ЗАДАЧА МИНИМАЛЬНОГО ПОПОЛНЕНИЯ ДВУДОЛЬНОГО ГРАФА

In this article we show that the clustering minimum biclique completion problem is NP-complete in the class of P4-free bipartite graphs. We have also proposed a dynamic programming algorithm for that problem restricted to 2K2-free bipartite graphs.Рассматривается графовая задача, в которой задан двудольный граф с выделенной долей и требуется добавить в граф наименьшее число дополнительных ребер так, что множество вершин выделенной доли получившегося графа можно разбить на заданное число непустых множеств, каждое из которых содержит только вершины с одинаковыми окружениями. В работе установлено, что задача является NP-трудной в классе P4-свободных двудольных графов и предлагается алгоритм, который решает задачу в классе 2K2-свободных двудольных графов

Электроповерхностные свойства пористого кремнезема в водных растворах хлоридов металлов

Change in electrophoretic mobility and zeta potential of porous silica in divalent metal chloride water solutions has been discovered by microelectrophoresis. The probability of the electrostatic mechanism for ion exchange increases with the equilibrium cation concentration at the electrophoretic mobility zero point. When it decreases, electrostatic attraction gets assisted by a strong specific interaction. Smaller metal ions show high selectivity to the porous silica decreasing in the following order: Cu2+ ˃ Ni2+ ˃ Co2+ ˃ Zn2+.Методом микроэлектрофореза обнаружено изменение электрофоретической подвижности и электрокинетического потенциала частиц пористого кремнезема в водных растворах хлоридов двухвалентных металлов. Чем выше равновесная концентрация катиона в нулевой точке электрофоретической подвижности, тем вероятнее электростатический механизм ионного обмена. С ее уменьшением дополнительно к электростатическому притяжению добавляется сильное специфическое взаимодействие ионов с поверхностью. Катионы с меньшим значением ионного радиуса проявляют высокую селективность к пористому кремнезему, которая уменьшается в следующем ряду: Cu2+ ˃ Ni2+ ˃ Co2+ ˃ Zn2+

pH control for enhanced reductive bioremediation of chlorinated solvent source zones

Enhanced reductive dehalogenation is an attractive treatment technology for in situ remediation of chlorinated solvent DNAPL source areas. Reductive dehalogenation is an acid-forming process with hydrochloric acid and also organic acids from fermentation of the electron donors typically building up in the source zone during remediation. This can lead to groundwater acidification thereby inhibiting the activity of dehalogenating microorganisms. Where the soils’ natural buffering capacity is likely to be exceeded, the addition of an external source of alkalinity is needed to ensure sustained dehalogenation. To assist in the design of bioremediation systems, an abiotic geochemical model was developed to provide insight into the processes influencing the groundwater acidity as dehalogenation proceeds, and to predict the amount of bicarbonate required to maintain the pH at a suitable level for dehalogenating bacteria (i.e., > 6.5). The model accounts for the amount of chlorinated solvent degraded, site water chemistry, electron donor, alternative terminal electron- accepting processes, gas release and soil mineralogy. While calcite and iron oxides were shown to be the key minerals influencing the soil’s buffering capacity, for the extensive dehalogenation likely to occur in a DNAPL source zone, significant bicarbonate addition may be necessary even in soils that are naturally well buffered. Results indicated that the bicarbonate requirement strongly depends on the electron donor used and availability of competing electron acceptors (e.g., sulfate, iron(III)). Based on understanding gained from this model, a simplified model was developed for calculating a preliminary design estimate of the bicarbonate addition required to control the pH for user- specified operating conditions

Сорбция радионуклидов 137Cs, 85Sr и 60Co из модельных растворов жидких радиоактивных отходов низкой активности модифицированными горючими сланцами

The results of the study of cesium, strontium, cobalt radionuclides sorption from model solutions simulating liquid radioactive waste on promising sorbents based on thermally modified oil shale are presented. The dependency of texture parameters obtained from the results of nitrogen adsorption-desorption on the treatment method of oil shale and their relationship to sorption parameters such as distribution coefficient and removal efficiency was discussed. Understanding how pore characteristics affect the sorption activity of such complex systems as sorbents is important for the creation of radionuclide sorption materials with improved characteristics. The efficiency of sorption of cesium, strontium and cobalt radionuclides was rather high for sorbent samples: the distribution coefficient was about 103–104 ml/g with a removal efficiency of more than 66 %. The most effective sorbent was obtained from oil shale with a heating rate of 5 deg/min without subsequent steam treatment, which is recommended to be used for low-active radioactive waste treatment.Представлены результаты исследования сорбции радионуклидов цезия, стронция и кобальта перспективными сорбентами на основе термически модифицированных горючих сланцев из растворов, моделирующих жидкие радиоактивные отходы. На основании результатов низкотемпературной адсорбции–десорбции азота установлена зависимость текстурных параметров исследуемых сорбентов от метода обработки горючего сланца, а также описана зависимость эффективности сорбции (по величинам сорбции и коэффициента распределения) радионуклидов от текстурных параметров сорбентов. Понимание того, каким образом характеристики пор оказывают влияние на сорбционную активность таких сложных систем, как сорбенты, важно для создания высокоэффективных сорбционных материалов с усовершенствованными характеристиками. Установлено, что материалы на основе модифицированного горючего сланца сорбируют радионуклиды цезия, стронция, кобальта с высокой эффективностью: коэффициенты распределения каждого радионуклида составляют 103–104 мл/г при степени извлечения более 66 %. Наибольшую эффективность проявляет сорбент, полученный из горючего сланца при нагреве со скоростью 5 град/ мин без последующей обработки паром. Данный сорбент рекомендован к применению для очистки жидких радиоактивных отходов низкой активности от радионуклидов цезия, стронция, кобальта

Низкотемпературный синтез мезопористых металлосиликатов типа М41S и их адсорбционные и капиллярно-конденсационные свойства

Low-temperature synthesis of the mesoporous silicates containing d-metals is carried out. The measured isotherms of low-temperature nitrogen adsorption-desorption by chrome, vanadium and zirconium silicate adsorbents belong to Type IV (b) of sorption isotherms on IUPAC classification. Such isothermal curves are inherent in mesoporous systems with the M41S type of ordering of the making elements. Increasing рН of sedimentation and metal content lead to amorphization of samples and distortion of a supramolecular lattice with uniform regular geometry and a long-range ordering.Проведен низкотемпературный синтез мезопористых силикатов, содержащих d-металлы. Измеренные изотермы низкотемпературной адсорбции–десорбции азота, полученные хромо-, ванадо- и цирконосиликатными адсорбентами, относятся к типу IV(b) изотерм сорбции по классификации IUPAC. Изотермические кривые такого рода присущи мезопористым системам с типом M41S упорядочения составляющих элементов. Увеличение рН осаждения и рост содержания металла приводят к аморфизации образцов и искажению надмолекулярной рещетки с единой регулярной геометрией и дальним порядком

СИНТЕЗ ТИТАНОСИЛИКАТНЫХ АДСОРБЕНТОВ ТИПА МСМ-41 С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СУПРАМОЛЕКУЛЯРНОГО ТЕМПЛАТА

Low-temperature isotherms of nitrogen adsorption-desorption of titanosilicate adsorbents deposited on supramolecular template using titanium sulphate and sodium silicate with module equal to 1 or 3 were measured. The isotherms measured belong to Types IV (a) and IV (b) adsorption isotherms by IUPAC classification. Titanosilicate materials with isothermal curves of such type can be offered as homogeneous adsorbents with mesoporous MCM-41 type of constituent element ordering, which is characteristic of mesoporous adsorbents with hexagonal packing of homogeneous cylindrical capillary. The characterization of titanosilicate samples by the analysis of capillary and condensation properties allows us to identify secondary and tertiary slit mesopores in them. Измерены изотермы низкотемпературной адсорбции–десорбции азота титаносиликатными адсорбентами, осажденными на супрамолекулярном темплате с использованием сульфата титанила и силикатов натрия с модулем 1 и 3. Полученные изотермы относятся к типу IV(а) и IV(b) изотерм сорбции, по классификации IUPAC. Изотермические кривые такого рода присущи мезопористым системам с типом МСМ-41 упорядочения составляющих элементов, что свойственно адсорбентам с гексагональной упаковкой однородных цилиндрических капилляров. Характеристика титаносиликатных образцов путем анализа капиллярно-конденсационных свойств позволяет идентифицировать в них вторичные и третичные мезопоры щелевидной формы.

АДСОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ТИТАНОКРЕМНИЕВООКСИДНЫХ МЕМБРАН НА КЕРАМИЧЕСКОЙ ПОДЛОЖКЕ

Titania-silica membranes on a porous quartz substrate are prepared by its direct contact with metal silicate sol at various Ti/Si ratios in the conditions of coagel sedimentation and presence of cetylpyridinium chloride. The study of textural and adsorption properties of membranes is conducted by low-temperature nitrogen adsorption-desorption, including methods of t-plots and DFT theory. It was shown that obtained membranes have mesoporous structure with the specific surface area and pore hydraulic diameter varied in intervals of 64–217 m2 /g and 4–11 nm, respectively. Developed values of surface area remain up to molar ratio of Ti/Si = 50/50.Титанокремниевооксидные мембраны на пористой кварцевой подложке получены путем его прямого контакта с металлосиликатным золем при различном соотношении Ti/Si в условиях осаждения коагеля и присутствия хлорида цетилпиридиния. Исследование текстурных и адсорбционных свойств мембран осуществлено с помощью низкотемпературной адсорбции–десорбции азота, включая методы DFT и t-графика. Показано, что полученные мембраны имеют мезопористую структуру с удельной поверхностью и гидравлическим диаметром пор, варьируемыми в интервалах 64–217 м2 /г и 4–11 нм соответственно. Развитая площадь поверхности сохраняется вплоть до эквимолярного соотношения Ti/Si

Insights and Modelling Tools for Designing and Improving Chlorinated Solvent Bioremediation Applications

The chlorinated solvents tetrachloroethene (PCE) and trichloroethene (TCE) have been used extensively in industry and are now amongst the most common and hazardous groundwater contaminants. These solvents are typically present as dense, non-aqueous phase liquids (DNAPLs) and represent long-term source zones that produce persistent contamination plumes in aquifers. Under anaerobic conditions, chlorinated ethenes may be biodegraded via reductive dechlorination (the biologically mediated, step-wise removal of chlorine) to form ethene, a relatively innocuous end-product. The rate of reductive dechlorination can be enhanced by stimulating the activity of dechlorinating bacteria by injection of an electron donor (typically an organic substrate that generates hydrogen upon fermentation), nutrients and, in some cases, microbial communities known to dechlorinate effectively to ethene (i.e., bioaugmentation). Reductive dechlorination has been shown to be a viable technology for in situ treatment of dissolved chlorinated solvent plumes, and recent laboratory studies have suggested that this strategy may also be effective for chlorinated solvent DNAPL. Here, the source zone is targeted directly, with the aim of reducing its lifespan by enhancing dissolution from the DNAPL and sorbed phases and coupling this with effective and sustained dechlorination near the DNAPL-water interface and within the plume. This bulletin focuses on modelling of enhanced dechlorination processes in groundwater, including the modelling tools developed in the SABRE project (under which this report was written, http://www.claire.co.uk/index.php?option=com_content&task=view&id=53&Itemid=47&showall=1), insights gained from the models concerning factors controlling the rates and extent of enhanced source zone DNAPL bioremediation, and how the modelling tools can be used to assist future applications of this technology

Синтез и физико-химические свойства адсорбентов на основе Li1,33Mn1,67O4

Adsorbents based on binary lithium-manganese oxides with the spinel structure of Li1.33Mn1.67O4 were synthesized by using solid-phase, sol-gel, and hydrothermal methods. The effect of the synthesis methods and calcination temperature on the crystal structure, phase composition, textural characteristics, and morphology of prepared adsorbents was established. It was found that the samples obtained by solid-phase and sol-gel methods and calcined at 600 °C were single-phase (Li1.33Mn1.67O4) while the Mn2O3 trace phase was also obtained only in hydrothermal synthesis. The increase in the average crystallite size and the decrease in the specific surface and the total volume of pores were observed during temperature rise in the range from 400 to 800 °C. The samples prepared by sol-gel and hydrothermal methods after at 600 °C calcination had the highest adsorption efficiency of Li+ ions.С использованием твердофазного, золь-гель и гидротермального методов синтезированы адсорбенты на основе двойных оксидов лития-марганца шпинельной структуры Li1,33Mn1,67O4. Установлено влияние способа синтеза и температуры последующей термообработки на кристаллическую структуру, фазовый состав, текстурные свойства и морфологию полученных адсорбентов. Выявлено, что образцы, полученные твердофазным и золь-гель методами и прокаленные при 600 °С, являются однофазными (Li1,33Mn1,67O4), а примесная фаза Mn2O3 образуется только при гидротермальном синтезе. С ростом температуры прокаливания от 400 до 800 °С наблюдается увеличение среднего размера кристаллитов, снижение удельной поверхности и общего объема пор. Полученные золь-гель и гидротермальным методами образцы после прокаливания при 600 °С показали наиболее высокую эффективность сорбции ионов Li+