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环境科学学报 2008年第4期28卷 606-615页

作者：王毅力卢佳杜白雨魏科技石宝友葛小鹏北京林业大学环境科学与工程学院环境科学学科省部共建森林培育与保护教育部重点实验室北京100083 中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085

通过对PFC混凝去除水中HA过程中所形成的PFC-HA絮体的研究结果表明,原水pH分另4为9.0、7.0和5.0时,最佳投药量下形成的絮体的平均沉降速度之间的比值为1.17:1.00:0.49,而且所有絮体的水平投影方向的平均直径与垂直投影方向的平均直径的... 详细信息

通过对PFC混凝去除水中HA过程中所形成的PFC-HA絮体的研究结果表明,原水pH分另4为9.0、7.0和5.0时,最佳投药量下形成的絮体的平均沉降速度之间的比值为1.17:1.00:0.49,而且所有絮体的水平投影方向的平均直径与垂直投影方向的平均直径的比值均接近0.85.结合Logan公式和有效密度-长轴的双对数关系计算出的絮体三维空间的分形维数Df较为可靠,在本试验中3种pH的原水下形成的PFC-HA絮体的Df均小于2.0.絮体沉降速度的变化是质量分形维数Df、有效密度和粒径等因素的变化综合影响结果,因此,絮体的Df、有效密度各自的变化趋势有可能与沉降速度的不一致.原水pH=7.0时絮体的Df稍大于原水pH=9.0时絮体的Df,但比原水pH=5.0时絮体的Df大11.73%.可见,与原水pH=9.0时形成的絮体相比,原水pH=7.0时形成了稍微密实的小絮体,但原水pH=5.0时却形成了较为疏松的、很小的絮体.在本试验的图像分辨率下,PFC-HA絮体在一维拓扑空间下的分形维数D1比较低,一般都低于1.10.基于投影面积-长轴关系计算的二维拓扑空间的分形维数D2变化趋势为样品3稍大于样品2,样品1最小;然而基于投影面积一周长计算的二维拓扑空间的分形维数D2却呈现不同的变化趋势.另外,尽管PFC-HA絮体的Df小于2,但其与基于投影面积-长轴关系计算的二维拓扑空间的分形维数D2不相等,不符合Meakin的结论,这与本试验中CCD相机的分辨率和絮体样本数量有关.

关键词：聚合氯化铁-腐殖酸(PFC-HA)絮体拓扑空间分形维数沉降速度有效密度图像分析

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厌氧折流板反应器(ABR)中成熟颗粒污泥的分形分析

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环境科学学报 2008年第4期28卷 647-658页

作者：姜潇王毅力张桐魏科技石宝友王东升北京林业大学环境科学与工程学院环境科学学科省部共建森林培育与保护教育部重点实验室北京100083 中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085

研究了ABR反应器启动成功后成熟颗粒污泥的物理性质和不同拓扑空间下的分形维数.结果表明,在反应器启动成功后,各格室中形成了平均粒径为1.70～2.70 mm、边界较为清晰的黑色颗粒污泥.它们的SVI值为25～35 mL·g-1,有效密度主要集中... 详细信息

研究了ABR反应器启动成功后成熟颗粒污泥的物理性质和不同拓扑空间下的分形维数.结果表明,在反应器启动成功后,各格室中形成了平均粒径为1.70～2.70 mm、边界较为清晰的黑色颗粒污泥.它们的SVI值为25～35 mL·g-1,有效密度主要集中在1.02g·mL-1以下,自由沉降速率主要集中在14.40～86.40m·h-1之间.在它们的等速自由沉降的过程中,第2格室到第5格室中颗粒污泥水平方向的投影平均直径与垂直投影方向上平均直径的比值接近0.73,而第1格室的这一比值却为0.83.依据沉降速率-当量圆直径的双对数图计算出的各格室中颗粒污泥的质量分形维数Df处于2.097～2.801之间,大小顺序为第5格＞第3格＞第2格≥第1格＞第4格,表明第5格室中形成的颗粒污泥较为密实,而第4格室的密实程度最小,但密实的颗粒污泥并不一定意味着较高的平均沉降速率.此外,依据投影法计算出的ABR各格室中颗粒污泥在低维拓扑空间下的几种分形维数之间的关系与其理论公式之间的关系相符,其中二维拓扑空间的分形维数为1.69～1.84(投影面积-长轴),大小顺序为第3格室＞第1格室＞第5格室＞第4格室＞第2格室,这些D2不等于2,即不符合Meakin的结论.一维拓扑空间下的分形维数在0.99～1.03之间,各格室之间差异不大,表明颗粒污泥的边界不规则程度小.

关键词： ABR反应器成熟颗粒污泥拓扑空间分形维数沉降速率图像分析

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聚合氯化铁-腐殖酸(PFC-HA)冷冻干燥絮体的表面微观形貌及其孔表面分形特征

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环境科学学报 2008年第4期28卷 616-623页

作者：王毅力杜白雨卢佳张桐石宝友王东升北京林业大学环境科学与工程学院环境科学学科省部共建森林培育与保护教育部重点实验室北京100083 中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085

采用低温急速冷冻-真空干燥技术制备了不同pH(9.0、7.0、5.0)原水在45.89mg·L-1(以Fe3+计,原水pH=9.0)或28.41mg·L-1(以Fe3+计,原水pH=7.0、5.0)投药量下混凝后形成的PFC-HA絮体的粉末样品,研究了它们的表面微观形貌和孔表面... 详细信息

采用低温急速冷冻-真空干燥技术制备了不同pH(9.0、7.0、5.0)原水在45.89mg·L-1(以Fe3+计,原水pH=9.0)或28.41mg·L-1(以Fe3+计,原水pH=7.0、5.0)投药量下混凝后形成的PFC-HA絮体的粉末样品,研究了它们的表面微观形貌和孔表面分形特征.SEM图像表明,PFC-HA絮体具有不规则的块、片状形貌,而且在原水pH=9.0或pH=7.0时形成絮体也存在簇状结构.3种样品对N2的吸附-脱附等温线上均存在滞后圈,但样品3的形状不同.它们的吸附量、BJH累积吸附孔体积与脱附平均孔径的大小顺序均为:样品3＞样品2＞样品1,即随原水pH的降低而升高,而且孔尺度分布曲线显示样品3的表面存在大孔.BET比表面积的变化趋势与它们不一致,且样品2的比样品3稍大,样品1的最小.基于分形FHH方程,采用吸附等温线和脱附等温线数据计算出样品1和样品2的孔表面分形维Ds数均在2.94左右,而样品3的均小于2.38.这些Ds值似乎不能完全表示出因孔表面粗糙性而导致的空间填充能力的大小,主要表达了3种样品的中孔甚至大孔的尺度分布引起的不规则性.本试验中采用热力学模型计算出的3个样品Ds值大都超过3,它们已经失去了维数的实际意义;但样品3因其吸附-脱附等温线上的滞后圈接近圆桶式的A类,如果缩小分形标度区间,可以得到与分形FHH方程计算出的Ds接近的值.

关键词：聚合氯化铁-腐殖酸(PFC-HA)絮体冷冻干燥表面微观形貌孔表面分形孔尺度分布

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基于知识规则的马尾松林遥感信息提取技术研究

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北京林业大学学报 2007年第3期29卷 124-130页

作者：王蕾黄华国张晓丽骆有庆安树杰北京林业大学资源与环境学院省部共建森林培育与保护教育部重点实验室中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室

由于遥感信息提取精度的限制,使得遥感技术在林业领域的应用受到了制约.为了提高林业遥感信息提取精度,该文对遥感信息提取的3个关键技术环节即训练样区的选取、分类特征波段的选择及分类器的训练进行了研究,建立了基于知识规则的信息... 详细信息

由于遥感信息提取精度的限制,使得遥感技术在林业领域的应用受到了制约.为了提高林业遥感信息提取精度,该文对遥感信息提取的3个关键技术环节即训练样区的选取、分类特征波段的选择及分类器的训练进行了研究,建立了基于知识规则的信息提取方法和流程.应用该方法,以浙江省富阳市为研究区,进行了马尾松林信息提取,精度达到了80.5%,比最大似然法提高了近20%.实例研究表明,该信息提取方法较为有效,尤其是在树种信息提取方面具有一定的研究和应用潜力,同时也为浙江地区应用遥感技术研究虫害提供了一定的技术支持.

关键词：知识规则马尾松林信息提取

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颗粒物表面酸碱特性与孔表面分形的研究

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环境科学学报 2007年第1期27卷 106-113页

作者：王毅力刘杰杜白雨石宝友王东升北京林业大学资源与环境学院环境科学学科省部共建森林培育与保护教育部重点实验室北京100083 中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085

通过电位滴定试验，证明了5种颗粒物的表面存在着一定量的OH^-受体，其表面位浓度（Hs）在0．1219—0．3134mmol·L^-1之间，表面位密度（DOH）在0．8586—2．1305个·nm^-2之间，且不同采样点的颗粒物，其表面位浓度和表面位... 详细信息

通过电位滴定试验，证明了5种颗粒物的表面存在着一定量的OH^-受体，其表面位浓度（Hs）在0．1219—0．3134mmol·L^-1之间，表面位密度（DOH）在0．8586—2．1305个·nm^-2之间，且不同采样点的颗粒物，其表面位浓度和表面位密度差别很大．所采集的5种颗粒物的孔结构接近平行板狭缝，孔尺寸分布不是均一的，平均孔径分布范围较宽（1．8-76nm）；BET比表面积为9．5669—34．5605m^2·g^-1，累积脱附孔体积为0．01729—0．06711cm^3·g^-1，BJH脱附平均孔径为5．6768—7．7388nm，处于中孔范围，且平均孔径均大于其PsD峰值对应的孔径．通过分形FHH方程模拟N2吸附和脱附等温线数据计算出这些颗粒物的孔表面分形维数Ds比较接近（2．68—2．82之间），但它们的分形标度区间不同．另外，采用热力学模型和分形FHH理论计算出的表面分形维数的差异主要归因于这些样品孔尺寸分布的不均一性．

关键词：颗粒物表面酸碱特性孔表面分形标度区间

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不同尺度下颗粒活性炭表面分形特征的研究

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计算机与应用化学 2006年第12期23卷 1231-1238页

作者：杜白雨王毅力石宝友葛小鹏王东升北京林业大学资源与环境学院环境科学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085

采用图象法、染料吸附和N2吸附-脱附实验分别确定颗粒活性炭的表面分形维数,探讨不同尺度下颗粒活性炭的表面分形特征,为描述环境污染物在颗粒活性炭介质微界面上的传质、反应的非线性规律提供支撑。结果表明,颗粒活性炭的表面从分子尺... 详细信息

采用图象法、染料吸附和N2吸附-脱附实验分别确定颗粒活性炭的表面分形维数,探讨不同尺度下颗粒活性炭的表面分形特征,为描述环境污染物在颗粒活性炭介质微界面上的传质、反应的非线性规律提供支撑。结果表明,颗粒活性炭的表面从分子尺度(几个A)到微观尺度(几个微米)之间一般都具有多分形特征,且不同尺度范围内的表面分形维数差异较大．在研究尺度的范围内．图象分辨率的增大,相应的Ds一般呈变小的趋势,但图象法确定的纳米尺度下的Ds值远小于吸附法确定的A尺度下的Ds值。SEM图象计算出的Ds为2．04-2．39,AFM图象计算出的Ds为2．00-2．43。N2吸附-脱附法确定颗粒活性炭孔表面分形维数Ds为2．97以上,比分形吸附等温线确定的外表面和部分孔表面综合的表面分形维数值Ds=2．59高出许多。另外,图象法确定的表面分形特征的尺度变化范围约为100-102量级之间,确定的表面分形维数是纯粹几何意义上的表面粗糙特征的描述,可能需要多角度的大量代表性图片来综合分析;而吸附法是描述颗粒特定尺度下整个表面的粗糙程度。它们在同一尺度下的分形维数值是否相关或相等,依然是需要我们进一步的探讨。

关键词：颗粒活性炭尺度表面分形特征图象法吸附法

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聚合氯化铁-腐殖酸(PFC-HA)冷冻干燥絮体的表面与孔分形研究

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环境科学学报 2006年第9期26卷 1474-1483页

作者：王毅力石宝友杜白雨刘杰北京林业大学资源与环境学院环境科学学科省部共建森林培育与保护教育部重点实验室北京100083 中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085

采用低温急速冷冻-真空干燥技术制备了PFC-HA絮体的粉末样品,研究了这些样品的物理与分形特征.结果表明,PFC-HA絮体具有晶体结构,SEM图象中有方块状形体;絮体主要组成元素为C、O、Fe,所含的特征官能团保留了絮体组成原料的一些特征;絮... 详细信息

采用低温急速冷冻-真空干燥技术制备了PFC-HA絮体的粉末样品,研究了这些样品的物理与分形特征.结果表明,PFC-HA絮体具有晶体结构,SEM图象中有方块状形体;絮体主要组成元素为C、O、Fe,所含的特征官能团保留了絮体组成原料的一些特征;絮体的干燥样品的BET比表面积为51~92m·2g-1,BJH累积吸附孔体积为0.0638~0.108cm·3g-1,BJH脱附平均孔径为3.53~4.60nm,PSD峰值对应孔径3.9nm(4#样品还有另外一个PSD峰值53.2nm).PFC-HA絮体的干燥样品具有自相似性的粗糙表面,呈现多尺度分形特征;图象法确定的表面分形维数Ds值远低于N2吸附/脱附等温线法确定的结果,分别为2.14~2.22、2.90~2.96;前者的分形尺度大约处于23~390nm之间,主要属于絮体干燥样品的外表面尺度,后者的分形特征尺度区间的下限大约为0.2nm,属于孔表面尺度,因此,PFC-HA絮体干燥样品的表面粗糙度主要集中于孔表面.另外,对同一絮体,N2吸附法和脱附法确定的孔表面分形维数基本相同.通过热力学模型计算出的4#样品的Ds值接近于FHH理论计算出的结果,但分形尺度的区间变小了.

关键词：聚合氯化铁-腐殖酸(PACI-HA)絮体元素组成特征官能团晶体结构絮体干燥样品表面与孔表面分形尺度范围

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管流式电化学氧化灭藻方法研究

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高技术通讯 2005年第7期15卷 90-94页

作者：梁文艳曲久辉雷鹏举刘会娟中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室北京100083 中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085

进行了通过电化学氧化杀灭水中水华鱼腥藻的实验,研究了实验过程中pH值、电导率、溶解性有机物(DOC)和细胞密度的变化,以及电流强度和作用时间对杀藻率的影响.结果表明,水处理过程中pH值略有下降,电导率下降较大,而DOC略有上升.若电流... 详细信息

进行了通过电化学氧化杀灭水中水华鱼腥藻的实验,研究了实验过程中pH值、电导率、溶解性有机物(DOC)和细胞密度的变化,以及电流强度和作用时间对杀藻率的影响.结果表明,水处理过程中pH值略有下降,电导率下降较大,而DOC略有上升.若电流强度为40mA,水处理240min后几乎没有杀藻效果,若电流为100mA,水处理150min后杀藻率可达100%.若电流为200～400mA,60min后杀藻率即达到100%.用钌钛电极作为阳极的电化学氧化具有很好的杀藻效果,经杀藻处理后,水中的藻细胞失去了活性,6天内不会继续生长繁殖.

关键词：电化学氧化灭藻管流溶解性有机物电流强度杀藻效果水华鱼腥藻水处理过程实验过程细胞密度作用时间生长繁殖 pH值电导率 DOC 钛电极藻细胞下降杀灭

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颗粒活性炭吸附染料的类分形动力学特征的研究

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环境科学学报 2005年第5期25卷 643-649页

作者：王毅力于富玲王东升葛小鹏北京林业大学资源与环境学院环境科学学科省部共建森林培育与保护教育部重点实验室北京100083 中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085

建立了复杂分子吸附反应时指数h与分形子谱维数ds、分形介质的表面分形维数Ds 的关系式.对吸附动力学数据的模拟表明,不同温度下6种染料在颗粒活性炭表面的吸附过程符合非线性动力学.吸附速率一般随着温度的升高而增加,反应活化能在0 ... 详细信息

建立了复杂分子吸附反应时指数h与分形子谱维数ds、分形介质的表面分形维数Ds 的关系式.对吸附动力学数据的模拟表明,不同温度下6种染料在颗粒活性炭表面的吸附过程符合非线性动力学.吸附速率一般随着温度的升高而增加,反应活化能在0 2 0～1 75kJ·mol- 1 之间.上述反应为快速反应.进一步分析表明,该吸附过程具有类分形动力学特征,吸附反应的逐时速率系数k与反应时间t呈指数关系;相应的分形子谱维数ds<2 .随着染料的初始浓度的增加,ds 也随之增加,而h和k0 值通常会随之降低.吸附3种酸性染料时,h和k0 值在本实验的温度范围内均随着温度的升高而增加;其它3种直接性染料也大都呈现h随着温度的升高而增加的趋势.上述吸附反应中有效反应级数x也与ds、Ds 有关。

关键词：颗粒活性炭吸附染料活化能类分形动力学特征非整数有效反应级数

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沉积物颗粒表面分形特征的研究

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环境科学学报 2005年第4期25卷 457-463页

作者：王毅力芦家娟周岩梅石宝友王东升北京林业大学资源与环境学院环境科学学科省部共建森林培育与保护教育部重点实验室北京100083 北京交通大学土建学院市政与环境工程系北京100044 中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085

通过一阶分子连接性指数1 χ与分子表面积TSA之间的相关性计算出吸附分子的尺度 ,采用分形吸附等温线法计算出妫河沉积物的Ds为 2 3 79,官厅沉积物的Ds 为 2 83 6.基于沉积物对N2 的吸附脱附等温线数据 ,采用FHH (Frenkel Halsey Hi... 详细信息

通过一阶分子连接性指数1 χ与分子表面积TSA之间的相关性计算出吸附分子的尺度 ,采用分形吸附等温线法计算出妫河沉积物的Ds为 2 3 79,官厅沉积物的Ds 为 2 83 6.基于沉积物对N2 的吸附脱附等温线数据 ,采用FHH (Frenkel Halsey Hill)方程计算出两种沉积物的表面分形维数Ds,发现官厅沉积物与妫河沉积物的Ds 相差不大 ;温度影响Ds 主要是由于升温改变了沉积物的组成与结构 .在本实验中采用热力学模型 (thermodynamicmodel)计算出的Ds 值大都超过 3 .此外 ,沉积物的Ds 与其比表面积、矿物含量、CEC、有机质的相关性差 .以萘、菲、芘作为码尺计算出的Ds 并不完全是表面空间填充能力的客观表现。

关键词：沉积物表面分形维数分形吸附等温线 FHH方程热力学模型比表面积矿物含量 CEC 有机质

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