基于贝叶斯公式的地下水污染源识别

将贝叶斯公式与地下水二维水质对流-扩散方程相耦合,建立依靠监测井监测值的地下水污染源参数(污染源强度M、排放位置(X_0,Y_0)和排放时刻T_0)反演模型.针对监测井监测值信息量不充分或者监测值与模型参数关联性较弱的问题,提出了一种基于贝叶斯公式与信息熵的监测井优化设计方法.构建一个污染物在承压含水层中瞬时排放的算例,在确定单井监测及监测次数条件下,以监测井位置D及监测频率△t的优化为目标,分别进行模型参数后验分布信息熵最小的单目标监测方案优化,以及信息熵最小且监测耗时最短的多目标监测方案优化.依据优化后的监测方案采用延迟拒绝自适应Metropolis算法进行污染源参数反演识别.算例研究表明:在预设定单井监测,且监测次数为5次条件下,单目标优化后的监测方案为D=(830.2,199.8),△t=2.7,在此监测方案下,4个污染源参数M, X_0, Y_0, T_0的反演均值误差分别为19.5%、13.2%、3.4%、1.3%;多目标优化后的监测方案为D=(807.9,199.4),△t=1.2,在此监测方案下,4个污染源参数M, X_0, Y_0, T_0的反演均值误差分别为19.9%、13.4%、3.7%、4.2%.与基于单目标优化的监测方案的反演结果相比,基于多目标优化的监测方案条件下,污染源参数的反演均值误差虽分别增加了0.4%、0.2%、0.3%、2.9%,但监测时间却显著缩短了55.6%.

徐州市云龙湖水质评价及污染原因分析

以徐州市云龙湖为例,通过层次聚类分析法将2015年15个采样点180个样本分成13组,以各组样本均值为基础,采用水质综合标识指数方法得到各组水质评价结果,并将其分配到各组对应的水质样本点,以实现对多断面、长时间大量样本的水质评价;基于水质评价结果,进行各样本点NH_4^+-N、COD_(Mn)浓度逐月增加值与降水量的相关性分析。结果表明:云龙湖采样点水质状况分布在Ⅰ~Ⅳ级之间,其中大部分处于Ⅲ级以上。空间上云龙湖中心湖区水质明显好于入湖补水水质,时间上枯水期水质优于丰水期。中心湖区NH_4^+-N、COD_(Mn)质量浓度逐月变化量与降水量呈显著正相关,降水携带污染物入湖是云龙湖区水质变劣的主要原因之一。

基于贝叶斯公式的地下水污染源及含水层参数同步反演

针对非均质地下含水层污染源识别及含水层参数反演过程中监测方案优化问题,提出一种基于贝叶斯公式及信息熵最小的累进加井的多井监测方案优化方法.首先,构建假想案例下的二维非均质各向同性潜水含水层水流及溶质运移模型,运用GMS软件进行数值模拟求解.采用最优拉丁超立方抽样方法和Kriging法建立数值模拟模型的替代模型.然后以参数后验分布的信息熵最小为目标函数,采用累进加井的方式进行多井监测方案优化设计.最后根据优化后的监测方案,采用差分进化自适应Metropolis算法进行污染源及含水层参数的同步反演.算例研究表明:在兼顾反演精度及监测成本,并保证每个参数分区内至少有1眼监测井的条件下,5眼井组合监测方案(6,5,1,2,8)为最优监测方案.与信息熵最小的10眼井组合监测方案(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)的参数反演结果相比,5眼井组合监测方案对11个参数α=(X S,Y S,T 1,T 2,Q S,K 1,K 2,K 3,DL 1,DL 2,DL 3)的后验均值偏离率的平均值虽增大1.2%,但监测成本却是10眼井组合监测方案的50%.

地下水污染监测井优化设计及污染源识别

在地下水污染源识别过程中,针对监测井监测值信息量不充分或监测值与模型参数关联性较弱的问题,提出一种基于贝叶斯公式与信息熵的监测井优化方法.构建二维地下水溶质运移模型,并运用GMS软件进行数值求解.为减少监测井优化设计及污染源识别过程中反复调用数值模型的计算负荷,采用克里金法建立数值模型的替代模型.以信息熵作为优化指标,筛选出不同监测类型的最优监测方案,并以监测成本和反演精度为参考因素,选定相应监测方案,最后运用差分进化自适应Metropolis算法进行污染源识别.算例研究表明:7口监测井的克里金替代模型的决定系数均大于0.98,可较好地替代原数值模型.基于监测成本最小的方案1(3号单井),其信息熵为12.772;兼顾监测成本和反演精度的方案2(井(2,3)组合),其信息熵为9.723;基于反演精度较高的方案3(3井(2,3,5)组合),其信息熵为9.377.方案1到方案3参数后验分布范围及标准差均逐渐减小,验证了信息熵是参数后验分布不确定性的有效量度.

厌氧水解-分点进水倒置A^2/O处理低含量印染废水研究

针对A2/O工艺在脱氮除磷方面存在的矛盾,以及生物难降解印染废水中碳源不足的问题,提出厌氧水解-分点进水倒置A2/O处理印染废水的新工艺。试验结果表明:新工艺仅利用2段生化处理过程,出水COD、BOD5、氨氮、TN、TP、色度分别可达77.12%、70.93%、96.59%4、5.52%、63.33%8、3.11%的平均去除率,分别比常规A2/O工艺提高16.01、27.85、3.92、8.851、9.89、0.65个百分点,显示厌氧水解-分点进水倒置A2/O工艺具有较好的污染物去除效果。

基于拉丁超立方抽样的改进型多链DRAM算法求解地下水污染反问题

针对运用贝叶斯统计方法求解地下水污染反问题时,经典MCMC算法(Metropolis算法)求解结果受样本初始点影响且计算效率低的问题,提出了一种基于拉丁超立方抽样方法的改进型多链延迟拒绝自适应Metropolis算法(DRAM)。将贝叶斯统计方法与二维水质对流-扩散方程相耦合,建立地下水污染源识别模型。构建一个污染物在地下水含水层中瞬时排放的算例,分别运用Metropolis算法、多链Metropolis算法以及改进型多链DRAM算法对污染源信息(污染源强度、排放位置(x,y)和排放时长)进行反求。算例研究表明,Metropolis算法受样本初始点影响,容易出现反演结果局部最优或者反演结果难以收敛的问题;多链Metropolis算法虽然显著提高了反演结果的准确性,但是反演效率相对低下;改进型多链DRAM在保证反演准确性的条件下,可显著提高反演效率(相对于多链Metropolis算法提高68%),实现反演结果准确性与效率的双提高。

巯基三唑自组装膜修饰玻碳电极的制备及其电化学性质

采用自组装膜法将巯基三唑修饰在玻碳电极上,研究修饰后的电极对对苯二酚的电催化作用.结果表明:修饰后的玻碳电极对对苯二酚产生明显的催化作用;对苯二酚的氧化还原反应是受扩散控制的过程;对苯二酚浓度与其氧化峰电流呈较好的线性关系,可以用来分析和检测一定浓度范围内对苯二酚的含量.

巯基三唑自组装膜修饰金电极对对苯二酚的电催化研究

实验采用自组装膜法将巯基三唑修饰在金电极上.结果表明:修饰后的金电极对对苯二酚产生明显的催化作用;扫描速率的平方根与对苯二酚氧化峰电流存在相关关系,表明对苯二酚的氧化还原反应受扩散控制;对苯二酚浓度与其氧化峰电流呈较好的线性关系,可以用来分析和检测该浓度范围内对苯二酚的含量.

污泥与煤共热解制备吸附剂及其对活性艳红X-3B的吸附性能

以污水处理站脱水污泥和煤为原料共热解制备吸附剂,将其用于活性艳红X-3B模拟染料废水的吸附处理.考察了吸附时间,温度,pH及吸附剂投加量对吸附效果的影响,并对其吸附动力学和热力学特性进行了探讨.结果表明:所制备吸附剂的碘吸附值为321.62 mg/g,产率为44.85%,比表面积为189.23 m2/g,浸出液中未检测出重金属;吸附剂对活性艳红X-3B的去除率随吸附时间、温度和吸附剂投加量的增加均增大,并逐渐趋于平衡,而随pH的增加而减小;吸附剂对活性艳红X-3B的吸附动力学比较符合伪二级吸附动力学方程和二阶段吸附动力学方程,颗粒内扩散过程是吸附速率的控制步骤,但不是唯一的速率控制步骤;Langmuir等温方程比Freundlich等温方程更适合于描述该吸附行为;吸附焓变(ΔH0)>0,吸附是一个吸热过程,提高温度有利于吸附的进行,吸附自由能变(ΔG0)<0,吸附过程为自发进行,吸附熵变(ΔS0)>0.

煤矸石中重金属动态淋滤和静态浸泡溶出特征研究

以山东济宁三矿煤矸石为研究对象,分别采用动态淋滤和静态浸泡对煤矸石中重金属的溶出特征进行对比研究。实验结果表明:无论动态淋滤实验还是静态浸泡实验,煤矸石中重金属元素背景值影响溶出液中重金属浓度,背景值越高,在两种实验过程中析出重金属的浓度越高(Mn除外);静态浸泡并不是动态淋滤的极限,煤矸石通过动态淋滤对环境产生的危害大于静态浸泡产生的危害;无论是动态淋滤实验还是静态浸泡实验,溶出液中只有Cr和Pb的浓度超过了国家地表水环境质量标准(Ⅲ类);溶出液呈弱碱性,符合国家地表水环境Ⅲ类质量标准。

粉末活性炭对活性艳蓝KN-R的吸附特性研究

研究了粉末活性炭对水溶液中活性艳蓝KN-R的吸附特性,从动力学和热力学角度探讨了吸附机理。结果表明,伪二级动力学模型可以精确描述活性艳蓝KN-R染料在粉末活性炭上的吸附动力学行为;颗粒内扩散过程是该吸附速率的控制步骤,但不是唯一的速率控制步骤,吸附速率同时还受颗粒外扩散过程的控制;在30、40℃时可以用Freundlich等温方程较吻合地描述粉末活性炭对活性艳蓝K-NR染料的吸附行为,而在20℃时用Langmuir等温方程描述则更为确切。

基于OBE理念的“水污染控制工程”课程思政实现路径及策略

“水污染控制工程”是环境工程专业的核心必修课之一,也是实施课程思政的主阵地之一。以徐州工程学院“水污染控制工程”课程为例,在充分开展学情分析的基础上,以OBE理念为指导,分别从时事政策、传统文化、人物事迹、实验实践、科研实例、环保产业等方面深度挖掘思政元素,重构课程知识体系,提出了课程思政六步走策略,实现专业知识与课程思政的深度融合,不断强化和优化协同育人格局,为工科类专业课课程思政的实施提供参考和借鉴。

同心圆复合式厌氧水解酸化反应器的中试应用与特性分析

设计开发了1种同心圆式新型水解酸化反应器,使用搅拌和上清液回流强化泥水混合效果,有效提高了废水的可生化性。中试研究表明:针对两类不同水质的难降解废水,其对COD的去除率超过46%和36%,并通过改变运行方式有针对性地降低运行成本。通过与其他各类水解酸化反应器的对比实验,新型水解酸化反应器可以提高6个百分点左右的COD去除效果。

活性艳蓝PACT吸附与生物降解性能研究

针对活性艳蓝KN-R模拟废水,研究了PACT系统中吸附和生物降解性能,结果表明,PACT工艺对脱色效果要优于活性炭吸附和活性污泥法。活性炭吸附试验中粉末活性炭质量浓度为200mg/L时脱色效果最好,而在PACT中则不同,粉末活性炭质量浓度为300mg/L时脱色效果最好。活性艳蓝不易生物降解,增加活性污泥质量浓度对脱色效果影响不大,而污泥的最佳使用质量浓度在1500mg/L左右。

一种求解立体在坐标面上投影的普遍适用性方法

针对求解立体在坐标面上投影的误区,提出了一种基于立体边界曲面在坐标面上投影求解立体投影的方法.通过一个求解立体在坐标面上投影的典型例题,给出了上述方法的详细操作过程,验证了该方法的正确性和普遍适用性.

生物质灰渣露天堆放对地下水环境效应的影响

为研究生物质灰渣露天堆放对地下水的影响,以徐州睢宁某生物质能源有限公司生物质燃烧灰渣为研究对象,首先用X射线衍射仪(XRD)和VEGA扫描电子显微镜(SEM)对生物质灰渣的矿物组成和元素进行分析,然后开展室内翻转振荡实验,分析浸出液污染物浓度,结合现场地下水水质监测结果,使用污染指数法对灰渣露天堆放场地地下水环境效应进行评价。结果表明:生物质灰渣主要由非金属元素O、Si、Cl、S和金属元素K、Ca、Fe、Al、Mg、Na构成;灰渣室内翻转振荡18h后,每100g灰渣能浸出1.11mg总氮、0.32mg氨氮、0.41mg总磷;灰渣露天堆放场地地下水的氨氮浓度超过《地下水质量标准》GB/T 14848—2017中Ⅲ类水限值,结合室内翻转振荡可知,引起地下水氨氮浓度升高的原因为主要为灰渣雨水淋溶;使用污染指数法对A、B两地地下水进行评价,综合污染指数都超过1.0的标准限值,且主要污染物都为氨氮。

马尔科夫链与GM(1,1)模型在岩溶地下水四氯化碳污染预测中的应用对比

为选择更优的岩溶地下水水质预测模型,以七里沟岩溶地下水源地四氯化碳污染区为研究区域,选用马尔科夫链与GM(1,1)模型分别对四氯化碳污染进行预测研究,并将预测值与实测值进行对比分析,探讨两种预测模型的适用性及差异性。结果表明:研究区四氯化碳污染监测数据具有一定的波动性,马尔科夫链模型预测结果拟合程度更好,GM(1,1)适用于具有一定变化趋势的水质监测数据。

基于TRIZ分析的专利检索策略

针对影响专利检索的准确性和检索结果的完整性问题,指出检索过程中会产生很多干扰因素,并结合音响系统中噪声的产生,类比分析专利检索过程中干扰因素产生的环节,提出降低专利检索中产生干扰因素的方法;利用TRIZ分析系统辨识专利检索中的干扰因素,解决发明专利产品多维度创新设计方法的不足.

纳米羟基磷灰石的制备及其对Pb^(2+)的吸附性能

采用溶胶-凝胶法制备了纳米羟基磷灰石(n-HAP),使用FTIR、XRD、气体吸附仪等表征了n-HAP的物相及微观结构,并研究了n-HAP对模拟含Pb2+废水中Pb2+的吸附特性。实验结果表明:所制备的n-HAP粒径为24.39 nm,比表面积为53.50 m2/g,孔体积为0.32 cm3/g;n-HAP对Pb2+的去除率随吸附时间、吸附温度和溶液pH(小于6.5的实验范围)的增加而增大,随初始Pb2+质量浓度增大而减小;n-HAP对Pb2+的吸附较符合准二级吸附动力学方程,颗粒内扩散过程是吸附速率的控制步骤;Langmuir吸附等温方程比Freundlich吸附等温方程更适合描述n-HAP对Pb2+的吸附热力学行为,Pb2+在n-HAP上的吸附符合单分子层吸附形式。

OBE理念在口腔医学本科生临床实习中的应用研究

口腔医学专业是当前医学院校较热门的专业之一,它对学生实践操作能力要求较高。而目前口腔医学本科生临床思维以及对口腔基础知识的具体应用能力不足等问题,对学生未来工作与继续深造都有一定的影响。文章作者研究发现,在口腔医学本科生临床实习中应用0BE理念能有效培养与提高学生的临床思维及知识应用能力。因此,将0BE理念推广应用至口腔科医学生临床实习中具有重要的价值。