防砂井挡砂介质堵塞规律实验及堵塞程度定量预测模型

防砂井挡砂介质堵塞造成降产已成为困扰油气井防砂的关键问题。已开展的大量堵塞规律研究主要涉及机理和定性描述,尚未形成可用的堵塞程度定量预测方法。针对这一问题,本文在广泛应用的砾石充填防砂条件下,利用挡砂介质堵塞评价驱替实验装置,进行了砾石层堵塞机理和规律实验,着重考察了砾石层堵塞渗透率比随驱替时间、砾砂中值比、流体流速、流体粘度、粘土含量、细质含量等生产条件的定量变化规律。根据实验数据,首先拟合砾石充填层堵塞渗透率比随时间的定量关系,引入综合堵塞系数和单项堵塞系数表征各生产条件对堵塞规律的影响,然后拟合了堵塞系数与各生产参数的经验关系,整合得到一个根据防砂参数和生产条件预测砾石充填层堵塞程度随时间变化规律的定量模型。结果表明,不同生产条件砾石层渗透率在投产早期下降较快,然后下降速度减缓并趋于基本不再变化,达到堵塞平衡状态。具体变化规律由防砂参数和生产条件控制。使用实际防砂井资料进行了模型应用案例分析,结果和规律与现场实际基本相符。该模型进一步修正后可用于防砂井动态产能预测与评价。     

基于灰色马尔科夫模型的团簇数量演变预测方法

本文以分子动力学方法模拟液态Si的凝固过程为基础,首次建立基于马尔科夫修正的灰色预测模型对不同团簇的演变过程进行分析,利用该模型对液态Si降温过程中团簇数量的变化进行预测.结果证实应用灰色马尔科夫模型在对团簇结构的演变预测是可行的,采用马尔科夫链预测方法能提高预测结果的准确性,该方法能有效描述凝固过程中团簇的形成和演变的整体变化规律,为研究材料微观结构演变提供了一种新的思路和方法 .     

红外光谱法对牛肝菌种类鉴别及镉含量预测研究

建立红外光谱快速鉴别牛肝菌种类及预测牛肝菌中重金属镉(Cd)含量的方法。采集11种牛肝菌共98个子实体的红外光谱信息,解析牛肝菌的红外光谱,用一阶导数、标准正态变量和多元散射校正对原始光谱进行预处理,通过PLS-DA鉴别牛肝菌种类。采用ICP-AES法测定牛肝菌中有毒重金属Cd含量,分析牛肝菌对Cd的富集规律并与GB 2762—2012规定的食用菌中Cd限量标准比较,评价牛肝菌的食用安全性。以食用菌对重金属Cd的富集机理为切入点,将牛肝菌红外光谱数据和Cd含量数据进行拟合,用PLS模型快速预测牛肝菌的Cd含量。结果显示:(1)牛肝菌红外光谱经过适当的预处理进行PLS-DA,前三个主成分累积贡献率达到79.3%,PLS-DA的三维得分图能明显区分不同种类牛肝菌;(2)不同产地、种类牛肝菌对重金属Cd的富集存在差异,其含量在0.05~23.41mg·kg~(-1) dw之间,除了采自昆明五华区的灰疣柄牛肝菌外,多数样品的Cd含量超过GB2762-2012的限量标准,食用有一定的健康风险;(3)牛肝菌红外光谱数据与Cd含量拟合后进行正交信号校正-小波压缩优化处理,用PLS模型预测牛肝菌的Cd含量;训练集和验证集的R~2分别为0.851 9和0.882 4,RMSEE和RMSEP分别为2.59和2.67,大部分牛肝菌的Cd含量预测值与真实值较接近,表明PLS模型可用于牛肝菌Cd含量快速预测。傅里叶变换红外光谱结合化学计量学能实现牛肝菌种类快速鉴别及Cd含量准确预测,为牛肝菌种类鉴别和质量控制提供快速、有效的方法。     

基于CDIO模式的环境化学课程教学改革与实践

在CDIO工程教育理念指导下,改进环境化学课程的教学内容和教学模式,以提升环境工程专业学生的实践能力和创新意识。通过提升课程内容与实际环境问题的相关性,加入典型教学案例,改进设计型实验,利用本地企业进行工程实践,实施多元化考核方法,加强学生工程实践能力,提高其学习主动性,促进教师教学实践能力的提高。实践表明,基于CDIO模式的环境化学课程改革,能够提升学生的工程专业能力和教师的教学效果。     

激光诱导击穿光谱技术在环境监测中的应用综述

激光诱导击穿光谱技术具有可以实现多种元素同时测量、可以实现原位/在线测量、可以对气体、液体、固体及气溶胶等多种物质进行测量等优点,被用于空气、水、土壤等环境监测的各个领域。针对不同的检测对象,从样品准备、实验设计、数据处理、应用结果等4个方面介绍了近年国内外的研究进展。概述了激光诱导击穿光谱技术在环境监测领域中的应用现状和发展前景。     

Insights into the Time Evolution of Slowly Photodegrading Contaminants

Photochemical degradation plays an important role in the attenuation of many recalcitrant pollutants in surface freshwaters. Photoinduced transformation kinetics are strongly affected by environmental conditions, where sunlight irradiance plays the main role, followed by water depth and dissolved organic carbon (DOC). Apart from poorly predictable weather-related issues, fair-weather irradiance has a seasonal trend that results in the fastest photodegradation in June and the slowest in December (at least in temperate areas of the northern hemisphere). Pollutants that have first-order photochemical lifetimes longer than a week take more than one month to achieve 95% photodegradation. Consequently, they may experience quite different irradiance conditions as their photodegradation goes on. The relevant time trend can be approximated as a series of first-order kinetic tracts, each lasting for one month. The trend considerably departs from an overall exponential decay, if degradation takes long enough to encompass seasonally varying irradiance conditions. For instance, sunlight irradiance is higher in July than in April, but increasing irradiance after April and decreasing irradiance after July ensure that pollutants emitted in either month undergo degradation with very similar time trends in the first 3–4 months after emission. If photodegradation takes longer, pollutants emitted in July experience a considerable slowdown in photoreaction kinetics as winter is approached. Therefore, if pollutants are photostable enough that their photochemical time trend evolves over different seasons, degradation acquires some peculiar features than cannot be easily predicted from a mere analysis of lifetimes in the framework of simple first-order kinetics. Such features are here highlighted with a modelling approach, taking the case of carbamazepine as the main example. This contaminant is almost totally biorecalcitrant, and it is also quite resistant to photodegradation.     

三维计算断裂力学

断裂力学理论从1921年Griffith研究玻璃的脆性断裂问题开始,经历了从线弹性体系到弹塑性以及蠕变理论体系、从单参数到多参数体系和从理想的二维平面理论到实际三维含裂纹结构的三维断裂理论的发展历程。针对应力强度因子K和J积分以及C(t)积分的计算方法从理想化模型的理论计算发展到实际复杂工程结构裂纹体计算的各种商业软件平台以及专业的断裂理论分析平台。尤其是随着计算机技术的发展,对三维含裂结构的静态和扩展裂纹的计算模拟已经能够融入计算机辅助设计。结合本研究组近30年来在三维疲劳断裂理论和应用研究方面的体会,简述了三维计算断裂力学从裂纹体应力应变分析和断裂参数计算到三维蠕变断裂和疲劳裂纹扩展模拟的国内外进展,并对涉及的计算方法,包括原子尺度和跨尺度的计算模拟,以及目前面临的挑战性问题作了简要介绍和分析。     

低碳经济下环境NGO参与企业碳减排的演化博弈分析

针对我国经济可持续发展中不可回避的碳排放问题,构建了企业碳减排过程中企业、政府和环境NGO的三方演化博弈模型及其动态复制方程,解出了该模型的10个均衡点并对均衡点的局部稳定性进行了分析,最后运用Matlab工具对企业、政府和环境NGO的交互行为演化过程进行数值仿真,分析各参数变动对系统演化结果的影响,探究影响系统演化至理想状态的影响因素及其影响机理。研究结果表明:影响企业是否采取低碳生产方式的主要影响因素是企业低碳生产所需付出的成本;政府是否调控主要取决于政府对企业的罚款和政府的调控成本;环境NGO是否监督主要取决于政府和公众对其的资助与监督成本的大小。     

多元统计分析在塔里木瓦吉里塔格钒钛磁铁矿床多元素相关性及成矿预测研究中的应用

塔里木巴楚县瓦吉里塔格地区出露有与塔里木早二叠世大火成岩省的形成密切相关的大型钒钛磁铁矿床. 基于多元统计分析对该矿区露头和大量钻孔岩心样品中Fe-Ti-V元素和部分主量元素数据开展了元素地球化学相关性研究. 采用SPSS软件对大量数据进行相关分析和回归分析,计算各元素间的相关系数,Fe、Ti、V 3种元素的相关性分析结果表明： 矿床中Fe、Ti和V之间均呈正相关, 成矿元素与造岩元素之间存在负相关关系;建立伴生钒元素与铁和钛元素之间关系的回归方程V=-4.984+0.360 Fe+0.984Ti,由Fe和Ti元素质量分数可以估算伴生组分V的质量分数.利用Matlab软件的可视化功能,绘制了Fe-Ti-V元素质量分数的三维立体图,建立空间模型,发现Fe₂O_3T、TiO₂和V₂O₅品位较高的位置相对一致,均主要分布于研究区北部中间一带,富集在辉石岩中. 该空间模型的建立有助于识别矿体和非矿体的分布范围和富集趋势,并进行成矿预测. 此项研究对钒元素含量的精确估算和矿藏勘探有一定的指导意义.     

基于金属有机骨架复合气凝胶的分散固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法测定水中5种非甾体类抗炎药

非甾体类抗炎药(NSAIDs)能在环境水体中长期稳定存在,不仅对生物有慢性毒性还能增加病原体的耐药性,开发可靠的测定水样中痕量非甾体抗炎药的分析方法至关重要.该文制备新型金属有机骨架/壳聚糖复合气凝胶材料Co-UiO-67(bpy)/CS分散固相萃取吸附剂,将其用于环境水体中酮洛芬、萘普生、氟比洛芬、双氯芬酸、布洛芬5...