Reduction of nitrate from groundwater: powder catalysts and catalytic membrane

The reduction of nitrate contaminant in groundwater has gained renewed and intensive attention due to the environmental problems and health risks. Catalytic denetrification presents one of the most promising approaches for the removal of nitrate from water. Catalytic nitrate reduction from water by powder catalysts and catalytic membrane in a batch reactor was studied. And the effects of the initial concentration, the amounts of catalyst, and the flux H2 on the nitrate reduction were also discussed. The results demonstrated that nitrate reduction activity and the selectivity to nitrogen gas were mainly controlled by diffusion limitations and the mass transfer of the reactants. The selectivity can improved while retaining a high catalytic activity under controlled diffusion condition or the intensification of the mass transfer, and a good reaction condition. The total nitrogen removal efficiency reached above 80%. Moreover, catalytic membrane can create a high effective gas/liquid/solid interface, and show a good selectivity to nitrogen in comparative with the powder catalyst, the selectivity to nitrogen was improved from 73.4 % to 89.4%.     

碳酸盐岩风化壳中的土壤蠕滑与岩溶坡地的土壤地下漏失

本文给出了碳酸盐岩风化壳中土壤蠕滑的证据,阐明了土壤蠕滑等块体运动在喀斯特风化壳形成演化中的机制,并用以解释喀斯特风化壳岩土界面的突变接触,和土下基岩表面光滑的现象;提出了岩溶坡地的土壤侵蚀是化学溶蚀、重力侵蚀和流水侵蚀叠加的观点,分析了岩溶坡地土壤地下漏失和土地石质化的过程;最后讨论了植被破坏和土地垦殖等人类活动,破坏植物根系的网固作用,增加径流入渗,促进地下管道侵蚀及其上覆土壤的沉陷补给,加剧了纯碳酸盐岩坡地土壤地下漏失和土地石质化。     

用于地下水回灌的再生水预处理工艺研究

将再生水回灌到地下含水层前,需对再生水进行预处理,以防止污染地下水.本研究比较了5种不同的再生水深度处理技术(超滤、臭氧、磁性离子交换树脂(MIEX)及超滤和臭氧、MIEX和臭氧两套组合工艺)对城镇二级出水的净化效果,并通过分析5种工艺对含水层净化效果的影响,评价其作为回灌预处理的可行性.针对再生水中的有机污染物溶解性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)及比吸光度(specific ultraviolet absorbance,SUVA),MIEX(投加量为5 mL.L-1)能够去除20%的DOC和10%的SUVA;UF对DOC的去除率低于10%,对SUVA无显著去除效果,单独UF和MIEX预处理对后续含水层对再生水DOC的去除无促进作用;与此不同,臭氧[投加量(O3/DOC)为0.6 mg.mg-1]及其组合工艺对二级出水SUVA的去除率达60%～79%,能显著提高再生水的可生化性,强化土壤对回灌水中有机物的去除效果,使最终出水的DOC降低至1～2mg.L-1.针对再生水中的N素,MIEX(5 mL.L-1)能去除再生水中25%的NO3--N,臭氧能去除再生水中72%的NH4+-N.土壤处理能有效地去除NH4+-N,使出水浓度均在0.5 mg.L-1以下,但对NO3--N无显著去除效果.综合对比分析,在再生水回灌的预处理工艺中,需重点考察预处理对再生水中有机物和NO3--N的去除效果.臭氧和MIEX的组合工艺,能显著提高二级出水的可生化性,并去除部分溶解性有机物及NO3--N,与后续土壤处理具有较好的互补性,较适合用作地下回灌前处理工艺.     

基于眼-脑生理指标的大型地下洞室驾驶员疲劳演化特征研究

为保障大型地下洞室驾驶安全，提出眼动和脑电双模态驱动的大型地下洞室驾驶疲劳评价方法，探究驾驶员疲劳演化特征。首先，根据实地数据设计大型地下洞室模拟场景，利用驾驶模拟技术开展驾驶试验，实时采集驾驶员的眼动和脑电数据；其次，对数据进行分段处理，基于格拉布斯准则剔除眼动异常数据，通过快速傅里叶变换分解出脑电节律，构建脑电疲劳指数模型；最后，开展不同区段下驾驶员平均瞳孔直径、眨眼持续时间、眨眼频率及θ、α、β节律等指标的差异性分析，以平均瞳孔直径和脑电疲劳指标F为参量，提出基于模糊综合评价的驾驶疲劳度量方法。结果表明，驾驶员的视觉疲劳出现明显早于精神疲劳，而精神疲劳可以更精确地体现影响驾驶状态的内在疲劳。相较于地上路段，驾驶员在大型地下洞室中的疲劳累积更快，呈现反复、波动式上升，且其综合疲劳程度在中后段达到峰值，之后受洞口光亮刺激在末段减弱。     

国家自然科学基金“煤田火区自燃气体滞留机制及早期探测技术研究”(51874313)研究进展

煤田火区自燃气体滞留机制及早期探测技术研究,是中国矿业大学(北京)承担的国家自然科学基金项目。课题成果可为地下煤火自燃的早期识别、煤火治理与综合利用以及火区生态恢复提供重要的理论和实验基础。     

基于DEMATEL/ISM的地下商业街火灾风险影响因素研究

为研究某地下商业街火灾风险影响因素，针对该地下商业街火灾的复杂性和特殊性，建立了包括人员、设备、环境、管理等4个大类下的16个影响因素的火灾风险影响因素指标体系，运用DEMATEL方法分析影响火灾风险的关键因素，并结合ISM方法建立影响因素多层次递阶解释结构模型。结果表明：火灾风险由多种影响因素耦合而成，消防人员工作能力、地下建筑结构复杂度、消防资金投入大小和消防安全规程的执行力度是影响地下商业街火灾的关键因素。     

地下人行通道防火设计探讨

为解决地下人行通道防火设计存在的无相关消防技术标准可依据的问题,本文首先分析地下人行通道防火设计面临的难点问题;然后结合相关研究成果和相关规范要求,针对单一市政功能、与商业等设施连通等4类地下人行通道提出相应的防火设计要求.研究表明:不同类型的地下人行通道采用相应的防火设计,可有效提升消防安全水平,可对地下人行通道及地下空间防火设计标准提供参考依据.     

深埋地下结构工程环境水水质异常成因分析

分析了某抽水蓄能电站地下厂房硐室群开挖引起环境水水质异常的成因。对工程区进行大范围的环境水pH值检测和代表性渗水部位水样的成分分析后发现,环境水的pH值、SO42-含量和总铁含量特征在一些部位发生了明显改变:水质呈强酸性、SO42-含量和总铁含量高且分布不均匀。结合岩石成分分析和现场黄铁矿矿化点的调查,认为该抽水蓄能电站地下厂房硐室群环境水水质的异常是由地层中不均匀分布的黄铁矿矿化点在开放条件下的氧化造成的,与厂房区锚孔中使用的化学充填材料无关。鉴于当前还没有有效防止强酸性腐蚀的材料,建议加强勘察期间水文地质条件特别是深部水文地质条件的研究,及早掌握和预测深部结构工程开挖、运行过程中由于环境条件改变可能导致的水质改变,以便采取预防措施。