基于机器学习方法的小麦镉富集因子预测

应用机器学习方法解析区域土壤-小麦系统镉(Cd)富集特征有助于风险决策的准确性和科学性.基于区域调查,构建了Freundlich-type转移方程、随机森林(RF)模型和神经网络(BPNN)模型对小麦Cd富集因子(BCF-Cd)进行预测,验证不同模型的预测精度并评估其不确定性.结果表明,RF(R²=0.583)和BPNN(R²=0.490)模型预测性能均优于Freundlich转移方程(R²=0.410).重复训练结果显示RF和BPNN平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)较为接近,但RF(R²为0.527～0.601)较BPNN(R²为0.432～0.661)模型精度和稳定性更高.特征变量重要性分析显示多重因素的共同作用导致小麦BCF-Cd的异质性,其中土壤磷(P)和锌(Zn)是影响小麦BCF-Cd变化的关键变量.参数优化可进一步提高模型精度、稳定性和泛化能力.     

定子叶片数对泵喷推进器空化性能的影响

目的 在改善泵喷推进器(泵喷)水动力性能的同时,兼顾其空化性能。方法 以某前置泵喷为原型,采用基于密度修正的RNG k-ε双方程湍流模型,结合Zwart空化方程,数值研究定子叶片数(Ns= 6~10)对空化性能的影响。结果 泵喷空化主要为叶梢涡空化和叶片表面的片状空化,而时–频空化曲线与叶片数目有关,其中单转子表面空化与定子数目相关,而总空化面积与转–定子影响有关。结论 增加定子叶片数虽然提高了泵喷推力和扭矩,但转子叶片及叶梢负荷增加,使空化范围大幅度增加。最终Ns从6增加到10时,总空化体积涨幅超过5倍。分析空化流动中的涡量输运方程发现,膨胀收缩项在空化演化占主导作用,并且随着定子叶数的增加而增大。     

事故发生的三种模式探讨

事故就是违背人的主观愿望而发生的意外事件 ,其结果是导致社会和人类经济上的巨大损失和伤害。然而各种事故的发生的形式似乎永远伴随着人类社会的发展而有所变化。笔者通过对事故数据的分析 ,从广义上将事故分为自然事故即自然灾害、随机事故和人为事故 3类。根据 3类事故的特点采用简单的数学方程进行描述 ,为事故发生可承受度 (即既最大风险值 )奠定理论基础。从科学的角度论述事故发生的必然性、随机性和可预防性以及不安全的绝对性和安全的相对性的辩证关系。同时提出了环境因子新概念 ,初步定义了高危行业的定量含义 ,为各类事故的预防提出了基本的相应对策。     

Particle concentration effect in adsorption/desorption of Zn（Ⅱ） on anatase type nano TiO2

Adsorption/desorption in a new Zn(II)-TiO2 adsorption system was investigated at different particle concentrations (Cp). TEM, SEM and XRD analyses revealed that the TiO2 particles were an aggregation of nano-sized (approximately 10 nm) pure anatase-type TiO2. Adsorption experiments were carried out with particle concentrations of 100, 400 and 1000 mg/L, and their adsorption isotherms were found to decline successively, showing an obvious Cp effect. Desorption experiments indicated that adsorption in this system was irreversible, and the irreversibility increased with increasing Cp. These phenomena could be explained by the MEA (metastable equilibrium adsorption) theory and the Cp effect could be modeled well with an MEA-Freundlich-type Cp effect isotherm equation. This study may help understand environmental behavior of contaminants on ultrafine natural particles.     

地下水非稳定流问题的有限分析五点格式

针对有限分析法不规则单元适应性差的问题,采用坐标旋转技术,建立了一种求解地下水非稳定流方程的有限分析五点格式,并给出了相应的边界条件。应用所提出的地下水非稳定流方程的有限分析五点格式对地下水的3个典型问题进行了模拟计算,其结果与解析解和前人的计算结果相比较,计算得到的结果与解析解吻合很好,较有限元法、边界元法的精度高,计算过程简单,稳定性好,收敛速度快,能很好地拟合边界和非均质分区界线,确切反映渗流场中不同部位的水头分布,并能较好地适应于复杂的几何区域。计算格式也可以应用到其他非规则区域的计算中。     

环鄱阳湖区分区土地利用景观格局变化模拟研究

依据水环境约束力的大小,将环鄱阳湖区划分为核心、边缘和外围3个影响区。以该地区2005~2010年间土地利用情况为基准,通过构建CA-Markov-Logistic模型模拟2015年该地区土地利用格局情景,并采用景观格局指数进一步分析3个影响区土地利用景观格局变化趋势。研究表明:(1)从土地利用类型变化来看,覆盖环鄱阳湖区约82%土地面积的耕地和林地将有较大幅度的减少,而城建用地所占比重将大幅上升,对环鄱阳湖区的开发在逐渐加快;(2)从土地利用影响力来看,地类分布概率与人口城市化率、生活城市化率以及经济城市化率的空间分布有着一定的相关关系;(3)从模拟结果来看,环鄱阳湖区核心区耕地范围将缩小而水体范围将扩大,边缘区其他建设用地和农村居民点面积增加,外围区水体范围将大幅缩减,土地景观破碎化程度依次从边缘区-外围区-核心区的顺序下降,表明对鄱阳湖保护的作用正在显现,整个土地利用景观格局取向更为合理。     

餐厨垃圾固渣厌氧发酵产甲烷潜力及Logistic动力学研究

为考察餐厨垃圾经提炼生物柴油处理后的固渣厌氧生物处理的可行性,在中温条件下,研究固渣批式厌氧发酵的产气特性和物质转化过程,并结合Logistic方程分析该固渣厌氧消化产甲烷的动力学过程.结果表明,该固渣具有较高的厌氧发酵产甲烷潜力,在2:1的物料比条件下,单位质量固渣产气效率最高,甲烷产量达633 NmL/gVS.稳定状态下,Logistic方程可以较好地分析餐厨垃圾固渣厌氧发酵产甲烷过程(决定系数R2＞ 0.99),经过拟合,产甲烷潜力为661.33NmL/g VS,最大产甲烷速率为106.78 NmL/(g VS-d),无滞后期,与试验结果基本一致.随底物负荷提高,总挥发性脂肪酸和氨氨的质量浓度分别达到14 800 mg/L、2 500 mg/L,pH值降至5.0左右,产甲烷菌活性受到总挥发性脂肪酸(VFAs)、高浓度氨氮(NH4+-N)及低pH值的严重抑制.     

真空紫外光降解瓦斯反应动力学规律

为了研究真空紫外光降解瓦斯过程的反应动力学规律,在自制的真空石英光化学反应器中以含甲烷标准气体模拟矿井瓦斯,运用Langmuir-Hinshelwood(L-H)拟一级反应动力学模型对不同光照强度、氧气体积分数、甲烷初始体积分数和水分子体积分数下瓦斯(甲烷)的降解过程进行拟合.结果表明:真空紫外光降解瓦斯反应动力学规律符合一级反应动力学特性;光照强度、甲烷初始体积分数、氧气体积分数和水分子体积分数是影响真空紫外光降解瓦斯的主要因素;瓦斯(甲烷)降解的反应速率随光照强度和氧气体积分数增大而增大,随甲烷初始体积分数增大而减小,随水分子体积分数增大而先增大后减小.     

Estimation of Biogas Generation from a Uasb Reactor via Multiple Regression Model

In this study, regression analysis based an estimation model for biogas generated from an up-flow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor treating landfill leachate is developed using several leachate parameters, such as pH, conductivity, total dissolved solids, chemical oxygen demand, alkalinity, chloride, total Kjeldahl nitrogen, ammonia, total phosphorus. These landfill leachate parameters are monitorized over a period of 1000 days at 35 ± 1°C in the UASB reactor. In order to develop the best model giving highest estimation performance, eight model equations including different input parameter combinations are analyzed. Based on the results of regression analysis, the best coefficients of the model equation are determined. As a conclusion, the developed model in this study can give accurate biogas amount prediction for the USAB reactor-based leachate treatment system.     

Sn(Ⅳ)掺杂纳米TiO2/AC降解橙黄G的动力学与机理研究

采用溶胶凝胶法制备了掺杂Sn(Ⅳ)的TiO2/AC光催化剂,以生物染料橙黄G为目标降解物,研究了多相光催化降解橙黄G的动力学规律.研究表明,该反应符合Langmuir-Hinshelwood动力学方程,速控步为吸附反应.同时,利用GC/MS联用仪探讨了橙黄的中间产物及其降解机理:橙黄G在强氧化性自由基·OH、·OOH、·O2-的作用下逐渐分解氧化为小分子有机醛、酮、酸,最后转化为CO2、NH4 、NO3-、NO2-、SO42-和H2O等无机小分子.