垃圾渗滤液处理工艺中有机污染物的三维荧光光谱

利用荧光发射和三维荧光光谱研究了三峡库区某垃圾堆场的渗滤液及其处理工艺出水溶解性有机质(DOM)的荧光光谱特性。堆场渗滤液的DOM含有类酪氨酸、色氨酸及紫外区类富里酸,特征荧光峰中心位于E_x/E_m=275 nm/305 nm,为高激发波长类酪氨酸,与前人的研究结果并不一致,这可能与垃圾的堆放期有关。渗滤液和各处理工艺出水的荧光指数f_450/500均大于1.9,表明腐殖质主要为微生物源。渗滤液在处理前后荧光峰特征和强度均发生明显改变,类蛋白荧光强度与DOC值变化趋势基本一致。生化处理工艺中,类蛋白荧光强度降低了66.4%～95.5%,紫外区类富里酸荧光强度只降低了28.8%,显示类蛋白质具有良好的可生化性,而类富里酸相对较难生化降解。三维荧光光谱能反映渗滤液处理过程中污染物的种类、性质和数量等变化信息,能快速地进行定性分析、定量评价。     

活性炭三维电极流化床处理洗车废水的研究

以经吸附处理的活性炭为填充粒子,对三维电极流化床反应器处理洗车废水进行了静态条件实验研究。结果表明：三维电极流化床处理洗车废水的效果明显好于三维电极固定床和单纯的活性炭吸附。在槽电压为30 V,通气量为3 L/min, 通电时间为30 min,活性炭用量为50 g时,COD去除率最高。     

混凝土结构使役环境中温度智能模拟LabVIEW软件设计

本项目结合湖北省科技计划自然科学基金项目“混凝土结构使役环境的智能模拟”,在WTST-150试验机硬件平台基础上,以LabVIEW8．5为开发平台,设计了一套混凝土结构使役环境中温度智能模拟LabVIEW软件,主要包括能初始化程序、温度采集与显示子程序、温度PID控制子程序、温度存储和查询子程序。经投入实验验证,该软件能实现实时曲线显示、温度控制、试验状态和保存试验数据、数据查询、手动加热、分配温度通道、PID控制参数整定、制冷、读入温度曲线等功能。具有实时在线循环检测、采集数据、响应快速等优点,并具有良好的故障诊断能力和可维护性以及超强的纠错能力。本软件完善了WTST-150试验机的温度控制系统,使其更加符合实际工况。     

南亚热带土壤温度动态变化特征及其意义

根据定位系统观测资料,阐述了南亚热带山地常绿森林区、丘陵旱作区和平原水稻区多种土壤的温度变化与气温的关系。观测研究结果表明：低山常绿森林区温度的三维空间差异比丘陵区、平原区大,丘陵区又比平原区大;南亚热带林区的气温、地表温、30cm土温比中亚热带的高,比热带的低：南亚热带林区的谷地气温高于针叶林、混交林和阔叶林,谷地地表温低于针叶林而高于混交林和阔叶林,谷地20m土温低于针叶林、混交林而高于阔叶林;在气温一致的丘陵区栽植植物不同,其地表温、土温略有差异;在平原水稻土区,年气温、地表温、20cm土温差异不大,但30cm以下土温渐显差异;不同地貌单元的气温、地表温和土温的年际差异、年平均温度、各月及0～12～24时的温度动态变化各具特征。根据气温与植物生长的关系,拟把气温＞22℃的4～10月称热季、气温＜22℃的1～3月及11～12月称作凉季。可因地制宜,根据气温和土温的变化特征与土壤水分和作物生长的关系,采取措施调节温度,以利于作物生长。     

三维电解法处理苯酚废水的粒子电极研究

用浸渍法制备了分别以Cu、Zn、Ni、Ce、Fe、Co、Mn、Sn等为单组分以及Mn和Sn为双组分氧化物、以γ-Al₂O₃为载体的负载型电催化剂, 并填充于阴阳极间以构成三维电极电催化降解苯酚模拟废水.结果表明, 所选用的几种粒子电极都显示了一定的催化活性, 可不同程度地提高苯酚的去除效率, 其中Mn、Sn单组分和双组分氧化物对苯酚降解具有较高的催化活性, 且Mn与Sn物质的量比为2时双组分金属氧化物的催化活性最高. 在0.25 A的电流下处理150 min, 可使目标有机物的去除率达90.8%, TOC去除率也达到80.7%. 加入·OH清除剂叔丁醇的研究表明, 本体系中苯酚的电催化氧化是由直接氧化和间接氧化的协同作用共同去除.     

胶州湾围隔实验中溶解有机物三维荧光特征

利用三维荧光激发发射矩阵光谱法(EEMS),测定胶州湾围隔实验中不同营养盐条件下产生的溶解有机物的三维荧光特性.结果显示,浮游植物可产生类蛋白和类腐殖质荧光,类蛋白荧光峰由类酪氨酸(tyrosine-like)荧光峰和类色氨酸(tryptophan-like)荧光峰组成,主要位置为Ex_max/Em_max=270 nm/290～310 nm,Ex_max/Em_max=270～290 nm/320～350 nm的荧光峰强度比较弱;在Ex_max/Em_max=250～260 nm/380～480 nm(A峰)、Ex_max/Em_max=310～320 nm/380～420 nm(C峰)和Ex_max/Em_max=330～350 nm/420～480 nm(M峰)位置均出现零散的类腐殖质荧光峰,其中以A峰为主.类酪氨酸荧光强度明显高于类腐殖质荧光强度.浮游植物量降低时,类酪氨酸荧光强度与叶绿素a浓度呈明显的负相关.硅藻和甲藻产生的类酪氨酸和类色氨酸荧光强度之间具有较好的相关性,两者来源相似, 并且甲藻与硅藻相比能够产生更多的类蛋白荧光物质.不同环境下类腐殖质混合物的组分比例不同,甲藻生长环境下相对于硅藻具有较低的A/C比值.     

三维原子场全息作用矢量用于芳香类化合物的三维QSAR研究

采用新型的的三维原子场全息作用矢量(3D-HoVAIF)研究了200种芳香化合物的化学结构与其生物毒性的定量构效关系(QSAR).首先对芳香化合物进行了结构参数化表达,然后采用逐步回归(SMR)对变量进行筛选,建立了三维定量构效关系模型.其87个无氢键分子的模型和113个有氢键分子的模型的复相关系数和标准偏差分别为R2=0.801,SD=0.473和R2=0.929,SD=0.318.模型具有良好的稳定性和预测能力,证明了该三维原子场全息作用矢量在分子结构表征和生物毒性预测上的适用性.     

智能巡检机器人在自然环境试验中的应用探讨

目的 探索建立自然环境试验智能巡检系统,使用机器人替代部分人工巡检工作。方法 通过分析巡检作业环境和巡检任务,确定智能巡检机器人的功能要求和技术参数,进而开展机器人本体结构设计,融合控制后台、远程数据库等设备,实现智能巡检系统构建。结果 开展了智能巡检数据采集的使用验证,巡检机器人采集的样品图像对焦清晰、分辨率高,样品在图像中的位置大小合理,腐蚀特征展示清楚。巡检系统可对样品图像进行自动分割和智能识别,对蚀点、流痕等损伤特征识别准确,精度可达0.1%。结论 智能巡检系统可以满足自然环境试验的巡检要求,替代人工完成部分巡检工作,智能巡检数据便于入库和使用挖掘,对于自然环境试验的数字化转型有积极的推动作用。     

内源呼吸过程溶解性代谢产物的光谱特性分析

微生物内源呼吸期对污水处理过程具有重要意义.为了更清晰地了解微生物内源呼吸过程,采用三维荧光光谱、紫外光谱结合呼吸图谱对微生物内源呼吸过程进行解析.结果表明,三维荧光光谱和紫外光谱在内源呼吸各个阶段有明显的不同:1内源呼吸快速下降期(第1 d):腐殖酸峰的激发波长(Ex)和发射波长(Em)分别出现5 nm、6 nm的蓝移,荧光指数f450/500和HIX(humification index)分别减小了9.3%、0.2%,UV253/203和UV254分别增加了37.5%、200%,预示着混合液中可生物降解有机物的存在;2内源呼吸慢速下降期(第2 d):f450/500增加了0.5%,HIX减小0.2%,UV253/203减小了20%,UV254增加了16.7%,预示着细胞可能出现了水解或自溶;3内源呼吸稳定期(第3~5 d):腐殖酸峰基本保持不变预示了微生物适应了饥饿环境.本研究从代谢产物的角度解析了内源呼吸过程,为污水处理过程控制提供了新的思路.     

石化污水厂二级出水溶解性有机物分级解析研究

以某石化污水处理厂二级出水为研究对象,采用大孔吸附树脂将污水中溶解性有机物分离成亲水性物质、疏水酸性物质、疏水中性物质和疏水碱性物质4个组分,分析了各组分的有机物的组成特征、三维荧光光谱特征及红外光谱特征.结果表明,亲水性物质和疏水酸性物质分别占水样中溶解性有机碳的49%和29%,是该石化污水厂二级出水中的主要物质类别.亲水性物质中含有较多的生物源腐殖质类物质,疏水中性物质含有较多的芳香族蛋白质和溶解性微生物代谢产物类物质.4种组分的红外光谱图中600~1200cm-1波数的指纹区波峰数量最多,多为芳香类同分异构体化合物.