酸改性纳米TiO_2降解模拟污染物的研究

用溶胶-凝胶法制备了酸改性纳米二氧化钛,并用XRD、UV-vis等测定技术对所制得的粉体试样进行了表征,同时以甲基橙为模拟污染物,评价了改性后纳米二氧化钛的光催化性能,发现其光催化活性大大高于未改性二氧化钛粉体。并从酸改性的样品中筛选出了光催化活性最好的粉体,以光催化降解苯酚为模型反应,确立了降解的最优条件。     

流动注射-荧光熄灭法测定水中的铜

采用单通道流动注射 -新试铜灵荧光熄灭法测定水环境中重金属离子Cu(Ⅱ )。在新试铜灵的浓度为 2 5×10 - 5mol L ,激发波长为 2 81nm ,发射波长为 419nm下 ,Cu(Ⅱ )浓度为 0 12 5～ 5mg L范围内 ,荧光强度与Cu(Ⅱ )浓度呈线性关系 ,检出限 0 0 76mg L ,进样速率 90次 min ,对 3mg L的Cu(Ⅱ ) 10次测定的相对标准偏差为 0 32 %～ 2 97% ,河水和矿井水中加标回收率为 95 %～ 10 5 %。该方法选择性好 ,适合于水环境大批量样品中微量铜的快速测定     

光催化降解甲基橙溶液的研究

以自制125W高压汞灯为光源的敞口固定床型光催化反应器(简称光反应器)对甲基橙溶液进行光催化降解试验。催化剂用量23.4mg／L。考察曝气量、循环流速、双氧水加入量、初始pH值对反应的影响。得到最佳条件：循环流速10000mL／min，双氧水加入量1．9mmol／L，pH值4.4，20mg／L甲基橙水溶液降解反应速率常数为2．29h^-1。     

基于Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹破坏模式的条带矿柱破坏宽度研究

采用条带法进行地下开采时,条带矿柱的裂纹扩展导致了矿柱的最终破坏,且裂纹多表现为Ⅰ型裂纹与Ⅱ型裂纹复合扩展破坏特征。根据采场矿柱受力条件,确定条带矿柱受两侧采场空区影响时矿柱内Ⅰ-П复合型裂纹尖端的Westergaard应力函数,采用HoekBrown强度准则计算采场作业面围岩破坏区的边界条件,建立了矿柱破坏宽度计算模型。以上横山页岩矿床为研究对象,采用物理相似模拟试验,模拟条带法回采某盘区3个试验区段,利用DIP法分析受地应力及回采扰动作用下矿柱的裂纹发育特征,验证模型的有效性。结果表明,条带及其条带矿柱均为15 m等设计参数条件下,计算模型矿柱破坏宽度理论值分别为17.66 m、15.56 m和10.28 m,试验模拟结果分别为完全大于15 m、约为15 m和10.5~11.0 m,试验结果与依据模型计算的理论值相近。     

基于多目标优化与综合评价的海绵城市规划设计

海绵城市源头减排设施已被广泛应用于城市雨水径流削减与污染控制,但仍缺乏一种综合评价方法来实现其科学规划设计.本研究构建了一种基于多目标优化与综合评价相耦合的海绵城市规划设计方法,以建设成本、雨水综合径流系数、污染物综合控制率为目标函数,以源头减排设施建设规模和海绵城市径流控制指标作为边界条件,建立基于快速分类的非支配遗传算法（NSGA-Ⅱ）的多目标优化模型;然后结合层次分析法对优化解集进行综合指标评价,得出最优化设计方案.利用该方法以研究区A为案例,构建了一套建设成本最小化、水文水质效益最大化的设计方案,并通过海绵城市建设前后的暴雨洪水管理模型（SWMM）,评估最优化方案的降雨径流控制与径流污染控制效果.研究结果表明,海绵城市建设能大幅削减雨水径流量,年径流总量控制率达70.1%;雨水峰值流量削减率超过40%,同时延后径流峰值出现时间;有效降低雨水径流污染,研究区各类污染物综合削减率均超过30%.本文提出的多目标优化与综合评价方法,能够基于特定的目标与需求,针对性提出适合区域发展的海绵建设方案,为海绵城市规划设计提供技术支持.     

偶氮染料酸性橙7脱色菌的分离、鉴定及其脱色性能研究

从活性污泥中筛选得到一株对偶氮染料酸性橙7(Acid Orange 7)具有高效脱色功能的菌株,根据16S rRNA基因序列分析鉴定,该菌属于嗜水气单胞菌属,将其命名为Aeromonas hydrophila strain JL-1.同时,研究了该菌株对偶氮染料酸性橙7的最佳脱色条件,结果表明,菌株JL-1在缺氧振荡培养条件下能对偶氮染料酸性橙7进行有效脱色;培养基、初始染料浓度、接种量、pH和NaCl浓度等环境条件对菌株JL-1脱色性能及其生长有明显影响.pH为5.0、盐度为10%、温度为30℃、转速为150 r·min~(-1)的LB(Luria-Bertani medium)培养基为菌株JL-1最佳的脱色及生长环境;在此最佳环境条件下,菌株JL-1对100 mg·L~(-1)的偶氮染料AO7在8 h的脱色率高达95%.另外,该菌株耐盐性良好,能在高达30%盐度下依然可以进行有效的生物脱色.     

磁性MZF@SiO2对水中Pb(Ⅱ)的吸附

为提高吸附剂固液分离性能,以锰锌铁氧体Mn_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4为磁核,利用正硅酸乙酯水解制备了核壳结构磁性吸附剂Mn_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4@SiO_2(MZF@SiO_2),以水中重金属Pb(Ⅱ)作为探针分子,研究了其吸附动力学、吸附等温线及吸附热力学,并通过Zeta电位、FT-IR红外光谱及X射线光电子能谱,对吸附机理进行了研究.结果表明,吸附动力学数据符合准二级动力学模型,Freundlich方程能更好地描述吸附等温行为;MZF@SiO_2对Pb(Ⅱ)的吸附为自发吸热过程,MZF@SiO_2对Pb(Ⅱ)的吸附机理为静电作用、阳离子交换和配位作用.MZF@SiO_2可采用0.01 mol·L-1硝酸进行再生.     

3种含铁氧化物对水溶液中Cd(Ⅱ)的吸附研究

采用合成磁铁矿、纤铁矿、四方纤铁矿进行分批实验,研究了其对水溶液中Cd(Ⅱ)的吸附性能。利用X射线粉末衍射仪对3种铁(氢)氧化物进行表征。测定了磁铁矿、纤铁矿、四方纤铁矿的比表面积分别为17.19,121.60,60.92 m~2/g。准二级动力学模型较好地拟合了Cd(Ⅱ)在3种铁(氢)氧化物的动力学数据,3种铁(氢)氧化物对Cd(Ⅱ)的最大吸附量分别为11.83,4.387,3.73 mg/g。pH值小于5时,pH值对磁铁矿和纤铁矿吸附水溶液中Cd(Ⅱ)的能力影响不大;当pH=4时,四方纤铁矿吸附水溶液中Cd(Ⅱ)的效果最好。     

一种基于分布式推理的火情探测系统

为克服用于火情探测的传统中心化系统网络负载高、灵活性差、推理效率低等问题,提出了一种无线传感网络环境下基于分布式推理的火情探测系统。该系统依托局部模糊逻辑和知识驱动聚类技术,能够融合当前环境信息、被预测的环境信息(短期知识)和偏差环境信息(长期知识),进而生成针对火情的更加复杂和精细的推理结果。该系统采用Ⅱ型模糊逻辑模型,避免了Ⅰ型模糊逻辑模型在建模非确定性局部知识和动态环境时准确率较低的问题;此外,该系统采用知识驱动节点自动聚类策略,并引入选择概率机制,有效降低了网络负载并提升了对非确定性的建模能力。对真实数据集进行试验,与多款基于无线传感网络的火情探测系统的试验结果对比表明,该系统能够生成针对火情的更加复杂和精细的知识推理结果,而且显著减少了无线传感网环境承载的消息数量,提高了知识推理的即时性和准确性。