导流板对氧化沟流场影响的数值模拟

利用Fluent软件对氧化沟流场进行三维数值模拟,采用滑移壁面模型定义转盘转动,Realizable k-ε模型模拟流场湍流变化,并与实测数据拟合验证,再运用验证后的模型对加装导流板前后的深沟型氧化沟进行模拟,得出导流板安装参数变化对氧化沟的影响。结果表明,加装导流板后氧化沟的流场改善明显,沟内中下部液流流速得到改善,减小了污泥淤积的可能。并得出合理的导流板安装参数:导流板板长为水深的1/5;距转盘中心距离为转盘直径的2倍,浸深为曝气转盘浸深的1/6。     

改良剂对红蛋植物修复污染土壤重金属铅和镉效果的影响

通过盆栽试验研究了在重度重金属混合污染土壤上,施用不同配比的石灰和泥炭（T1,泥炭0 g·kg^-1土,石灰2 g·kg^-1土;T2,泥炭30 g·kg^-1土,石灰0 g·kg^-1土;T3,泥炭50 g·kg^-1土,石灰0g·kg^-1土;T4,泥炭30 g·kg^-1土,石灰2g·kg^-1土;T5,泥炭50 g·kg^-1土,石灰2g·kg^-1土）对红蛋（Echinodorus osiris）生长及其去除污染土壤铅、镉量的影响,探讨了化学修复和植物提取修复技术相结合修复重金属污染土壤的可能性。研究结果表明,施用石灰显著提高了土壤pH,施用泥炭不显著;施用石灰和泥炭后土壤中交换态铅、镉含量较CK显著降低,红蛋地上部和地下部铅、镉含量较CK有不同程度降低,T4、T5处理降低不显著;T3、T4、T5处理显著地提高了红蛋的铅单株迁移量和年迁移量,年迁移量分别为CK的2.1倍、2.6倍和2.8倍;T1、T2、T3、T4、T5处理显著地提高了红蛋的镉单株迁移量和年迁移量,年迁移量分别为CK的1.8倍、2.9倍、2.9倍、2.8倍和2.9倍,其主要原因在于施用土壤改良剂改善了红蛋的生长,显著增加了地上部生物量。结合经济效益方面因素考虑,以施用泥炭30g·kg^-1土和石灰2g·kg^-1土的处理更适合推广运用。     

苯并[a]芘在两种海洋生物体内的富集动力学比较

应用半静态双箱动力学模型在室内模拟了脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)、三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)对苯并[a]芘(benzo[a]pyrene,BaP)的生物富集实验,通过对富集与释放过程中两种海洋生物体内BaP的非线性曲线拟合,获得两种海洋生物对BaP的吸收速率常数k1、释放速率常数k2、生物富集因子BCF、平衡状态下生物体内BaP含量CAmax、生物学半衰期B1/2等动力学参数.拟合结果显示:脊尾白虾k1的平均值为18.80,k2的平均值为0.08,BCF的平均值为228.02,CAmax的平均值为46.78ng/g,B1/2的平均值为8.95d;三疣梭子蟹k1的平均值为22.55,k2的平均值为0.14,BCF的平均值为158.11,CAmax的平均值为32.70ng/g,B1/2的平均值为5.43d.两种海洋生物对BaP的k1、k2、BCF均随BaP暴露浓度的增大而减少,CAmax、B1/2随BaP暴露浓度的增大而增大.表明BaP容易在两种海洋生物体内富集,脊尾白虾对BaP的最高富集量高于三疣梭子蟹,前期富集速率高于后期,对BaP的释放主要集中在前期,后期释放速率放缓.     

文蛤养殖水体中重金属Cu的安全限量值研究

通过引入沉积物因子,构建海水-底泥-生物体体系,应用半静态双箱动力学模型在室内模拟了沉积物暴露条件下文蛤(Meretrix meretrix)对重金属Cu的生物富集实验。通过对富集与排出过程中文蛤体内重金属Cu的动态监测和监测结果的非线性拟合,得到了文蛤富集Cu的动力学参数:吸收速率常数k1为71.18、排出速率常数k2为0.03,生物富集系数(bioconcen-tration factors,BCF)平均值为4283.86。对模型的拟合优度检验结果显示,沉积物暴露条件下文蛤对重金属Cu的生物富集数据符合双箱模型。根据双箱动力学模型推算出来的文蛤养殖水体中Cu的安全限量值为0.017mg·L-1。实验结果表明,沉积物暴露条件下双箱动力学模型在一定条件下是可以应用于文蛤富集动力学研究的。通过对比室内模拟实验与实地调查所得BCF发现本研究得出的Cu的安全限量值略高于现有标准。     

基于数值模拟的城市街区详细规划通风评估研究

高密度城市建筑会导致城市街区内部风速降低并加剧空气污染,因此对城市详细规划进行通风评估十分必要.由于数值模拟具有经济简便的优势,因此以USSM模式为工具,对城市街区详细规划通风评估方法进行了研究.利用汉堡大学CEDVAL风洞实验数据集对USSM模式的准确性进行了验证,表明USSM模式可以较准确地描述建筑对近地层风场的影响.通过36组敏感性数值试验,研究了建筑密度、排列方式和楼高高低错落对街区通风条件的影响,在此基础上得到了一系列关于通风条件优化的详细规划策略,包括:①对于建筑密度较高的街区,应该依主导风向预留通风道;②相同容积率条件下,分散的建筑布局比集中连片的建筑布局更有利于获得通风条件;③略有错落的建筑布局对于获取更好的通风条件有较大帮助;④较矮的建筑物应布设在上风向,而较高的建筑应布设在下风向.最后,以深圳后海地区详细规划方案为例进行了实际案例评价分析,证明即使街区内的容积率不变,按照一定原则对方案进行调整,仍可在一定程度上改善街区内的通风条件.上述研究结果表明,以数值模式为工具进行城市街区详细规划的通风评估,是提高城市街区通风能力的一种经济简便易行的方法,适合在我国内地各城市推广.     

地理特征、人口分布及用电负荷对深圳城市热岛效应的影响分析

利用自动站气温资料计算了深圳市的城市热岛强度,并分析了海陆分布、人口密度、道路占地面积百分比及用电负荷等因素对深圳城市热岛效应的影响.结果表明,海陆分布是决定深圳城市热岛强度空间分布格局的主要因子,深圳东西两侧海洋的气候调节作用使得热岛强度相对较低,而中部地区南临香港陆地,海洋调节作用较弱,使得这部分地区成为深圳城市热岛的中心.人口密度和道路占地面积百分比对深圳城市热岛强度空间分布格局均有影响,它们与城市热岛强度之间的相关性显著（p〈0.01）,但道路占地百分比最密集的地区,城市热岛强度值却并不高,这可能与该区域较大的年平均风速有关.对2011年和2010年的数据进行对比分析,发现电力负荷对深圳城市热岛强度有着非常明显的影响,2011年深圳年平均城市热岛强度的增加,极有可能是由于2011年冬季更冷夏季更热导致用电负荷增加而造成的.     

长江口及邻近海域沉积物中石油烃污染特征

根据2004~2009年丰水期对长江口及邻近海域的调查监测资料,研究了沉积物中石油烃的时空分布特征及污染情况,分析了其影响机理.结果表明,石油烃平均含量为176.25mg/kg,沉积物无石油烃污染;沉积物中石油烃空间分布格局整体上呈由近岸向远岸递减的趋势,陆源输送、水动力条件、细颗粒物质的吸附以及絮凝作用是控制石油烃分布的主要因素;调查海域空间分布尺度上可以划分为4个海域,MDS排序分析以及ANOSIM检验均支持了划分结果;沉积物中石油烃含量为近岸最大浑浊带最高,其次为近岸区和泥质区,在远岸区则常年存在一个石油烃含量的低值区.     

城市形态参数对边界层气象条件影响的模拟

利用耦合城市冠层方案的气象模式WRF,选取高密度城市深圳,通过在模式中设置不同建筑物高度和密度的敏感性试验,研究城市形态参数对边界层气象条件的影响.结果表明：建筑物高度和密度增加会使日间城市冠层对热量的截留作用增强,城市储热分别增加约6W/m²和9W/m²;在城市冠层遮蔽效应和截限作用的共同影响下,建筑物高度增加会使日间地表温度降低约0.3℃,而建筑物密度增大则会引起地表温度增加0.6℃以上,2m温度和地表温度的变化有很好的一致性.城市建筑物高度和密度增加均会引起地表粗糙度增加,造成风速分别降低约0.4m/s和0.6m/s,同时在夜间,由于湍流运动增强,使得夜间边界层高度分别增加约30~40m和20~30m.反之,建筑物高度和密度减小使日间储热减小6~7.5W/m²,10m风速增加约0.3m/s和0.4m/s,夜间边界层高度降低约30~50m和10~30m.     

铅锌硫化矿浮选废水及尾矿库外排水中VOSCs的组成特征及其来源解析

利用臭氧氧化技术对铅锌硫化矿浮选过程各单元作业废水及尾矿库外排水进行处理,根据硫酸根离子浓度增量计算废水中低价态硫(价态小于+6)浓度.采用吹扫捕集-气相色谱质谱联用仪(PTC-GC/MS)检测浮选药剂(丁基二硫代碳酸钠(n-BX)、二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDTC)、腐殖酸钠(SH)、松醇油)水溶液的自然降解产物、尾矿库进水及外排水中的挥发性有机硫化物(VOSCs).结果表明,尾矿库主要进水水源中低价态硫浓度为112 mg·L-1,其中,二硫化碳(CS2)在检测组分中所占相对比例为35.60%,是主要的VOSCs物质.各单元作业中浮选作业工段加入大量浮选药剂,浮选药剂水溶液自然降解产物中均检出CS2,而用药量最大的n-BX(C5H9Na OS2)自然降解产物中CS2相对比例最高(80.33%),因此,n-BX是浮选废水中VOSCs主要药剂来源.尾矿库外排水中低价态硫浓度为22 mg·L-1,其中,VOSCs物质主要有3,6-二甲基-1,2,4,5-四硫环己烷(C2H4S4)、N-巯基-甲酰胺(CH2SNO)和2-甲基-3-噻唑啉(C4H7NS),尾矿库外排水中C2H4S4所占相对比例为22.59%,是主要VOSCs物质.尾矿库水体中微生物通过消耗CS2生成C2H4S4进行新陈代谢.本研究结果可为铅锌硫化矿浮选工艺改进和安全排放提供参考.