CDIO模式下一流专业课程实践教学改革探究——以给水排水管网系统为例

针对给排水科学与工程一流专业的人才培养目标,通过剖析给水排水管网系统课程教学现状和存在的问题,提出基于CDIO模式的创新实践教学体系。将项目驱动、“做中学”等教学方法引入给水排水管网系统课程实践教学,探索实践与理论深度有机融合的途径,提升学生对现代化管网系统的设计、运行及管理意识,为培养创新型人才提供思路和借鉴。

基于FCM-GA灌溉供水管网减压阀布设优化

为探究灌溉供水管网中存在的漏损过高以及局部压力过大的问题,提出了一种基于FCM-GA的供水管网减压阀布设优化方法,该方法借助MATLAB、EPANET、MATLAB-EPANET-Toolkit以及PlatEMO平台等工具,对西班牙的BIN管网进行分区布置减压阀并优化阀后压力,以不同分区方案的成本与降漏效果为控制指标,筛选出最优方案。结果显示:最优方案(分5个区)将整个管网的漏损率降低至7.45%,相较初始管网降低了20.04%,降低的漏损费用可达114€/d,在减压阀服务年限内可收回成本并达到盈利,并实现对整个管网系统的压力管理,提高了管网的稳定性和可靠性,有利于减少管网事故发生。因此,基于FCM-GA的灌溉供水管网减压阀布设优化是一种安全、低成本和高效益的降漏与控压方法,在有效降低灌溉用水费用的同时,可更好地实现节水灌溉。

氮硫共掺杂污泥生物炭吸附水中2,4,6-三氯苯酚的研究

【目的】2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-TCP)因其具有强毒性、“三致”效应被列入水中污染物黑名单,处理水中的2,4,6-TCP意义重大。【方法】以市政污泥为原料,采用浸渍-热解法制备得到氮硫共掺杂污泥生物炭(Sx-NSC800),并将其用于吸附水溶液中的2,4,6-TCP;采用扫描电子显微镜、比表面及孔径分析仪、X射线衍射仪、傅立叶红外光谱仪等仪器对Sx-NSC800的结构特征和表面化学性质进行了表征;采用拟一级、拟二级动力学模型拟合了吸附动力学曲线。【结果】Sx-NSC800对2,4,6-TCP有良好的吸附效果,180min左右接近吸附/解吸平衡,其中S10-NSC800效果最好,其吸附量为14.424mg/g;吸附数据与拟二级模型具有良好的相关性;采用经典的等温线模型进行拟合,结果更符合Freundlich等温模型,表明Sx-NSC800对2,4,6-TCP的吸附行为容易发生,升温有利于吸附;同时吸附是一个自发进行且混乱度增加的过程。吸附机制涉及孔隙填充、氢键作用及π-π相互作用。

Fe_(2)O_(3)-CuO/rCG催化降解水中苯并三氮唑的效能与机理

以煤矸石(Coal gangue,CG)为原料,通过煅烧、酸浸和金属改性制备铁铜改性煤矸石(Fe_(2)O_(3)-CuO/rCG),对Fe_(2)O_(3)-CuO/rCG的形貌结构进行了表征分析,并研究了Fe_(2)O_(3)-CuO/rCG/H_(2)O_(2)体系对苯并三氮唑(BTA)的降解效能和作用机理。结果表明:改性后Fe_(2)O_(3)-CuO/rCG比表面积和总孔容均明显增加,Fe_(2)O_(3)与CuO成功填充在材料孔隙内部;Fe_(2)O_(3)-CuO/rCG的最佳制备条件为煅烧温度650℃、煅烧时间3 h、金属离子负载浓度0.07 mol/L;Fe_(2)O_(3)-CuO/rCG/H_(2)O_(2)体系降解BTA的最佳条件为BTA质量浓度30 mg/L、Fe_(2)O_(3)-CuO/rCG投加量2 g/L、H_(2)O_(2)浓度7 mmol/L、温度25℃、转速240 r/min,反应2 h时,体系对BTA降解率最高可达94.86%,TOC与TN去除率分别可达87.69%与84.27%;Fe_(2)O_(3)-CuO/rCG耦合类Fenton体系去除BTA的作用机制主要有吸附和催化降解两种,吸附主要有孔隙填充、配体吸附和氢键作用,催化降解过程·OH和^(1)O_(2)为主要活性物种,且^(1)O_(2)占主导地位,Fe^(2+)/Fe^(3+)和Cu^(+)/Cu^(2+)的氧化还原循环加速了类Fenton体系中活性物种的生成。

GT-GRA-TOPSIS在雨水调蓄池选址及数量优化中的应用

【目的】为有效减轻极端暴雨天气造成的城市洪涝问题,开展了对城市雨水排水系统(USDS)中雨水调蓄池(SST)的选址及数量优化的研究。【方法】采用博弈论(GT)思想将层次分析法(AHP)获得的主观权重与改进熵值法(IEVM)获得的客观权重组合赋权,并与灰色关联分析(GRA)和逼近理想解排序(TOPSIS)相结合,建立了城市内涝与面源污染风险的定量评估框架。根据各节点的相对接近度确定风险等级,风险较高的节点设置SST,根据积水削减率和总悬浮物(TSS)削减率优化SST的数量。以山西省长治市为例,探讨了该方法在不同降雨重现期时城市内涝和面源污染的控制效果。【结果】GRA-TOPSIS法在5 a和10 a降雨重现期时的综合变异系数分别为0.355和0.361,极值均为0.496,均高于单独GRA或TOPSIS.【结论】GT赋权并耦合GRA-TOPSIS的优化方法采用较少的经济投资可较好地消除城市内涝和面源污染风险,为SST的选址和数量优化提供了新思路。

生物炭/Ca/La-LDH对水中磷酸盐的高选择性吸附机制

采用简单共沉淀法制得椰壳生物炭/Ca/La层状双金属氢氧化物(Ca/La-LDH)复合新型吸附剂(CLYK).通过SEM-EDS、BET、XRD、FTIR和XPS等对材料进行表征,研究了金属负载量、吸附剂投加量、初始pH值、共存离子及有机物对吸附磷酸盐的影响,以及吸附动力学、等温线、热力学和位点能量分布的特征.结果表明:CLYK对磷酸盐有良好的吸附性能,在金属负载量为70%,投加量为1g/L,pH值为5时,最大吸附容量为214.742mg/g.CLYK的pH值适用范围广,在3~10时具有较大的吸附容量,共存离子及有机物存在下表现出对磷酸盐的高选择性吸附,吸附解吸循环试验证明了CLYK具有较好的可重复利用性.CLYK吸附磷酸盐过程符合Freundlich和准二级动力学模型,主要为多层化学吸附,热力学分析结果表明吸附为自发吸热反应.吸附机制包括化学沉淀、通过配体交换形成内球络合和静电吸引.

大黄甘草汤对刀豆蛋白诱导肝损伤小鼠与腺嘌呤诱导肾损伤大鼠的保护作用

目的研究大黄甘草汤对刀豆蛋白(ConA)诱导肝损伤小鼠和腺嘌呤诱导肾损伤大鼠的保护作用。方法通过测定血清直接胆红素(DBIL)、总胆红素(TBIL)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)值及观察肝组织病理变化,考察大黄甘草汤对ConA诱导小鼠肝损伤模型的保护作用;通过测定血清总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、尿素氮(BUN)、肌酐(CRE)、总胆固醇(TC)、甘油三脂(TG)值,体质量变化、24 h蛋白尿定量及观察SD大鼠肾组织的病理变化,考察大黄甘草汤对腺嘌呤诱导大鼠肾损伤模型的保护作用。结果给予大黄甘草汤后,ConA诱导肝肾损伤小鼠与腺嘌呤诱导肾损伤大鼠的生化指标和组织学检查均有明显改善,大鼠体质量明显上升,与模型对照组差异显著(P<0.05,P<0.01),且成剂量依赖性关系。结论大黄甘草汤对ConA诱导肝损伤小鼠与腺嘌呤诱导肾损伤大鼠均有明显保护作用。

治疗乙肝相关性肾炎新药大黄甘草胶囊提取工艺优选

目的优选大黄甘草胶囊最佳提取工艺。方法应用正交实验设计,以浸膏得率、总蒽醌(大黄酸等5种蒽醌单体之和)、甘草酸为指标采用综合评分法,考察溶剂量(A)、提取时间(B)、提取次数(C)3个因素对上述指标综合评分的影响,探讨大黄甘草胶囊最佳提取工艺。结果大黄甘草胶囊最优提取条件为加水量8倍,每次提取1 h,提取3次。结论优选得到的工艺稳定可靠,为大黄甘草胶囊的生产提供了理论依据。

白三烯受体拮抗剂抑制哮喘大鼠气道重塑的研究

目的应用白三烯受体1拮抗剂孟鲁斯特(montelukast,MK)治疗大鼠急性哮喘,探讨MK对核转录因子κB(NF-κB)及基质金属蛋白酶9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)水平的影响。方法卵白蛋白(OVA)致敏并激发Wistar大鼠建立急性哮喘模型。给予MK 5mg/kg或生理盐水灌胃7天。于末次OVA吸入后24小时内取材。苏木精-伊红、刚果红染色观察肺组织炎症细胞的渗出;免疫组化法:检测各组大鼠肺组织NF-κB、MMP-9的表达。结果哮喘模型组NF-κB(0.34±0.03)OD vs MK治疗组(0.26±0.03)OD vs对照组(0.16±0.03)OD,哮喘模型组MMP-9(0.28±0.02)OD vs MK治疗组(0.23±0.02)OD vs对照组(0.17±0.01)OD。哮喘模型组较MK治疗组明显升高,MK治疗组较正常对照组升高,3组比较差异有统计学意义(P<0.01)。直线相关分析示NF-κB和MMP-9呈正相关关系(r=0.835,P<0.01)。结论白三烯受体拮抗剂可通过抑制NF-κB、MMP-9的活性,抑制哮喘的气道重塑。

含氟废水处理试验研究

为了解决某铝镁合金厂含氟废水达标排放问题,采用了化学混凝沉淀法进行除氟试验,通过正交试验考察了pH值、混凝剂、CaCl2对水中残氟量的影响,并确定了它们在该试验中的最佳投配值。结果表明,pH为9,CaCl2投加量为12 g/L,明矾投加量为500 mg/L,六偏磷酸钠投加量为125 mg/L时,出水含氟量可降至7.5 mg/L,含氟量达到国家一级排放标准。

SDP法制备碳纳米管-TiO_2纳米复合光催化剂及降解喹啉

针对溶胶凝胶法制备光催化剂过程中颗粒分散不均匀、易团聚的问题,采用SDP(Spinning disk process)联合溶胶凝胶法制备不同焙烧温度的多壁碳纳米管(MWCNTs)-TiO_2光催化剂。通过XRD、FTIR、SEM、TEM表征样品的微观结构和形貌,利用UV-vis DRS(Ultraviolet visible diffuse reflectance spectra)表征其可见光响应性,并考察样品在可见光下降解喹啉的性能。结果表明,SDP联合溶胶凝胶法能够以连续流形式制备更微小的、分散更均匀的光催化纳米颗粒(晶粒尺寸约为10 nm);MWCNTs以光敏化剂的形式使样品具有可见光响应,450℃下焙烧得到的光催化剂MCT_3有最强的可见光吸收和最佳的催化活性,反应时间为180 min时,喹啉降解率为86.6%。

松木炭负载Pd-Cu吸附及催化还原水中硝酸盐研究

采用浸渍法制备了新型松木炭(BC)为载体的双金属Pd-Cu催化剂,研究了该催化剂对水中NO-3的吸附和催化还原性能。研究表明,松木炭作为催化剂载体具有较高的热稳定性;热解温度为750℃时形成的BC750具有最大的比表面积,吸附水中NO-3的性能较优,其吸附过程符合准二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir模型;催化剂中,当Cu和Pd的质量分数均为1.0%时,Pd-Cu/BC的活性最佳,表现出良好的稳定性和可重复性,在反应过程中催化剂负载的金属离子在溶液中的淋出率较小。

清瘟败毒饮加减联合阿昔洛韦注射液治疗小儿EB病毒感染传染性单核细胞增多症的疗效观察及对患儿免疫功能的影响

目的观察清瘟败毒饮加减联合联合阿昔洛韦注射液治疗小儿EB病毒(EBV)感染传染性单核细胞增多症(IM)的临床疗效及对患儿免疫功能的影响。方法将97例EBV感染IM患儿按照随机数字表法分为2组,在均予西医常规治疗的基础上,对照组49例予阿昔洛韦注射液治疗,治疗组48例予清瘟败毒饮加减联合阿昔洛韦注射液治疗,2组均治疗2周,治疗结束后随访4周。比较2组治疗后临床症状、体征缓解时间,包括发热、咽颊炎、淋巴结肿大、肝肿大、脾肿大及眼睑水肿,比较2组治疗前后及随访第4周免疫指标变化情况,包括免疫球蛋白(Ig)A、IgM、IgG水平和T淋巴细胞亚群CD3^(+)、CD4^(+)、CD8^(+)、CD4^(+)/CD8^(+)及自然杀伤(NK)细胞水平,比较2组治疗前后及随访第4周EBV-DNA和抗EBV衣壳抗原IgM(EBV-VCA-IgM)阴性情况。结果治疗组总有效率91.7%(44/48),对照组总有效率79.6%(39/49),治疗组总有效率高于对照组(P<0.05)。治疗组治疗后发热、咽颊炎、淋巴结肿大、肝肿大、脾肿大及眼睑水肿缓解所需时间均短于对照组(P<0.05)。与本组治疗前比较,2组治疗后及随访4周IgA、IgM、IgG水平均下降(P<0.05),且治疗组治疗后及随访4周IgA、IgM、IgG水平均低于对照组同期(P<0.05)。与本组治疗前比较,2组治疗后及随访4周CD3^(+)、CD8^(+)水平均下降(P<0.05),CD4^(+)及CD4^(+)/CD8^(+)及NK细胞水平均升高(P<0.05),且治疗组治疗后及随访4周CD3^(+)、CD8^(+)水平均低于对照组同期(P<0.05),CD4^(+)及CD4^(+)/CD8^(+)及NK细胞水平均高于对照组同期(P<0.05)。与本组治疗前比较,2组治疗后及随访4周EVB-DNA及EBV-VCA-lgM阴性率均升高(P<0.05),且治疗组治疗后及随访第4周EVB-DNA及EBV-VCA-lgM阴性率均高于对照组同期(P<0.05)。结论清瘟败毒饮加减联合阿昔洛韦注射液治疗小儿EBV感染IM疗效确切,可有效促进患儿症状、体征消退,改善患儿体液免疫和细胞免疫紊乱情况,修复EBV造成的机体免疫损伤,且疗效稳定。

生物淋滤法对污水污泥中重金属去除效果研究

利用Tessier五步法,对某污水处理厂初沉池和二沉池混合的浓缩污泥进行重金属形态分析和测定,结果显示,所测定的重金属均未超过我国污泥农林利用碱性土壤标准,只有Cu和Zn超过了污泥农林利用酸性土壤标准;污泥中Zn不稳定形态所占比例较高,其余重金属稳定性较好。在此基础上,研究了用生物淋滤法去除Cu、Zn时,不同接种量和不同底物投加量的溶出率。结果表明,当接种量体积分数为3%、硫的质量浓度为3 g/L时去除效果最好。本研究结果为城市污泥农用前降低重金属毒性奠定了基础。

呼吸道感染患儿EBV-DNA载量及与肝肾功能损伤的关系

目的探讨呼吸道感染患儿爱泼斯坦-巴尔病毒(EBV)-脱氧核糖核酸(DNA)载量表达及其与肝肾功能损伤的关系研究。方法选取2016年1月至2020年6月门诊及病房住院治疗经临床确诊的呼吸道感染儿童175例为研究对象,依据EBV-DNA载量水平分为阳性组(n=117)和阴性组(n=58),比较不同性别、年龄的呼吸道感染患儿EBV-DNA阳性率,根据EBV-DNA载量将阳性组患儿分为EBV-DNA高载量组(n=21)、中载量组(n=35)和低载量组(n=61),比较不同EBV-DNA载量组患儿肝肾功能异常比例及血清丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、胱抑素C(Cystatin C,CysC)、β2微球蛋白(β2-microglobulin,β2-MG)水平,Pearson相关性分析EBV-DNA载量与ALT、AST、CysC、β2-MG的关系。结果不同性别患儿间EBV-DNA阳性率差异无统计学意义(P>0.05),1~3岁、3~6岁年龄段儿童中EBV-DNA阳性率最高,不同年龄间患儿EBV-DNA阳性率差异有统计学意义(P<0.05);EBV-DNA低载量组、中载量组、高载量组的肝功能异常比例为19.67%、48.57%、66.67%,肾功能异常比例为13.11%、42.86%、52.38%,不同EBV-DNA载量患儿肝肾功能异常比例相比,差异有统计学意义(P<0.05);血清ALT、AST、CysC、β2-MG水平随EBV-DNA载量升高而升高(P<0.05),EBV-DNA载量与ALT、AST、CysC、β2-MG水平呈正相关性(P<0.05)。结论呼吸道感染患儿EBV-DNA载量升高会增加发生肝肾功能损伤的风险,且在1~6岁儿童EBV-DNA阳性率较高,检测EBV-DNA载量有助于呼吸道感染患儿肝肾功能的损伤的评估。

响应面法优化MWCNTs-TiO_2纳米颗粒深度降解焦化废水

利用响应面设计法(RSM)对MWCNTs-TiO2(MWCNTs:multiwall carbon nanotubes)纳米颗粒光催化降解焦化废水进行了研究。选择初始pH值(X1)、催化剂投加量(X2)及废水初始浓度(X3)为三因素,焦化废水的TOC为响应值,通过中心组合设计(CCD)共进行20组试验。建立了以TOC去除率为响应值的二次多项式模型,并进行了显著性检验;分析了各因素单独及交互作用对TOC去除率的影响,确定了最佳反应条件。结果表明,所选取的3个因素影响TOC去除率的主次顺序依次为:初始pH值为6.37,催化剂投加量为1.0g/L,废水初始质量浓度为66.76mg/L。最佳条件下,TOC去除率的试验值和模型预测值分别为90.43%,与模型预测值91.04%吻合度较高。最佳条件下降解焦化废水生化出水,去除率较高,适于普通生物法处理后废水的深度处理。

给排水科学与工程专业“水处理实验技术”课程教学改革探析

"水处理实验技术"是给排水科学与工程专业培养学生掌握水处理技术基本原理、学会设计水处理实验方案、提高分析与处理实验数据基本能力的重要环节。文章针对该课程教学过程中存在的问题,提出教师可通过加强与其他课程的相互结合、更新教学内容、引入案例分析、应用专业软件及融入实验室开放项目等方式进行改革。

Tei指数联合NT-pro-BNP评估室间隔缺损患儿介入治疗术前左心功能的临床研究

目的探讨检测血清NT-pro-BNP 浓度结合左心室Tei 指数评估室间隔缺损患儿介入治疗术前左心功能的临床应用价值.方法：选择室间隔缺损（VSD）患儿60 例作为实验组,男（35）例,女（25）例;年龄（8.324±4.367）岁.同期小儿内科住院无先天性心脏病患儿20 例作为对照组.将心功能分为四级,于介入治疗前用多普勒超声心动图测量左心室Tei 及左心室射血分数,采用酶联免疫吸附法（ELISA）检测血浆氨基末端脑利钠肽（N-pro-BNP）浓度.结果：患儿血清N-pro-BNP浓度、左心室Tei 指数在心功能0 级、Ⅰ 级、Ⅱ 级、Ⅲ 级呈逐渐升高趋势,左心室射血分数呈逐渐减低趋势,且方差分析显示各组间均数比较,差异有统计学意义（P〈0.01）.结论：Tei 指数与血浆N-pro-BNP 浓度评价心室功能的相关性良好,能够迅速、准确评估室间隔缺损患儿介入治疗术前心功能,具有临床推广应用价值.

小儿永久性房颤伴室内差异传导1例

患儿,男,2月25天婴儿,主因咳嗽4天,喘息、发热1天,呻吟、呼吸困难、无尿5小时入院.查体：T37.8℃,P230次/分R75次/分,BP81/61mmHg..精神萎靡,呻吟,呼吸急促,颜面、口唇发绀,鼻翼扇动,口周发绀,咽部充血,吸气性三凹征阳性.双肺呼吸音粗,可闻及湿性啰音.心音低钝,心率230次/分,心律不齐,各瓣膜听诊区未闻及病理性杂音.肝于肋下2.0cm可触及,质软,边钝,脾于肋下未触及,四肢末梢凉.四肢肌力、肌张力正常.入院后给予氧气吸入,心电监护示血氧饱和度68%.完善相关检查：血常规：7.0＊109/L.心肌酶各项均有轻度升高.胸部正位片：心影增大.两肺纹理增粗、紊乱,沿肺纹理可见斑片状高密度影.心脏超声示：三尖瓣少量返流,左室收缩功能正常.心电图示：各导联P波消失,代之以快速和形态不同的f波,房率400-600次/分,QRS波正常或与窦性有差异,可见室内差异传导（图1）.诊断为：1、婴儿重症肺炎2、心力衰竭3、心房纤颤伴室内差异传导.积极给予CPAP无创呼吸机辅助呼吸,毛花苷丙强心、呋塞米利尿,头孢他啶、喜炎平抗感染.并给予利多卡因静推后,无纠正.给予普罗帕酮静推后心率降至130-150次/分,呼吸40次/分,血氧饱和度95%-100%,口周无紫绀,精神好转,撤离CPAP无创呼吸机辅助呼吸,改为鼻导管吸氧,血氧饱和度维持在99%以上.精神好转,咳嗽、喘息明显,肺部查体：两肺呼吸音粗,可闻及湿性啰音及喘鸣音.心音有力,心率110-130次/分,,心电图示房颤较前减轻,给予口服普罗帕酮.心力衰竭纠正,肺部感染控制后,患儿仍有房颤伴室内差传,但次数较前明显较少,心电图示：房颤波明显减少,QRS波正常或与窦性略有差异（图2）,患儿精神,饮食、睡眠可.考虑心律失常先天性可能性较大,鉴于患儿年龄小,不能做电生理检查及射频消融纠正,给予口服倍他乐克、地高辛改善心功能.