纳米羟基磷灰石的制备及其对Pb2+的吸附性能

采用溶胶-凝胶法制备了纳米羟基磷灰石(n-HAP),使用FTIR、XRD、气体吸附仪等表征了n-HAP的物相及微观结构,并研究了n-HAP对模拟含Pb2+废水中Pb2+的吸附特性。实验结果表明:所制备的n-HAP粒径为24.39 nm,比表面积为53.50 m2/g,孔体积为0.32 cm3/g;n-HAP对Pb2+的去除率随吸附时间、吸附温度和溶液pH(小于6.5的实验范围)的增加而增大,随初始Pb2+质量浓度增大而减小;n-HAP对Pb2+的吸附较符合准二级吸附动力学方程,颗粒内扩散过程是吸附速率的控制步骤;Langmuir吸附等温方程比Freundlich吸附等温方程更适合描述n-HAP对Pb2+的吸附热力学行为,Pb2+在n-HAP上的吸附符合单分子层吸附形式。     

基于采煤塌陷成湖区分析沉积物中铁锰分布特征及随季节变化规律

为分析采煤塌陷成湖区的沉积物的铁锰含量和碱性磷酸酶活性随时间变化规律,对其环湖设20个采样点进行采样测量。结果表明,采煤塌陷成湖区的沉积物的Fe含量在0.061~1.731 mg/g范围内变化,夏季和秋季较高,冬季最低;采煤塌陷成湖区的沉积物的Mn含量在0.012~0.911 mg/g范围内变化,冬季含量最低,秋季含量最高;采煤塌陷成湖区的沉积物的碱性磷酸酶活性在53.15~560.03 mg/(kg·h)范围内变化,夏秋季较高,冬春季较低,在不同季节与Mn含量均存在正相关关系。第一层的铁锰含量以及碱性磷酸酶活性都较高,说明人类活动对采煤塌陷成湖区有较大的影响。     

生态浮床处理再生水的主要影响因素研究

试验研究了水力停留时间(HRT)及浮床覆盖率对分别种植了空心菜和香根草的生态浮床系统处理再生水效果的影响。结果表明:①HRT对TN,TP去除效果影响较大,对CODCr,NH3-N的去除效果影响较小,2种浮床系统随HRT的增加其水质净化效果逐渐提高。综合考虑,HRT应保持在3 d左右;②随覆盖率的增加,2种浮床系统处理效果的变化趋势基本一致,其中对TN,TP的去除效果影响显著。综合分析,2种浮床系统比较理想的浮床覆盖率为45%左右。     

搬迁企业原址土壤重金属分布特征及其生态风险评价

江苏省某城市由于规划发展的需要,陆续搬迁了一批高污染的化工企业。调查发现其中一家化工厂原厂址存在严重的重金属污染问题,现采集多个表层土壤样品,对样品中的多种重金属(Pb,Cu,Cr,Ni,Zn和Cd)的总量进行分析测试,发现搬迁区土壤重金属累积效应显著,除Zn和Ni外,其它重金属平均含量均超过其背景值,其中Cd的含量是其背景值的324倍,Pb是背景值的1.8倍。重金属的富集顺序为PbCrZnCdCuNi。     

再生水紫外线/二氧化氯联合消毒效果试验研究

紫外线及二氧化氯作为绿色消毒技术的代表,被越来越多地研究和使用,ClO_2消毒能够弥补UV不能提供持续消毒能力的不足,UV消毒作为ClO_2消毒的预处理工艺,能够降低后续消毒工艺的微生物负荷。通过试验对联合消毒效果进行了研究。试验表明,在试验水质条件下,当紫外线剂量为60 m J/cm~2,二氧化氯投加量2 mg/L,反应时间15min时即可达到较好的消毒效果且成本较低,消毒后粪大肠菌在48 h内几乎不发生光复活。     

基于贝叶斯公式的地下水污染源识别

将贝叶斯公式与地下水二维水质对流-扩散方程相耦合,建立依靠监测井监测值的地下水污染源参数（污染源强度M、排放位置（X₀,Y₀）和排放时刻T₀）反演模型.针对监测井监测值信息量不充分或者监测值与模型参数关联性较弱的问题,提出了一种基于贝叶斯公式与信息熵的监测井优化设计方法.构建一个污染物在承压含水层中瞬时排放的算例,在确定单井监测及监测次数条件下,以监测井位置D及监测频率Dt的优化为目标,分别进行模型参数后验分布信息熵最小的单目标监测方案优化,以及信息熵最小且监测耗时最短的多目标监测方案优化.依据优化后的监测方案采用延迟拒绝自适应Metropolis算法进行污染源参数反演识别.算例研究表明：在预设定单井监测,且监测次数为5次条件下,单目标优化后的监测方案为D=（830.2,199.8）,△t=2.7,在此监测方案下,4个污染源参数M,X₀,Y₀,T₀的反演均值误差分别为19.5%、13.2%、3.4%、1.3%;多目标优化后的监测方案为D=（807.9,199.4）,△t=1.2,在此监测方案下,4个污染源参数M,X₀,Y₀,T₀的反演均值误差分别为19.9%、13.4%、3.7%、4.2%.与基于单目标优化的监测方案的反演结果相比,基于多目标优化的监测方案条件下,污染源参数的反演均值误差虽分别增加了0.4%、0.2%、0.3%、2.9%,但监测时间却显著缩短了55.6%.     

基于贝叶斯公式的地下水污染源及含水层参数同步反演

针对非均质地下含水层污染源识别及含水层参数反演过程中监测方案优化问题,提出一种基于贝叶斯公式及信息熵最小的累进加井的多井监测方案优化方法.首先,构建假想案例下的二维非均质各向同性潜水含水层水流及溶质运移模型,运用GMS软件进行数值模拟求解.采用最优拉丁超立方抽样方法和Kriging法建立数值模拟模型的替代模型.然后以参数后验分布的信息熵最小为目标函数,采用累进加井的方式进行多井监测方案优化设计.最后根据优化后的监测方案,采用差分进化自适应Metropolis算法进行污染源及含水层参数的同步反演.算例研究表明：在兼顾反演精度及监测成本,并保证每个参数分区内至少有1眼监测井的条件下,5眼井组合监测方案（6,5,1,2,8）为最优监测方案.与信息熵最小的10眼井组合监测方案（1,2,3,4,5,6,7,8,9,10）的参数反演结果相比,5眼井组合监测方案对11个参数α=（X_S,Y_S,T₁,T₂,Q_s,K₁,K₂,K₃,DL₁,DL₂,DL₃）的后验均值偏离率的平均值虽增大1.2%,但监测成本却是10眼井组合监测方案的50%.     

基于贝叶斯-微分进化算法的小沿河应急水库(拟建)水质预测

为预测拟建小沿河应急水库蓄水后生态净化工程对水质的影响,构建河流污染物衰减模型和Streeter-Phelps模型对入库河道中高锰酸盐指数(COD_(Mn))、溶解氧(DO)、总磷(TP)以及氨氮(NH_3-N)进行预测,同时构建沃伦维德模型,预测库区TP及NH_3-N的浓度变化,并运用贝叶斯-微分进化算法得到最大可能的模型衰减系数。结果表明:应急水库生态治理工程对水质具有一定程度的提升,但是随着取水量的增大,小沿河应急水库对污染物的衰减作用逐渐减小,水生态平衡区富营养化程度由贫营养化程度转变成富营养化程度。在设计取水量50万m~3/d的条件下,生态净化工程对水质提升作用不明显。