水污染物颗粒净化问题分析数学模型问题的提出

杨鸿忠

摘要：水的污染有两类： 一类是自然污染；另一类是人为污染。根据污染杂质的不同分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。水中杂质按尺寸分，可分为溶解物、胶体颗粒和悬浮物3种。

关键词：化学性污染；物理性污染；生物性污染；胶体颗粒；悬浮物

中图分类号：O13文献标识码：A文章编号：1671—1580（2015）10—0148—02

一、问题提出

众所周知，水是地球上所有生命赖以生存的基础。没有水，一切生命创造的精彩都将不复存在。当今世界，经济在高速发展，我们对于水的需求更大，然而我们却在面临前所未有的水危机，水污染的恶化更使水资源短缺雪上加霜。我们的水资源正在遭受各种污染的侵袭，水污染严重破坏了生态环境、影响人类生存，要想实现人类社会的可持续发展，首先要解决水污染问题。

由有害化学物质造成水的使用价值降低或丧失称之为水污染。水的污染有两类：一类是自然污染；另一类是人为污染。而后者是主要的。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。水中杂质按尺寸分，可分为溶解物、胶体颗粒和悬浮物3种。有些杂质可以用基于高浓度、外加计量反应试剂为基础的传统的物化方法（如沉降、吸附、湿式氧化等） 以及生化技术等进行处理。而对于天然水体和饮用水中低浓度、高毒性、难降解污染物 ，如多溴联苯醚、全氟辛酸（磺酸）、消毒副产物、内分泌干扰物、PPCPs（抗生素）等。 很难用前述传统的物化方法和生化技术等技术进行处理，迫切需要提出建立新型的高效选择性检测和消除的原理和方法。

1.利用动态光反射仪器测量出水中某污染物粒径随时间的变化值（见表1），请就给定的数据拟合出粒径随时间变化的曲线和分布。

2.就测量出的数据评价该测量方法的优缺点。

3.试建立模型说明如何对这类的污染物进行处理，达到净化污水的目的。

二、模型假设

1.假设污染物颗粒一直处于运动状态中，沉降颗粒数量较少，对测定结果不产生影响。

2.假设温度对污染物颗粒的粒径影响可以忽略。

3.假设光照对污染物颗粒的粒径影响可以忽略。

4.样本方差σ2已知时，颗粒粒径为均值。

三、变量说明

对本文对所用到的变量做如下定义：

w：权值，b：偏置项，ε：不敏感损失函数，ξi：松弛因子，C：正则常数，αi：拉格朗日乘子，α*i：拉格朗日乘子，F：高维空间，λi：拉格朗日乘子，λ*i：拉格朗日乘子，γ：核参数，n：样本容量，m：水质指标数目，N：最高水质等级，Ex（j）：原第j个水质指标{x*（i，j）|i=1，2，…，n，}的均值，Sx（j）：原第j个水质指标{x*（i，j）|i=1，2，…，n，}的标准差，di：为第i个样本的水质指标与研究水体水质指标之间的距离，wi：为权重，x：沿河距离，t：时间，A：过水段面面积，Q：流量，C：谢才Chezy系数，R：水力半径，g：重力加速度，C：模拟物质的浓度，u：河流平均流速，Ex：对流扩散系数，K：模拟物质的一级衰减系数，V：流速，a，b：用户设定参数。

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