指标异常的来源识别问题,可用于未开展详细调查前地下水污染来源的快速锁定,也可使后期的地下水污染调查更具有针对性,对地下水污染风险防控具有重要科学意义.      

铁有机骨架材料的快速合成及对阴离子染料的吸附性能

染料废水色度高,难以生化处理,吸附法是有色废水处理的重要方法.采用常温快速合成铁有机骨架材料,通过IR和XRD对合成的材料进行表征;并研究铁有机骨架材料对阴离子染料的吸附性能.结果表明常温快速反应能够合成铁有机骨架材料,材料比表面积和孔体积较高,等电点p H为3.7.铁有机骨架材料在酸性条件下更容易吸附水中的阴离子染料;随染料浓度的增加,材料对染料的吸附量逐渐增大,Langmuir恒温吸附模型可以很好描述该过程,计算的吸附参数表明吸附过程容易进行.材料对染料的吸附为准二级动力学,染料结构会显著影响铁骨架材料吸附过程,络合结构的偶氮染料能够快速达到吸附平衡.     

基于最弱t-模的飞机起落架模糊故障树分析

目的针对飞机起落架部件失效的模糊性以及传统模糊故障树分析中采用扩展原理或区间运算而导致模糊积累的缺点,提出了一种基于最弱t-模的飞机起落架模糊故障树分析新方法。方法采用梯形模糊数表示飞机起落架部件模糊失效概率,给出最弱t-模的模糊运算法则,并利用最弱t-模法则进行模糊故障树分析。结果得到了飞机起落架系统的模糊失效概率以及部件的重要度。结论与传统模糊故障树分析方法比较,该方法具有更加灵活适用的优点,为飞机起落架可靠性评估奠定了基础。     

活性炭对水中Cr（Ⅵ）吸附行为的研究

采用批量吸附实验,研究了活性炭对水中Cr（Ⅵ）的吸附行为,探讨了溶液pH值、活性炭用量、吸附时间、吸附过程中加入酸对Cr（Ⅵ）吸附的影响和吸附前后pH值的变化以及活性炭的再生。结果表明,利用活性炭处理Cr（Ⅵ）,具有处理效果好、再生容易等特点。在pH为4．00的缓冲系统中,等温吸附线符合Langmuir型,并可以用Freundlich等温吸附方程对其吸附进行描述;在pH为3．52的非缓冲系统中,等温吸附线类型属于BDDT吸附等温线分类中的类型Ⅱ。     

类脂复合吸附剂去除水中微量七氯和环氧七氯的研究

研制了一种新型类脂-活性炭复合吸附剂,研究了其对水中痕量持久性有机污染物--七氯和环氧七氯的吸附行为.实验结果表明,该新型复合吸附剂对七氯和环氧七氯有较强的吸附性能,反应48 h后,对初始浓度为20μg·L-1的七氯和环氧七氯的去除率分别为98.79%和98.08%;吸附等温线符合弗兰德里希模型;吸附动力学符合准二阶动力学模型.该复合吸附剂对亲脂性较强的七氯具有较快的初始吸附速率、较大的平衡吸附量和较高的去除率.相同实验条件下,类脂-活性炭复合吸附剂对七氯和环氧七氯的吸附速率和去除效果均优于传统吸附材料活性炭.     

梯形渠道岸边排污浓度分布的理论分析

从无限区域圆形瞬时源扩散的浓度分布公式人手,推导出梯形区域内瞬时线源扩散的近似浓度计算公式,进而得到了梯形渠道岸边排污的浓度分布公式计算公式表明,边坡倾角对污染物的浓度分布影响较大,浓度值随边坡倾角的增加而减小,近似遵循双曲线的递减规律.浓度分布解析解得到了扩散方程数值解的良好验证,两者在污染源附近有所差异,但随着距污染源距离的增加,计算结果愈加吻合,该解析公式可为天然河流岸边污染混合区的污染物浓度估算提供有力的工具.     

基于IAD延伸决策模型的农户耕地休养意愿研究

基于IAD延伸决策模型,通过1 004个农户样本数据的二元Logistic整体回归及分组回归分析发现：农户耕地休养意愿同时受到户主特征及家庭概况变量、耕地休养规则变量、休养环境与市场变量和认知改革变量的影响。农户生境的耕地依赖性制约了耕地休养;曾撂荒农户和未撂荒农户在4个方面变量,尤其是休养规则偏好上存在显著差异。曾撂荒农户倾向于自由度高、政府遴选权力低的休养规则,未撂荒农户更倾向于补偿标准高、有一定决策自由度的休养规则;在IAD语境下的进一步讨论表明以多元模式为代表的休养规则可能有效改善耕地质量,但在整个耕地休养的动态过程中,需要注意区分不同参与主体,选择性地允许农户参与构建相关规则,从而促进耕地休养的可持续性。     

高氟地下水形成的组态分析——以豫东平原区为例

高氟地下水的形成机理研究是目前相关理论研究的关键问题,文章在系统思想指导下将传统的水化学类型分类方法进行改进,以组态分析的方法进行形成机理研究,得出以下结论:(1)高氟地下水的形成是多因子协同作用的结果;(2)作为非线性系统,高氟地下水的形成是个多态问题,就某一个区段而言是一个"暂态",一直处于多态的变化过程中,在此过程中各个因子相互作用形成多组态;(3)Na+>Ca2+型的水化学组态的高氟率(平均51%)明显大于Na+相似文献   

填埋场井筒效应及其对污染监测井监测效果的影响

构建了填埋场渗漏条件下,含水层-监测井系统水流和污染物运移的代表性概念模型.利用等效渗透系数法描述双重介质系统中的水流运动和水头分布,而多孔介质溶质运移的ADE方程和管流的一维溶质运移方程被分别用来模拟污染物在含水层和井孔中的迁移和分布,最终形成了描述渗滤液渗漏条件下监测井-含水层系统中污染物迁移分布的控制方程.基于Fortan平台,编制了该方程的有限差分求解程序,应用该程序模拟分析了填埋场渗漏条件下,地下水监测井内部及周边水流和溶质的运动、井筒存在对水流和溶质运移的影响.结果表明：井筒效应影响井孔周边的局部地下水流场和浓度场,导致井孔内下部区域污染物浓度增大,井筒外一定区域浓度减小;井筒效应的影响随着径距增加而减小,当径距大于2倍含水层厚度时,井筒效应导致的监测误差最大不超过20%.井径对井筒效应的影响较为复杂,并非单调增加.在本案例中,井径小于0.1m时,井筒效应随着井径增大而增大;反之,当井径大于0.1m后,井筒效应导致的监测误差随着井径增大而减小.含水层渗透系数和比单位弹性贮水系数越大,井筒效应的影响越小.因此具有强渗透性且孔隙度更大的卵、砾石含水层中,井筒效应的影响更小;而对于弱渗透性或中等渗透性的砂土、砂黏土含水层,井筒效应对监测效果的影响更大.     

Removal of lead from aqueous solutions by condensed tannin gel adsorbent

Lead has caused serious environmental pollution due to its toxicity, accumulation in food chains and persistence in nature.In this paper, lead removal from aqueous solutions was investigated using condensed tannin gel adsorbent synthesized from a natural tannin compound. It is found that the adsorption is strongly affected by pH values of aqueous solutions.Within pH range of 3.5-6,when initial lead concentration is 100 mg/L, removal efficiency is more than 90%.Adsorption equilibrium is reached within 150 minutes.The adsorption isotherm fits well with the Langmuir equation, by which the saturated adsorption uptake of 190 mg Pb^2 /g dry tannin gel adsorbent is obtained.By means of thermodynamics analysis,it is revealed that the process is exothermic and the adsorption heat is up to 38.4kJ/mol.With respect to high efficiency, moderate pH requirement and minimized second pollution, the tannin gel adsorbent exhibits a promising potential in the removal of lead from wastewater.     

An emergency computation model for the wind field and diffusion during accidental nuclear pollutants releases

Since 1986, a simple computation model for a nuclear accident has been operating in the emergency information center of Japan Agency for Science and Technology. It was developed by introducing the variation method for wind and a random walk particle model for diffusion in 50–100 km scale. Furthermore, we developed a new model with dynamic equations and a diffusion equation to predict more accurately the wind and diffusion, including local thermal convection, as an improvement on the present system.In the new model, the momentum equation and the continuity equation are solved numerically in non-hydrostatic and incompressible conditions, using a finite difference technique. Then, the equation of thermal energy preservation is solved for potential temperature in the predicted wind field of every time step. Pressure is given as a deviation from the average value of each level by a numerical solution of a parabolic equation introduced from the momentum and continuity equations. The diffusion of nuclear pollutants is computed numerically by the finite difference method in the predicted wind field, using diffusion coefficients obtained from the predictive dynamic equations.These computations were verified with meteorological surveys and gas tracer diffusion experiments over flat land, along a sea shore and over a mountainous area. As the result of new model development, horizontal circulations and vertical convections can be computed in any mesh size from several tens of meters to several kilometers, while small vertical convections less than 1 km or so cannot be represented with the former hydrostatic circulation models.