人工智能技术在环保设备工程专业教学中的应用探讨

人工智能技术在高等教育教学中的应用已成为未来教育的发展趋势。通过分析环保设备工程专业的教育现状,发现该专业教育尚存在相关专业课程教育不受重视、专业学习与环保工艺教学相脱离、课程教学方式落后的问题。为适应环保行业的发展,在高校环保设备工程的教学中引入人工智能技术,培养具有人工智能相关知识的复合型“环保设备工程专业”人才,并通过建立智能化的教学评估体系、智能化仿真教学系统和智能化的学习平台来缓解重高校理论轻实践的教育现状,提高学生的实践运用能力,减少学校教学与实际工作中的知识差异。本文为推动环保设备工程专业教学体系的改革和创新,提高环保设备工程教学的质量和培养实用型人才提供理论意义。

微塑料与水体中无机/有机物质之间的异质聚集行为及其生态效应研究进展

随着工业化的推进和消费主义的盛行,微塑料(microplastics,MPs)污染已成为全球关注的热点环境问题。MPs可通过多种途径进入湖泊、海洋等水生生态系统,在水流、风力、光照以及其他人为因素作用下分解并释放出有害的化学物质,破坏生态平衡。此外,MPs在迁移转化过程中还会与水体中的有机和无机物质发生复杂的界面交互作用形成异质聚集体,这种界面作用并不是单一方向的,而是对MPs和水生物质造成双向影响。聚集体的存在不仅加剧了MPs与无机/有机物质的相互作用,还使得MPs成为携带无机/有机物质的载体,这一特性使其在水体环境中的迁移转化和毒性行为变得更为复杂。但是现有研究大多集中于研究微塑料自身的迁移转化规律。因此,本文对MPs与水体中无机和有机物质的相互作用,以及这些相互作用对生态系统可能产生的影响进行了全面的综述,以期为未来的研究提供理论基础和研究方向。

生物炭及其复合材料的制备与应用研究进展

生物炭含碳量高,具有较大的孔隙度和比表面积,是天然的吸附材料,其吸附性能高、成本低廉,具有改良土壤、增加碳汇、修复环境污染等功能,被广泛应用于农业、生态修复和环境保护领域。近年来,越来越多的学者开始研究生物炭复合材料的制备,将生物炭与其他材料组合,利用物理、化学方法合成具有新性能、新结构的材料,提高吸附材料的性能。通过综述生物炭及其复合材料的制备、表征方法以及其在污染治理方面的应用,阐述了生物炭及其复合材料对水体和土壤中污染物的修复机制,在此基础上提出了将来研究高效生物炭吸附材料的重点和方向,以期为生物炭的大规模应用提供参考。

废弃铅锌冶炼厂重金属污染场地的健康风险评价

通过对广西某废弃铅锌冶炼厂区进行布点采样、监测分析,选取Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As六种重金属元素作为评价因子,对污染场地进行健康风险评价。结果显示,指数评价法表明厂区污染状况为废渣>>建筑垃圾>土壤,Cd>Zn>As>Pb>Cu>Cr,土壤受到中度污染,废渣和建筑垃圾受到重度污染。健康风险评价法表明土壤、废渣和建筑垃圾的危害商分别为2.032、13.891、2.975,非致癌危害废渣>>建筑垃圾>土壤;Cu、Zn、Cr、Cd、As的危害商分别为0.053、0.118、0.184、7.001、11.542,非致癌危害As>Cd>Cr>Zn>Cu。土壤、废渣和建筑垃圾的致癌风险分别为5.387E-04、7.954E-04、2.455E-04,致癌危害废渣>土壤>建筑垃圾;As、Cd、Cr的致癌风险分别为5.233E-04、2.400E-05、1.032E-03,致癌危害Cr>As>Cd。综上,人体健康危害废渣>建筑垃圾>土壤,主要危害元素为As、Cd、Cr。

废弃铅锌冶炼企业重金属复合污染土壤淋洗修复效果研究

采用不同浓度的EDTA溶液对废弃铅锌冶炼企业重金属复合污染的土壤进行土柱淋洗修复试验,研究在不同浓度、不同淋洗速率和不同淋洗时间条件下,EDTA淋洗剂对土壤中重金属的去除效果,并采用连续分级的方法研究淋洗前后土壤中重金属的形态变化。结果表明:(1)用EDTA溶液对表面积为350 cm2,高度为15 cm,重金属铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)含量分别为462.76、2 043、3 260 mg/kg的土壤进行淋洗修复,当淋洗剂浓度为0.01 mol/L、淋洗速率为1 mL/min、淋洗时间为24 h时,淋洗效果最佳,对Cu、Pb、Zn的去除率分别达到57.01%、47.5%、61.6%。(2)用EDTA溶液对重金属污染的土壤进行淋洗,能有效去除土壤中的可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态以及有机结合态重金属,平均去除率分别为76.02%、60.9%、57.69%;而对残余态重金属的去除效果不太明显。由于以可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态存在的重金属的移动能力及生物有效性都比较高,对环境危害大,EDTA淋洗可以有效去除这几种形态的重金属。因此,用EDTA溶液淋洗法修复重金属污染的土壤是切实可行的。

氧化铝土矿制备聚合氯化铝铁和动力学机理的研究

采用氧化铝土矿和盐酸为原料制备聚合氯化铝铁。考察了盐酸用量、反应时间、酸溶温度、盐酸浓度和pH值等因素对絮凝剂性能的影响。并对酸溶溶出规律的动力学进行探讨。结果表明:当盐酸用量为45mL、反应时间为120min、酸溶温度为373K、盐酸浓度为5.4mol/L、聚合pH值为3时,产品的盐基度达46.26%,有效成分达9.94%。当反应温度为373 K时,酸溶反应符合动力学四级反应方程:c=(3×10-8t+5.8×10-8)-1/3,其中k=10-8(g/L)-3.h-1。

混凝法处理锰矿选矿废水的试验研究

选取聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、聚丙烯酰胺(PAM)和六水合氯化铁(FC)4种常用混凝剂,采用正交试验,以去浊率与去锰率作为综合评价指标,探讨了不同混凝剂处理锰矿选矿废水的效果及最佳混凝条件。结果表明:在以上混凝剂中,FC的混凝效果较差;PAM对锰矿选矿废水的处理效果最优,最佳的混凝条件为:处理500 ml的废水,投加1.5 ml的PAM,pH为7.0,搅拌后沉降20 min,废水经处理后去浊率与去锰率分别为96%、92%,其中废水的pH及投药量对混凝效果的影响较大。

赤泥酸浸出铁、铝的工艺条件研究及其表征

对广西某铝厂的赤泥进行了盐酸浸出铁、铝的工艺条件研究,并利用扫描电镜和X-衍射对赤泥酸溶前后的形貌特征及矿物物像、化学成分进行分析表征,研究结果表明,赤泥在温度为80℃、液固比为6、浓度为7 mol/L的盐酸中反应3 h,Fe和Al的浸出率分别为82%和30.5%;酸溶前后赤泥形貌由团粒状转变为层架状,赤泥中赤铁矿矿物相被盐酸充分溶出。

A/O一体化曝气生物滤池脱氮效能及其运行优化研究

考察了不同进水有机物浓度与溶解氧对A/O一体化曝气生物滤池脱氮效能的影响,并以总氮的去除率为评价指标,以好氧段溶解氧、滤速与填料高度为考察因素,采用Box-Behnken响应曲面法优化A/O一体化曝气生物滤池的运行条件,同时得出相应的数学模型。结果表明:进水有机物浓度为400 mg/L时,脱氮效果较好,总氮与氨氮的最大去除率分别为45.1%与76.3%;而当进水有机物浓度为200 mg/L时,总氮与氨氮的去除率仅为20%与50%。当好氧段的溶解氧为3.5mg/L时,对总氮与氨氮的去除率分别为55.9%和89.4%;而当溶解氧为1.0 mg/L,总氮与氨氮的去除率仅为25.0%和59.5%;好氧段溶解氧的提高,有利于氮的去除,但能耗增大,因此可将溶解氧控制在2.0 mg/L左右。由Box-Behnken响应曲面可知,滤速和填料高度的交互作用对总氮的去除效果影响显著;回归模型决定系数R2=0.9769,P=0.001,表明此模型拟合程度良好,且模型显著;最佳运行条件为:溶解氧为3.1 mg/L,滤速为0.35 cm3/s,滤层高度为55.6 cm,在此条件下,由方程所得总氮最大的去除率为49.93%。

我国马齿苋研究现状分析

对1989～2009年我国发表的有关马齿苋研究文献进行统计,研究了不同年份的文献量分布、作者地区分布、文献期刊分布、内容分布等内容,从而了解我国马齿苋研究文献分布规律,揭示马齿苋的研究现状及发展状况,旨在为今后对马齿苋的进一步研究提供理论依据。

铅锌冶炼企业重金属复合污染土壤的淋洗修复研究

针对铅锌冶炼矿区重金属复合污染土壤,采用土柱淋洗的方法对污染土壤进行化学淋洗,选用HCl、草酸和EDTA作为淋洗剂进行淋洗筛选实验,再对最佳淋洗剂进行单因素实验研究,并用动力学模型拟合重金属解析过程。结果表明:当浓度为0.1mol/L,淋洗时间为30h时,EDTA对重金属Cu、Pb、Zn的去除率分别达到39.02%、17.69%和38.88%,明显高于HCl和草酸,因此选择EDTA为最佳淋洗剂。单因素实验表明:最佳淋洗条件为:EDTA浓度0.05mol/L,淋洗时间36h,淋洗速率1.5ml/min,此时对Cu、Pb、Zn三种重金属的去除率分别达到69.50%、23.58%、99.18%,去除率最高;用四种模型对淋洗反应进行动力学模拟,其拟合度优劣排序为:二级动力学方程>双常数模型>Elovich模型>一级动力学方程。

MnOx/生物炭复合材料对土壤重金属的固化效果及其机理研究

为了探究高锰酸钾改性生物炭(MnOx/生物炭)对土壤重金属的固化效果与生物炭的差异,本文采用高锰酸钾溶液改性小麦秸秆生物炭,研究不同MnOx负载浓度、复合材料添加量和固化时间对MnOx/生物炭复合材料固化土壤重金属Cd、Pb、Zn和Cu性能的影响及其机理.结果表明,锰氧化物负载能够显著增加生物炭表面的羟基、羧基和酚羟基等官能团的数量.土壤毒性浸出液(TCLP)中重金属浓度变化表明,当固化剂添加量为1%时,MnOx/生物炭对土壤中Cd、Pb、Zn、Cu固化效果是未改性生物炭的2—4倍;在相同固化时间内,MnOx/生物炭复合材料对重金属固定化效果随着添加量和MnOx负载的浓度升高而增大. MnOx/生物炭复合材料的添加可促进重金属Cd、Pb、Zn和Cu由可交换态(EX)和碳结合态(CB)向更加稳定的锰氧化物结合态(OX)、有机物结合态(OM)和残渣态(RS)转化,从而降低污染土壤重金属的活性态比例. MnOx/生物炭主要通过吸附和氧化的共同作用,实现对土壤中重金属的高效固定.固化处理后土壤TCLP浸出液中Mn浓度均低于1.52 mg·L^(-1),说明使用复合材料不会造成土壤锰污染. MnOx/生物炭复合材料在修复重金属污染土壤中具有较大的应用潜力.

组合修复技术在多环芳烃污染地块修复中的应用研究

以天津某多环芳烃污染地块污染土壤为研究对象,通过试验验证修复技术的可行性,并从技术经济角度确定该地块修复技术路线,为今后国内同类项目提供经验借鉴和技术参考。采用污染指数法对地块内污染土壤进行污染程度划分。化学氧化修复技术针对中轻度多环芳烃污染土壤具有良好的修复效果,可实现修复目标;而对于重度污染土壤,达到修复目标存在不确定性。针对地块内存在不同污染程度的多环芳烃污染土壤,化学氧化技术和水泥窑协同处置技术的组合更具经济性。

生物炭/铁复合材料的制备及其在环境修复中的应用研究进展

生物炭/铁复合材料(比如生物炭/纳米零价铁(nZVI),生物炭/硫化亚铁和生物炭/氧化铁),由于其优异的理化性质而被广泛应用于环境污染修复.本文首先总结了生物炭/铁复合材料的制备方法和表征手段,制备方法主要有热解法,水热碳化,沉淀和球磨法等.其次,通过综述生物炭/铁复合材料在有机污染和无机污染修复中的应用,阐明生物炭/铁复合材料的在环境修复中的应用机制以及复合材料中铁与生物炭的协同作用机理.总体而言,由于铁和生物炭之间的协同作用,提高了复合材料的比表面积,官能团和电子传递效率,从而增强生物炭/铁复合材料的性能.最后,提出了未来生物炭/铁复合材料的研究方向,进一步推动生物炭/铁复合材料在环境修复中的应用.

稳定化污泥资源化利用为路基土的可行性研究

以天津某大型污泥填埋场污泥为研究对象,研究了污泥经重金属稳定化后进行强度改良,而后资源化利用为路基土的可行性。试验结果表明,当稳定剂添加量高于1.1%时,所有金属的浸出检出值均低于各自标准限值,实现了重金属稳定化的目标;当按照污泥、素土、生石灰的掺杂比例为10∶10∶3时,改良后污泥的压实度、最小承载比、有机质含量指标可以满足二级公路下路堤的相关要求。研究验证了该项目污泥经改良后作为路基土实现资源化利用的可行性,为填埋场污泥的资源化处置提供了重要依据。

内隐学习理论视域下高校继续教育教学模式研究

高校的继续教育学生学习动机明确,实践经验丰富,且有着良好的心理品质,与内隐学习的要求较为贴合,将内隐学习理论应用于高校的继续教育教学中,将有利于提升其教学质量和水平。不过要在内隐学习理论视域下形成新的高校继续教育教学模式,教学内容、教学方法和教学环境都要做出相应的改进。

单原子催化剂在电催化还原CO_(2)中的应用进展

化石燃料燃烧产生的温室气体CO_(2)引发的环境问题一直是人们关注的热点。为缓解温室气体带来的环境危机和不可再生能源的枯竭,急需研究出高效处理CO_(2)新技术。电催化还原CO_(2)是将CO_(2)资源化无害化的一条有效途径,该技术可行性关键取决于开发高活性和选择性的催化剂,单原子催化剂因其具有高活性、高选择性、高稳定性、可以重复循环使用等特点引起人们广泛研究,将从单原子催化剂的制备方法、表征以及电催化还原CO_(2)机理与应用几方面进行总结,并在最后对单原子催化剂目前存在的问题以及未来研究趋势提出展望。

改性生物炭的制备及其在环境修复中的应用

生物炭具有较大的孔隙度和比表面积,吸附能力强,在环境污染修复、土壤改良和固碳方面应用广泛。由于高温热解过程会使生物炭官能团数量减少而降低其对某些特定污染物的吸附性能,同时,由于原始生物炭存在固液分离难的问题,通过改性生物炭提高其理化性质,并应用于环境修复受到了学术界和工业界的广泛关注。然而,目前针对改性生物炭的制备及其在土壤和水体修复中的应用综述较少。本文对近年来有关改性生物炭的文献进行了系统分析,总结生物炭的改性方法,简要阐述改性生物炭在环境(土壤和水体)污染修复中的应用,并深入探讨了磁性生物炭作为吸附剂和催化剂在水污染处理中的应用现状,最后对改性生物炭的研究方向提出了展望。

不同钝化剂对重金属污染土壤稳定化效应的研究

利用腐殖质、硫酸铵、石灰、过磷酸钙及其复配组合对污染土壤中的重金属进行快速钝化处理,根据稳定效率和钝化剂的钝化能力Cap值对钝化材料进行筛选,并采用BCR形态分级实验(European Communities Bureau of Referent,欧共体标准测量与检测局提取法)研究钝化前后土壤中重金属的形态变化.结果表明:1在单一钝化材料实验中,2%石灰稳定效果最好;在复配实验中,以2%腐殖质+2%石灰稳定效果最好,Pb、Cu、Cd、Zn稳定效率分别达98.49%、99.40%、95.86%、99.21%.2钝化能力Cap值顺序:石灰>腐殖质+石灰>硫酸铵+石灰>磷肥>硫酸铵+磷肥>腐殖质+磷肥>腐殖质>硫酸铵.3BCR形态分级实验表明,腐殖质+石灰复合钝化剂对重金属的稳定化效应优于单一石灰处理.此外,当2%腐殖质先添加时Cd被活化,使Cd在随后加入的2%石灰处理下更容易转换为了稳定性较高的有机结合态和残渣态.

环境友好型淋洗剂对重金属污染土壤的修复效果

以广西某废弃铅锌冶炼企业重金属复合污染土壤为对象,采用土柱淋洗的方法,分别将自制的茶皂素、柠檬酸和EDTA 3种淋洗剂进行复合淋洗,并对复合淋洗的最佳配比、淋洗剂添加方式和淋洗时间进行研究,得到对环境友好且淋洗效果好的复合淋洗剂。最后,对淋洗前后土壤中Cu、Pb和Zn的赋存形态进行研究,探讨淋洗机理。研究结果表明,茶皂素和柠檬酸复合时对重金属Cu、Pb、Zn的去除率分别达到了77.00%、52.09%和58.66%,综合考虑淋洗效率以及经济环保等因素,选择将茶皂素和柠檬酸复合进行淋洗。复合淋洗实验结果表明,柠檬酸和茶皂素体积比为3∶1复合方式淋洗30 h,淋洗效果最佳,对重金属Cu、Pb和Zn的去除率分别达到82.77%、65.49%和78.12%。茶皂素和柠檬酸复合淋洗能有效的去除土壤中酸可提取态和有机结合态的重金属,氧化物结合态的Pb和Zn也有较大程度的降低,同时还发现,茶皂素和柠檬酸共同作用对残余态的Pb去除效果也较好,可达到50%以上。从茶籽饼中提取茶皂素与天然有机酸柠檬酸复合淋洗,用于修复污染面积小、污染浓度高且污染比较集中的重金属污染土壤,效果好且对环境友好。