2017~2022年环渤海地区代表性城市臭氧时空分布特征及气象条件的影响

近年来环渤海地区城市环境空气臭氧（O₃）污染问题引起广泛关注.在对2017~2022年环渤海地区代表性城市东营市O₃浓度时空分布特征进行分析的基础上,评估了气象因素及海陆风环流对O₃浓度的影响.结果表明：①2017~2022年,东营市O₃年评价值呈波动上升趋势,以O₃为首要污染物的污染天数增加. O₃污染主要出现在春夏秋三季,其中5~6月最为严重,且O₃污染季持续时间变长. O₃浓度日最大8 h滑动平均值（MDA8 O₃）的月际变化呈双峰分布,第5和25百分位数增加明显,空间分布呈现“南北高,中部低”的特征.此外,近年来东营市夜间O₃浓度也表现出明显增加的趋势. ②气象因素对东营市O₃浓度变化有较大影响.在温度 > 30℃、相对湿度 < 50%、风向为西南偏南或东北偏东时易出现O₃高值.研究期间东营市气象因素贡献了MDA8 O₃变化的30%;在O₃中度污染与重度污染的情况下,气象因素对MDA8 O₃变化的贡献率可高达40%. ③海陆风对O₃超标日的发生具有一定贡献.海陆风日午后O₃浓度比非海陆风日高20 μg·m^-3左右.在O₃中度及重度污染日,海陆风日10：00~16：00的O₃浓度比非海陆风日O₃浓度高,且20：00~23：00 O₃浓度也处于较高水平.可见海陆风能够显著影响沿海地区城市O₃浓度,为该地区的O₃污染防控带来极大的挑战.建议未来环渤海地区城市进一步加强区域O₃污染联防联控联治,加大氮氧化物和挥发性有机物的减排力度,以减少陆风气团中污染物浓度,从而降低海风气团对环渤海地区城市空气质量的影响.     

某海域极端环境下15万吨级FPSO波浪荷载数值研究

目的 评估在役15万吨级FPSO在某海域百年一遇极端波浪作用下典型横剖面的水动力特性,进而得到FPSO的极值荷载,作为FPSO返坞改造的关键控制参数。方法 基于国产自主三维频域线性势流软件COMPASS-WALCS,建立15万吨级FPSO湿表面网格模型,根据三维绕射-辐射理论,计算湿表面上的水动力荷载,将每个绕射单元上的水动压力直接映射到结构模型上进行计算。采用谱分析方法对百年一遇海况进行分析,得到短期运动极值响应。对响应幅值算子(RAO)和波能谱密度进行谱分析,得到极端波浪下的响应谱,进而得到浮体运动和波浪荷载短期预报各种统计值,利用统计方法求得短期响应的最大值。结果 计算了船中部Fr143横剖面的载荷极值,即垂向弯矩、垂向剪力、剖面型心加速度等,发现船舶迎浪时弯矩值最大,随着浪向角增大,弯矩值逐渐减小,剖面垂向剪力则随着浪向角增大逐渐增大。结论 FPSO在极端波浪作用下,其大迎浪角条件下荷载更加危险,需要给予格外关注。     

HAN基ECSP凝胶模型的构建与分子动力学模拟

目的 从微观分子的角度对硝酸羟胺(HAN)基电控固体推进剂(Electrically Controlled Solid Propellants,ECSP)的性能参数进行模拟与计算。方法 利用分子表面静电势(ESP)对HAN分子2种可能的构型进行优化和稳定性分析。通过真空非周期性分子动力学模拟得到聚乙烯醇(PVA)分子稳定构型,并以HAN基ECSP的主要成分按一定比例构建凝胶模型。基于RESP(Restrained Electrostatic Potential)电荷生成更准确的凝胶模型拓扑文件,并进行凝胶模型的分子动力学模拟、模型稳定分析以及模型参数计算。结果 凝胶模型总能量相对平均值的周期性波动不超过7%。由于三维PVA链的包裹,H2O分子的扩散系数被大幅削弱。氢键分析和径向分布函数表明氢键键长主要分布在0.282 6 nm附近,PVA与H2O间的氢键较少,H2O与HAN、H2O与H2O之间的氢键较多。模型密度为1.405 g/cm³,与实验值吻合度高。在283、293、303 K下,HAN基ECSP凝胶模型的拉伸模量依次降低,剪切模量先增后减。在15 K/600 ps冷却速率下,HAN基ECSP凝胶模型的拉伸模量和剪切模量均增大。结论 ECSP制备结束后,冷却过程中的环境温度不宜过高,否则容易造成ECSP力学性能的快速下降,快速冷却可以提高ECSP的力学性能。     

碳中和背景下欧盟碳边境调节机制对我国的影响及对策分析

在全球碳中和的新形势下,欧盟委员会于2021年7月正式提出“碳边境调节机制”（CBAM）立法提案,并计划于2023年起实施。本文在总结立法提案关键要素的基础上,着重分析欧盟CBAM的合法性与合理性,研判可能对我国产生的潜在影响,并从国际国内层面提出对策建议。分析发现,欧盟采取“名义”碳市场的形式,初期将覆盖水泥、电力、化肥、钢铁和铝等5个行业,只核算产品生产过程的直接排放,暂不考虑间接排放,2023—2025年是过渡期,2026年开始正式实施。欧盟CBAM的合法性与合理性面临诸多挑战：不符合世界贸易组织国民待遇原则和最惠国待遇原则,但存在满足关税与贸易总协定例外条款的可能性;违反国际气候治理的共同但有区别的责任原则、公平原则和各自能力原则,也不符合公约关于国际贸易歧视或变相限制的条款;对解决碳泄漏问题和保护本土竞争力的作用有限;产品隐含碳核算和碳价确定是技术难点问题。影响评估发现,欧盟CBAM将使我国受影响部门的对欧出口总额降低11%～13%,出口成本增加1亿～3.05亿美元,其中约四分之三的成本将由钢铁行业承担,对贸易隐含碳的下降作用有待进一步考量;此外,欧盟CBAM将会影响多边国际...     

固定源排污许可证监测管理制度研究

依靠排污许可证管理,固定源执行由行业排放标准为主正逐步过渡到"国家行业排放标准——单一源排放标准"双层排放标准,并以执行更全面和精准的单一源排放标准为主,对应的监测要求及考核方式更加多样化。对监测管理制度进行设计,明确固定源制定自行监测方案和守法监测的主体责任,厘清许可证核发部门、属地监测、执法部门的监管职责。系统设计"固定源制定并提交自行监测方案-核发部门审核-方案纳入排污许可证中成为规定-依规定自行监测和记录-固定源提交执行报告-监管部门审计式审核-执法监测和执法检查"的全过程管理机制,设计标准化的监管计划程序落实证后监管与执法监测,明晰监管部门的有限责任。     

4种动物养殖场空气中抗生素耐药菌的生物多样性及群落结构

动物集约化养殖场可向空气环境释放大量微生物,包括抗生素耐药菌甚至是耐药致病菌,危害动物和工人健康并污染周边空气环境.针对以上问题,本研究以四环素和红霉素耐药菌为例,对动物养殖场空气颗粒物负载抗生素耐药菌的生物多样性以及群落结构展开研究.基于高通量测序技术,对比分析动物舍内与舍外颗粒物,以及粪便样品中抗生素耐药菌的生物学差异,并研究驱动以上差异的关键菌属.结果表明,整体上养殖场空气颗粒物负载红霉素耐药菌的生物多样性高于四环素耐药菌,舍内空气颗粒物负载生物的多样性高于粪便样品.细颗粒物和粗颗粒物负载抗生素耐药菌的生物多样性和群落结构均无显著差异. Actinobacteria是导致红霉素耐药菌和其他细菌群落差异的关键菌门之一,Staphylococcus是四环素耐药菌群区别于红霉素耐药菌和全部细菌菌群的关键菌属之一.群落结构研究结果显示,四环素和红霉素耐药菌的优势菌群和群落结构没有显著差异.但粪便和空气颗粒物负载生物的群落结构在属水平上差异显著,优势菌门也有所不同.本研究结果将为准确评估动物养殖场空气环境中抗生素耐药菌污染现状及其生态风险提供基础数据.     

微孔TiO2负载Pt吸附强化矿化甲苯的性能

矿化效率不足是光催化技术应用于挥发性有机化合物（VOCs）净化的关键限制因素之一。为了提高VOCs的矿化效率,制备了高比表面（736 m2·g-1）微孔TiO2材料,以其为载体构建了微孔TiO2与Pt的吸附强化光催化二元结构体系。采用比表面积（BET）、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）等方法考察材料结构,并以甲苯为VOCs代表研究材料的吸附-光催化特性。结果表明,Pt修饰微孔TiO2表现出特异的吸附和催化能力,甲苯平衡吸附量和矿化效率分别是P25的3.8~4.1倍和2.6~2.9倍。微孔TiO2载体除了吸附强化作用外,其表面通过Pt修饰可产生大量表面羟基,从而利于Pt-TiO2的常温催化过程。     

双室微生物燃料电池重金属毒性传感器的研制

构建了双室微生物燃料电池（double microbial fuel cells,DMFC）型毒性传感器分别对Cr（Ⅵ）、Cd2+、Cu2+、Zn2+进行在线检测研究。通过对反应器进行优化,确定DMFC在外电阻为1 000 Ω时达到最大功率密度;外循环速率为0.933 4 mL·min-1时反应器运行较稳定。在最优条件下,通过监测铜离子来确定检测时间为60 min,清洗时间为10 min。在以上条件下进行重金属检测,结果表明4种重金属的检测范围分别为0.3~10、0.4~10、40~160、15~80 mg·L-1。抑制率可以用来验证反应器的可行性,检测范围内抑制率与重金属浓度呈现一定的线性关系,其相关系数分别为0.959 7、0.979 5、0.944 1、0.936 6。并可得到相应的线性方程,这些方程可用于验证DMFC-传感器的稳定性。选取检测范围内的浓度进行验证,结果表明4种重金属的相对误差均小于11%,传感器相对稳定并可长期运行。     

粪秆混合厌氧发酵渗滤床工艺的消化性能

以玉米秸秆-牛粪为原料,利用自行设计的渗滤床反应器（Leach bed reactors）,对比研究了渗透液回流喷淋时间、喷淋量、发酵温度及粪秆比4因素对原料物能转化率的影响。结果表明：发酵结束后罐内物料的TS浓度在13%~15%之间,属于高浓度发酵范畴;9样品产气峰值出现在发酵后的10~14 d,物能转化率排序为L6 > L2 > L9 > L7 > L1 > L8 > L4 > L5 > L3;TS产气率相对较高的共同特点主要为35 ℃中温、较高的渗滤液回流量以及较高的粪秆比。通过TS产气率的直观分析,4因素对实验结果影响大小排序分别为发酵温度> 粪秆比 > 喷淋量 > 喷淋时间间隔,得到的最佳工况参数为喷淋时间间隔2 h、喷淋量4 L、发酵温度35 ℃、粪秆比1∶1,此条件下得到的平均TS产气率为（98.4±3.5）mL·g-1。方差分析结果表明,发酵温度、粪秆比及喷淋量对产气结果影响极显著,为控制渗滤床发酵工艺的主要参数。     

不同阴离子下纳米TiO2催化臭氧化对溴酸盐生成的影响

为研究不同阴离子条件下纳米TiO2催化臭氧化（nano-TiO2/O3）过程对溴酸盐（BrO3-）生成的影响,本研究通过小试实验分别考察了不同浓度溴离子（Br-）、氯离子（Cl-）、碳酸氢根离子（HCO3-）、硫酸根离子（SO42-）和亚硝酸根离子（NO2-）对纳米TiO2催化臭氧化过程BrO3-生成的影响,并对不同阴离子条件下单独臭氧化（O3）过程和nano-TiO2/O3过程BrO3-生成情况进行对比。结果表明,不同Br-初始浓度下,相对于O3过程,纳米TiO2对BrO3-生成的抑制效果规律不明显;Cl-浓度从0增至150 mg·L-1时,纳米TiO2抑制率呈现先增加后下降的趋势;HCO3-存在的水体,投加纳米TiO2对BrO3-生成的抑制效能大大减弱;当SO42-初始浓度为0~90 mg·L-1时,相对于O3过程,nano-TiO2/O3过程BrO3-生成量减少了22.50%~68.77%;当NO2-初始浓度为0~1 mg·L-1时,相对于O3过程,nano-TiO2/O3过程BrO3-生成量减少了2.22%~68.77%。