煤矿应急管理外部扰动可测状态控制方案

为提高煤矿应急管理能力,在发生事故时进行迅速、正确的应急决策,采用状态空间表达式描述煤矿安全管理系统,对其进行稳定性分析,初步判定其在李雅普诺夫意义下稳定;根据鲁棒性能分析,判定该不确定系统是Q—稳定的。定义煤矿突发事故为系统控制过程的一种外在扰动,建立添加外部扰动参数的外扰系统模型,根据控制论原理,采用状态反馈加扰动顺馈的控制方法,可找到一种外扰可测状态下的控制律。从计算所得控制律及校正系统方程的系数矩阵可以得出系统输出不受外扰影响的控制方案。结果表明,瓦斯抽放、煤层注水、加大通风量等措施为瓦斯爆炸后可使煤矿恢复正常运作应采取的应急管理策略。     

基于生物沸石复合滤料的间歇式脱氮水处理

以粒径0.15～0.18 mm的天然沸石粉为主要原料,水泥为黏结剂,制备出粒径4～8 mm的沸石复合滤料（ZCF）.对制备的材料进行了空隙率、表观密度、强度等性能测试.优化出复合滤料中m（沸石粉）：m（水泥）=7：3,自然条件下养护15 d.利用该ZCF装填实验柱,完成硝化微生物挂膜培养,然后进行间歇式脱氮水处理动态实验,间歇式运行周期分为吸附、生物再生、淋洗共3个阶段.采用上流式进水吸附脱氮,以NH4＋-N浓度低于2 mg·L-1为出水标准,出水超标后,排空实验柱中水,鼓风生物再生,用水淋洗滤料后重复沸石吸附-生物再生循环,淋洗液单独进行反硝化处理.结果表明,在模拟实验条件下间歇式运行最佳的周期为：吸附5 d,鼓风生物再生24 h,NH4＋-N平均去除率为87.7%,TN平均去除率达51.2%.     

Using interview surveys and multispecies occupancy models to inform vertebrate conservation

Species distribution data are an essential biodiversity variable requiring robust monitoring to inform wildlife conservation. Yet, such data remain inherently sparse because of the logistical challenges of monitoring biodiversity across broad geographic extents. Surveys of people knowledgeable about the occurrence of wildlife provide an opportunity to evaluate species distributions and the ecology of wildlife communities across large spatial scales. We analyzed detection histories of 30 vertebrate species across the Western Ghats biodiversity hotspot in India, obtained from a large-scale interview survey of 2318 people who live and work in the forests of this region. We developed a multispecies occupancy model that simultaneously corrected for false-negative (non-detection) and false-positive (misidentification) errors that interview surveys can be prone to. Using this model, we integrated data across species in composite analyses of the responses of functional species groups (based on disturbance tolerance, diet, and body mass traits) to spatial variation in environmental variables, protection, and anthropogenic pressures. We observed a positive association between forest cover and the occurrence of species with low tolerance of human disturbance. Protected areas were associated with higher occurrence for species across different functional groups compared with unprotected lands. We also observed the occurrence of species with low disturbance tolerance, herbivores, and large-bodied species was negatively associated with developmental pressures, such as human settlements, energy production and mining, and demographic pressures, such as biological resource extraction. For the conservation of threatened vertebrates, our work underscores the importance of maintaining forest cover and reducing deforestation within and outside protected areas, respectively. In addition, mitigating a suite of pervasive human pressures is also crucial for wildlife conservation in one of the world's most densely populated biodiversity hotspots.     

高频间歇梯度曝气启动短程硝化反硝化除磷颗粒污泥

反硝化除磷与厌氧氨氧化耦合可进一步降低脱氮除磷所需的碳源,而稳定获取NO₂^--N是两工艺独立、联合运行的关键.因此,以低C/N生活污水为研究对象,接种絮状污泥及少量长期贮存的好氧颗粒污泥,采用两段梯度曝气,并控制停曝时间（3min：3min）,即以高频间歇梯度曝气模式,经60d的富集培养,将其诱导成具有短程硝化反硝化除磷功能的颗粒污泥,并分析了此过程中系统脱氮除磷性能变化.结果表明,稳定时期内,颗粒污泥平均粒径达841μm,SVI为31.23ml/g,颗粒结构致密,沉降性能良好.出水NO₃^--N小于0.1mg/L,TP<0.7mg/L,NO₂^--N>15mg/L,实现了P的高效去除和NO₃^--N的积累,并可为后续耦合Anammox提供稳定NO₂^--N基质.批次实验结果表明,颗粒中可利用NO₂^--N为电子受体的DPAOs占达57.63%,其富集提高了系统除磷能力.高频梯度间歇曝气可实现AOB与DPAOs的高度耦合,但仅以间歇曝气难以实现NOB的抑制,后通过在"氨谷点"前段,加入梯度曝气优化实际限氧曝气点,可强化对NOB的抑制,从而实现良好的亚硝酸盐积累.     

黄浦江水源地水和沉积物中汞的分布

分析黄浦江水源地干流及上游支流水和沉积物中汞含量的分布特征得知,干流沉积物比较清洁,而水中汞含量普遍超标,尤其是松浦大桥取水口水质存在安全隐患,其水样汞含量超过国家Ⅱ类地表水标准(0.05 μg/L)1.40倍. 支流水环境质量恶劣,沉积物中汞含量普遍严重超标,最高值可达到环境背景值(101.20 μg/kg)的4.12倍;支流水体高强度的汞输入是导致干流水质汞超标的直接原因. 采用主成分分析和相关分析,探讨沉积物粒度和有机碳含量以及水体pH对水和沉积物中汞含量变化的影响,指出汞在水-沉积物界面的分配受生物地球化学过程和水动力作用的影响和控制. 结合实地考察,判定农村地区生活垃圾不当处置、燃煤以及化肥和农药的施用是水源地汞的主要来源.      

静止和水动力扰动状态下锆改性沸石添加对河道底泥磷迁移转化的影响

通过底泥培养实验,并采用磷形态分级提取方法对底泥进行分析,研究了静止和水动力扰动这2种状态下锆改性沸石添加对不同深度处底泥中磷迁移和形态转化的影响.结果表明,无论是在静止还是在水动力扰动状态下,锆改性沸石添加均不仅降低了上覆水中溶解态活性磷(SRP)质量浓度,而且降低了不同深度处间隙水中SRP的质量浓度,并且还降低了底泥-上覆水界面SRP扩散通量.此外,当不存在和存在水动力扰动作用时,向表层底泥(0～10 mm)中添加锆改性沸石,不仅促使添加层中氧化还原敏感态磷(BD-P)和盐酸提取态磷(HCl~-P)向金属氧化物结合态磷(Na OH-rP)和残渣态磷(Res-P)极大转变,降低了添加层中潜在可移动态磷(Mobile-P)含量,而且还降低了添加层下方底泥(10～20 mm)中Mobile-P含量.与静止状态相比,水动力扰动状态下锆改性沸石添加对河道底泥磷迁移转化的影响规律存在一定的差异.水动力扰动虽然可以增强锆改性沸石添加对表层底泥间隙水中SRP的钝化效果,以及对底泥-上覆水界面SRP扩散通量的削减效应,但是却会略微降低锆改性沸石添加控制底泥中磷向上覆水体中释放的效率.表层底泥中潜在可移动态磷含量、不同深度处间隙水中SRP的质量浓度以及底泥-水界面SRP扩散通量的下降,对于锆改性沸石改良技术控制底泥磷向上覆水体释放至关重要.以上结果说明,无论是在静止还是在水动力扰动状态下,锆改性沸石添加均可以有效地控制河道底泥中磷向上覆水体的释放.     

人为干扰强度对村级景观结构特征的影响

以研究点与村落中心间的距离作为人为干扰强度的划分指标 ,把村落按重度人为干扰、中度人为干扰和轻度人为干扰 3个等级分为中心区、过渡区和基质区 ,分析不同人为干扰强度与村级景观特征的相互关系。结果表明 :随着人为干扰强度的增强 ,多样性指数、相对丰富度指数和均匀度指数均相应增大 ,在中度人为干扰强度区 ,上述 3种指数均最大 ,但优势度指数最小。随着干扰强度的增强 ,与人们生活密切相关的景观类型的分形维数减小 ,斑块的相似性增强     

水体扰动对铜绿微囊藻生长影响的规律及原因

在实验室条件下模拟不同扰动状态的水体,探讨铜绿微囊藻的生长与水体扰动之间的关系.结果表明,水体的扰动对铜绿微囊藻的生长同时存在促进和抑制作用.低速度扰动时,促进作用占主导地位;高速度扰动时,抑制作用占主导地位.实验发现中营养化条件下,当温度为25℃,光照为4000 lx,光暗比为12 h∶12 h时,300 r.min-1的扰动速度是铜绿微囊藻生长的临界速度.扰动过程可以为铜绿微囊藻的光合作用提供充足的二氧化碳是其能够促进铜绿微囊藻生长的潜在原因.     

基于安全结构理论的系统外部扰动演化规律研究

为解决目前安全结构理论体系中缺少对系统外部扰动演化规律研究的问题,基于工程学外部扰动理论与安全结构理论,研究系统外部扰动对安全事件发生、发展及演化的作用规律。给出活动环境系统与外部因素的定义,参考星形拓扑网络建立外部因素拓扑结构;通过分析外部因素状态随时间的演化形式,阐明活动因素状态受外部扰动的响应机制,揭示系统外部扰动对安全事件演化的影响及作用规律。研究结果表明：外部扰动导致系统内活动因素状态的动态响应是安全事件形态演变的内在动力,外部因素状态随时间变化呈3类波动形式,活动因素状态的扰动响应变化规律受外部因素临界状态、极限斜率等特殊阈值的限制。通过控制活动环境系统外部因素的状态维持在阈值范围内来实现调控目的,可避免外部扰动对活动环境系统安全产生影响。     

部分亚硝化-厌氧氨氧化协同反硝化处理生活污水脱氮除碳

采用SBR-ASBR组合工艺处理实际生活污水,SBR中考察缺氧/好氧时间比及温度对部分亚硝化（partial nitritation,PN）的作用,ASBR中研究COD/NO₂^--N（C/N）对厌氧氨氧化（anaerobic ammonium oxidation,ANAMMOX）协同反硝化脱氮除碳的影响.①控制温度为25℃,在缺氧/好氧时间比为30 min：30 min,单周期交替3次时,NO₂^--N积累率（NiAR）于第22 d为98.06%,比亚硝态氮产生速率（SNiPR,以N/VSS计）为0.28g·（g·d）^-1,同步硝化反硝化去除的TN和COD分别为12.29 mg·L^-1和110.36mg·L^-1.②在缺氧/好氧时间比为30 min：30 min下,温度为15℃时,丝状菌大量繁殖,污泥活性和沉降性变差;温度为30℃时,NH₄⁺-N转化为NO₂^--N比例为86.83%,造成出水NH₄⁺-N浓度过低,不能为厌氧氨氧化提供合适基质浓度;温度为25℃时,出水NH₄⁺-N和NO₂^--N浓度分别为31.58 mg·L^-1和35.04mg·L^-1,匹配厌氧氨氧化基质比.③组合工艺脱氮性能良好,出水TN、NH₄⁺-N和COD浓度分别稳定在13.13、4.83和69.96mg·L^-1,去除率分别为83.10%、93.64%和75.11%.调节ASBR进水C/N为2.5、2.0和1.5时,C/N为2.0时厌氧氨氧化协同反硝化脱氮除碳性能最佳,出水NH₄⁺-N、NO₂^--N、NO₃^--N和COD分别为0.09、0.25、1.04和32.73mg·L^-1.