常州市臭氧污染传输路径和潜在源区

利用NCEP全球再分析资料和HYSPLIT4模式,计算了2013—2015年常州市臭氧(O_3)超标日的气流后向轨迹。结合聚类分析方法和常州市PM2.5、PM10、SO2、NO2、O_3数据,分析了O_3超标日不同类型气团来源对各污染物浓度的影响,并利用引入权重因子后的潜在污染源贡献函数分析了影响常州市O_3超标的潜在污染源区分布特征。结果表明:常州市O_3超标期间易受到东南和西南方向气流影响,其中从东海和黄海途经浙江东北部、上海、江苏南部等地的东南气流占比达50%以上。自内陆途经黄山-湖州-宜兴到常州的气流对应的O_3平均质量浓度最高,为116μg/m3。自山东经枣庄-宿迁-淮安-泰州-苏州-无锡到常州的气流对应的O_3平均质量浓度最低,为78μg/m3,但该气流对应的SO2和NO2平均值为各聚类中的最高。影响常州市O_3的潜在污染源区主要在常州周边200 km以内的区域,且集中在从南京至上海的长江下游沿线区域和杭州湾区域;其中太湖湖区为重点污染源源区之一。O_3超标日影响常州NO2的潜在污染源区主要集中在江苏南部、浙江东北部和上海3个区域,太湖周边的常州、无锡、苏州和湖州等几个临近城市为潜在的重点污染源区。与影响常州O_3的WPSCF高值区相比,影响NO2的高值区分布范围更大、距离更远。影响常州O_3的潜在污染源区分布,与长江三角洲地区人为源大气污染物的高排放区域较为一致,说明长江三角洲地区的O_3污染与本区域的人为源大气污染物排放有着极为密切的关联。     

基于聚类与统计分级的河北省气象灾害综合区划研究

传统的气象灾害区划方法过于依赖专家经验。因此，该文探索基于聚类与统计分级方法，由计算机独立完成区划的技术。以河北省暴雨洪涝、冰雹、大风等9种气象灾害为例，通过K均值聚类的方法实现了全自动的区域划分，将河北省气象灾害综合区划分为6个区，并对比了不同单灾种危险性分级对最终区划的影响，基于分位数法得到的区划方案最优，其各个区域的分布与历史灾情分布较为一致。     

基于"成本-能力-能效"的长江经济带城市韧性评估

通过构建城市韧性"成本-能力-能效"的评估模型,综合运用熵值法、主成分分析法、SBM模型、探索性空间数据分析和K-means聚类方法,对长江经济带126个城市的韧性进行综合定量评估,归纳总结城市韧性模式和聚类特征,并运用GWR模型分析影响韧性能力的成本因素,探究韧性效率的驱动机制.研究表明:(1)分维度来看,核心城市呈现韧性成本和韧性能力的"双高",韧性效率则由非核心城市引领.从均衡的角度来看,韧性成本、韧性能效具有明显的水平层级性,而韧性能力在城市间的分野相对不大.(2)综合来看,韧性成本和韧性能力随城市规模的扩张而逐渐增加,而韧性效率逐渐衰减;韧性模式具有明显的上中下游区际差异性:上游地区表现为"低耗低能高效",中游地区"低耗低能中效",下游地区为"高耗高能低效";韧性的空间联系兼有核心城市垂直极化和一般城市扁平抱团.(3)从机制看,全社会用电量、建成区面积和科技支出是影响城市韧性能力的主要成本因素,不同韧性模式的城市具有差异化的主控因素.研究对于完善城市韧性评价体系、丰富城市韧性评估视角和推动城市韧性建设具有重要的现实意义.     

聚硅酸钛制备及其助凝特性

采用在活化硅酸制备过程中加入适量Ti Cl4的方法,试制了一种新型无机高分子助凝剂—聚硅酸钛。研究了不同[Si]/[Ti]条件下制备的聚硅酸钛在固定p H值的水中分散物的粒径和Zeta电位随着活化时间的变化趋势,并与活化硅酸作比较。结果表明,在Si/Ti=20,活化48 h的条件下能制备出较为稳定的聚硅酸钛。与活化硅酸相比,聚硅酸钛在水中的分散物具有较大的粒径和更高的Zeta电位。通过对比制备的活化硅酸和聚硅酸钛的红外图谱发现,聚硅酸钛中有TiO-Si键,证明钛离子参与了聚合反应,新生成的化学键提高了它的聚合度和稳定性。采用硫酸铝为混凝剂,聚硅酸钛为助凝剂进行混凝除浊实验。测定了絮凝体的Zeta电位和混凝沉淀后的上清液浊度,研究了硫酸铝投加量和混凝p H对聚硅酸钛助凝效果的影响。结果表明,投加适量的聚硅酸钛助凝剂,明显提高了混凝除浊效果且拓宽了有效混凝p H值的范围。     

我国东部轻度富营养化湖泊（元荡湖）介形类组成及其生态意义

元荡湖是我国东部平原的一个浅水湖泊，原系淀山湖的一个湖湾，后因芦滩封淤而成，其形成历史短，是探讨动物类群组成与湖泊生态系统演化间关系的理想场所。近年由于人类活动频繁，该湖已处于轻度富营养化状态。研究首次对该湖泊中的介形类进行了研究，共发现9种，它们分别是Cypretta turgida、Cypria kraepelini、Cypridopsis vidua、Cypris subglobosa、Dolerocypria taalensis、Fabaeformiscandona myllaina、F. subacuta、Fabaeformiscandona sp.和Ilyocypris salebrosa。这些介形类均非地方性物种，且都对生态环境有较强的耐受性。结合元荡湖母体湖泊-淀山湖水动力大、无介形类生存的实际情况，研究认为元荡湖中的介形类应由周边迁移而来，且其组成已受到人类活动的干扰。优势度（Y）分析结果也显示，C. kraepelini、F. myllaina、F. subacuta和Fabaeformiscandona sp.共4种出现频率相对较高的介形类中，以富营养化指示物种C. kraepelini的优势度最高。而典型对应分析结果（Canonical correspondence analyses，CCA）发现，自然环境因素水深仍是影响介形类分布的主要环境因子，其次是总氮、叶绿素a、水体透明度和溶解氧。通过分析介形类动物的生活习性和摄食方式发现，元荡湖的介形类分属于底栖动物栖息类型中的游泳型（如C. kraepelini和C. vidua）、攀爬型（如C. subglobosa和C. turgida）和蔓生型(其他5种)，其中蔓生型介形类占比最高，达56%，这也解释了为什么在元荡湖这样一个浅水湖泊中水深却成为影响介形类分布的主要环境因素。总结发现，元荡湖中的介形类组成和丰度分布受到湖泊形成时间的长短、自然环境因素和人类干扰等方面的共同影响，这为今后深入开展介形类组成与湖泊演化间的关系提供了理论证据。此外，研究首次报导了F. myllaina在中国的分布。 关键词： 元荡湖；介形类；水深；人为干扰；优势度Y；栖息类型     

CaO2及H2O2类Fenton降解土壤石油烃污染

采用H_2O_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸类Fenton体系和CaO_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸类Fenton体系修复土壤石油污染,考察了氧化剂种类、氧化剂投加量、 Fe(Ⅲ)浓度和柠檬酸浓度对柴油降解效果的影响,并进一步研究比较了CaO_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸和H_2O_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸2种修复方式对土壤原著微生物群落变化及豌豆植株生长所带来的生态毒性效应。单因素实验结果表明:在其他条件相同的情况下,CaO_2类Fenton降解柴油效果优于H_2O_2类Fenton降解效果;柴油降解率随着氧化剂投加量、Fe(Ⅲ)和柠檬酸浓度的增大呈现先增后降的趋势。当CaO_2浓度为166.67 mmol·L~(-1)、Fe(Ⅲ)浓度为27.78 mmol·L~(-1)、柠檬酸浓度为27.78 mmol·L~(-1)时,反应24 h后,土壤中柴油降解率达到44.14%。生态毒性实验表明:CaO_2类Fenton处理后土壤微生物群落的丰富度和多样性指数均有所提高,H_2O_2类Fenton处理后均有所降低,2种处理方式均在不同程度上改变了土壤微生物群落的优势菌门构成;CaO_2及H_2O_2类Fenton处理均抑制了豌豆植株的生长,发芽率、植株干重、株高、叶绿素含量等测试指标均下降,其中H_2O_2类Fenton处理的抑制效果更为明显。进一步分析可知,CaO_2类Fenton处理技术比H_2O_2类Fenton处理技术更适用于石油污染土壤修复。     

基于特征显著性的地震灾害发生后建筑物裂缝智能检测模型

由于地震灾害发生后建筑物表面具有多纹理性、多目标性特征，导致现有的建筑物裂缝智能检测方法已经不能满足检测需要。为了提高检测效果，该文设计提出基于特征显著性的地震灾害后建筑物裂缝智能检测方法。建立压缩感知去噪框架，通过图像重构消除震后建筑裂缝图像噪点。采用FCM聚类分割法对去噪图像进行分割，引入灰度直方图作为灰度级的模糊聚类样本点，利用灰度样本完成图像聚类。基于人眼视觉特征，对图像背景区域重新划分，完成图像边缘检测。基于提取的二值化图像确定裂纹特征，根据特征值范围确定裂缝种类实现震后建筑裂缝检测。     

赤泥制备含钛聚硅酸铝铁及亚甲基蓝溶液的混凝脱色

以拜耳法赤泥为原料、Na Cl为助溶剂,采用酸浸法溶出赤泥中的铁、铝元素,再与硅酸钠、硫酸氧钛反应制备出高效混凝剂含钛聚硅酸铝铁(T-PSAF),并将其用于模拟亚甲基蓝印染废水的脱色。实验结果表明:在硫酸浓度为8 mol/L、液固比(硫酸体积与干赤泥质量之比)为14 m L/g、酸浸温度为80℃、酸浸时间为80 min、Na Cl加入量为0.10 g/g(以干赤泥计)的优化酸浸条件下,铁、铝的浸出率分别为88.25%和73.21%;在n(Fe+Al)∶n(Ti)∶n(Si)=0.3∶0.3∶1、熟化p H为4~5、熟化时间为2 h、混凝剂加入量为25 m L/L的优化混凝条件下,初始亚甲基蓝质量浓度为10 mg/L的废水的脱色率可达87.1%,而当初始亚甲基蓝质量浓度增至150~200 mg/L时废水脱色率可达99%以上。     

MFC-电催化膜反应器中PPy-PVDF/碳纤维膜的污水处理性能

为解决膜分离技术在水处理中存在膜污染和高能耗的问题,通过电氧化聚合法将聚吡咯(polypyrrole,PPy)沉积在PVDF/碳纤维膜上,制备高活性的PPy-PVDF/碳纤维膜;研究不同沉积时间对电催化膜催化活性的影响及微电场环境对PPy-PVDF/碳纤维膜污染的影响;并构建MFC-电催化膜反应器,测试反应器在处理污水时的产能效果。结果表明,恒电位(0.8 V)聚合10 min时,PPy10-PVDF/碳纤维膜的催化活性最高,PPy的最佳沉积密度为0.75 mg·cm-2。抗污染通量测试结果表明,在0.4 V·cm-1的微电场下,PPy10-PVDF/碳纤维膜的稳定通量(317 L·(m~2·h)~(-1))比无电场时(212 L·(m~2·h)~(-1))提高了约49.5%,说明MFC-电催化膜反应器中的微电场可以有效减缓膜污染。在MFC-电催化膜处理污水的过程中,反应器对COD去除率高达96%以上;反应器产能最大功率密度为166 mW·m-3,与空白PVDF/碳纤维膜(产能密度为99 mW·m-3)相比提高了约67%。PPy10-PVDF/碳纤维膜在MFC-电催化膜反应器表现出较高的污染物去除率、能源回收效率及对膜污染的有效控制。     

二乙烯三胺改性聚多巴胺包覆硅胶吸附日落黄

采用二乙烯三胺(DETA)改性聚多巴胺(PDA)包覆硅胶(SG)得到吸附剂SG@DETA/PDA。通过FTIR、SEM和氮气吸附-脱附等技术对SG@DETA/PDA进行了形貌和结构表征,并考察了其对阴离子染料日落黄的吸附性能。表征结果显示,SG@DETA/PDA表面有PDA微球团聚形成的较为致密的包覆层,其比表面积和孔体积均比吸附剂SG@PDA有小幅提高。实验结果表明:SG@DETA/PDA吸附日落黄的最佳工艺条件为溶液p H 2.0、吸附时间2.0 h、初始染料质量浓度150 mg/L,在上述最佳工艺条件及298 K温度条件下SG@DETA/PDA对日落黄的吸附容量为175.56 mg/g。SG@DETA/PDA吸附日落黄的过程可以分别用准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程很好地拟合,该吸附过程主要是通过静电作用的单分子层吸附,是一个吸热自发的熵增过程。