湖南省城镇生活垃圾总量预测研究

结合在社会系统中有一定应用的耗散结构理论的有关思想、方法和研究成果，对湖南省城镇生活垃圾总量进行建模预测，实际应用结果表明该模型具有结构简单、适用性强的特点，且预测值与实际值吻合较好。     

有机改性蒙脱土对萘的吸附机制和影响因子

我国场地土壤中多环芳烃（PAHs）污染或PAHs-重金属复合污染是常见的污染类型,对公众健康与环境构成巨大威胁.本研究利用耗散型石英晶体微天平（QCM-D）技术和批量吸附实验,探究实验室制备的2种有机改性黏土对萘的吸附机制,以及萘与Cu²⁺共存时黏土颗粒吸附情况.结果表明,25℃时,十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土（CTAB-SMF）的吸附等温线符合Freundlich模型（R²>0.92,n>1）,说明其对萘的吸附位点具有多样性,在较高萘平衡浓度（c_e=1 mmol ·L^-1）下吸附分配系数K_d为SMF的13.4倍;3-巯基丙基三甲氧基硅烷改性蒙脱土（TMSP-SMF）的吸附等温线符合Langmuir模型（R²>0.96）,在较高萘平衡浓度（c_e=1 mmol ·L^-1）下吸附分配系数K_d为SMF的1.14倍.说明2种有机改性黏土对萘的吸附效果优于SMF颗粒.3种黏土颗粒对萘的吸附焓在-30~-10 kJ ·mol^-1之间,均为自发物理吸附.溶液离子强度升高抑制了SMF吸附萘,但对改性黏土吸附萘无显著影响.萘平衡浓度较低（c_e=0.1 mmol ·L^-1）时,Cu²⁺的存在使TMSP-SMF对萘的吸附效果增加了3倍;同时萘能促进2种改性黏土对Cu²⁺的吸附.本研究通过原位在线QCM-D检测了黏土对萘的吸附机制,结果与批量吸附实验结果一致：CTAB-SMF对萘的吸附位点主要为黏土层间的改性剂基团,TMSP-SMF则位于黏土颗粒表面的改性剂基团.本项研究结果显示,QCM-D技术是一种有效的原位在线表征黏土膜吸附有机污染物的方法,2种有机改性的黏土颗粒可作为应用于PAHs或PAHs-重金属复合污染场地的修复材料.     

信息熵理论在安全系统中的应用探讨

简要地介绍了有关信息熵理论的概念，讨论了安全系统的构成与性质，从墙的角度描述了系统中事故发生的不确定性及其外部条件和内部机制，探讨了信息熵理论在安全系统中的应用。     

作物重金属铜污染的HHT边际谱特征与污染预测模型

为了解读作物受重金属污染的光谱响应与光谱特征,以不同浓度梯度硫酸铜（CuSO₄·5H₂O）胁迫土壤的盆栽玉米培养胁迫实验为研究对象,依据不同胁迫梯度下玉米叶片反射光谱以及叶片中Cu²⁺含量的测定数据,采用希尔伯特-黄变换（HHT）方法,研究了玉米叶片在不同Cu²⁺胁迫梯度下光谱的Hilbert边际谱变化特征与污染程度预测方法.通过构建玉米叶片光谱的边际谱熵（MSE）,边际谱幅值（MSA）、边际谱陡坡斜率（MSSS）和边际谱包围面积（MSEA）等特征参量,分析叶片在不同Cu²⁺污染程度下的边际谱变化;同时基于边际谱特征参量值与叶片中Cu²⁺含量的相关性分析和逐步回归统计,提出了玉米叶片重金属污染的Cu²⁺含量预测指数模型.实验结果表明,不同Cu²⁺胁迫梯度下,玉米叶片光谱的边际谱为分布在100Hz频率以内的连续谱;MSE值表现出与叶片中Cu²⁺含量呈负相关的变化趋势,而MSA、MSSS和MSEA值都表现出与叶片中Cu²⁺含量呈正相关的变化趋势;由于MSEA值与叶片中Cu²⁺含量的相关性最好,可把MSEA作为监测作物重金属污染衡量或预测的最优指标;根据MSE、MSA、MSSS和MSEA值构建的Cu²⁺含量预计指数模型应用结果比较,证明MSEA指数模型具有最优的预测能力.     

云地闪电放电参量估算研究

对地闪放电参量的估算主要是利用雷电电磁场与电流的关系,通过一定的通道模型从观测到的电磁场数据来反演得到回击电流峰值等特征量。当观测距离远大于通道高度时,利用回击天线模型与随高度指数衰减的传输线电流模型（MTL）相结合得到远场近似公式;当观测距离较近时,利用“先导-回击模型”得到近场近似公式。并分别估算了回击电流峰值与回击中和的电荷量等放电参量,得到与实测数据相一致的结果．说明了近似公式的可靠性．     

海面溢油对流扩散的反向计算

针对船舶造成的油污染问题,提出了反向追踪溢油的概念。在反向计算过程中,对流扩散方程的对流项一方面具有强烈的方向性,意味着上游信息通过对流项向下游传递;另一方面由于是逆向计算,因此计算时下游信息也需要通过对流项传递到上游。此外与顺时计算不同,扩散项在反向计算时更容易积累误差,从而使计算格式趋于不稳。针对反向计算的如上特点,我们对对流项和扩散项均采取了中心差分的处理方式。通过对两个算例(1)无界区域和(2)有界区域的实例演算,我们认为该方法无论是在开放的海域还是在封闭或半封闭海域均能取得基本令人满意的结果。     

污染物环境界面行为的多尺度计算模拟

污染物的环境界面行为研究一直是环境科学领域的核心和热点内容之一.借助于计算方法能够突破实验方法分析水平的限制,提供从微观到介观的多尺度上的污染物界面行为的化学机制与结构特征.量子力学方法、全原子分子动力学模拟和基于粗粒化体系模型的分子动力学模拟及耗散粒子动力学模拟等不同分子间作用计算方法可依次从原子尺度、分子尺度到介观尺度实现污染物环境界面行为的模拟分析,提供丰富多样的污染物与环境表面相互作用信息.本文综述了典型分子间作用计算模拟方法在污染物的环境界面生成、吸附乃至催化转化等方面的应用进展,分析了现有研究存在的问题和不足,并对未来的研究重点提出了展望.     

栅条式微涡除浊技术流场数值模拟

针对铁路隧道施工废水的高精度高效率除浊需求,采用在旋流式澄清池的旋流反应区中加入栅条式微涡发生器的方式来提升设备混凝除浊效率。采用数值模拟手段分析了旋流场内加入栅条前后流场内与混凝有关的特征参数变化,并采用水力实验进行效果验证。结果表明,加入栅条后,混凝流场初始段的湍动动能及湍耗散明显提升,较之空池条件下分别提升19.24%、155.59%。这种变化利于混凝反应初期,药剂的充分分散,增加颗粒的初始碰撞概率。同时,栅条引入后,增加了流场内的涡旋尺度分布范围,利于流场内不同尺度颗粒完成涡旋絮凝。在原水浊度1 000 NTU的条件下,带有栅条的反应器最终上清液出水浊度达37.4 NTU,絮体分形维数可达1.71,较之空池情况下有明显提升。本研究结果可为微涡旋絮凝技术用于隧道废水处理提供参考。     

连续油管疲劳损伤的磁记忆检测试验研究

连续油管工作在大位移塑性变形条件下,受力复杂,工况恶劣。其破坏形式多种多样,尤以疲劳居多。根据连续油管的工作原理,利用磁记忆检测方法,进行连续油管全尺寸疲劳试验,研究连续油管在内压、轴向拉伸及弯曲等交变载荷作用下,疲劳破坏过程的磁记忆特征信号变化规律,采用区域积分面积-寿命关系曲线,分析大位移塑性变形下的连续油管疲劳损伤过程的磁记忆信号特征值的规律。试验表明:磁记忆特征值可以很好的描述连续油管疲劳损伤程度,为现场连续油管服役过程工作寿命及损伤程度的判定提供依据。     

渗滤液中Na+对生物膜形成初期吸附特性的影响

为了探究渗滤液微生物生物膜形成初期吸附特性, 设置4种Na⁺浓度采用耗散型石英晶体微天平(QCM-D), 结合刚性模型和黏弹性模型拟合分析, 探究吸附质量和黏弹性随时间变化.结果表明: 生物膜初期吸附存在可逆吸附和不可逆吸附过程, 150mmol/L的Na⁺促进了不可逆吸附的形成.Na⁺增加了溶液Zeta电位, 细菌表面所带净电荷量减小; 随Na⁺浓度由2.5mmol/L增加至50mmol/L, 表面吸附速率逐渐增加, 符合静电双层理论, Na⁺继续增加至150mmol/L, 吸附速率无显著变化.在不同浓度Na⁺溶液中, 吸附膜柔性大小顺序为: 150mmol/L>2.5mmol/L>10mmol/L≈50mmol/L.模型拟合结果表明, 膜黏弹性随吸附过程逐渐增加; 随Na⁺浓度增加, 吸附膜质量增加, 膜黏弹性先升高后不变.