地下水曝气修复过程的三维数值模拟

地下水曝气法是去除挥发性有机污染物的重要原位修复方法之一,目前已得到广泛应用,但其现场设计主要依据经验,缺乏系统的设计标准.为深入了解曝气去除污染物过程,并为现场设计提供重要参考依据,针对地下水曝气过程开展了数值模拟研究.水气两相渗流数值模型以水压力和气压力作为基本未知量,利用达西定律和质量守恒原理可以建立水气两相渗流过程的控制方程.利用Van Genuchten(VG)模型及Mualem公式,建立渗透系数-饱和度-基质吸力(K-S-P)三者之间的关系.污染物的去除过程则是在水气两相渗流的基础上,引入污染物的溶质运移、相间交换及生物降解模型.采用开发的有限元数值模型,对地下水曝气过程及污染物去除过程进行三维数值模拟,并将三维数值模拟的结果与二维数值模拟的结果进行对比.结果表明,三维模型的曝气影响区域偏小,在曝气口附近,水有效饱和度最小;在曝气口上方,水饱和度先增大后减小.考虑气体所受的浮力作用或不考虑气体可压缩性均会使计算得到的曝气影响区域偏小.污染物去除边界与曝气影响区域的边界基本一致,在曝气区域内,溶质交换过程大大促进了污染物的去除速率;在曝气区域外,污染物的去除主要通过生物降解作用,去除较慢.结果表明实际工程地下水曝气修复系统设计时,应使得曝气影响区域覆盖污染区域以得到较好的修复效果.研究结果表明,两相渗流模型结合污染物迁移转化模型的三维有限元数值模拟可以较好地模拟地下水曝气法去除污染物的全过程,对地下水曝气的设计、应用与效果评价具有重要指导意义.     

在线液液萃取-气相色谱-质谱法测定生活饮用水中卤代乙腈

优化建立了在线液液萃取-气相色谱-质谱法测定饮用水中7种卤代乙腈的方法。通过多功能在线进样装置,研究设计了在线液液萃取的技术流程,优化了液液萃取关键参数,并建立了气相色谱-质谱检测方法。该方法对氯乙腈、二氯乙腈、三氯乙腈、溴乙腈、二溴乙腈、溴氯乙腈和碘乙腈等7种卤代乙腈都有较好的检测灵敏度,方法检测限为0.1~0.8 μg/L,纯水中高浓度加标回收率为72.0%~91.4%,精密度为1.8%~3.9%。经技术对比和应用验证,该方法具有高效灵敏、简便快速等特点,样品检测无干扰,自动化程度高,适用于饮用水中卤代乙腈类消毒副产物的检测。     

基于g-C3N4纳米片/氧化石墨烯复合材料电化学传感器检测水体中左氧氟沙星研究

近年来,随着抗生素的滥用和不加控制的排放,水体中抗生素的检测已经成为环境分析的一个重要研究领域.本文采用简单的超声方法将超薄石墨相氮化碳纳米片（g-C₃N₄Ns）固定在氧化石墨烯（GO）的表面,形成g-C₃N₄Ns/GO纳米复合材料,制备了一种基于石墨相氮化碳/氧化石墨烯的新型电化学传感器,用于环境水样中左氧氟沙星（LEV）的检测.在优化的实验条件下,利用差分脉冲伏安法（DPV）对LEV进行检测,线性范围为0.25～90μmol·L^-1,检出限为0.073μmol·L^-1.该传感器具有良好的稳定性、灵敏度、抗干扰能力和制备简单等优势,并成功地用于测定河水和自来水样中的LEV,具有良好的回收率,为左氧氟沙星的灵敏检测提供了一种可行的方案.     

基于CO2气体分离的固载离子液体@介孔二氧化硅混合基质膜

为提升混合基质膜对CO₂的气体分离性能,将具有良好CO₂吸附特性能的离子液体首先固载于介孔SiO₂中,而后将该复合材料掺杂到 聚酰亚胺高分子中构建高效分离CO₂的混合基质膜.研究结果表明,固载离子液体主要进入介孔SiO₂的孔道内部,但当绝大部分介孔孔道被离子液体填满后,过多离子液体在SiO₂颗粒外围形成连接.由于离子液体对CO₂优异的吸附性能,其固载后介孔SiO₂对CO₂的吸附性能得到的显著提升,这进一步增强了固载离子液体的介孔SiO₂掺杂混合基质膜对CO₂气体的捕获,随着混合基质膜中离子液体固载量增加其CO₂渗透性能也明显提升.但当固载离子液体加入量达到1.0 g时,固载离子液体的介孔SiO₂在PI高分子中出现了团聚,其CO₂渗透性能反而下降.IL@C-SiO₂-2/PI膜的渗透性能和对CO₂的渗透选择性都达到最佳,其对CO₂/N₂理想选择性可达到30.     

基于凸形壁面的虚拟冲击式呼吸性粉尘采样器研究*

为研究满足BMRC曲线的呼吸尘采样器,提高呼吸尘采样的准确性,基于虚拟冲击原理,针对隔离主流和弱流通道壁面的形状,提出1种基于虚拟冲击原理的呼吸尘采样器的改进结构,并对不同模型进行模拟仿真实验,利用Ansys Fluent气-固2相流模拟采样器中的流场,对呼吸性粉尘颗粒在流场内的运动轨迹进行跟踪,对仿真得到的呼吸尘分离效能与BMRC曲线的标准进行对比。结果表明:相比采样器原型和主弱流壁面形状为“凹型”,虚拟冲击式呼吸尘采样器主弱流壁面形状为“凸型”时对呼吸尘采样的效果更好,同时分离效能与BMRC曲线的标准差为δ=2.65%,满足偏差小于等于5%的要求。研究结果可为呼吸尘采样器的优化设计提供参考。     

高海拔高寒地区金属矿山采选固废安全处置现状及研究进展*

针对高海拔寒区金属矿山采选固废处置成本高、有效处置率偏低、安全隐患多等问题,采用室内试验、理论分析、数值模拟及现场实践相结合的方法,开展高海拔寒区排土场散体物料物理力学性质、排土场稳定性、充填料浆输送、充填体固结性能、充填体改性增强等方面的研究,构建冻融循环条件下散体物料内部微观结构信息与宏观力学参数定量关系模型,揭示冻融循环下排土场致灾机理和低温低气压环境下胶结充填料浆固结演化特性,提出冻融循环下排土场堆置工艺和低温低气压环境下胶结充填料浆固结增强技术。相关成果对于提高我国高海拔高寒地区金属矿山采选固废的有效处置率,降低固废处置成本,保障矿山可持续发展具有重要的理论价值和实践指导意义。     

基于EMS和双控机制的企业环保管理研究

随着新固废法等国家法律的实施,固废管理违法成本显著提高,企业固体废物的环保安全管理压力不断增大,建立固废管理长效机制,有效识别固废环境风险和隐患,是企业防范固废管理风险的有效途径。如何快速使固废管理风险受控和进行隐患治理,是企业必须认真思考的问题。通过对EMS体系和双控机制优势的有效融合,提出了基于EMS和双控机制的企业环保管理双基核心管理方法,并将此方法运用到企业管理中。实践证明,企业的环保管理成效显著,环保管理风险防范能力快速获得大幅提升。     

基于自主核酸提取方法分析单油井采出液微生物

近年来基于培养和非培养方法研究油藏微生物的报道已经不少,但鲜有基因组总DNA提取技术与微生物检出性的报道。文章通过对长庆油田Q2YG138140油井采出液进行现场分类分级处理,将原样本即时分为 油相及水相（分成4种孔径（10.00,1.00,0.22,0.10μｍ）膜滤）作为研究对象,结合自主原油基因组总DNA提取技 术对该油井采出液样本进行菌群分析。结果表明：油相样本共检出11门、25纲、43目、66科和78属,水相样本共检出17门、35纲、64目、105科和150属。该自主提取方法对油藏常见多种菌门及菌属基因组DNA的提取均具有 较好的适用性。油相中,检出11属为“其它”,相对丰度10.02％;水相中,检出26属为“其它”,相对丰度17.34％,6属为未分类,相对丰度0.40％,该方法针对未知微生物和生物量相对较低的极端环境微生物仍均具有一定的 检出能力。4种滤膜（10.00,1.00,0.22, 0.10μｍ）分别检出10门、8门、10门和13门,59属、65属、79属和82属。0.10μｍ滤膜检出的菌群多样性明显多,进一步表明该自主提取方法适用于油水微生物的多样性分析。     

猪粪中21种常见抗生素的同步提取检测方法研究及应用

为实现猪粪中抗生素的有效削减及控制,迫切需要开发快速、同步兽用抗生素的检测分析方法,明确猪粪中多种类抗生素赋存特征.本研究建立并优化了猪粪中21种常见抗生素的同步分析方法.该方法采用甲醇和Na2EDTA-McIlvaine缓冲溶液（1∶1,V/V）提取,提取液经固相萃取净化后高效液相色谱串联质谱检测.猪粪样品中5种四环素类、2种β-内酰胺类、6种大环内酯类、4种磺胺类和4种喹诺酮类抗生素的内标定量回收率29.53%—116.36%,检出限0.90—26μg·kg^-1 DS,定量限2.91—85.20μg·kg^-1DS,相关系数R2均大于0.997.采用该方法对单个猪场不同畜舍样品加标回收率的单因素方差分析发现,除了四环素-D6（TC-D6）有显著性影响之外,其它内标回收率在不同样品中无显著性影响.分别采集不同地区2个猪场的猪粪样品进行验证分析,发现猪粪样品中单个抗生素含量范围在ND—99.37 mg·kg^-1DS.结果表明,该方法可用于猪粪中多种类抗生素的同步检测.     

海上油田含油钻屑热解处理实验

基于搭建的热解实验平台开展相关实验研究,分别进行了加热温度与停留时间对含油钻屑热解产物的影响实验,总结了其影响规律。结果表明:随着加热温度升高、停留时间延长,均可使固相与液相产物的颜色加深;与此同时温度升高,H_2的产生率逐渐增加;CO_2的释放呈现单峰形式,随着反应的进行,释放速率先增大后减小;温度在350℃以下时,CO_2的产生量几乎为零,含油钻屑只发生初级的脱氢反应;当反应终温较低时,停留时间对H_2、CO_2的产率与固、液两相产物回收率的影响较小。