The TNO multi-energy method combined to mathematical programming and computational fluid dynamics for optimisation of gas detectors

Gas leakage is a matter of concern for several industries such as oil and gas, mining, food, and healthcare. When the industry considers gas detectors, the main questions are: How many gas detectors are required? Where is the best location to install them? To answer these questions Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations and optimisation procedures are employed to calculate the plume location and plume volume to better position the gas detectors. We investigated how the optimisation cell size for the set covering problem can be calculated based on a given explosion overpressure threshold. Resorted by the multi-energy explosion model, we calculate the flammable cloud volume associated with a pre-defined overpressure value. The cloud volume is applied in the solution of the set covering problem and an optimal set for the gas detectors is obtained. The final gas detector network (number and location of the devices) is validated against CFD simulations for small releases. The results provide evidence that the optimal gas detector networks is able to detect gas leaks within a feasible time.     

Effect of particle size on CO adsorption and thermodynamic analysis

The liquid nitrogen adsorption method was used to characterize the pore structure of non-cohesive coal in the 061,404 working face of the Lingxin coal mine. The amount of specific surface area of micropores in the sample continuously rose as particle sizes reduced. The volumetric method was used to measure the CO isothermal adsorption curves of three samples (sample I, 0.425–0.25 mm, sample II, 0.18–0.25 mm, and sample III, 0.15–0.18 mm). The experimental results were fitted by the Langmuir model. According to the experimental results, it was conducive to CO adsorption with the conditions of high pressure and low-temperature. The decrease in grain diameter increased the number and volume of micropores in the sample, which improved the adsorption capacity of the sample. In addition, according to the adsorption data, the CO adsorption thermodynamics of three samples were analyzed, including surface potential (Ω), Gibbs free energy change (ΔG) and entropy change (ΔS). The results demonstrated that CO adsorption by coal was a spontaneous process. Sample III has the most substantial adsorption capacity, whereas the sample I has the weakest adsorption capacity.     

水生态环境质量评价方法及在黄河流域的应用进展

开展水生态环境质量评价方法研究,建立合适的河流健康评价体系是解决河流健康问题的前提和实现河流健康管理的重要手段。黄河自上而下生态环境现状迥异,水生态环境脆弱,寻求一种或多种适合黄河流域水生态环境质量的评价方法具有重要意义。该文介绍了国内外水生态环境质量评价方法及在黄河流域的应用进展,总结了鱼类生物完整性指数(F-IBI)、底栖无脊椎动物完整指数(B-IBI)、着生藻类生物完整性指数(P-IBI)及水生态环境质量综合评价法的主要指标,以及黄河流域不同区域生物种类的评价指标,分析了各评价方法优缺点及应用范围,并根据目前研究基础评述了黄河流域水生态环境质量评价存在的问题,对黄河流域水生态环境质量评价方法、指示生物的选择及水生态环境质量综合评价法的研究等提出了具体建议。     

车载巡测在区域射频电磁环境质量监测与表征中的应用分析

对北京中央电视塔周围25 km²区域电磁环境质量分别进行了射频的网格法手工监测和车载巡测自动监测，通过SPSS软件等对两种监测方法获取的数据进行了统计对比分析，发现两组数据在总体水平及数值分布特征上较为接近，因此车载巡测监测可以替代网格法监测。以车载巡测数据为基础，绘制了实测数据的道路电磁地图，利用插值法绘制了区域电磁地图，对区域电磁环境质量进行了直观表征。从回应公众关注和城市电磁规划出发，建议今后可利用车载巡测监测加强时域和频域的监测。     

聚丙烯塑料-锯末干混合制备高介孔率柱状活性炭

以聚丙烯塑料和梧桐锯末为原材料,无水K2CO3为活化剂,采用干混合法制备高介孔率柱状活性炭.通过单因素实验,探究了塑料含量、盐料比、活化温度及活化时间对活性炭吸附亚甲基蓝(MB)性能的影响.结果表明:当塑料含量为20%、盐料比为2.5、活化温度为950℃、活化时间为80 min时,所制备的活性炭具有较高的MB吸附量(322.9 mg·g-1).所制备的活性炭具有发达的微观孔隙结构,其比表面积达到1461.99m2·g-1,平均孔径为3.23 nm,总孔容为1.04 cm3·g-1,其中,介孔孔容为0.80 cm3·g-1,介孔率超过70%,充分说明该方法可制备优质高介孔率柱状活性炭.     

基于计算模拟与响应面分析漆酶对己烯雌酚的降解作用

己烯雌酚(Diethylstilbestrol,DES)作为水环境中最具雌激素活性的合成化合物之一,其给生物体和环境带来的危害已经引起人们的关注.本研究首先通过分子对接与分子动力学模拟从理论上分析漆酶与DES的相互作用;其次通过实验分析其降解动力学模型及不同反应条件和介质对漆酶催化转化DES的影响;最后使用响应面分析方法优化漆酶-ABTS系统催化转化DES的最佳条件.计算结果表明,漆酶与DES的反应能够自发进行且它们之间主要存在氢键和疏水作用力.实验结果表明,反应6 h左右,50 mg·L^-1的DES的降解率达到93%以上;根据Michaelis-Menten模型得到的动力学参数K_m和V_max分别为36.18 mg·L^-1和45.98 mg·L^-1·h^-1,模型的R²为0.99.漆酶催化降解DES的最佳pH为6,最佳温度为55℃.几种介质中,ABTS对漆酶催化降解DES的作用最强.通过响应面分析发现,在pH=5.5、55.98℃、1....     

生物法处理含油钻井废水的影响因素研究

以含油钻井废水原浆为处理对象,研究了生物法处理过程中的相关影响因素.实验结果表明,氮、磷源是影响钻井废水中石油烃降解的重要因素,最佳氮、磷源及其加入量分别为(NH4)2SO4100 mg/L和KH2PO460 mg/L.在30～36℃,接种量15%,pH=6～8条件下处理72 h后可使钻井废水中的石油烃含量由805.6 mg/L下降到17.6 mg/L.     

冬小麦生产力估算方法研究

本文在综述前人工作的基础上,对作物生产力的概念重新进行了阐述,提出作物生产力包括多层次的含义、各层次生产力代表不同的生产水平且限制因子不同,并对各层次生产力进行了定义。从大气-作物-土壤系统出发,探讨了冬小麦的生长发育及产量形成与各环境因子、能量投入之间的定量关系,采用动态模拟和统计分析相结合的方法,利用dBASEⅢ和BASIC语言,建立起了冬小麦生长发育及生产力形成的动态模拟软件,该软件可以根据不同需要对不同地区的冬小麦干物质累积、叶面积变化及土壤水分平衡进行计算,并可计算各层次的生产力。     

华北地区冬半年空气污染天气客观分型研究

利用2013—2016年冬半年ERA-interim再分析资料,以及同期空气污染资料、地面常规气象观测资料和探空资料,采用PCT (Principal Component Analysis in T-mode)客观分型方法对华北地区冬半年海平面气压场进行天气分型,并探究不同月份不同天气型对应的空气污染状况及污染气象参数分布特征,进而从污染气象学的角度揭示重污染潜势天气型的气候特征.结果表明:冬半年海平面气压场共对应9种天气类型,其中,5型(均压场型)、6型(高压内部型)和8型(高压后部型)为3种重污染潜势天气型,冬半年对应的PM_(2.5)均值浓度分别为144.11、136.99和148.26μg·m~(-3),而1型(T型高压前部型)和3型(低压底部型)为两种清洁天气型,冬半年对应的PM_(2.5)均值浓度分别为97.12和80.83μg·m~(-3);重污染潜势天气型对应的边界层结构呈现出稳定能量大、混合层厚度和通风系数小的大气层结稳定的静稳天气特征,其能够反映大气污染潜势;研究还发现,即使是同一天气型,其在不同月份对污染物的扩散影响也存在差异,因此,建议在今后的污染潜势天气型研究中分月份进行.本研究可为华北地区空气污染潜势预报及大气重污染预报预警的客观化、自动化提供科学依据和技术支持.     

对氯气校正法测定高氯废水化学需氧量的方法研究

氯气校正法(HJ/T70-2001)是测定高氯废水化学需氧量的国标方法,为了减少样品测定过程带来的环境污染,研究在不改变HJ/T70-2001氧化体系及测试条件的情况下,将取样体积由20 mL减半为10 mL,试剂的使用量相应减半,对方法的检出限、相对误差、相对标准偏差等指标进行验证。结果表明,该方法的检出限符合要求,准确度较高,精密度较好,可用于高氯废水化学需氧量的测定。