电化学氧化处理丙烯腈废水及对可生化性的提高

以丙烯腈废水为研究对象,进行废水预处理对提高废水的可生化性和后续好氧生物处理效率的研究。实验采用电化学氧化法对难降解丙烯腈废水处理效果进行了单因子试验,分析了电压、电解时间、氯离子质量浓度对废水色度及CODcr的去除效果,以及对废水可生化性的影响。实验结果显示,电化学氧化法在电压5V,pH为3.00,反应时间6h,搅拌速率为250r·min^-1,氯离子质量浓度为5000mg·L^-1的条件下,对CODCr1156mg·L^-1,色度512倍的丙烯腈废水中CODcr去除率达到60%,色度的去除率达到90%,并使废水的可生化性明显提高。CODCr去除率和色度去除率随电解时间、电压增加而增大,电解时间达5h、电压大于5V以后使水电解副反应更容易发生,对有机物的降解速率减小,同时随电解时间延长,能耗逐渐增大,处理成本增大;氯离子质量浓度对电解效果影响较大,适量增大氯离子质量浓度,可以提高CODCr的去除率。     

3种水生植物对锰污染水体修复作用的研究

通过静态水培试验,研究了3种水生植物水葫芦（Eichhornia crassipes（Mart.）Solms）、水浮莲（Pistia stratiotes L.）、水花生（Atlernanthera philoxeroides）在55、155mg L-1锰（Mn）质量浓度下的生物量、Mn质量分数、富集系数、转运系数,以及对2种Mn质量浓度水体的修复作用。结果表明,水浮莲的鲜质量、干质量、相对生长率、Mn质量分数、富集系数随着取样时间的延长而显著增加（P〈0.05）。2种Mn质量浓度下,水葫芦与水浮莲的鲜质量与相对生长率显著高于水花生。植物茎叶的Mn质量分数依次为水浮莲〉水葫芦〉水花生（P〈0.05）,其中155mg L-1Mn处理水浮莲与水葫芦茎叶Mn质量分数均高于10000mg kg-1,分别为12431.05mg kg-1、11238.28mg kg-1。3种植物茎叶、根的富集指数均显著大于1,且茎叶的富集系数依次为水浮莲〉水葫芦〉水花生（P〈0.05）,根富集指数依次为水浮莲≈水葫芦〉水花生（P〈0.05）。在10,21d这2个取样时期,水浮莲的转运系数要高于其它植物,其中在155mg L-1处理下,水浮莲的转运系数要高于1,分别为1.04、1.01。种植3种水生植物后,2种Mn处理水体的Mn质量浓度随着取样时间的延长而降低。水葫芦、水浮莲、水花生收获时,55mg L-1Mn处理的水体Mn质量浓度分别降低了31.84%、31.44%、18.47%;155mg L-1Mn处理则降低了12.02%、18.53%、7.57%。可见,水浮莲符合超积累植物对Mn质量分数、富集系数、转运系数的要求,其在Mn污染水体修复方面有很好的应用前景。     

水稻不同生育期土壤砷形态分布特征及其生物有效性研究

采用田间原位试验和Tessier连续提取方法,在水稻（Oryza sativa L.）不同生育期研究了重金属复合污染高、中、低3个水平下的土壤砷的形态分布特征及其生物有效性。结果表明：在水稻不同生育期中,土壤各种形态的砷质量分数均表现为高污染水平土壤〉中等污染水平土壤〉低污染水平土壤;土壤中砷在水稻整个生育期均以残留态为主,占90%以上,交换态砷所占比例最低,不到0.5%;不同形态砷之间大都显著正相关,但是两种有效性较高的砷形态（交换态和碳酸盐结合态）与有机态砷之间的相关性较差;土壤砷的生物有效性表现为高污染水平土壤〉中等污染水平土壤〉低污染水平土壤,且随着水稻生育期的延长,土壤砷的生物有效性逐渐升高。     

“需求导向 价值塑造 职业发展”三位一体的采矿工程专业改革探索与实施——以武汉科技大学采矿工程专业为例

结合新工科背景下矿业发展的新需求,总结了采矿工程专业新型人才培养应加强培养目标与社会需求的紧密结合、加强使命教育和专业自信的全程培养、加强职业素养和教学实践的全面融合等问题,提出了“需求导向价值塑造职业发展”三位一体的采矿工程专业改革思路,实施了将价值塑造融入教育教学顶层设计、行业需求融入课程群教学内容优化、职业发展融入课内教学和课外实践等系列举措,显著提升了采矿工程专业新型人才的培养质量,取得了丰硕的教育教学改革成果。     

两湖盆地冬季区域大气颗粒物污染特征及独特的风场和下垫面影响

为认识近年来长江流域中游两湖（湖南-湖北）盆地大气环境变化特征,本文利用两湖盆地2015~2019年冬季近地面PM_2.5和PM₁₀观测数据,结合风速、地形和植被指数等资料,探讨两湖盆地冬季大气颗粒物PM_2.5和PM₁₀的变化特征及其与风速、地形和下垫面的关联.结果表明：①两湖盆地2015~2019年冬季PM_2.5污染频发,其中两湖盆地西北部的襄阳和荆门的冬季平均分别多达62 d和61 d出现PM_2.5污染（PM_2.5>75 μg·m^-3）,襄阳重污染（PM_2.5>150 μg·m^-3）多达19 d,表明两湖盆地是长江流域中游地区一个区域性PM_2.5污染中心.②在空间上,两湖盆地污染呈现出西北重东南轻、城市群污染较重的特征,这主要与冬季风驱动的大气污染物的区域传输和两湖盆地城市地区的强排放有关.③近地面风速与PM_2.5和PM₁₀地面浓度变化呈现特殊的"U"型非线性关系,PM_2.5和PM₁₀浓度拐点值分别为153 μg·m^-3和210 μg·m^-3,揭示了两湖盆地局地大气颗粒物累积主导了轻/中度污染,大气污染物区域传输决定了重度污染的独特区域特征.④两湖盆地冬季PM_2.5和PM₁₀地面浓度与地形高度和植被指数均呈显著负相关,反映了两湖盆地地形和城市化下垫面变化的大气环境效应.     

基于机器学习方法的西安市数值模拟优化研究

为提高西安市ρ(PM_2.5)及ρ(O₃)预报准确率,更好地服务西安市预报预警工作,以CAMx模式预报结果为基础,结合中尺度WRF气象预报数据、ρ(PM_2.5)及ρ(O₃)观测数据,基于多元线性回归、岭回归、lasso回归、决策树、随机森林以及支持向量机6种机器学习优化模型,对西安市2019年PM_2.5及O₃模拟结果进行优化.结果表明:①CAMx模式对污染物的预报存在偏差,优化模型明显修正了CAMx模式的系统性偏差,提高了预报精度.②ρ(PM_2.5)及ρ(O₃)的均方根误差(RMSE)由174.00、37.11 μg/m3分别降至34.36~39.37、24.77~28.82 μg/m3,相关性系数(R)由0.63、0.78分别提至0.70~0.78、0.83~0.88.③不同模型对模拟值的订正优势不同,随机森林对PM_2.5优化效果显著,优化提高率为80%;支持向量机对O₃的优化效果最理想,优化提高率为36%;线性回归方法对O₃的优化效果较好,但对PM_2.5的优化效果相对较差.研究显示,机器学习模型显著优化了CAMx模拟结果,反映了利用机器学习修正空气质量数值模式预报结果的研究意义和可行性.      

基于未确知聚类法的巷道围岩稳定性预测

针对影响巷道围岩稳定性的因素多且具有不确定性和隐蔽性的特点,选取实测RQD值、单轴抗压强度、隙壁状态3个主要影响因素作为判别指标,利用未确知测度理论,建立巷道围岩稳定性预测模型。利用25组巷道围岩资料作为模型构建样本,以样本均值为聚类中心,采用信息熵理论确定各判别指标的权重,从而计算样本的多指标综合测度;根据最小未确知测度距离原理判断样本所属类别,进而对巷道围岩稳定性进行预测,且用逐一回代的方法检验预测模型的合理性。刊用所建立的巷道围岩稳定性预测模型对大冶铁矿5组待判别样本进行应用预测,预测结果符合工程勘察实际,表明基于未确知聚类法的巷道围岩稳定性预测方法具有较好的实用性和有效性。     

热-水-力耦合作用下岩石损伤力学模型与验证

为了探讨高温、高孔隙水压、高围压对岩石损伤破坏的影响,基于损伤力学基本理论,并结合应变等价性原理,建立热-水-力耦合作用下的损伤力学模型,构建表征岩石损伤演化的表达式,通过水-力耦合作用下热损伤花岗岩室内试验验证了该模型的合理性,并根据室内试验确定了模型参数。试验结果表明:提出的模型能较好地反映热-水-力耦合作用下岩石应力-应变过程,且能表征上述作用下岩石损伤演化规律;高温损伤会导致岩石由脆性逐渐向延性转变,而孔隙水压会进一步加剧岩石损伤演化。     

国内船舶碰撞事故科研产出及主题趋势挖掘

为了全面认识国内船舶碰撞研究的整体现状及趋势,基于中国知网的2000—2016年506篇船舶碰撞学位论文和1957—2016年1 620篇期刊论文,使用科学计量和知识图谱的方法进行了可视化分析。结果表明:学位论文和期刊论文的产出主要集中以大连海事大学、上海海事大学、上海交通大学以及武汉理工大学为核心形成不同的研究团队。关于船舶碰撞的学位论文主要集中在AI、船舶避碰、数值仿真等方面,期刊论文的热点主要分布在船舶避碰、碰撞事故、碰撞危险等方面。整体来看,2000年以后学位和期刊论文在研究上的趋势是相近的,都在关注AI、数值模拟方法和碰撞责任主体等方面的避碰主题,近期新兴的研究更加关注在一些船舶碰撞微观的层面。     

基于InVEST模型的白龙江流域水源供给服务时空分异

甘肃白龙江流域是我国嘉陵江上游水资源重要的补给地之一,对其开展流域生态系统水源供给服务功能空间定量评估研究,有利于水源区保护规划的制定和生态补偿机制的建立。论文基于研究区土地利用数据、气象、土壤和野外观测数据等,应用InVEST模型水源供给模块估算白龙江流域生态系统的水源供给量,并定量分析流域水源供给服务的空间分布特征及不同地形因子的影响。结果表明：白龙江流域生态系统水源平均供给量约在388 mm左右,且存在一定的空间异质性;中部干热河谷区域水源供给量相对较小,东南部山地林区降雨量大,水源供给量较高,林地（如云冷杉类、针叶林类等）和农田水源供给量较高。流域内水源供给量随海拔高度和坡度的增加呈现先增加后减小的趋势,其高值区主要分布在1 500~3 500 m和15°~40°区段;阴坡区域水源供给量大于阳坡区域。