流域系统动力学模型的全耦合问题研究进展

从系统分析的视角出发,对流域系统动力学建模过程、方法进行总结。综述了国内外系统动力学模型(简称SD模型)在社会经济发展与流域水资源承载力、流域水环境承载和流域水生态承载力耦合关系的研究。从简单的零维模型发展到复杂的社会经济综合模型和OO-SD模型(即Objective-Optimization SD模型),国内SD模型耦合关系研究主要集中在叶尔羌河、洱海、滇池等流域,SD模型在监测、数据共享和模型结构、参数选取和不确定性分析等方面还存在不足,有待改进。     

氚水在模拟水稻田中的消长动力学(续)

对进入水稻田中的氚水在连作晚稻阶段的迁移，输运动态过程的研究表明，滞留于早稻田中的氚水继续为晚稻摄取；与早稻情况一样，氚水中的氚仍以自由水氚和结合氚形式滞留在晚稻田各分室中，晚稻田水中和土肿的氚浓度均随时间单调地减少；晚稻地上部及根中的自由水氚及结合态氚浓度在采样期间也基本上随时间降低。     

嗜盐高效降酚菌株Halomonas sp.H17的筛选及降解苯酚特性

从巴丹吉林沙漠盐湖沉积物中分离获得1株在高盐环境下高效降解苯酚菌H17.分析了H17生理生化特性、16S rDNA基因序列、苯酚降解特性及动力学,结果表明,H17属于盐单胞菌属(Halomonas sp.),能在0～20%的盐度下有效降解苯酚,每升外加适量的碳源(葡萄糖浓度0.8 g)和复合氮源(KNO_3 1 g、NH_4Cl 5 g、酵母提取物0.2 g和胰蛋白胨0.2 g)能够促进H17的生长及降解苯酚能力.在温度为30℃、pH 7～8、盐度5～10%的条件下,H17均能高效降解苯酚,最高降解率可达到88.5%.该菌株降解苯酚动力学符合Halane模型,经拟合其生长参数为μ_(max)=0.31 h~(-1),K_S=191.63 mg·L~(-1),K_i=683.05 mg·L~(-1).研究显示H17具有在高盐环境下降解和耐受苯酚的能力,同时对环境有较强的适应性,体现出其在高盐含酚废水实际处理中具有良好的应用价值.     

基于废陶瓷的多孔陶瓷研制及其对Ni2+的吸附性能

通过SEM、XRD、FT-IR表征及多孔陶瓷对废水中镍的去除能力,确定多孔陶瓷的制备条件:原料中田菁粉掺杂质量分数为4%,焙烧温度为800℃.SEM和孔结构表征说明,焙烧使多孔陶瓷形貌、结构发生变化;随着焙烧温度的升高,多孔陶瓷的比表面积和孔容呈现降低的趋势,而孔径呈现增大的趋势;EDS分析能表明,原废瓷粉和多孔陶瓷的主要元素组成均为Si、Al、O.SEM、XRD和FT-IR分析表明,多孔陶瓷吸附前后结构稳定.吸附Ni2+的系列实验表明,多孔陶瓷用量为10 g·L-1,吸附时间为60 min,进水pH值为6.32,进水Ni2+浓度在100 mg.L-1以内.在此条件下废水的Ni2+去除率可达89.7%,多孔陶瓷对废水中镍有较好的去除效果.以制备的多孔陶瓷处理含镍废水,考察多孔陶瓷对废水中Ni2+的吸附动力学和吸附等温线,结果表明,多孔陶瓷对Ni2+的吸附过程符合准二阶动力学模型(R2=0.999 9),Qe为9.09 mg·g-1;吸附过程可用Freundlich方程和Langmuir方程来描述,温度由20℃升高至40℃,最大吸附量Qm由14.49 mg·g-1上升至15.38 mg·g-1.     

系统动力学应用于中国区域绿色发展政策仿真的方法学综述

绿色发展是我国"十三五"时期五大发展理念之一,是解决我国发展与保护矛盾的根本途径。系统动力学是模拟宏观社会经济发展趋势和政策效力的常用分析工具,本文对系统动力学在中国区域绿色发展政策仿真中的应用进行了梳理。研究显示:系统动力学应用的区域范围方面,该方法全面应用于从国家直至县域等各个尺度的区域绿色发展研究,区域绿色发展通常被分解为经济、社会、资源、环境等子系统;应用的主要领域方面,水土资源、能源、水环境、固废治理、绿色产业等领域应用较多,大气环境、绿色消费等领域应用相对较少;方法的改进和完善方面,软系统分析法、各类优化方法和地理信息系统与系统动力学的集成应用日益普遍。文末根据文献梳理情况,提出未来应在决策变量设计、历史数据挖掘、环境系统对经济系统的反馈等方面进行方法改进。     

光化学烟雾数值模拟

根据形成光化学烟雾的反应机制建立光化学反应动力学方程组并对其进行数值模拟,模拟结果表明:光化学烟雾重要指示剂(O3和PAN)的浓度是由NOx和HC的浓度共同决定.在一个封闭无源系统内发生光化学反应时,RH浓度会有轻微减少,NO→NO2的转化十分明显、NO浓度大幅度降低,O3和PAN的浓度呈增加趋势.     

改性粘土预处理垃圾渗滤液中氨氮的吸附热力学和动力学研究

采用十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)对粘土进行改性,通过X射线衍射、红外光谱、热分析技术对改性粘土进行表征,分析作用机理;并将改性粘土用于垃圾渗滤液中氨氮的处理,对处理过程的吸附热力学和动力学性能进行研究。研究表明:粘土经过改性后,改性粘土的层间间距增大了0.754 nm;在303.15 K,313.15 K,333.15 K不同温度下,粘土吸附渗滤液中氨氮的平衡的时间为50 min左右,改性后的粘土吸附效果比原土提高了大约2~3倍;改性粘土对氨氮的吸附符合Langmuir等温吸附模型和Freundlich等温吸附模型;吸附过程标准摩尔吉布斯自由能△G~θ在-0.127 kJ/mol^-0.080 kJ/mol范围内,标准摩尔焓变△H~θ<0,吸附反应过程均属自发的放热过程;吸附动力学数据符合准二级动力学方程和粒子内扩散方程。     

含能材料CL-20的热安全性测试分析

CL-20是一种高能量、高性能的炸药。为了研究CL-20的热分解性能,分别采用DSC-TG、DSC-TG-QMS联用系统和高压型差示扫描量热仪(DSC 204 HP)对CL-20的热安全性进行了测试分析,并计算了CL-20的热力学参数和动力学参数。结果表明,CL-20固体炸药在不同升温速率下的TG曲线基本相似,都只有一个台阶。在升温速率为10 K/min时,CL-20在放热峰温处的活化焓、活化熵和活化自由能分别是177.26 k J/mol、52.61 J/(K·mol)和149.7 kJ/mol。CL-20热分解后的气体产物主要有NO、CO、CO_2和H_2O,离子流强度约为10-9A,其中H_2O的离子流强度最大。不同压力时CL-20热分解的过程不同,在压力高的情况下CL-20分解放热更多,反应过程越剧烈,热安全性越差。与常压下相比DSC放热峰值温度降低。     

水文地质参数对地下水溶质预测结果的影响

以西南某磷矿的尾矿库为对象,研究解析法预测地下水溶质运移过程中水文地质参数对预测结果的影响。通过水文地质勘查获得库区水文地质参数的变化范围,然后选择连续注入示踪剂-平面连续点源模型进行预测。结果表明:极端情况下,承压含水层的总磷最大扩散质量浓度在1 001 d后达到稳定。承压含水层厚度与总磷最大模拟质量浓度呈现倒数关系,当承压含水层厚度小于10 m时,总磷预测质量浓度随承压含水层厚度变化较快;在其他参数为最不利的情况下,承压含水层流速大于0.076 23 m/d时,总磷最大模拟质量浓度随承压含水层流速增大而减小;总磷最大模拟质量浓度随承压含水层扩散系数增大而减小,总磷最大模拟质量浓度随承压含水层扩散系数的变化可分为快速、缓慢下降及平衡3个阶段。     

N_2/CO_2/H_2O抑制甲烷爆炸化学动力学机理分析

应用敏感性分析方法对N2,CO2和H2O抑制甲烷爆炸的化学动力学机理进行了理论分析,结果表明:在N2,CO2和H2O的抑制作用下,在甲烷氧化链式反应进程中起关键"桥梁"作用的自由基——CH3和HCO的生成受到强烈抑制,从而使得甲烷氧化链式反应进程受到影响和破坏;CO2和H2O除了具有N2所具有的抑燃、抑爆特性外,还会参与甲烷氧化链式反应,并对CH4氧化放热产生阻碍作用。