乌鲁木齐市大气TSP总量控制研究

一、TSP来源的解析 TSP来源解析系采用受体模型中的区域源解折模式—IDNN模式进行。它是从实测样品中对其有效元素(采用诱导耦合等离子体发射光谱法—ICP)进行成份分析,运用聚类分析方法建立不同源的特征谱,再用特征谱分配受体     

华南地区春季酸沉降区域源解析

应用IDNN区域源解析模式,处理了1986年2—8月间华南地区观测的酸雨样品,识别了春季广东、广西地区酸雨区域漂,结果得到,80％以上H~+、50％SO_4~(2-)和60％NO_3~-来源于南岭以北地区。     

南宁市大气颗粒物源解析初步和防治对策探讨

采用可吸入颗粒物中煤烟尘贡献值(分担率)经验公式评估方法和总悬浮颗粒物源解析中IDNN受体模式,结合南宁市区大气颗粒物定性特征分析,解析南宁城市颗粒物来源,进而对大气颗粒物污染防治对策展开探讨.     

华南地区春季酸沉降区域源解析

应用IDNN区域源解析模式,处理了1986年2—8月间华南地区观测的酸雨样品,识别了春季广东、广西地区酸雨区域漂,结果得到,80％以上H⁺、50％SO₄^2-和60％NO₃^-来源于南岭以北地区。     

FISH-NanoSIMS技术在环境微生物生态学上的应用研究

微生物分子生态学技术的不断发展,使得同时分析复杂生态系统中微生物的分布和功能特征成为可能.为了研究荧光原位杂交-纳米二次离子质谱技术(fluorescence in situ hybridization-Nano secondary ion mass spectroscopy,FISH-Nano SIMS)在环境微生物生态学上的应用,本研究采用稳定同位素标记的化合物13C-C6H12O6、15N-NH4Cl作为C源和N源,分别对纯培养锰氧化细菌假单胞菌Pseudomonas sp.QJX-1(培养基加锰及不加锰两种条件下),以及浅层土壤及厌氧污泥两种环境样品进行培养.利用FISH-NanoSIMS技术检测培养后样品中微生物体内12C-、13C-、12C14N-、12C15N-的分布特征及其丰度值,进而探讨纯菌及环境样品中微生物利用同位素碳氮源的情况.结果显示所有样品细菌分布区域对应的同位素碳氮(13C、15N)的含量均显著大于其自然丰度值,这表明Pseudomonas sp.QJX-1及环境样品中的微生物均能代谢13C-C6H12O6和15N-NH4Cl.研究进一步发现,Pseudomonas sp.QJX-1在碳氮源消耗至较低浓度时才进行锰氧化;浅层土壤和厌氧污泥中可能都存在同步硝化反硝化细菌群落.FISH和Nano SIMS技术联用能同时分析环境样品中特定微生物的分布特征及代谢功能,进而能更好地掌握环境样品中微生物群落的生理生态学特征.     

武汉市青山区冬季PM_(2.5)的污染特征及源解析

利用中流量空气颗粒物采样器在武汉市青山区进行连续采样,分析了2013年冬季大气PM_(2.5)的质量浓度,并采用ICP-AES方法研究了样品中19种金属元素的组成和特征。结果表明,PM_(2.5)质量浓度为47~353μg/m~3,参照《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)中的二级标准,其中88.6%的样品质量浓度超标;富集因子分析结果表明Ca、Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Mn、Ti、V、As和Hg在PM_(2.5)中明显富集,主要来自人类活动;运用正定矩阵因子分解法(PMF)对PM_(2.5)来源进行了解析,结果表明交通源,工业源,路面扬尘,燃煤源和建筑源是武汉市青山区冬季PM_(2.5)的主要来源。     

鄂东典型工业城市大气PM10中元素浓度特征和来源分析

为了解鄂东典型工业城市——黄石市可吸入颗粒物中元素的浓度水平、污染特征及来源,于2012年4月至2013年2月在黄石市城区采集PM_(10)样品,利用能量色散X射线荧光光谱仪测定了17种元素的质量浓度.运用富集因子法讨论了PM_(10)中14种元素的污染特征,并通过主成分分析法和正定矩阵因子分析法(PMF)分析了这些元素的来源.结果表明,观测期间黄石城区PM_(10)中元素质量浓度变化范围较大,在0.01~9.83μg·m~(-3)之间,其中S的浓度最高,Ni和V的浓度最低.与国家二级标准相比,Pb和Cd日均浓度超标较为严重,全年超标天数分别达到36.4%和89.1%.富集因子分析表明,PM_(10)中Ti、V、Mn和Ni为轻度富集,受自然源和人为源的双重影响;Ca、Cr和Ba为中度富集,Cu、Zn和Pb为高度富集,Sn、Sb和Fe为超富集,说明这些元素受到人为源的影响较大.主成分分析和PMF源解析结果表明,PM_(10)中元素主要来源于地壳源/土壤扬尘、燃煤源、工业源和机动车源,且两种方法的解析结果具有较好的一致性.     

海西城市群PM2.5中重金属元素的污染特征及健康风险评价

采集2010~2011年海西城市群PM_(2.5)样品,用粒子激发-X射线发射技术(PIXE)方法测试样品中痕量重金属(Zn、Cu、Pb、Mn、Ni、Cr、As)的浓度,分析痕量重金属的污染特征、富集程度和来源,并进行重金属对人体健康风险的评价.结果表明,PM_(2.5)中重金属总浓度的时空分布特征与PM_(2.5)的不一致,这与PM_(2.5)的某些主要贡献源(如建筑尘和扬尘等)并非痕量重金属的贡献源有关.PM_(2.5)中Zn、Cu、Pb、Mn、Ni、Cr、As等重金属的EF值均高于10,呈明显的人为源富集现象.主成分-多元线性回归(PCA-MLR)解析结果显示,PM_(2.5)中痕量重金属主要有3种来源,即燃煤和机动车尾气(70.59%)、混合源(燃煤、燃油和冶炼行业,17.55%)以及其他工业源(11.86%).健康风险评价结果显示,PM_(2.5)中致癌重金属(Ni、Cr、As)的风险值高于非致癌重金属(Zn、Cu、Pb、Mn)风险值,但均低于一般可接受风险水平(10-6),说明海西城市群大气环境PM_(2.5)中重金属未对人体健康造成危害.     

基于样方法的天津市春季道路扬尘PM2.5中水溶性离子特征及来源解析

为研究天津市道路扬尘PM_(2.5)中水溶性无机离子组分特征及其来源,于2015年4月采集天津市道路扬尘样品,利用再悬浮采样器将采集的样品悬浮到滤膜上,用离子色谱仪分析其水溶性无机离子组分,利用相关分析和比值分析及主成分法对其污染特征和来源进行探讨.结果表明,天津市8种水溶性无机离子占道路扬尘PM_(2.5)的6.13%±2.32%;不同道路类型道路扬尘PM_(2.5)中水溶性无机离子总量差异较大.相关性分析表明Na~+、K~+、Mg~(2+)和Ca~(2+)这4种离子同源性较高.NO_3~-/SO_4~(2-)比值显示固定源对天津市春季道路扬尘PM_(2.5)的影响更为显著.通过主成分分析法可知,天津市春季道路扬尘PM_(2.5)主要来源于燃煤源、移动源、生物质燃烧源和建筑施工扬尘.     

海河河口表层沉积物中PCBs和OCPs的源解析

采集海河河口表层沉积物样品,测定了其中12种多氯联苯(PCBs)和20种有机氯农药(OCPs)的浓度,运用主成分分析-多元线性回归法(PCA-MLR)解析该区域沉积物中PCBs和OCPs的来源,并定量计算了各污染源的贡献量.结果表明,海河沉积物中PCBs的特征源为非故意产生和大气输送2类,基于多元线性回归法的贡献率分别为55%和45%,对PCBs总量的贡献量均值为6.94,9.42ng/g;OCPs的特征源为历史残留和新的输入2类,贡献率分别为13%和87%,对OCPs总量的贡献量均值为21.18,171.97ng/g.海河河口沉积物中POPs的源贡献与该区域的工业生产有关,改善工业结构和妥善处理历史遗留的生产废物是控制海河河口沉积物中POPs的有效途径.     

基于光纤传感探测的直升机修理异常振动源定位研究

目的 针对直升机异常振动故障排除,对振动源进行检测,并分析振源频谱,准确定位异常振动源,指导振动源调整,并对调整情况进行检测,提升直升机异常振动排故效率。方法 结合光纤传感器的振动检测特性应用分析,开发一套基于光纤传感探测的直升机修理异常振动源定位系统,实现直升机的振动源动态监控。结果 识别了直升机的主要振动源,分析统计了振动源频率,梳理了直升机试车、试飞典型振动故障,研究了光纤振动传感器感知被测量的实时调制方法和信号调制的光波解调方法,结合应用需求对市场上成熟的分布式光纤传感系统进行了优化设计,采用深度学习技术,对后端数据处理平台软件进行了重新设计。结论 通过有针对性地创建识别模型库,并对模型库进行实际样本训练,模型准确率可达到66.37%。     

Secondary organic carbon quantification and source apportionment of PM10 in Kaifeng, China

During 2005, the filter samples of ambient PM₁₀ from five sites and the source samples of particulate matter were collected in Kaifeng, Henan Province of China. Nineteen elements, water-soluble ions, total carbon (TC) and organic carbon (OC) contained in samples were analyzed. Seven contributive source types were identified and their contributions to ambient PM₁₀ were estimated by chemical mass balance (CMB) receptor model. Weak associations between the concentrations of organic carbon and element carbon (EC) were observed during the sampling periods, indicating that there was secondary organic aerosol pollution in the urban atmosphere. An indirect method of “OC/EC minimum ratio” was applied to estimate the concentration of secondary organic carbon (SOC). The results showed that SOC contributed 26.2%, 32.4% and 18.0% of TC in spring, summer-fall and winter, respectively, and the annual average SOC concentration was 7.07 μg/m³, accounting for 5.73% of the total mass in ambient PM₁₀. The carbon species concentrations in ambient PM₁₀ were recalculated by subtracting SOC concentrations from measured concentrations of TC and OC to increase the compatibility of source and receptor measurements for CMB model.     

A novel approach for VOC source apportionment combining characteristic factor and pattern recognition technology in a Chinese industrial area

Volatile organic compound (VOC) emission control and source apportionment in small-scale industrial areas have become key topics of air pollution control in China. This study proposed a novel characteristic factor and pattern recognition (CF-PR) model for VOC source apportionment based on the similarity of characteristic factors between sources and receptors. A simulation was carried out in a typical industrial area with the CF-PR model involving simulated receptor samples. Refined and accurate source profiles were constructed through in situ sampling and analysis, covering rubber, chemicals, coating, electronics, plastics, printing, incubation and medical treatment industries. Characteristic factors of n-undecane, styrene, o-xylene and propane were identified. The source apportionment simulation results indicated that the predicted contribution rate was basically consistent with the real contribution rate. Compared to traditional receptor models, this method achieves notable advantages in terms of refinement and timeliness at similar accuracy, which is more suitable for VOC source identification and apportionment in small-scale industrial areas.     

城市交通干道区颗粒物中多环芳烃的源解析研究

通过比值法、因子分析法和多元逐步回归模型对南京市交通干道区颗粒物中的多环芳烃的源解析进行研究。结果表明南京市交通干道区颗粒物中多环芳烃的主要污染源是燃煤源、汽油燃烧排放源和柴油燃烧排放源 ,它们对多环芳烃的贡献率分别为 45 .2 %、34 .0 %和 2 0 .7%     

北京市面源入河污染物负荷测算方法体系研究

选择北京市城乡接合部南沙河流域为典型区,采用传统面源方法中的输出系数法和EcoHat-NPS模型方法分别计算典型区的面源污染入河负荷量及入河污染浓度,利用一维水质模型实现入河点源和面源污染分离,计算各入河口基于实测的面源浓度推算值,并对输出系数法和EcoHat-NPS模型2种方法测算结果的精度进行对比分析。结果表明:1)输出系数法计算精度一般,EcoHat-NPS模型模拟方法计算精度和稳定性良好,COD、NH₃-N、TP、TN的平均模拟精度R2为0.83、0.94、0.94、0.82,NH₃-N、TP模拟效果较好,COD、TN次之;2)输出系数法计算得到COD、NH₃-N、TN、TP入河量依次为1110.9,70.9,391.8,5.02 t/a;EcoHat-NPS模型方法则依次为1403.34,78,388.2,7.3 t/a;3)EcoHat-NPS模型方法可识别主要的面源污染区域,计算时间尺度灵活,更适用于北京市面源污染测算,在数据进一步精细化后,可推广用于全市面源入河污染物的测算。     

BP神经网络在再生水补给密云水库水质评价中的应用

基于环境质量基本模型,将补给的再生水视为点源污染,建立了再生水补给后的湖库污染物浓度变化模型.在得到补给后主要污染物稳定浓度的基础上,建立BP神经网络模型,使用随机数发生器生成随机数据作为模型的学习样本和检验样本以满足BP模型对样本数量的需求.使用BP模型对再生水补给后的水质进行评价,评价结果证明了再生水补给的可行性与相对安全性.     

基于PMF模型及地统计法的乐安河中上游地区土壤重金属来源解析

为实现较大区域范围内土壤重金属来源贡献程度的定量化,选取江西省乐安河中上游地区表层土壤为研究对象,分析污染源样品化学组分并构建本地污染源成分谱,利用PMF（正定矩阵因子分解）模型对土壤重金属进行源解析,并结合地统计空间分析法识别各源的主要影响区域.结果表明:乐安河中上游地区土壤中w（As）、w（Hg）、w（Cd）、w（Cr）、w（Zn）、w（Cu）、w（Mn）、w（Pb）的平均值分别为21.400、0.105、0.25、73.5、88.4、56.2、577.0、49.5 mg/kg,是江西省土壤背景值平均值的1.0~1.8倍,其中,w（As）、w（Cd）、w（Cu）、w（Pb）平均值超过GB 15618-1995《土壤环境质量标准》一级标准限值.土壤重金属主要受铅锌矿冶炼源、金矿选冶源、铜矿采选源、自然源、混合源的影响.铅锌矿开采冶炼活动对洎水河左岸大部分区域土壤造成了影响,源贡献率均大于30%;金矿选冶活动目前仅影响矿区附近土壤,源贡献率最高可达94%;铜矿采选活动也使德兴铜矿周边较大区域范围土壤受到影响,源贡献率处于19%~89%之间.研究显示,构建本地源成分谱可以辅助解析验证PMF源成分谱的有效性,将PMF模型与地统计空间分析法相结合,可以进一步得到源贡献率在空间上的分布状况,对于土壤污染治理决策可提供行之有效的支撑.      

宜宾市冬季挥发性有机物污染特征及来源

为了解宜宾市冬季VOCs（volatile organic compounds,挥发性有机物）污染特征,于2016年12月选取宜宾市2个国控环境监测点位,采集冬季环境空气VOCs样品,利用三级冷阱预浓缩仪-气相色谱质谱联用仪（GC-MS）测定大气中89种VOCs物种,分析VOCs体积分数及其物种组成情况,并对其主要来源进行识别.结果表明:宜宾市区冬季环境空气中φ（VOCs）平均值为35.10×10-9,φ（VOCs）最高值和最低值分别为67.34×10-9、20.58×10-9;监测VOCs物种类别中芳香烃占比最高,其次为烷烃、卤代烃;体积分数较大的VOCs物种主要为苯、甲苯、氯甲烷、二氯甲烷、异丁烷、异丙醇、正丁烷等.CMB（化学质量平衡）模型源解析宜宾市冬季环境空气VOCs的六大主要贡献源分别为移动源、油气挥发源、溶剂使用源、工艺过程源、生物质燃烧源和其他源.以2015年为基准年,利用排放因子法对宜宾市VOCs进行排放量计算发现,宜宾市VOCs年排放量为39.54×103 t,其中,工艺过程源、溶剂使用源、移动源、化石燃料燃烧源的贡献率分别为35.5%、24.5%、28.9%、8.0%.研究显示,对宜宾市冬季环境空气中VOCs贡献率较大的污染源分别为移动源、溶剂使用源、工艺过程源等。      

浓度层析荧光光谱局部匹配溢油鉴别技术

溢油事故的频繁发生对海洋环境造成极大的影响,建立一种快速、准确、经济的现场溢油检测技术及时对事故作出响应有着重要的意义.针对海洋环境中溢油样品浓度和油源都未知的情况,对于溢油可疑样本,获取其浓度参量同步荧光光谱(concentration-synchronous-matrix fluorescence,CSMF),通过在浓度维度上进行插值处理获取的样品的CSMF浓度层析荧光光谱.而对于肇事溢油样品,无需进行脱水浓缩等预处理,只需取现场样本逐级稀释获取小浓度范围内的CSMF局部谱图,并将之与可疑油样大浓度范围内的CSMF浓度层析荧光光谱进行曲面匹配,利用最小二乘法确定最佳匹配光谱,最佳匹配的可疑油样即满足最近油种符合度,而对应的浓度即为待测样本的初始浓度值.对原油样品集交叉检验的结果,样品的识别准确度为92%.该油种鉴别方法快速,准确,并可以同时实现油种鉴别和单位体积内溢油含量的定量.     

流域污染负荷水质响应的时空数值源解析方法研究

以目前广泛应用的环境流体动力学模型EFDC为平台,构建时空数值源解析方法,理论上可以得到任意时刻任意空间点位污染物的来源构成.其原理是考虑水质模型的微分方程,直接对每个污染负荷再微分,从而将原来1个微分方程变为关于每个污染源的微分方程组,然后联立以EFDC的水动力模型求解,得到每个源对每个时空点的贡献.概化的抚仙湖模型作为数值案例用以验证方法.时空数值源解析的结果与传统扰动方法的结果几乎重合,验证了时空数值源解析方法的正确性.另一方面,数值案例中存在34个独立的污染源,扰动法则需要35次模拟,而时空数值源解析方法的结果通过单次模拟就可得到,说明时空数值源解析方法具有明显的计算效率优势.而通过对结果的进一步分析可以发现,时空数值源解析方法可以提供更精确的源贡献的动态描述.