上海早晨边界层的稳定度特征及其对PM2.5峰值浓度的影响

PM_2.5的峰值浓度一般出现在早晨,这是早晨高排放和低边界层共同作用的结果.早晨的边界层结构对PM_2.5峰值浓度及演变具有重要影响,但准确反演早晨较低的边界层高度存在很大困难.基于此,本文以上海为例,采用8：00的L波段气象探空数据,利用高分辨率的垂直风温资料计算总体理查逊数（Rf）来判定早晨边界层的稳定度.研究发现,上海早晨边界层的稳定度具有明显的季节差异,其中,11月、12月和1月基本为稳定边界层结构（SBL）,5—8月为对流边界层结构（CBL）.通过分析风温廓线发现,上海冬季早晨SBL存在明显逆温,高度约为100~200 m,平均逆温强度为2.4℃/100 m;而夏季早晨的CBL可发展至400~500 m.早晨PM_2.5峰值浓度随Rf的升高明显上升,SBL条件下的PM_2.5峰值浓度较CBL条件下偏高约20 μg·m^-3.2013—2017年上海早晨边界层的稳定度在春季和冬季呈波动上升的趋势,其中,2016和2017年的上升幅度尤其明显.2016、2017年春季的SBL频数较2013—2015年同期分别偏多12.5%、17.0%,冬季分别偏多10.8%、9.0%,而2016、2017年春季的PM_2.5浓度却分别下降11.00%、23.00%,冬季分别下降27.94%和34.38%,表明近几年上海早晨的PM_2.5排放强度明显下降.     

高硫抗生素废水连续处理系统的pH调控特征研究

以批量处理系统的pH调控特征为对照,研究了不同pH水平(7.0、5.1、4.1)对高硫抗生素废水微好氧连续处理效果和污泥中细菌和酵母菌含量的影响.结果表明,随着曝气柱pH水平的降低,高硫抗生素废水连续处理系统3阶段的COD去除率分别为53%、42%、45%,BOD5去除率分别为79%、58%、50%,污泥脱氢酶活性(TF/MLSS.t)分别为47 088、10 506、14 390mg/(g.h).扫描电镜和荧光原位杂交-流式细胞术联用技术检测结果表明,曝气柱pH值变化并不影响连续小试3阶段污泥中细菌与酵母菌含量,并且细菌始终占据优势地位(含量均达到98%以上).pH水平对高硫抗生素废水批量处理系统和连续处理系统的处理效果存在同样的影响,pH水平并不能作为高硫抗生素废水连续处理系统中细菌和酵母菌含量的调控手段.     

东北海伦地区农村地下饮用水硝态氮污染特征及其影响因素分析

地下水硝态氮污染已成为一个全球性的问题,直接影响到人们的生活用水和身体健康.通过对海伦地区157口农村饮用水井取样分析,探讨了该地区地下水硝态氮污染的时空特征及其影响因素.结果表明,地下水中硝态氮平均含量14.01 mg·L^-1,超标率（≥10.00 mg·L^-1）达到26.11%.地下饮用水硝态氮的污染表现出明显的空间分异特征,在空间上地下水硝态氮污染程度从高到低依次为中部漫川漫岗农业区、东北丘陵漫岗农业区,西南平川漫岗农业区.在此基础上,从水井本身性质和污染物来源两方面分析了地下水硝态氮污染影响因素.在水井本身性质方面,水井管道材料不同导致地下水硝态氮受污染程度不同,其中单节管道水井的污染程度显著低于多节管道,平均浓度分别为5.08、 32.57 mg·L^-1,超标率分布为12.26%、 82.35%;整个地区水井硝态氮污染程度与水井绝对深度无显著关系,但在28个同一取样单元,深水井污染程度显著低于浅水井,其中单节管深井、单节管浅井、多节管深井、多节管浅井的平均浓度分别为1.84、 12.02、 25.14、 45.61 mg·L^-1.分析污染物来源可以发现,污染程度较高的地区多处于氮肥施用量较高、户均家禽牲畜量较多的地区,表明地下水硝态氮污染与化肥施用量以及家禽牲畜排泄量呈一定的正相关关系.     

青岛市冬季降尘中重金属的形态分析及其环境风险评估

在2017年冬季采集青岛市交通区、居民区、高教区和工业区等功能区的降尘样品,研究了金属元素(Al、Fe、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn)的赋存形态和环境风险.结果表明,Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的平均含量为0.5、56.4、231.2、143.5、394.1 mg·kg~(-1),均超出了青岛土壤背景值,Cu的含量是背景值的12.8倍.Cd的可交换态(24.5%)和碳酸盐结合态(19%)所占比例较高,Pb、Zn的铁锰氧化态含量高,分别为23.7%、44.6%;Cu以有机态(70.2%)为主,Al、Fe、Cr、Pb金属主要赋存于残渣态中(46%—83%).功能区中的Cd、Pb、Zn的交换态和碳酸盐结合态以交通区和居民区比重较大,且与总量呈极显著相关(P0.01);Cu、Cr的可交换态在居民区和交通区含量较高,两种金属的碳酸盐结合态分别在工业区和高教区含量较高,Cu的可交换态与总量呈正相关(P0.05).风险评价编码法(RAC)表明降尘对环境构成的风险排序为CdZnPbCuCr,Cd在各功能区处于高风险,Pb和Zn属于中等风险,Cr属于低风险.Cu在工业区处于中等风险,在其他3个功能区处于低风险.     

低温下浮水植物型表面流人工湿地中有机氮的去除

在以有机氮(ORN)为主要氮组分的富营养化水体中,采用批量培养方式对比研究了水温为6.8～7.2 ℃时浮水植物系统(水葫芦和浮萍)、泡沫板系统(无生命覆盖系统)及空白系统(无覆盖物系统)中氮组分的转化与去除,并探讨了水温为9.5～13.1 ℃时水葫芦系统中不同起始ρ(COD_Cr) (27～148 mg/L)对污染物去除的影响. 结果表明:不同系统对比试验中,水葫芦和浮萍系统ORN的去除率分别为83%和63%,总氮(TN)的去除率分别为50%和59%,高于泡沫板系统(ORN去除率为39%,TN去除率为39%)和空白系统(ORN去除率为48%,TN去除率为43%),2种植物系统中COD_Cr的去除率分别为75%和54%,与空白系统(63%)相差不大,但高于泡沫板系统(38%). 随着起始ρ(COD_Cr)的提高,水葫芦系统中水体缺氧状况加剧,ORN去除率由85%下降到66%,同时TN去除率由19%提高至45%.      

低温下表面流人工湿地中氨氮型富营养化水体净化研究

以氨氮为主要氮组分的富营养化水体为研究对象,采用批量培养方式对比研究了6.8～7.2℃水温下浮水植物系统(2种水葫芦Eichhornia crassipes、浮萍Lemna minor)、泡沫板系统(无生命覆盖物系统)及空白系统(无覆盖物系统)的脱氮效果,并探讨了6.4～11.2℃水温下不同起始COD浓度(27～105 mg/L)对各污染物去除的影响.结果表明,溶解氧(DO)是影响NH₄⁺-N去除的关键因子之一,好氧时期各系统NH₄⁺-N去除率占整个时期NH₄⁺-N去除率的61%～88%.3种植物系统中NH₄⁺-N的去除率(45%～56%)普遍高于泡沫板系统(38%)与空白系统(38%),而TN和COD去除效果差异则与植物类型有关;随着水体中起始COD浓度的升高,系统中DO逐渐由好氧状态降至0,该结果对NO₃^--N去除率影响最大(去除率由67%上升至95%),而对其它水质指标(COD,TN,NH₄⁺-N)的影响相对较小.     

异极性荷电粒子的磁凝并系数建模分析

针对非磁性以及弱磁性的非金属粉尘磁凝并效果差的问题,首次提出了异极性荷电粒子在磁场洛伦兹力作用下凝并的方法。即带正负相反电荷的粒子以一定的速度进入磁场,在洛伦兹力的作用下,分别沿着不同圆周顺时针或逆时针的方向运动,从而碰撞凝并。建立了带电粒子在磁场洛伦兹力作用下凝并的数学模型,求出了凝并系数表达式。通过对凝并系数仿真分析得出:有外加磁场(磁感应强度为0.5 T)情况下的PM10的凝并系数比无外加磁场情况下的PM10凝并系数大33%左右。带电粒子的磁场凝并系数与磁感应强度、粒子粒径、气流速度成正相关,与粒子密度成负相关。