不确定性条件下地下水污染监测井网优化设计——基于XGBoost替代模型

在地下水污染监测井网优化设计中,应用模拟优化方法时客观存在的模型参数不确定性往往会影响到设计监测井网的可靠性.针对该问题,重点考虑了渗透系数和污染源释放强度的不确定性,应用模拟优化方法和蒙特卡罗方法求解上述不确定性参数影响下的最优监测井布设方案.为缓解蒙特卡罗方法多次调用模拟模型所产生的巨大计算负荷,本研究建立了XGBoost替代模型,代替模拟模型与优化模型进行耦合.为提高监测井网对实际污染羽的监测精度,污染监测井网优化模型以监测空间矩误差极小化为优化目标.此外,本次研究还考虑了监测井网设计中污染源释放强度的动态变化过程.最后,以抚顺市某煤矸石堆放场地为基础建立假想例子,验证所提方法的有效性.结果表明:1.XGBoost能够有效近似模拟模型的输入输出关系,显著降低了计算负荷.2.空间矩能够有效评估监测井网插值污染羽和实际污染羽的逼近程度,优化设计后的监测井网能够较为准确地捕捉到实际污染羽的状态.3.模拟优化方法结合蒙特卡罗方法能有效求解不确定性条件下最优监测井网的设计问题.本文为地下水污染监测井网设计提供了一种稳定可靠的方法.     

神农架川金丝猴栖息地重金属污染特征及风险评价

神农架川金丝猴是中国特有的濒危物种之一.为探究神农架川金丝猴栖息地重金属污染情况,采集川金丝猴栖息地食源植物、土壤和水体样品,分析了7种重金属含量特征（Cu、 Zn、 Pb、 Cd、 Cr、 Ni和As）,并采用综合污染指数法、潜在生态风险指数法和内梅罗指数对水体、土壤和食源植物进行污染物评价,同时通过靶标危害系数法（THQ）对川金丝猴食源植物进行健康风险评价.结果表明,栖息地水体重金属浓度为：0.004～1.220μg·L^-1,处于无污染状态.土壤中ω（Cd）(0.162～0.822 mg·kg^-1)为湖北省土壤背景值的2.71倍,处于中等生态危害风险.食源植物中Pb、 Cd、 Cr和Ni超标率分别为29%、 29%、 18%和35%,地衣和树皮污染指数为6.038和7.709,处于重度污染水平;巴山冷杉种子和广布野豌豆的污染指数为2.716和2.034,处于中度污染,其余植物均处于安全水平.经健康风险评价发现,地衣及树皮类>树叶类>果实类,As对川金丝猴健康存在威胁（THQ>1）.综上所述,笔者认为川金丝猴栖息地存在重金...     

海底热油管道周围海泥温度场的数值模拟

针对海底热油管道运行环境的特点,建立管道及周围海泥的稳态传热模型,应用CFD软件,模拟海底管道运行过程中管道周围海泥温度分布规律,分析不同输油温度、海水温度、不同保温层传热系数及保温层失效等因素对管道周围温度的影响.结果表明,输送原油的温度是影响管道壁面热量扩散的主要因素之一,海底管道周围海泥的温度又与海水温度是直接相关的.另外,当保温层失效时,管内温度降低,热量明显扩散,影响管道的正常输送,造成不必要的经济损失,严重时甚至引起事故的发生,因此应及时检测保温层是否完好.     

小球藻磷吸收的初步研究

将经过磷饥饿的小球藻(Chlorella vulgaris)接入不同初始磷质量浓度的培养基中进行一次性培养,研究磷对小球藻生长的影响,以及小球藻吸收磷的动力学特征和藻体总磷、水中可溶性磷的变化规律。结果表明,小球藻密度随初始磷质量浓度增加而增加。5个磷酸盐质量浓度组中,磷质量浓度为0.047 mg/L和0.155 mg/L组的小球藻延滞期长,对数期和稳定期均明显短于0.47 mg/L、0.775 mg/L和2.48 mg/L组。中高磷质量浓度组小球藻平均比生长率μa和最大比生长率μm明显高于低磷组。根据拟合的Monod方程和Droop方程,磷酸盐影响下小球藻最大比增长率μm为0.377/d,半饱和常数Ks为0.311 mg/L,最小细胞内磷份额Q0为73μg/mg(干重)。小球藻细胞的生长主要取决于细胞内磷含量,藻细胞利用外源性磷有快速吸收和缓慢吸收两个过程。     

判别分析方法在水质评价中的应用——以饮马河流域为例

应用判别分析方法对饮马河流域4个断面的水质进行了判别归类。经过变量的引入和剔除,依次选入溶解氧、硝酸盐、总磷、化学需氧量、高锰酸盐指数、氯离子6种因子为主要评价因子,并建立了地表水水质评价的数学模型,其判别函数可以成功地对地表水的水质进行判别。结果显示,饮马河和岔路河的水质较好,大部分属于II类水,少数为I类水;双阳河的水质较差,已达到V类水,少数为IV类水。研究表明,判别分析方法在水质评价中的应用具有一定的实际意义,筛选出的变量对判别水质有显著作用。     

迪庆藏族自治州生态经济能值分析

运用能值分析的方法,对迪庆藏族自治州生态经济的主要能值指标做了定量研究,并与其它地区的有关指标进行了比较研究,以此为迪庆藏区资源开发和可持续发展提出了政策建议.     

周期循环式活性污泥法在生活污水处理中的应用

通过工程实例介绍了周期循环式活性污泥法（CASS）在生活污水处理的应用,重点介绍了CASS法的工作原理、工艺流程、主要设备的设计参数和功能以及污水处理效果和经济效益等。     

QuEChERS-超高效液相色谱-串联质谱法测定鱼肉中六溴环十二烷

建立了一种测定鱼肉中六溴环十二烷（HBCD）的QuEChERS-超高效液相色谱-串联质谱方法。方法采用QuEChERS法进行样品前处理,采用C18色谱柱分离,以水为流动相A,以甲醇-乙腈（V∶V=50∶50）为流动相B进行梯度洗脱;采用超高效液相色谱-串联质谱法在负离子模式下以多反应监测方式检测,用同位素稀释法定量。该方法在 0.5~50μg/L范围内具有良好的线性关系（相关系数≥0.999）,检出限为0.05~0.27 μg/kg,3个加标质量分数（2.5,125,25 μg/kg）的回收率范围为99.3%~107%,相对标准偏差为0.4%~8.4%。该方法简便准确、灵敏度高,可满足鱼肉中HBCD的检测要求。     

Fe3O4@CNF@Zn-BTC复合材料制备及其去除水中磷的性能

针对目前如污水厂二沉池出水磷含量超标等磷污染现状,以水体中磷元素为吸附去除对象,合成了一种新型材料Fe₃O₄@CNF@Zn-BTC用于磷元素的特定吸附,由磁性纳米Fe₃O₄粒子、羧基化纤维素纳米纤维和金属有机骨架Zn-BTC在一般实验室条件下制成。CNF材料与MOFs材料的负载提升了复合材料的结晶度,进而提升复合材料的刚性和稳定性,且产生TOCNF表面—COO—和Fe以及MOFs上相关的键合,提升复合材料孔道率的同时提升了材料的刚性,极大程度上弥补了MOFs材料的刚性、稳定性短板。用SEM、FTIR、XRD、XPS和BET等对制成的Fe₃O₄@CNF@Zn-BTC进行了表征分析,并探讨了其在常温常压条件下对于水体中微量磷元素的去除效果。结果表明:对于10 mg/L的含磷水样,投加极少量Fe₃O₄@CNF@Zn-BTC材料可在常温常压60 min将磷元素含量降至0.3~0.5 mg/L,符合GB 8978—1996《污水综合排放标准》一级A标准,平均去除率高达95%。与其他如活性炭等常规除磷材料相比,Fe₃O₄@CNF@Zn-BTC材料除磷效率高,回收简单,再生性强,价廉易合成。因此,Fe₃O₄@CNF@Zn-BTC在改善磷污染环境水质方面具有巨大前景。     

浑河流域地表水地下水水质耦合模拟

以浑河流域为研究区,在现场调查、动态监测和资料分析的基础上,根据浑河流域的具体实际条件,包括水文和水文地质条件,分别建立了浑河流域地表水地下水水流耦合模拟模型及水质耦合模拟模型.模拟对象包括地表水、包气带水和饱水带水.运用HydroGeoSphere（HGS）技术系统对地表水和地下水进行联立并行同步求解.根据浑河流域地表水地下水同步动态监测资料,分别对地表水地下水水流和水质耦合模拟模型进行了校正和检验.之后,根据设定的情景方案,应用所建立的模拟模型对浑河流域地表水地下水未来的水质污染状况进行了预报.结果表明：基于HGS技术系统的地表水地下水水流和水质耦合模拟模型能够刻画流域地表水地下水各自的运动规律以及二者之间的水力联系与相互转换关系.若地表水受到污染（如农田施肥）,不仅会影响到地表水,也会对地下水造成影响,反之亦然.