一种智能式风机参数测试系统

1引言为了了解风机装置的性能及运行状况，保证安全生产，需要不断地监测风机产生的静压、动压、测定风机的风速、风量以及气流温度等物理参数。传统的方法是采用补偿式微压计和热球风速仪等仪表，借助于毕托管进行人工测量，测量效率低，劳动强度高，误差大。本文介绍一种由作者自行研制的智能式风机参数测试系统，该系统采用一键多功能设计，可通过薄膜按键输入测量所需的时间、毕托管修正系数及其它常数月通过按键选择动压、流速、流量等测量功能以及选择Pa、N等测量单位，该仪器不仅具有LED测量结果显示，还没有微型打印机打印输出等…     

北京上甸子站气相色谱法大气CH4和CO在线观测方法研究

参照瓦里关全球大气本底站气相色谱在线观测系统的设计,通过系统调试、测试和参数优化,于2009年在北京上甸子区域大气本底站建立了高精度气相色谱法大气CH4和CO在线观测系统.该系统对CH4和CO的测量精度分别优于0.03%和0.45%,达到世界气象组织全球大气观测计划(WMO/GAW)的质量目标.研究建立了与该系统配套的标气选取方法及运行序列:选取可基本涵盖该站大气CH4和CO浓度范围的2瓶标气作为工作标气,其中CH4浓度分别为2 007.1×10-9、1 809.5×10-9(摩尔分数,下同),CO浓度分别为405.6×10-9、123.8×10-9,在高低浓度工作标气之间穿插分析3次大气样品,能够保证测量的准确度(观测浓度的标准偏差CH4<1.7×10-9、CO<1×10-9),同时可最大程度地节省工作标气.该方法已应用于华北地区本底大气CH4和CO的高精度连续观测.     

基于光谱分析仪的通量-梯度法测量小型池塘水-气界面温室气体交换通量

小型池塘作为内陆水体的一部分,是被忽视的温室气体重要排放源.本研究主要利用通量-梯度方法测量长江三角洲地区的一处小型池塘水-气界面温室气体(CO_2和CH_4)交换通量.结果表明:1零梯度测试结果显示本套通量-梯度系统测量H_2O、CO_2和CH_4通量的精度分别为7.525 W·m-2、0.022 mg·(m2·s)-1、0.054μg·(m2·s)-1,并且在正常实验观测期间3种气体(H_2O、CO_2和CH_4)的通量值分别有84%、80%和94%的结果高于零梯度测试精度,以上结果可以保证本套通量-梯度系统具有足够的精度测量池塘水-气界面温室气体交换通量;2通量-梯度计算结果表明此小型池塘在夏季为CO_2和CH_4的排放源,其排放通量平均值分别为0.038 mg·(m2·s)-1和0.889μg·(m2·s)-1,其中CH_4排放通量远高于内陆湖泊甲烷排放通量的中值,说明小型池塘的温室气体排放量是估算内陆水体温室气体排放量特别是CH_4排放量中不可忽视的重要量值,本研究结果可为准确估算区域温室气体排放量提供科学参考.     

测量固定源可凝结颗粒物的稀释间接法及系统

固定源排放的可凝结颗粒物（CPM）已引起广泛关注,但我国尚没有标准测量方法.本研究报道了可用于固定源可凝结颗粒物测量的稀释间接法,并开发了基于单旋风切割头的测量系统,提高了可凝结颗粒物测量的准确性及测量仪器的便携性.在常温和烟气温度下旋风切割头的颗粒物分离效率均满足国际标准对切割头分离效率的要求.基于燃煤电厂等固定源现场评测结果和测量系统适用性的考量,建议稀释间接法及测量系统的关键运行参数如下：稀释比为10∶1,停留时间为10 s,稀释后的烟气温度≤30℃,相对湿度≤70%.用所研发的稀释间接法测量系统对燃煤电厂、钢铁厂烧结机机头和钢铁焦化厂总排口可凝结颗粒物进行了测试,结果表明,燃煤电厂总排口CPM平均浓度为（0.8±0.3）mg·m^-3,钢铁厂烧结机机头总排口CPM平均浓度为（6.2±1.7）mg·m^-3,钢铁焦化厂总排口CPM平均浓度为（1.2±0.8）mg·m^-3.     

基于车用氮氧化物传感器的工程机械NOx排放因子测量方法研究

为了能够低成本地获得包括工程机械在内的非道路移动机械的NO_x排放因子,基于目前广泛使用的车用氮氧化物传感器开展了NO_x排放因子的测量系统搭建和计算模型研究.基于柴油机尾气O_2浓度、NO_x浓度、环境温湿度和燃料特性等参数建立了非道路移动机械单位油耗NO_x排放因子计算模型.为了验证测量系统与计算模型,开展了4台工程机械的实际道路验证试验,并选取其中一台开展了基于车载排放测试系统(PEMS)的NO_x排放比对试验.比对和实测试验结果表明建立的NO_x排放因子测量方法具有较低的相对误差和稳定性,与车载排放测量系统的测量结果相比具有很好的相关性.被测2台挖掘机和1台推土机、1台压路机的平均单位油耗NO_x排放因子分别为(22.8±4.0)、(35.8±16.0)和(55.0±18.0)、(68.8±13.0) g·kg~(-1).基于车用氮氧化物传感器的NO_x排放因子测量结果与目前国内外已有研究的NO_x排放因子测量结果接近.     

基于动态质量平衡的室内颗粒物沉降规律研究

目前室内颗粒物污染问题已经受到广泛关注.越来越多的流行病学研究表明,大气悬浮颗粒物浓度对人体健康存在显著的负影响.由于个人在室内滞留的时间可能超过全天时间的90％,因此剖析室外颗粒物向室内的传输渗透机理,对掌握室内微环境下的颗粒浓度水平至关重要.本实验以青岛一办公室为研究对象,使用具有4个尺寸间隔的光学计数器同时测量室内和室外的颗粒物浓度,粒径分布范围在0.3~2.5μm,采集时间为2016年4月~9月.根据实验数据,采用基于时间的动态质量平衡模型,估算了换气次数在0.03~0.25h^-1范围内的室内颗粒物渗透率和沉降速率分别为0.45~0.82h^-1和0.94~2.82m/h,并分析了这些参数随粒径大小的变化规律.其结论为进一步研究颗粒物在室内的传输机理和运动轨迹提供参数.     

基于河流示踪实验的Bayes污染溯源:算法参数、影响因素及频率法对比

基于贝叶斯理论,结合浓度时间序列方差假定和Adaptive Metropolis MCMC后验采样,建立了用于突发水污染应急溯源的贝叶斯推理方法.该方法结合经验知识和监测事实对源项参数的分布进行推理,直接对溯源结果的反向不确定性用概率分布形式进行表征.依据河流实地示踪剂实验案例,对Bayesian推理溯源的实际效果、后验参数相关性和影响因素等方面进行了验证和测试,结果表明源项参数和方差的后验概率密度的偏度对方差假定敏感,且得到关键参数推荐值:使用RMSE为目标函数;异方差假定中稳定化因子λ1为0,λ2为0.1~0.5;AM采样建议比例因子sd选择0.1~0.3.并对贝叶斯方法和传统基于优化的频率法在求解思路、计算过程、溯源结果等角度进行了深层次的辨析.本研究相关结果为贝叶斯推理技术在污染溯源的实际应用中提供了较为重要的参考价值.     

应用扩散管测量霾污染期间大气氮硫化合物浓度的方法

活性氮和硫化合物在大气颗粒物形成过程中扮演重要角色,但对它们气相/颗粒相的同步观测结果比较缺乏.本研究尝试基于扩散管的DELTA系统测量氮和硫化合物短时累积浓度,以期捕捉它们在霾污染期间的演变规律.结果表明,DELTA系统收集气态污染物的扩散管中以及颗粒物滤膜上NH_4~+和NO-3空白干扰较小,适用于研究NH_3、HNO_3、NH_4~+和NO-3的日均浓度,可以作为城市环境空气质量监测参数的有效补充;但采样系统中SO_2-4背景含量较高,仅适合监测48 h以上时间尺度的SO_2浓度和周~月尺度SO_2-4浓度,用于大气硫沉降观测.北京2016年5月9日~6月7日观测期间,大气NH_3、HNO_3、NH_4~+和NO-3浓度具有明显的逐日演变规律,呈现出随着风向转变而发生周期性波动的典型特征;这些含氮污染物与PM_(2.5)、CO、SO_2和NO_2浓度的变化规律一致,其来源可能与化石燃料燃烧源有关.污染天NH_3、HNO_3、NH_4~+和NO-3浓度约为清洁天的2倍,但还原性氮和氧化性氮的相态分布在清洁天和污染天无明显差异;整个观测期间,HNO_3/NO-3约为1.2,NH_3/NH_4~+为4.5,春夏之交较高的温度有利于活性氮在气粒平衡过程中偏向于气态形式存在.     

全油正烷烃和类异戊二烯碳中同位素的变化

油样和源岩中沥青的碳同位素分析，主要是根据馏分法或全馏分法（即饱和烃、芳烃和NSO化合物）完成的。直到最近，前人对单个碳氢化合物中联同位素组成的研究受到了下列两个问题的限制：（1）使单个化合物的分辨率平衡；（2）为获得完善的分析结果而取得足够的分析原料。前人对单个碳氢化合物中欢同位素组成变化的研究，是利用填充柱气相色谱法收集用于分析的足够量的单个化合物；或者在最近，联合利用填充柱气相色谱仪和质谱仪，在分离单个碳氢化合物后立即分析其碳同位素组成。但这两种技术的分辨率还不足以获得精确的测量结果，而且前一种技术还很耗费时间。随着一种新的同位素比值－气相色谱法（使毛细管柱提高分辨率）的发展，这两个分析问题都已得到解决。利用这种仪器（VGIsogasIsochromⅢ）获得的实验结果表明，油件中的正烷烃与无环类异戊二烯在碳同位素组成上有着明显的差别。另外，这些类型化合物的同位素组成的差别似乎与源岩和成熟度的变化有关。本文介绍并讨论了一些精选的油样例子。     

蚤状潘在4种毒物胁迫下的运动行为变化研究

文章研究了蚤状溞在4种毒物(Cu~(2+)、Cd~(2+)、三唑磷、莠去津)胁迫下游泳速度、高度、间距以及轨迹等行为参数的变化规律,发现蚤状溞在受到毒害后,其运动行为会发生显著变化:具体表现为蚤状溞的游泳速度在1 h内增加到一个峰值后逐渐下降;除莠去津之外,蚤状溞在其他3种毒物胁迫下的运动高度均受到了抑制;在毒物的胁迫下,蚤状溞均出现了聚集现象;游泳轨迹在高浓度毒物胁迫下波动幅度加大,呈现紊乱状态。在同一毒物不同浓度胁迫下,运动行为响应时间不同,但行为的变化趋势相似。实验表明,与传统溞类生物毒性测试相比,用运动行为变化来监测水质能缩短预警时间50%以上,明显提高预警效率。     

大庆市不同环境介质中多环芳烃污染特征对比及来源解析

为研究不同环境介质中多环芳烃(PAHs)污染特征的异同,对大庆市道路灰尘中多环芳烃的污染特征和来源进行研究,在2012年10月采集了大庆市区23个道路灰尘样品和4个土壤样品.使用戴安ASE300快速溶剂萃取仪提取PAHs,净化浓缩后,利用气相色谱/质谱联用仪(GC/MS)测定了美国环保署列为优先控制污染物的16种PAHs及总PAHs(ΣPAHs)的含量.结果表明,道路灰尘中ΣPAHs含量的范围为579.5~4 656.7 ng·g~(-1),平均值为1839.7 ng·g~(-1).大庆市不同功能区道路灰尘中PAHs占ΣPAHs的质量比例呈现大体相似的特征,低环(2~3环)、中环(4环)、高环(5~6环)PAHs所占比例均值分别为37.9%,37.3%和24.8%.与相关研究中大庆水体及湖泊沉积物中PAHs数据进行对比,发现大庆土壤、湖泊沉积物、湖泊和水泡水体中均为低环PAHs占绝对主导优势,其质量分数高达69.3%~99.97%.ΣPAHs含量的分布受功能区的影响并不显著,与样点周围工厂的类型密切相关.特征化合物比值法表明,研究区PAHs主要来自于石油类燃料的泄漏、石油燃料燃烧及煤炭/生物质燃烧的混合源.正定矩阵因子分解法(PMF)结果表明,研究区道路灰尘中PAHs主要来源为煤炭燃烧、石油泄漏源、工业源以及交通源,其贡献率分别为30.1%、26.9%、23.6%和19.3%,与大庆地区其他环境介质中PAHs来源不完全相同.     

适用于焚烧飞灰卫生填埋场共处置的浸出毒性鉴别程序研究

选取2种代表性垃圾焚烧飞灰,通过常规酸中和容量浸出实验和多级浸取实验,研究了酸中和容量消耗和浸出液pH值的变化规律.结果表明,现有的单批次浸出毒性鉴别程序对飞灰的酸中和容量消耗程度低,浸出液pH值高,不利于评价飞灰中重金属的潜在危险性.对比常规酸中和容量浸取实验和多级浸取实验结果,得出在垃圾焚烧飞灰与生活垃圾共处置情景（过流系统）下,中和过程与洗出过程同时发生,飞灰中有1/3左右的碱性物质参与了中和反应.在合理设定卫生填埋场参数的基础上,通过模拟计算,提出了适用于我国卫生填埋场飞灰共处置情景的浸出程序,其主要参数为：浸取液为乙酸溶液,酸度（以H⁺计）为0.3　mol·L^-1（pH=2.64）,液固比（L/S）为20.该浸出毒性鉴别程序可为我国垃圾焚烧飞灰的安全处置提供有效管理和可靠保障.     

浮顶储罐雷电感应危害实验研究

建立了浮顶储罐雷云电场下的雷电感应危害实验模型,采用直流高压源模拟雷云,测量在不同电场环境下,浮顶储罐浮顶的雷云感应电荷量。通过研究发现,浮顶储罐浮顶感应电荷量随模拟雷云电场强度的增大而增大,当直流电压达到7 kV时,模拟浮顶上的感应电荷为1.88×10~(-2)μС,通过计算可知,当雷云在浮顶上方时,浮顶感应电荷量约为284~852 μC,浮顶瞬间电位为400~1 200 kV。该研究说明浮顶储罐在雷云电场的感应下会产生大量的感应电荷,瞬间电位可以达到数百千伏,储罐金属附件存在一些放电间隙,会引发储罐雷电火灾事故,可伸缩式接地装置及系统的等电位连接、绝缘措施可以实现消除雷电感应火花放电的危害。     

可溶性大气羰基化合物的测定方法

本文所探讨的这一技术主要用于可溶性大气羰基化合物的测定,它在使用硼硅酸耐热玻璃螺旋式气—液洗涤器采样器的同时,利用了高效液相色谱仪(HPLC)。该色谱仪还备有UV—可见检测器,可对后来的2,4—二硝基苯肼(DNPH)的衍生做分离和鉴定。经这项技术的检测，发现拨基化合物所显示的亨利定律溶度相似于或略高于甲醛(FA)的溶度，这其中还包括经乙醛(GA)，乙二醛(GL)和甲基乙二醛(MG).标准的采样和分析条件如下:通过螺旋的气体和液体的流速分别为2.3L而n一1和。.30mL而n一卜衍生时间4小时山NPH〕二0.iomM，pH为2.4;HPLC样品注入量为1.Zn日沪;光程长度流槽6mm(FA和GA为360nm;GL和MG为4 00nm)。依据溶液标准和野外研究的色错子性，MG(在气相里)的检测极限为。.o05PPb，GL为。.01PPb，FA和GA为。.。却pb。因为螺旋采样器缩短了气一液的接触时间((10。)，所以，来自0:液相反应的干扰可以忽略不计.同时清洗液的pH低，使来自于拨基化合物与S(N)反应的干扰也变得不重要了。研究还发现其它大量的潜在干扰其意义也不大。1 991年这一技术被用于佐治亚州的野外测量工作，并成为该州南方氧化剂研究的一部分.实验的结果发现FA，GA，GL和MG的浓度分别为8，0.6，01和0.Zppb。     

H2O/CO2污染对煤油燃料超声速燃烧影响数值研究

在纯净空气与H₂O/ CO₂污染空气来流对比试验结果基础上,采用数值计算方法和化学动力学方法,研究了H₂O和CO₂污染组分对煤油燃料超声速燃烧的影响,获得了试验手段难以得到的燃烧室流场参数和性能数据。完成了相应的煤油燃料超声速燃烧室二维数值计算,其中匹配了进口总温、总压、马赫数、氧气摩尔分数和工作当量油气比。将数值计算结果与相应试验测量值进行了对比分析,并结合燃烧室流场数据、性能参数分析了H₂O和CO₂污染的动力学影响、以及对燃烧室性能的影响。研究表明:(1)数值计算结果与实验测量值总体上吻合,两种手段均体现了纯净空气来流时不同煤油当量油气比的燃烧室性能,并反映了一致的“污染效应”影响趋势;(2) H₂O污染、H₂O+ CO₂污染的存在降低了煤油燃料超声速燃烧室性能,体现在燃烧诱导压升、燃烧效率、流向冲量增量的下降,而且随着污染组分含量的增加,燃烧室性能下降越加显著。      

基于电化学传感器的大气NO2与O3监测研究

利用四电极电化学传感器开展大气NO₂和O₃监测研究.为解决温度和湿度对传感器响应的影响问题,提出了一种具有温湿度补偿与零点校正功能的大气NO₂和O₃测量结果校准模型,通过活性炭吸附特性获得干净的背景气体,实现传感器准确的零点校正,并利用实验系统实测数据结合多元线性回归方法获得校准模型参数.首先对传感器线性响应特性进行了测试,发现O₂和O₃的测量灵敏度分别为3.889 ppbv·mV^-1和4.107 ppbv·mV^-1.同时,在合肥西郊科学岛开展了为期2 d的大气NO₂和O₃连续观测,发现两者的浓度分别为0~30 ppbv和2~100 ppbv.最后将传感器观测结果与NO_x/O₃分析仪测量结果进行了回归分析,发现两者测得的NO₂线性拟合斜率为0.9701±0.0182,R²为0.8378,测得的O₃线性拟合斜率为0.9850±0.0101,R²为0.9431.研究表明,校准后的电化学传感器可用于大气NO₂和O₃的长期监测,可为推动大气环境监测技术发展提供新的思路.     

磁改性羊粪衍生ZVI-生物炭的制备及其活化过一硫酸盐降解AO7特性研究

以羊粪为原料，制备磁改性羊粪衍生ZVI-生物炭复合材料 （SMF₈₀₀），通过BET、SEM、XRD、N₂吸附-脱附等温线等对其表面形貌及晶体结构进行表征，并采用序批实验考查活化剂和过一硫酸盐 （PMS） 投加量、温度、溶液初始pH、无机阴离子等因素对AO7降解效率影响.结果表明，SMF₈₀₀拥有高度石墨化及多孔结构，在最佳条件下 （PMS=0.8 g·L^-1、SMF₈₀₀=0.5 g·L^-1、AO7=20 mg·L^-1、T=25 ℃），40 min内AO7能被完全降解，在弱酸条件下有利于脱色，且活化剂经过3次循环使用后仍具有良好的活化效率.猝灭实验和XPS测试结果表明，自由基 （SO4- ?、·OH、O₂^·- ） 和非自由基途径 （¹O₂） 协同作用于AO7的降解，其中以Fe⁰还原PMS产生SO4- ?的自由基途径占主导地位，以Fe⁰诱导碳电子、生物炭表面含氧官能团 （C-OH 和COOH） 激活PMS产生¹O₂为辅，而SMF₈₀₀石墨化及大量的sp²-C结构为电子转移提供良好的场所.综上，本研究设计制备了一种新型的生物炭基ZVI活化剂，以期为有机废水高效、低成本的处理方法提供新的技术支撑，同时也为粪源资源化利用提供新的途径.     

2019年国庆节前后北京气态氨和气溶胶铵盐浓度的同步观测

我国自2013年实施《大气污染防治行动计划》以来,大气细颗粒物（PM_2.5）特别是硫酸盐浓度迅速下降,但硝酸盐浓度降幅较小,大气中过量的氨气（NH₃）是维持硝酸盐居高不下的主要因素.迄今,我国生态环境部门尚未将NH₃纳入常规观测,以往有关NH₃和气溶胶铵盐（NH₄⁺）的研究多是分别进行的,缺少同步观测.由于NH₃和NH₄⁺在大气中可互相转化,只测量其中一种相态很难全面了解它们的动态变化.本研究基于酸涂覆的蜂窝型扩散管和膜采样串联系统,同步测量了2019年国庆节前后北京城区大气NH₃和NH₄⁺浓度,时间分辨率为2 h（PM_2.5>35 μg·m^-3）~5 h（PM_2.5<35 μg·m^-3）.结果表明,采样期间NH₃和NH₄⁺平均浓度分别为（4.1±2.9）μg·m^-3和（1.7±1.4）μg·m^-3,且二者均与PM_2.5、CO和NO₂呈现相似的时间变化规律.NH₃浓度在早晨（05：30~08：30）和夜间（21：30~05：30）较高,这种双峰日变化特征在污染天（PM_2.5>75 μg·m^-3）最为明显.NH₃浓度在污染天17：30~21：30存在明显的低谷,这主要与有利的扩散条件有关（平均风速6 m·s^-1）.NH₄⁺浓度的日变化特征与NH₃差异较大,NH₄⁺浓度在非污染天（PM_2.5<75 μg·m^-3）17：30~21：30出现明显峰值,期间NH₃浓度较低,而NO₂浓度较高.在非污染天,NH₃浓度是NH₄⁺的2.8倍;而在污染天,由于气粒转化加速,大气NH₃浓度低于NH₄⁺（NH₃/NH₄⁺=0.8）.国庆节前大气NH₃、CO、NO₂、SO₂和PM_2.5浓度超过国庆后的幅度分别为54.2%、40.4%、33.3%、0.0%和49.4%.国庆节前虽然实施了减排行动,但极端不利的静稳天气导致大气环境容量下降,掩盖了污染物减排的效果,导致大部分污染物浓度不降反升.