羰基硫(COS)紫外光解动力学的研究

在185nm紫外光照射下,研究了COS体系、COS-O2体系以及COS-空气体系中COS的转化反应,并考察了光照时间、O2分压和水气对COS光解的影响．推导了COS光解速率方程,并计算了其表观量子产率,据此提出了185nm紫外光作用下COS在不同体系中的反应机理．实验表明,平流层紫外光解是COS的重要汇,也是平流层含硫气溶胶的主要来源之一．     

Fe2+改性活性炭的制备及其对聚酯降解产物的脱色性能分析

针对聚酯降解产物的回收再利用问题,采用Fe~(2+)对活性炭进行浸渍改性,并用于聚酯降解产物的脱色。通过比表面积测定、TG分析对改性前后的活性炭进行了表征;研究了改性时Fe~(2+)浓度、超声时间及煅烧温度对活性炭的孔结构、表面官能团以及吸附性能的影响,并以此为基础,通过响应面实验优化了Fe~(2+)对活性炭的改性工艺。结果表明,在Fe~(2+)浓度为1.224 mol·L~(-1),超声时间为4.93 h,且无煅烧的条件下,改性活性炭对染料的平均脱色率最高,可达93.483 5%,可在2 h内实现对聚酯降解产物的完全脱色,且其吸附容量比未改性活性炭提高了1.8 mg·g~(-1)。对改性前后的活性炭进行吸附热力学与吸附动力学实验,发现二者的吸附特征符合Langmuir吸附等温模型及拟二级动力学模型,其决定系数分别为0.990 5、0.997 1及0.999 3、0.999 7。这说明染料在活性炭上的吸附为均一单层分布,吸附过程中包含化学反应。使用Fe~(2+)对活性炭进行浸渍改性后再对聚酯降解产物进行脱色,不仅能提高活性炭对染料的脱色效率,还能提高对其对染料的吸附容量。     

长江干线宜昌段船舶通航风险耦合研究

研究船舶通航风险耦合关系对揭示通航风险机理、提升安全监控水平意义重大。从人-船-环-管四方面提出长江干线宜昌段船舶通航风险量化指标,运用系统动力学理论分析了双因素风险耦合关系,采用耦合度模型研究了多因素风险耦合作用并计算多因素风险耦合的耦合度。结果表明:长江干线宜昌段船舶通航风险双因素耦合与多因素耦合差异性明显;在双因素风险耦合关系中,人员与环境风险的耦合有较大的契合度,船舶与环境风险的耦合存在较大波动;在多因素风险耦合关系中,人-船-环-管风险耦合的风险程度较其余风险耦合程度高,其中环境、船舶风险参与多因素风险耦合更易导致事故发生。了解风险耦合的途径,可为水上交通安全监管和船舶航行决策提供保障。     

突发事件下多种信息交互传播的动力机制与调控策略

针对突发事件下多种信息共存情境中信息交互传播的调控问题,首先界定了该情境中“涌现→传播”过程的组成要素,建立了信息交互关系框架及其系统动力学模型;其次,通过设计和仿真基础情景,将仿真结果与案例进行对比,检验模型的模拟趋势与现实状况的一致性;最后,通过设计和仿真实验情景,考查决策者的关键可控因素对系统演化的影响。研究结果表明:官方渠道所发布信息的可信度、平均个体传播量及群体的立场认知水平,与相信和传播官方渠道信息的人数均正相关,而与相信和传播民间渠道信息的人数均负相关;对各群体数量演化影响的显著性而言,官方渠道信息的平均个体传播量最高,官方渠道信息的可信度次之,群体的立场认知水平较低。     

基于SD-ABMS方法的航空应急医疗转运任务仿真系统

为解决我国航空应急医疗转运演练成本高昂及我国航空医疗转运任务执行机理相关研究不足的问题,依据真实的医疗转运场景,抽象出病患、飞行员、医护、机务、医院负责人、安保、环境等共16种Agent和详细的医疗转运流程;使用ABMS方法对各Agent的离散行为及Agent间的协同行为进行建模,使用SD方法对各Agent的连续行为进行建模, 从微观视角刻画并实现航空应急医疗转运任务仿真模型,并基于Anylogic实现航空应急医疗转运任务系统可视化原型。研究结果展示了航空应急医疗转运任务执行机理,可降低相关演练成本,也可为航空应急医疗转运实时任务评估提供支持。     

管制员不安全行为干预策略研究

为了制定科学合理的干预策略、防止由管制员导致的两机相撞等不安全事件发生,运用系统动力学方法(SD)构建了管制员不安全行为干预策略模型,以S空管站为例,运用Vensim软件仿真模拟不同安全奖惩政策对管制员不安全行为的干预结果。结果表明:安全奖励政策可以有效干预管制员的差错行为,安全惩罚政策可以有效干预管制员的违章行为;高强度奖励政策-中强度惩罚政策组合干预效果最佳,即当对管制员奖励强度达管制员月薪的3.2倍,惩罚强度达管制员月薪的0.82倍,管制员不安全行为造成的不安全事件率能够降低85.6%。     

高分子除氯剂对水中氯离子的吸附机理

采用高分子除氯剂吸附水中的氯离子,考察了除氯剂投加量、反应时间、反应温度、竞争离子等对氯离子去除率的影响。实验结果表明:随着除氯剂投加量增加,氯离子去除率不断提高;吸附动力学符合拟二级动力学模型,表明化学吸附可能是氯离子吸附过程的速率控制步骤;Elovich模型表明除氯剂表面吸附的氯离子存在非均相扩散的吸附-脱附过程;Freundlich等温吸附模型能更好地描述吸附过程,结合热力学计算表明该过程是一个自发进行的吸热熵增的化学吸附过程,温度越高自发程度越大。     

废玻璃/铝渣人工沸石对水中Ca2+的吸附

利用废玻璃和铝渣制备沸石,进而表征沸石结构特征并研究其对水中Ca~(2+)的吸附性能。采用批式实验考察不同温度下沸石用量、初始pH、振荡频率、接触时间对吸附量的影响,并研究吸附过程热力学、动力学特征。结果表明,吸附量随沸石用量增加而减小、随接触时间延长而增大。初始pH和振荡频率对吸附量影响较显著。温度变化对平衡吸附量影响不大,但升高温度可显著缩短吸附平衡时间。最佳工艺参数为:沸石用量20 g·L~(-1),初始pH 6～8,振荡频率150 r·min~(-1),接触时间60 min,此时吸附量约16 mg·g~(-1)。Langmuir等温线最符合沸石吸附水中Ca~(2+)过程,表明该过程是均质单分子层吸附。动力学特征最符合准二级动力学方程,证实该过程主要受离子交换、颗粒外液膜扩散和颗粒内扩散控制。该沸石对水中Ca~(2+)吸附过程是物理吸附和化学吸附并存的自发、吸热、熵增过程。该沸石可较好地去除水中Ca~(2+),故具有一定软化硬水能力。     

复合菌对黑臭水体中S2-的氧化条件优化及动力学特性

以S~(2-)的氧化率为主要考察指标,对从北京黑臭水体东沙河筛选获得的3株高效S~(2-)氧化土著微生物sp1(Citrobacter sp.)、 sp2(Ochrobactrum sp.)和sp3(Stenotrophomonas sp.)进行复配,获得硫氧化复合菌(sulphur oxidizing composite microorganisms, SOCM),比较单株菌sp1、sp2和sp3和SOCM对S~(2-)的氧化效果。结果表明,SOCM对S~(2-)的氧化能力明显优于单菌株。SOCM在复配比例为1∶1∶1,温度为25℃,初始pH为7时对北京市东沙河黑臭水样中S~(2-)的氧化效果最好,氧化率最高达到76.7%;同时,色度、COD、NH3-N和TP的去除率可分别达到83.3%、69.2%、77.9%和68.2%。此外,建立了SOCM氧化S~(2-)的动力学方程。当SOCM初始菌浓度从0.01 g·L~(-1)逐渐提高到10 g·L~(-1)时,底物比氧化速率常数Km随之减小,S~(2-)平均氧化速率提高。但是,当SOCM初始菌浓度从10 g·L~(-1)逐渐提高到50 g·L~(-1)时,S~(2-)平均氧化速率不再随着初始菌浓度的升高而加快。最后,将SOCM接种于北京清河和景观沟渠黑臭水样中,其对S~(2-)氧化率分别达到67.0%和64.1%;同时,色度亦分别下降了83.3%和79.2%。研究为黑臭水体的微生物法治理提供了参考。     

螺旋切割强化湿法烟气脱硫的传质动力学

针对开发的新型静态螺旋切割强化湿法烟气脱硫技术,根据双膜理论从动力学角度建立了静态螺旋切割强化Ca(OH)_2溶液吸收烟气SO_2的动力学模型,并采用单因素实验探究了烟气SO_2浓度、烟气流量、脱硫剂浓度以及脱硫剂循环流量对传质速率的影响。结果表明:模型能较好地描述静态螺旋切割强化湿法烟气脱硫的实际过程,理论计算与实验数据都发现,烟气SO_2浓度、烟气流量、脱硫剂浓度以及脱硫剂循环流量的增加均有助于提高传质速率;但当脱硫剂浓度大于5%时,传质速率随脱硫剂浓度的增加改变不大。