模拟人工湿地中基质酶对PhACs的动态响应

基质酶是催化土壤生物化学反应的重要催化剂,其对有机污染物具有高度敏感性。实验测定了5座人工湿地(CWs)反应器中过氧化氢酶、脱氢酶和脲酶活性的动态变化及其与进水医药活性物质(PhACs)浓度、湿地植物的关系。结果显示:种植植物反应器3种基质酶的活性均高于未种植植物的反应器;随培养时间增长过氧化氢酶的活性逐渐提高,在培养150 d后达到最高;脱氢酶和脲酶的活性随培养时间增长先升高后降低,分别于120 d和90 d时达到最高;不同基质酶对不同PhACs浓度响应不同,脲酶活性均表现为被抑制,而脱氢酶和过氧化氢酶活性在低PhACs浓度时被激活,在高PhACs浓度时被抑制。为CWs应用于去除水环境中存在的PhACs类污染物提供参考。     

响应曲面法优化CO2活化制备夏威夷坚果壳基活性炭

采用CO2物理活化法将废弃的夏威夷坚果壳制备成高品质活性炭。实验研究测定了活化温度、活化时间、CO2流量等因素对活性炭的吸附性能和产率的影响。通过响应曲面法得到实验优化工艺条件:活化温度766℃、活化时间36 min、CO2流量186 mL/min,所制备的活性炭亚甲基蓝值和产率分别为186 mg/g,71.35%。衡量活性炭品质的关键性参数BET比表面积、孔容和平均孔径分别为1 267 m2/g,0.97 mL/g和4.13 nm。此外通过扫描电镜对比炭化料和活性炭分析发现,活性炭表面具有大量无规则孔隙。     

阳离子聚丙烯酰胺类絮凝剂PAD的合成及优化

为了提高阳离子絮凝剂的絮凝性能,选用阳离子疏水表面活性单体DBC和亲水单体AM,以EDTA-2Na为络合剂,以AIBN和APS-NaHSO₃为复合引发剂,采用水溶液聚合法制得一种新型阳离子聚丙烯酰胺类絮凝剂P(AM-DBC) (PAD)。此方法具有工艺操作简单、无需添加其他模板和表面活性剂、产物的相对分子质量高和转化率高等优势。单因素实验结果表明,当总单体质量分数为40%、单体摩尔比n(AM)∶n(DBC)=7∶3、pH=4.0、反应温度为60 ℃、EDTA-2Na的浓度为0.5%时,产物PAD的特性黏数为1 018.7 mL·g⁻¹,转化率可达97.2%。采用响应曲面法的Box-Behnken模型对实验参数进行了优化,根据预测出的实验参数,修正后进行了平行实验。当总单体质量分数为42%、EDTA-2Na的浓度为0.56%、pH=4、反应温度为60 ℃时,合成的PAD的特性黏数为1 027.1 mL·g⁻¹,预测值与实验值的误差仅为0.497%,可以较好地吻合,从而得到PAD的最优制备方法。制备的PAD性能优良,为工业化生产提供了依据,可以广泛应用于含油废水的处理。     

油基岩屑热脱附处理工艺参数优化

为了探究热脱附装置降低能耗的方法,对新疆油田某井油基岩屑热脱附处理工艺参数进行了研究。结果表明：在残渣的含油率≤2%的标准下,当加热温度、停留时间、油基岩屑固相含量这3个关键因素变量分别为350~550 ℃、35~55 min、60%~90%时,油基岩屑热脱附处理后残渣的含油率能达到标准要求;在以上条件下,以能耗为考核指标,通过响应曲面法研究发现,单因素变量的交互项均对能耗影响显著;将加热温度由550 ℃降低至430 ℃时,停留时间由45 min降至40 min,能耗可节约17.47%,残渣的含油率<0.3%;通过调整热脱附工艺参数,可在油基岩屑热脱附处理后残渣的含油率达标的基础上,实现节能降耗。上述研究结果可为合理设置油基岩屑热脱附装置的运行工艺参数提供参考。     

Plackett-Burman设计和响应曲面法优化除磷陶粒的制备

为制备得到除磷效果较强的功能型陶粒,采用Plackett-Burman和响应曲面法对陶粒原料配比进行优化研究。采用Plackett-Burman实验设计筛选出具有显著除磷效应的4种原料——粉煤灰、水泥、石膏和氢氧化钠。以Box-Behnken Design响应面法建立数学回归模型,确定了最佳原料配比为：粉煤灰60.0 g、水泥15.0 g、氨基材料2.0 g、生石灰15.0 g、石膏3.0 g、氢氧化钠15.0 g,制得的陶粒磷去除率可达93.04%,颗粒强度为118.3 N。通过显著性检验和响应曲面等高线图分析,粉煤灰和氢氧化钠是显著影响陶粒磷去除率的主要原料,且粉煤灰与石膏、粉煤灰与氢氧化钠对陶粒的磷去除率有显著的交互影响,显著性p值分别为0.010 8和0.029 5。     

响应曲面优化柏木屑微波活性炭的制备及其吸附AR88性能

以家具制造废弃物——柏木屑为原料,以磷酸为活化剂,采用微波加热方式,选用响应曲面分析法中心复合设计（CCD）对柏木屑活性炭（AC）制备因素进行优化,结果表明,活性炭最佳制备条件为磷酸/柏木屑质量浸渍比1.94：1,辐照时间8.84 min,微波功率474.98 W,所得活性炭的碘吸附值为945.41 mg·g-1,得率为42.57%。将最优条件制备所得的柏木屑微波活性炭用于大分子染料酸性红88（AR88）的吸附特性研究,实验结果表明,AR88的去除率随着活性炭的投加量增加而升高,活性炭的吸附容量随着AR88浓度的升高而增加。活性炭对AR88的吸附符合Langmuir吸附等温模型,理论最大吸附量为322.58 mg·g-1。对柏木屑微波活性炭物化性质分析表明其表面存在大量无规则孔隙,比表面积、孔容和平均孔径分别为1 312 m2·g-1和0.896 cm3·g-1和2.88 nm。根据吸附结果和表征结果得知,柏木屑微波活性炭是一种具有潜力的高效吸附剂,能有效去除水中的AR88。     

基于SWAT模型的汉江流域水资源对气候变化的响应

汉江流域未来的气候变化趋势和对水资源的影响,将直接关系到南水北调工程和引江济汉工程的使用和效益。因此,分析研究汉江流域水资源对气候变化的响应特点,可为地面调水、空中水资源开发、应对气候变化的不利影响和更好地保护南水北调中线水源区的水资源提供科学依据。以1971～2000年为基准期,应用SWAT模型对汉江流域基准期内的逐月径流进行了模拟;在30 a基准期径流模拟的基础上,以全球变化背景下可能出现的25种不同气候变化模式为假设条件,模拟出各假设气候变化模式下汉江流域水资源状况,获得了各气候变化模式下汉江流域水资源相对于基准期的变化率,研究了汉江流域水资源对气候变化的响应程度。结果表明：模型模拟精度高于评价标准（〖WTBX〗Ens>05,r2>06〖WTBZ〗）,SWAT模型适用于汉江流域的径流模拟;不同气候变化情景下,汉江流域径流变化较实际蒸散发的变化明显;降水对地表径流、基流的影响要大于气温;气温对实际蒸散发的影响大于降水;降水增加或气温降低都会导致径流增加,而降水增加或气温增加都会导致实际蒸散发的增加.     

武汉城市圈城镇化生态环境响应的时空演变研究

城镇化与生态环境这一交互关系,是两者彼此响应的耦合产物。研究城镇化发展与生态环境间的响应胁迫关系,具有重要的理论与实际意义。本文以武汉城市圈为研究对象,通过建立城镇化与生态环境的综合评价指标体系,构建生态环境响应模型,对"两型社会"战略提出后武汉城市圈城镇化生态环境响应的时空演变进行分析。主要结论如下:12008-2013年,武汉城市圈城镇化发展态势良好,整个城市圈城镇化综合水平逐年稳步上升,增长速度加快。生态环境综合指数呈现先下降,后维持稳定,再上升的"U型"变化曲线,符合环境库兹涅茨曲线。2武汉城市圈生态环境对城镇化的响应,呈现出由负响应向正响应转化的特征,生态环境对城镇化发展总体上呈现出由"胁迫"到"促进"的转变。A值越来越大,由2008年的-0.9上升到2013年的1.66。H值则呈现先降低后上升的变化特征,由2008年的0.9降低到2010年的0.09,2013年迅速提升到1.71,表明生态环境对城镇化发展总体上呈现由"胁迫"到"促进"变化的发展趋势。资源环境压力、资源环境载荷对城镇化的发展呈现出由负响应向正响应转变的特征,资源环境绩效对城镇化的发展具有正响应的特征。3武汉城市圈生态环境综合响应指数的空间分异特征,由以正响应为主的"凹陷"结构向分化的"板块"结构演化,生态环境综合响应指数的区域差异呈先扩大、后缩小趋势,城镇化的发展对生态环境的影响程度为"弱促进"向"强胁迫"变化。资源环境载荷响应指数和绩效响应指数表现出"向心性"的发展特征。     

高温碟型双金属片动作响应特性技术研究

高温碟形双金属片是火警温度继电器的核心元件，结构复杂，为了研究其受热动作响应特性，采用有限元分析方法，通过Solidworks结合ANSYS对双金属片进行热-结构耦合场分析，获得了碟形双金属片的受热动作响应特性，并且通过不断改变高温碟形双金属片的外形结构进行求解分析，根据分析结果总结高温碟形双金属片的结构与其受热动作响应特性之间的关系，为高温碟形双金属片的结构参数设计和数据调节提供理论依据。     

An emergency response plan for cascading post-earthquake fires in fuel storage facilities

Natural disasters such as large earthquakes may rapidly result in cascading events such as post-earthquake fires (PEFs) to trigger. This is particularly the case in industrial facilities which is well known as natural-hazard triggered technological accidents (NaTechs). This study provides a response framework for NaTechs caused by earthquake in fuel storage facilities. To do this, seismic vulnerability of fuel storage tanks and possible damage fashions are studied. Considering fuel leakages can result in PEFs, possible scenarios are simulated numerically using Process Hazard Analysis Software Tool (PHAST). A case study including 20 fuel tanks adjacent one to another is investigated to simulate a domino effect when different arbitrary tanks start to ignite; hence, the worst case scenario can be determined. Based on the results of the case studied, inability to extinguish the possible PEFs over less than 9 min can lead to spreading them to the adjacent tanks. The results indicate that it takes about 40 min the adjacent tanks involve in the fires. Therefore, it is of paramount importance to provide an emergency response plan in advance to properly respond to the fires. The study here also highlights the role of preventive strategies in reducing the associated risks of PEFs in industrial facilities.