大气自净能力指数的气候特征与应用研究

为了定量地评估污染气象条件对空气污染的作用并实现对空气污染潜势的预报,本文在城市大气污染数值预报系统（CAPPS）预报原理的基础上,定义了大气自净能力指数,并分别给出了采用气象站观测资料和通过数值模拟计算大气自净能力指数的方法.基于气象站观测资料的全国大气自净能力指数分析计算表明,全国大气自净能力最差的地区分布在四川盆地和新疆塔里木盆地,大气自净能力最强的地区分布在青藏高原、蒙古高原、云贵高原、以及东北平原和三江平原、山东半岛和海南岛;1961~2017年,京津冀、长三角和珠三角地区的大气自净能力指数呈下降的变化趋势,全年低自净能力日数呈上升的变化趋势.采用大气自净能力指数评估2014年北京APEC会议期间大气污染防控效果,表明在11月8~10日极端不利扩散气象条件发生时,减排措施使北京市空气质量AQI平均降低77%,使京津冀平原地区11个城市的空气质量AQI平均降低37%.基于国家气候中心月动力延伸气候预测模式（DERF2.0）的预报产品和中尺度模式（WRF）,建立了可以预测全国未来40d逐日大气自净能力指数的延伸期-月尺度大气污染潜势预测系统,回报实验表明,在大多数情况下可以提前15d预报出大气重污染过程;月尺度的大气重污染过程预报效果更大程度上取决于月动力延伸气候预测模式（DERF2.0）的预报准确率.     

TiO_2/陶瓷光催化自洁杀菌性能研究

为了研究陶瓷的自洁、杀菌性能,文章以普通釉面陶瓷为载体,用溶胶凝胶法在其表面负载了纳米TiO2薄膜,制备了TiO2/陶瓷,并分别以甲醛模拟废水和红城湖水进行了自洁和杀菌实验。结果表明在4W紫外灯和太阳光下,对甲醛的降解率分别达到80%以上和50%以上。海口市红城湖水样在TiO2/陶瓷作用下,以4W紫外灯和太阳光为光源的灭菌率均达99%以上。表明TiO2/陶瓷有良好的自洁和灭菌性能。     

特高压电场下RTV绝缘子积污规律研究

RTV涂料表面特性与瓷、玻璃表面不同,积污的规律存在差异,对涂覆RTV涂料的特高压线路进行绝缘子积污规律的研究,有助于更好地开展特高压输电线路防污闪工作。通过仿真研究,分析了特高压输电线路电场的分布,并以四支±800 k V线路带电运行的绝缘子进行积污规律的研究,通过分别测试绝缘子上下表面的等值盐密(ESDD)、灰密(NSDD),分析了特高压RTV绝缘子的积污规律。研究发现电场影响RTV绝缘子的积污,电场强度大的位置污秽度高一些,自然环境和涂料自洁性对特高压电场下RTV绝缘子的积污其主要作用,风吹和雨水清洗对积污量的影响更大。     

减排措施与气象因子对2013—2019年中国大陆地区PM2.5浓度变化的贡献

利用地面气象观测站数据计算的大气自净能力指数(Atmospheric Self-cleaning ability Index,简称ASI)和环境监测站PM_2.5实测数据,评估了中国大陆地区2014—2019年相对于2013年("大气国十条"实施初期)污染物总体排放率的相对变化,给出了PM_2.5浓度削减量中气象条件和减排措施的相对贡献.研究结果显示,2014年全国排放率总体已下降,2017年各地区全面实现减排,较2013年全国平均减排36.11%,2019年减排幅度进一步加大,至48.50%,其中中东部地区整体减排力度大于西部和东北部地区.2015和2016年秋冬,重点区域持续性重污染频发现象的出现是不利气象条件背景与减排略有放松共同作用的结果,但持续的减排措施对于遏制空气质量的恶化起到了积极作用.2019年,京津冀、汾渭平原、长三角等9个重点区域PM_2.5浓度相较2013年明显降低,高空气质量至少一半以上的原因来源于人为减排,气象因子的贡献相对较小,仅为3%～18%,一些区域气象因子对PM_2.5的改...     

光催化薄膜的亲水性及其应用

玻璃表面的雾化及建筑物表面的污染严重影响人们日常生活及工业。传统方法通常借助外力解决表面雾化及污染问题,如人工清洗,不仅维护成本高,而且施工难度大。光催化亲水薄膜作为一种具有特殊润湿性的表面,可高效持久地实现基底表面的防雾和自清洁功能。近年来,光催化薄膜防雾和自清洁性能的研究不断涌现,但相关的针对性综述却很少。本文详细阐述了光催化薄膜的亲水原理及亲水性评价方法,重点介绍了亲水性的改善方法,并对缺乏研究的亲水性与光催化分解有机污染物活性关系进行了简要概述,总结了国内外光催化薄膜亲水性的应用现状,分析了其存在问题及发展方向,旨在为光催化薄膜亲水性的研究及其应用起到一定的指导作用。     

基于城市大气环境荷载指数的大气污染排放变率估算

基于地面气象观测资料计算大气自净能力指数ASI,和环境监测站的实测PM_2.5浓度数据,利用城市大气环境荷载指数研究分析了2个时段单位人口的污染物排放率的变化,以及2013年9月~2019年2月京津冀及周边主要城市气象条件和减排措施对空气污染物浓度变化的作用.结果显示：秋冬季节污染物的削减力度明显大于春夏季.2014年秋冬季有74.5%城市实现减排,区域平均减排12.6%,减排初见成效;2017年和2018年秋冬季,京津冀及周边地区持续大幅减排,其中京津冀区域相对基准年分别减排54.0%和47.7%.长治市在2014~2017年秋冬季排放率均高于基准年,直至2018年冬季始实现减排27.6%;石家庄市排放率变化幅度波动较大,2016年冬季相比2014年冬季增加68.2%,今后区域污染物防控需要重点关注以上2个城市.城市大气环境荷载指数能够客观定量反映出典型减排时段的排放率变化方向和幅度,是一种评估气象条件和排放控制措施二者对污染物浓度变化各自作用的简单有效方法.     

一种新型表面处理剂提高电气设备外绝缘防污闪性能的应用技术研究

本文介绍一种新型的表面处理剂,主要针对运行多年的电气设备外绝缘进行表面处理,提高其表面性能,以提高其防污闪能力。该表面处理剂能够在清洁表面污秽的同时,提高外绝缘表面的防污闪性能。对于瓷或玻璃绝缘子,本研究通过表面处理以提高其憎水性和自清洁能力。对于硅橡胶材料制品(复合绝缘子、防污闪涂层、硅橡胶套管等),特别是憎水性减弱或丧失的硅橡胶制品,本研究通过表面处理以提高其憎水性和自清洁能力,从而提高其防污闪能力。     

Effectiveness and application of modified wind turbine coating: Adding ionic liquids to titanium dioxide and diatomaceous earth

Wind turbines are a green energy source that Taiwan has been endeavouring to develop in the past five years. Excellent onshore wind farms have already been developed; however, offshore development is inevitable because of Taiwan's limited land area. With regard to energy sustainability, operation and trouble-free maintenance of wind farms are essential. If damage to fan components can be mostly prevented, the operating cost and maintenance time would be considerably decreased; thus, remarkable economic benefits could be achieved. An appropriate coating can help a structure resist the stress of the working environment and improve its durability, resulting in lower maintenance cost and less staff being required to perform on-site repairs. Diatomaceous earth (DE) has been widely used to produce composite porous materials. In this study, epoxy resin and titanium dioxide were mixed with DE to increase the hydrophobicity of the surface of coatings and provide them photocatalytic self-cleaning ability. The ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate was also added to the coatings to prevent the corrosion of coated metallic material. This study employed thermal analysis to investigate the thermal stability of the coatings and the corrosion resistance of coated iron blocks. Finally, a self-made quartz container was connected to a volatile organic compound detector, and sun exposure was simulated using ultraviolet light. The results confirmed that the modified coating retained its functionality under the harsh working environment and can be applied to the surfaces of large machinery used in offshore wind turbine towers.     

Biotechnologies and bioinspired materials for the construction industry: an overview

Looking back to less than three centuries of industrialization, responsible for alarming levels of pollution and consumption of non-renewable resources that has led to the exhaustion of the earth's capacity, the humankind only now begins to grasp the overwhelming potential of natural systems. During almost 40 million centuries, Nature has developed materials and processes with optimal performance which are totally biodegradable. Analysis of bioinspired materials requires the knowledge of both biological and engineering principles which are being a part of a large research area termed biotechnology. This hot area is one of the six strategic Key Enabling Technologies that will be funded under the EU Framework Programme Horizon 2020. This paper reviews the current knowledge on the potential of this emerging field, particularly in the development of materials and technologies for the construction industry. It covers the use of bacteria for enhancing concrete durability and for soil stabilization. It also covers bioinspired tough composite materials, bioinspired adhesives and coatings, and self-cleaning materials. Incorporation of biology basics in the civil engineering curriculum would ease the communication between biologists and civil engineers, helping to foster research on biotechnologies and bioinspired materials for the construction industry.     

1981~2017年四川省大气自净能力变化特征分析

利用四川省1981~2017年逐日地面气象观测资料和2017年1月环境监测资料,计算分析了四川省大气自净能力指数的时空变化特征及其影响因子,并初步探讨了2017年1月成都市大气自净能力指数与空气质量的关系.结果表明：四川省大气自净能力指数的分布形势以川西高原北部、川西高原南部、攀西地区、盆地西南部大气自净能力为较好到好,省内其余大部地区大气自净能力较差到差.近37a来,四川省、川西高原、攀西地区多年变化呈减弱趋势,四川盆地多年变化趋势不显著.影响因子中,四川省降水日平均大气自净能力指数小于非降水日.四川省以及各区域平均风速、通风量、风速较大日数和小风日数与大气自净能力指数呈显著正和负相关关系;混合层厚度与大气自净能力指数呈显著的正相关关系.