悬浮颗粒促进下重金属污染物的渗透迁移及耦合过程求解

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51678043
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E08.建筑与土木工程
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The facilitation effect of the suspended particles on the seepage migration of heavy metal ions and the coupled hydrodynamic processes are studied using a temperature-controlled laboratory apparatus. The concept of maximum deposition concentration function is proposed and the mathematical model is also established. Using the breakthrough curves of suspended particles and heavy metal ions, many factors such as the size of suspended particles, concentration, seepage velocity and temperature are discussed and the affecting mechanism of suspended particles on the migration of heavy metal ions are studied. The coupled governing equations of suspended particles and heavy metal ions, which take into account the dispersion effect in the process of deposition kinetics and the release effect of sorbed particles, are established; furthermore the theory solution is derived by the source function method, in which the injection concentration of contaminants varies with time. A method of the coupled transport parameters between suspended particles and heavy metal ions is proposed using column penetration tests. The above one-dimensional solutions are then extended to the analytical method for the three-dimensional problem of contaminant migration, which account for the one-dimensional flow and three-dimensional dispersive effect, in a porous medium subjected to a local contaminant source with arbitrary geometry and intensity varying with time and coordinates on its free surface. As a typical example, an axial physical model is calculated, which gives the evolutions of contaminant migration with time in space. These studies can be widely used in various engineering fields such as the pollutant purification, exploration of groundwater, extraction of geothermal energy, and chemical industry, etc.
利用自行设计的可控制温度的污染物渗透迁移试验装置,研究悬浮颗粒对重金属离子渗透迁移的促进效应及水动力学耦合过程。建立悬浮颗粒最大沉积浓度函数的概念及其数学表达式,揭示悬浮颗粒迁移过程中诸如悬浮颗粒粒径、浓度、渗透速度、温度效应等对重金属离子迁移过程的影响机制。考虑沉积过程中的水动力学弥散效应及再释放效应,建立悬浮颗粒与重金属离子耦合迁移过程的控制方程,并基于源函数法发展一种注入浓度随时间变化的理论求解方法。利用室内土柱试验穿透过程,提出悬浮颗粒与重金属离子耦合迁移参数的确定方法。将已有一维情形下的解答推广到半无限体表面作用污染物浓度为任意区域分布和随时间任意变化的一维对流和三维弥散情形,并以轴对称边界条件为例示范性地给出污染物浓度随时间和空间的演化过程。这些研究在诸如污染物治理、地下水开采、地热资源开发和化学工业等领域有重要的应用价值。

结项摘要

利用自行设计的可控制温度的污染物渗透迁移试验装置,研究了悬浮颗粒对重金属离子渗透迁移的促进效应及水动力学耦合过程。建立了悬浮颗粒最大沉积浓度函数的概念及其数学表达式,进而揭示悬浮颗粒迁移过程中诸如悬浮颗粒粒径、浓度、渗透速度、温度效应等对重金属离子迁移过程的影响机制。考虑沉积过程中的水动力学弥散效应及再释放效应,建立悬浮颗粒与重金属离子耦合迁移过程的控制方程,并基于源函数法发展一种注入浓度随时间变化的理论求解方法。利用室内土柱试验穿透过程,提出悬浮颗粒与重金属离子耦合迁移参数的确定方法。将已有一维情形下的解答推广到半无限体表面作用污染物浓度为任意区域分布和随时间任意变化的一维对流和三维弥散情形,并以轴对称边界条件为例示范性地给出污染物浓度随时间和空间的演化过程。这些研究在诸如污染物治理、地下水开采、地热资源开发和化学工业等领域有重要的应用价值。

项目成果

期刊论文数量(31)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A nonlinear attachment-detachment model with adsorption hysteresis for suspension-colloidal transport in porous media
多孔介质中悬浮胶体传输的具有吸附滞后的非线性附着-脱离模型
  • DOI:
    10.1016/j.jhydrol.2019.124080
  • 发表时间:
    2019-11-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF HYDROLOGY
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Bai, Bing;Rao, Dengyu;Guo, Zhiguang
  • 通讯作者:
    Guo, Zhiguang
浓度及渗流速度变化时污染物运移过程的求解
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1000-6923.2017.02.029
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭志光;白 冰
  • 通讯作者:
    白 冰
Thermally induced pore pressure and consolidation volumetric strain for saturated soils
饱和土的热致孔隙压力和固结体积应变
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Bulgarian Chemical Communications
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Bai Bing;Jiang Sichen
  • 通讯作者:
    Jiang Sichen
Thermo-Hydro-Mechanical Model for Unsaturated Clay Soils Based on Granular Solid Hydrodynamics Theory
基于颗粒固体流体力学理论的非饱和粘土热水力模型
  • DOI:
    10.1061/(asce)gm.1943-5622.0001498
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    INT J GEOMECH
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Guangchang Yang;Bing Bai
  • 通讯作者:
    Bing Bai
考虑物理性质参数变化的膨润土缓冲材料水-热耦合SPH数值解
  • DOI:
    10.16285/j.rsm.2017.0061
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    岩 土 力 学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许韬;白冰
  • 通讯作者:
    白冰

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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
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  • 发表时间:
    2022
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    李立

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基于热动力学颗粒重组思想的膨润土的热-水-力耦合机制及愈合过程
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    52378321
  • 批准年份:
    2023
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相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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