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雨洪水回灌不同渗流状态下微生物迁移沉积特征
1
作者 武宇辉 杨悦锁 +3 位作者 路莹 闫子晗 王茜丹 石敏 《中国环境科学》 北大核心 2025年第1期487-499,共13页
针对雨洪水人工回灌特有的水动力和水环境条件,通过系列一维渗流模拟试验,系统分析不同饱和度、酸碱环境、离子强度和回灌速度等渗流状态下堵塞模式微生物在多孔介质内的迁移沉积特征,进而明确不同渗流状态下多孔介质内部微生物堵塞发... 针对雨洪水人工回灌特有的水动力和水环境条件,通过系列一维渗流模拟试验,系统分析不同饱和度、酸碱环境、离子强度和回灌速度等渗流状态下堵塞模式微生物在多孔介质内的迁移沉积特征,进而明确不同渗流状态下多孔介质内部微生物堵塞发展状况,同时通过DLVO理论计算揭示不同酸碱环境和离子强度下微生物运移过程中主控作用力.结果显示,当介质饱和度降低、介质内pH值下降、回灌水离子强度增加或回灌流速降低时,堵塞微生物迁移均会变慢,在介质上的沉积增加且层间沉积非均匀程度降低,导致介质内部更易形成生物堵塞.饱和度介于60%~80%、pH值介于7.5~8.5或离子强度介于1~5mmol/L范围内时,分别改变饱和度、pH值或者离子强度,对微生物迁移的影响较弱.渗流速度在0.5~1mL/min范围内,非饱和条件会削弱流速变化对菌体迁移沉积的影响.不同酸碱环境和离子强度下,饱和与非饱和介质中微生物运移主控作用力分别为静电作用力和毛细管作用力. 展开更多
关键词 堵塞微生物 迁移沉积 渗流状态 雨洪水回灌 生物堵塞
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基于含水层DNAPL污染修复替代模型的多目标优化研究 被引量：6
2
作者 宋健 吴剑锋 +2 位作者 杨蕴 祝晓彬 吴吉春 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期3390-3396,共7页
基于Kriging方法建立表面活性剂强化修复DNAPL污染含水层的替代模型,与混合多目标算法NSGAII-HCS(Nondominated sorting genetic algorithm II-Hill climber with step)耦合,实现修复成本最小化和治理效率最大化的多目标优化.以三维非... 基于Kriging方法建立表面活性剂强化修复DNAPL污染含水层的替代模型,与混合多目标算法NSGAII-HCS(Nondominated sorting genetic algorithm II-Hill climber with step)耦合,实现修复成本最小化和治理效率最大化的多目标优化.以三维非均质承压含水层中PCE污染物的运移与修复过程为例,采用UTCHEM程序模拟表面活性剂强化修复含水层过程.将Kriging替代模型与多相流模型的输出结果进行对比,两种模型得到的含水层中PCE去除效率的平均相对拟合误差为0.80%,相关系数为0.9992,表明Kriging模型可以有效替代多相流模型.进一步将替代模型的Pareto最优解与相应的多相流模型的模拟值进行比较,得到两种模型的平均相对拟合误差仅为0.70%,相关系数达0.9998,表明在多目标优化的迭代求解过程中可以直接调用Kriging替代模型,而无须重复调用多相流模型的大负荷运算,从而为制定表面活性剂强化含水层修复决策提供一种稳定可靠的多目标优化方法. 展开更多
关键词 表面活性剂增强含水层修复 DNAPL 混合多目标算法 替代模型 UTCHEM
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环境因子对两种纳米金属氧化物在水体中稳定性的影响 被引量：4
3
作者 吕雪艳 孙媛媛 +2 位作者 施小清 徐红霞 吴吉春 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期144-154,共11页
以纳米二氧化铈(Nano-Ce O2)及纳米二氧化钛(Nano-Ti O2)为主要实验材料,研究腐植酸(HA)、离子强度(IS)与p H对其在水体中稳定性的影响。结果表明:HA浓度升高(0~5 mg·L-1),两种纳米颗粒在水体中的稳定性均增强,其原因是吸附在纳米... 以纳米二氧化铈(Nano-Ce O2)及纳米二氧化钛(Nano-Ti O2)为主要实验材料,研究腐植酸(HA)、离子强度(IS)与p H对其在水体中稳定性的影响。结果表明:HA浓度升高(0~5 mg·L-1),两种纳米颗粒在水体中的稳定性均增强,其原因是吸附在纳米颗粒表面的HA使颗粒间产生巨大的空间位阻斥力与静电斥力,从而减弱了颗粒的凝聚;IS增加(1~50 mmol·L-1Na Cl),两种纳米材料稳定性均降低,颗粒凝聚后粒径变大,且HA的存在(5 mg·L-1)能显著减弱IS对其稳定性的影响,其原因是吸附在纳米颗粒表面的HA使颗粒间产生空间位阻斥力及静电斥力且这两种斥力占主导作用。实验p H范围内(6.01~10.02),随着p H的增加,纳米颗粒的稳定性增强,但当本体溶液中存在HA(5 mg·L-1),p H变化对纳米颗粒稳定性几乎不产生影响。此外,计算并运用XDLVO(extended Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek)理论进行预测分析的结果表明,XDLVO理论的预测与实验结果非常吻合。该研究结果有助于深入了解Nano-Ce O2及Nano-Ti O2在水体中的环境行为,并为进一步预测两者的生态环境风险提供理论依据。 展开更多
关键词 纳米二氧化铈(Nano-CeO2) 纳米二氧化钛(Nano-TiO2) 稳定性 腐植酸 离子强度 pH XDLVO
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城市水灾害风险等级的RBF-C评估方法 被引量：5
4
作者 刘登峰 王栋 +3 位作者 丁昊 王远坤 王腊春 邹欣庆 《人民黄河》 CAS 北大核心 2014年第1期8-10,14,共4页
针对城市水灾害系统的不确定性特征,提出了基于RBF神经网络和云模型理论的RBF-C风险等级评估方法。选取影响城市水灾害的4个基本评价因子,依据实测水文频率曲线确定相应于各风险等级的标准限值,并生成各评价因子下风险等级的综合云模型... 针对城市水灾害系统的不确定性特征,提出了基于RBF神经网络和云模型理论的RBF-C风险等级评估方法。选取影响城市水灾害的4个基本评价因子,依据实测水文频率曲线确定相应于各风险等级的标准限值,并生成各评价因子下风险等级的综合云模型。用评价因子实测时间序列进行RBF神经网络建模,预测值代入综合云模型得到水灾害风险等级确定度分布。实例证明,RBF-C风险等级评估方法能够改进评价过程中风险归属不确定性问题,评估结果能较为准确地反映出城市水灾害的风险程度。 展开更多
关键词 风险评估 城市水灾害 云模型 RBF神经网络 时间序列分析
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地下水典型非水相液体污染运移模拟的尺度提升研究 被引量：8
5
作者 陈梦佳 吴剑锋 +2 位作者 孙晓敏 林锦 吴吉春 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期11-18,共8页
在地下水数值模拟中,模型参数的网格尺度一般大于参数的测量尺度,为此涉及到参数的尺度提升。合理的尺度提升方法既能有效提高计算效率,又能保证模拟精度。在概略介绍拉普拉斯-外壳法的基础上,将其引入到地下水典型非水相液体(non-aqueo... 在地下水数值模拟中,模型参数的网格尺度一般大于参数的测量尺度,为此涉及到参数的尺度提升。合理的尺度提升方法既能有效提高计算效率,又能保证模拟精度。在概略介绍拉普拉斯-外壳法的基础上,将其引入到地下水典型非水相液体(non-aqueous phase liquids,NAPLs)污染运移数值模拟的非均质渗透系数场尺度提升,并与尺度提升前的小尺度模型及基于算术平均的尺度提升模拟结果进行对比。研究表明:采用UTCHEM建立的典型NAPLs污染物运移模型,无论是单一污染源还是双重污染源,基于拉普拉斯-外壳法提升尺度后的大尺度模型都能较好地刻画污染羽的空间矩(包括零阶矩、一阶矩和二阶距)随时间的变化,其零阶矩的模拟相对误差小于0. 25%,在水流方向上利用拉普拉斯-外壳法建立的模型对质心位置与污染羽范围的估计均优于算术平均尺度提升法所建模型,且随着含水介质非均质性的增大,拉普拉斯-外壳法的优越性越为明显;而且大尺度模型还能大幅减少计算时间,耗时约为小尺度模型的3%,值得推广应用。 展开更多
关键词 数值模拟 污染运移 尺度提升 算术平均 拉普拉斯-外壳
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污染源区结构特征对Tween 80去除DNAPL效果的影响 被引量：10
6
作者 郑菲 高燕维 +3 位作者 孙媛媛 徐红霞 施小清 吴吉春 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期2035-2042,共8页
选择四氯乙烯(PCE)作为特征污染物,通过二维砂箱实验探究3种介质情景中,污染源区结构特征对Tween 80冲洗去除PCE的影响.采用透射光法监测PCE的运移及去除过程,定量测定PCE的饱和度.进而采用不连续的离散状与连续的池状PCE体积比(GTP)定... 选择四氯乙烯(PCE)作为特征污染物,通过二维砂箱实验探究3种介质情景中,污染源区结构特征对Tween 80冲洗去除PCE的影响.采用透射光法监测PCE的运移及去除过程,定量测定PCE的饱和度.进而采用不连续的离散状与连续的池状PCE体积比(GTP)定量表征污染源区结构特征.结果表明,PCE在含透镜体介质中运移时,运移路径延长,离散状PCE增多.离散状PCE与Tween 80溶液的有效接触面积较大,被优先溶解去除,而细砂层上部的污染池的比表面积和接触面积较小,溶解能力有限,远比运移路径上的PCE难以去除.此外,初始离散状PCE较多,GTP较大,有利于池状PCE溶解转变为离散状PCE,PCE去除率增大.因此对于实际污染场地,需要详细分析DNAPLs污染源区结构特征,以助于评估表面活性剂冲洗技术的修复效率及试剂消耗. 展开更多
关键词 透射光法 污染源区结构 TWEEN 80
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离子强度及pH对不同类型土壤中胶体释放的影响 被引量：7
7
作者 吕雪艳 姚遥 +2 位作者 孙媛媛 吴吉春 郭红岩 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1358-1365,共8页
采用实验室土柱纵向淋溶法,研究了离子强度及pH变化对常熟乌栅土原状、扰动土柱以及东北黑土、江西红壤扰动土柱土壤胶体释放的影响。结果表明离子强度变化对我国不同类型土壤胶体释放影响不同:淋洗液电解质为NaCl时,对于常熟乌栅土以... 采用实验室土柱纵向淋溶法,研究了离子强度及pH变化对常熟乌栅土原状、扰动土柱以及东北黑土、江西红壤扰动土柱土壤胶体释放的影响。结果表明离子强度变化对我国不同类型土壤胶体释放影响不同:淋洗液电解质为NaCl时,对于常熟乌栅土以及东北黑土,离子强度减小促进胶体的释放,反之抑制胶体的释放;对于江西红壤,离子强度变化对土壤胶体释放则不产生影响。淋洗液电解质为CaCl2条件下,土壤胶体的释放量低于淋洗液为NaCl,且离子强度变化对三种土壤胶体的释放均不产生明显影响。相同条件下,常熟乌栅土及东北黑土胶体释放量远远大于江西红壤,pH变化则对上述类型土壤胶体释放的影响不明显。研究结果有助于进一步阐明水化学条件的变化对我国不同类型土壤胶体释放的影响规律。 展开更多
关键词 土壤胶体 释放 离子强度 PH 扰动土柱 原状土柱
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饱和多孔介质中DNAPL污染源区结构及质量溶出 被引量：10
8
作者 王慧婷 徐红霞 +3 位作者 郭琼泽 施小清 孙媛媛 吴吉春 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期3474-3483,共10页
为探究重非水相液体(DNAPL)在地下水中的运移和溶出行为,选取四氯乙烯(PCE)为代表,采用透射光法动态监测PCE在二维砂箱中的运移和分布,并以顶空气相色谱法监测其质量溶出,在此基础上通过乙醇冲洗来改变PCE分布,对比分析相应源区结构和... 为探究重非水相液体(DNAPL)在地下水中的运移和溶出行为,选取四氯乙烯(PCE)为代表,采用透射光法动态监测PCE在二维砂箱中的运移和分布,并以顶空气相色谱法监测其质量溶出,在此基础上通过乙醇冲洗来改变PCE分布,对比分析相应源区结构和溶出浓度的变化.结果表明:PCE的运移以垂向入渗为主,并伴随由毛细管力引起的横向迁移;污染源区面积和溶出浓度的变化具有明显一致性,均先迅速增大而后趋于平稳,由于泄露量小,70.7%的PCE以ganglia态残留在运移路径上.乙醇主要通过增溶作用改变污染源区结构,对PCE的空间展布影响弱,乙醇冲洗后ganglia态PCE占比增至99.6%,GTP值从2.4增至257.随着乙醇冲洗体积的增加,PCE源区面积从100cm^2减至50cm^2,对应溶出浓度从114mg/L减至12mg/L,二者呈较好的线性关系(R ^2=0.76).此外,连续监测结果显示,在本研究的实验条件下,无论是否经过乙醇冲洗,PCE污染源区结构和其相应的质量溶出可以在一定时间内(至少16PVs)保持稳定. 展开更多
关键词 重非水相液体 透射光法 迁移 源区结构 质量溶出
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