长江中下游人工鱼礁水动力特性实验研究

受三峡蓄水的影响,长江中下游水文生态系统发生明显变化,导致四大家鱼产卵适宜度下降以及像中华鲟这类生殖洄游性鱼类鱼卵孵化率降低。建设人工鱼礁是缓解长江渔业资源衰退、保护长江物种多样性、保持长江渔业可持续发展的一项重要措施。基于水槽模型实验,以透空正六面体型人工鱼礁为研究对象,将鱼礁块体与护岸相结合铺设在河道岸坡上,构成鱼礁型生态护岸。通过对鱼礁型护岸周围水面线及水流流速等水力特性进行测量分析,得到了鱼礁型护岸的鱼类产卵场水力因子。结果表明:在长江中下游河道两岸铺设透空型人工鱼礁其周围水流流速可维持在0.84~1 m/s之间,处于四大家鱼产卵繁殖最适宜的流速范围内;且由于鱼礁的存在,使岸坡附近水流流速梯度增大并产生上升流及背涡流等一些复杂的水流流态,这些水力因素又刺激了四大家鱼的交配活动,增加鱼类的产卵量。     

水平潜流人工湿地脱氮功效中植物的作用

为了研究芦苇(Phragmites australis)在收割期前/后、湿地床体内部各个区域内、一年四季中在水平潜流人工湿地脱氮效用所起的作用,实验设置了有/无植物2组平行反应器。结果表明,芦苇在收割前/后对于水平潜流人工湿地脱氮效果均有促进作用,植物地上部分氮吸收量占湿地脱氮量的10.2%。在芦苇收割前/后(5月~9月、10月~次年5月),芦苇湿地日均脱氮量分别是无植物湿地的1.55倍与1.11倍。高、矮芦苇不同组织中总氮浓度分布趋势一致,2种芦苇各组织含量分别为:穗(28.69 g/kg)>叶(13.69 g/kg)>茎(5.31 g/kg)、穗(28.06 g/kg)>叶(14.61 g/kg)>茎(8.46 g/kg)。在湿地的各个沿程区域,总氮、氨氮累加去除率变化趋势一致,并且从反应器前部到尾部呈上升趋势,从上部到下部呈下降趋势。有芦苇湿地的脱氮效用优于无植物湿地,且底部氮积累含量也较少。一年四季中有芦苇湿地在各个季节脱氮量是无植物湿地的1.06~1.47倍。     

高级氧化技术处理水中人工甜味剂的研究进展

介绍了几个国家在地表水、污水处理厂进出水等水环境中检测出的人工甜味剂的含量,简介了人工甜味剂对人体的危害,综述了基于臭氧氧化和紫外光照射的高级氧化技术处理水中人工甜味剂的研究进展,剖析了人工甜味剂的降解产物和降解路径以及在降解过程中的矿化效果和毒性变化,对后续的研究方向进行了展望。     

基于人工神经元网络的滑坡稳定性预测评价

由于滑坡岩土体的结构与物理力学性质表现在宏观和微观上有着不连续性和高度的非线性等特点,其稳定性受地质因素和工程因素等综合影响,岩土体变形、演化规律的非线性和内在因素的非线性决定了滑坡是一个复杂多变的非线性系统.根据滑坡失稳的非线性特征,将人工神经元网络BP模型应用到滑坡稳定性的评价预测中,借助MATLAB的人工神经元网络工具箱,以国道G324上的86个滑坡数据为训练和预测样本对模型进行了实验和验证,结果表明,所建立的滑坡稳定性预测方法具有较高的预测精度.     

啤酒酵母菌对溶液中锶离子的吸附行为

利用废弃啤酒酵母菌为生物吸附剂,考察了pH、啤酒酵母菌加入量、锶离子初始浓度、吸附时间等对锶离子吸附行为的影响,并通过红外光谱分析探讨了吸附机制.结果表明:(1)在吸附温度为25℃、pH为4.5、啤酒酵母菌加入量为2.0 g/L、锶离子初始质量浓度为10.0 mg/L、吸附60 min的条件下,啤酒酵母菌对锶离子的吸附基本达到平衡.(2)啤酒酵母菌对锶离子的吸附较好地符合Langmuir和Freundlich吸附等温式,且以Langmuir吸附等温式拟合效果更优.在吸附温度为25℃、pH为4.5、啤酒酵母菌加入量为2.0 g/L、吸附时间为180 min、锶离子初始质量浓度为5.0～250.0 mg/L的条件下,啤酒酵母菌对锶离子的理论饱和吸附量为29.67 mg/g.(3)啤酒酵母菌吸附锶离子前后的红外图谱显示.部分吸收峰发生了位移并且透过率改变.推断在啤酒酵母菌吸附锶离子的过程中,锶离子先与NH2和酰胺基团中的N原子进行配位络合,随后被络合了的锶作为成核位点再吸附更多的锶离子在表面.此外,蛋白质特征谱带--酰胺Ⅰ带和酰胺Ⅱ带吸收峰的透过率也发生变化,可能是啤酒酵母菌蛋白质上的官能团也结合了锶离子.     

生物法/人工湿地工艺处理采油废水及其生态毒性削减研究

采用2种生物法/人工湿地工艺(水解酸化/好氧/人工湿地工艺和水解酸化/人工湿地(进水区强化曝气)工艺)处理胜利油田某联合处理站经隔油、混凝处理的采油废水,并运用发光细菌技术研究采油废水在处理过程中的生态毒性削减规律.研究结果表明,在水解酸化段水力停留时间(HRT)为20 h,好氧段HRT为10 h,人工湿地HRT为2 d的工况下,水解酸化/好氧/人工湿地工艺与水解酸化/人工湿地(进水区强化曝气)工艺的出水水质均能满足COD≤80 mg/L、NH_4~+-N≤15 mg/L的处理要求.发光细菌法试验结果表明,经隔油、混凝处理后的采油废水属高毒性废水,再经水解酸化/人工湿地(进水区强化曝气)工艺处理后生态毒性大幅削减,出水生态毒性降至低毒.     

人工湿地中基质与植物对污染物去除效率的影响

针对太湖五里湖富营养化水体,采用中试规模的人工湿地现场实验开展了不同基质、不同植物的污染物去除效果研究。基质采用炉渣和沸石2种,在一个湿地池种植单一植物茭白,另一个湿地池种植鸢尾＋菖蒲混合植物,同时构建了无植物的对照组湿地。研究表明：（1）在运行初期,沸石和炉渣2种基质对TN、TP的去除率差异为12.5%和12.6%,吸附饱和后,2种基质对TN和TP的去除率差异缩小为3.2%和6.1%,从长期运行来看,炉渣和沸石2种基质在人工湿地中的去除效率差异将减小;（2）茭白单一植物湿地对污染物的去除率与鸢尾＋菖蒲混合植物湿地对污染物的去除率两者之间差异不大;（3）人工湿地种植植物后对TN、TP的去除率比无植物状态时分别高出13.6%和19.5%,植物在人工湿地中对污染物的去除发挥了重要作用;（4）在本试验条件下,茭白吸收所去除的氮数量为湿地氮总去除量的8.95%,茭白吸收去除磷的数量为湿地磷总去除量的20.16%,在人工湿地中,茭白吸收对磷的去除效率比对氮的去除效率高。     

新型人工浮岛流场数值模拟与结构优化分析

近期提出的新型人工浮岛是通过两种不同透水能力基质材料的填充在系统内部形成2个不同水流与溶解氧浓度区域,两区域的过流能力及两者之间水流交换量对系统脱氮除磷效果具有较大的影响。为实现这一新型人工浮岛基质结构设计参数的优化,进一步提高净化能力,应用数值模拟方法对不同结构条件下流场进行了模拟。模拟结果发现,影响两区域水流交换量及其过流能力的主要因素包括：基质材料的填充形状、填充深度及透水能力,其中“钟乳状”形态较“层状”填充形态人工浮岛具有更好的两区域间水流交换能力及过流能力,理论上具有更好的净化效果。根据模拟结果确定的设计参数构建小试试验系统进行对比试验研究,试验结果与数值模拟结论吻合。可见,采用数值模拟方法对人工浮岛内部水流状态进行模拟分析,能够为人工浮岛结构优化设计提供依据。     

微生物对芦苇人工湿地除磷影响研究

以上海梦清园人工芦苇湿地为对象,在微生物制剂使用的同时研究了微生物对湿地除磷效果的影响。经过对近一年的数据分析表明,微生物的增加使总磷平均去除率达到20．9％,高于空白的18．3％。微生物的磷酸化作用使得出水磷更多以磷酸根形式表达,甚至使磷酸盐含量不降反升。底泥监测表明,微生物制剂的加入能有效的促进浮泥层中磷的转移,减缓浮泥层中磷的积累,10个月后试验组浮泥层的磷含量相对空白对照组可降低10％以上,菌剂对于减缓磷的积累,促进磷向基质转移有重要意义。