基于PMF模型及地统计的土壤重金属健康风险定量评价

为定量评估不同土壤重金属来源带来的人体健康风险差异,选取山东省章丘市为研究区,系统采集425处土壤样品,测定As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn共8种土壤重金属含量,采用描述性统计特征评估土壤重金属富集状态,进一步利用受体模型正定矩阵分解法（positive matrix factorization,PMF）和地统计技术确定土壤重金属的来源及分配,最后基于重金属来源构建健康风险定量评估模型.结果表明：①表层土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn含量均超出背景值,但未超出农用地土壤污染风险筛选值,表明土壤重金属出现一定的富集.②土壤重金属来源可分为3类,Cr和Ni的空间分布大致相当,且与风化母岩空间分布趋势相近,为自然来源,Cd、Cu和Zn受道路运输控制为交通来源,空间分布上受道路布局影响明显,Hg、Pb和As元素含量高值区与工业区城区分布相对应,工业排放和燃煤加剧Hg在土壤中的富集,属于工业来源,其来源占比最大约为41.85%,交通来源和自然来源分别为33.79%和24.36%.③不同种元素在手口、呼吸和皮肤接触暴露途径下产生的非致癌与致癌风险处于可接受范围内,儿童最大致癌（36.53%）与非致癌风险（36.01%）的重金属来源均为工业源,而交通源是成人的最大致癌（34.98%）与非致癌风险（37.06%）来源,重金属来源和暴露途径的差异化规避是降低重金属健康风险的关键.     

密云水库上游白河地表水质对不同空间尺度景观格局特征的响应

基于密云水库上游北京境内白河段9个监测断面的水质数据,利用多元统计分析方法分析不同空间尺度（100、200、300、500和1000 m）河岸带缓冲区土地利用景观格局特征与水质总氮（TN）和总磷（TP）的关联性,识别水质对景观特征响应的最佳缓冲区尺度.结果表明,密云水库上游北京境内白河周边土地利用景观格局对水质的影响随着河岸缓冲区不同宽度的变化而不同,在河岸小尺度缓冲区表现得更明显,对水质TN和TP空间分异解释的最佳尺度分别为300 m和100 m河岸缓冲区.300 m缓冲区尺度,耕地斑块密度和草地聚集指数是影响河流TN的主要指数.100 m缓冲区尺度,城乡居民点面积比例对河流TP影响显著.该研究表明,优化河岸缓冲区300 m宽度范围内的景观格局,特别是耕地和林草地的合理配置提高农业景观的连通性和聚集度以及岸边城乡居民点面积与污染物排放控制,对于改善北京境内白河段河流水质的生态功能和保障密云水库饮用水安全十分重要.     

嘉兴市城市河网区多环芳烃污染源解析及生态风险评价

为研究嘉兴市城市河网区水体中多环芳烃的污染水平和来源并进行生态风险评价,采用气相色谱-质谱法（GC-MS）对环境优控多环芳烃（PAHs）进行分析检测.结果表明,枯水期和丰水期分别检测出10种和16种优控PAHs,质量浓度范围分别为77.32~283.76ng ·L^-1和13.05~133.02ng ·L^-1,平均质量浓度分别为143.83ng ·L^-1和73.47ng ·L^-1;枯水期低环（2环和3环）占比79.18%,丰水期低环占比73.60%;嘉兴市河网区水体多环芳烃污染情况与国内外其他地区相比处于较低水平;采用同分异构比值法和主成分分析法进行污染来源分析,结果表明嘉兴市枯水期和丰水期河网水体中多环芳烃污染主要来源为城市面源污染、燃烧源以及交通污染源;Kalf风险熵值法评价结果表明,枯水期：萘（Nap）、苊烯（Acy）、二氢苊（Ace）、芴（Flu）、菲（Phe）、蒽（Ant）、荧蒽（Fla）、芘（Pyr）和苯并［a］蒽（BaA）以及∑PAHs为中等生态风险水平,丰水期：萘（Nap）、苊烯（Acy）、芴（Flu）、菲（Phe）、荧蒽（Fla）、芘（Pyr）、苯并［a］蒽（BaA）、苯并［b］荧蒽（BbF）、苯并［k］荧蒽（BkF）、苯并［a］芘（BaP）、茚苯［1,2,3-cd］芘（InP）和苯并［ghi］苝（BghiP）属于中等生态风险水平,∑PAHs为低生态风险水平;总体而言,嘉兴市河网水体中PAHs生态风险呈中等水平,有关部门需采取措施降低河网水体中PAHs的生态风险.     

高寒地区露天矿排土场稳定性分析研究*

为分析高寒地区露天排土场稳定性,以乌努格吐山铜钼矿排土场为工程背景,结合室内试验并利用GeoStudio及FLAC3D软件对边坡进行模拟计算分析,给出边坡治理有效措施。结果表明:前3次冻融循环对散体物料的抗剪强度影响显著,后期影响则趋于稳定;6个剖面的安全系数普遍大于1.2,在地下水的干扰下,各剖面安全系数普遍下降,尤其是剖面E-E,其安全系数低于1,存在滑坡风险;水对边坡的安全性影响较大,其次提出削坡治理及布置抗滑桩措施,当边坡角度削减至31°时,边坡的安全系数增至为1.383;抗滑桩增至8根时,安全系数增加至1.296,这些措施对边坡的治理皆起到积极作用。研究结果可为高寒地区矿山安全开采提供技术支持。     

加氢装置分液罐泄漏失效原因分析

针对某石油化工公司加氢装置中变气第一分液罐底部环焊缝周围产生多处裂纹而发生泄漏的事故,通过对该压力容器使用工作环境的工况调查、设备泄漏部位裂纹宏观分析、裂纹形态及断口理化金相分析、材质化学成分检测、焊接接头金相组织分析、材料拉伸力学性能试验和硬度测试等手段,综合分析裂纹产生的原因,得出初步结论,并提出改进建议。     

Seismic fragility analysis of a coupled tank-piping system based on artificial ground motions and surrogate modeling

The catastrophic consequences of recent NaTech events triggered by earthquakes highlighted the inadequacy of standard approaches to seismic risk assessment of chemical process plants. To date, the risk assessment of such facilities mainly relies on historical data and focuses on uncoupled process components. As a consequence, the dynamic interaction between process equipment is neglected. In response to this gap, researchers started a progressive integration of the Pacific Earthquake Engineering Research Center (PEER) Performance-Based Earthquake Engineering (PBEE) risk assessment framework. However, a few limitations still prevent a systematic implementation of this framework to chemical process plants. The most significant are: (i) the computational cost of system-level simulations accounting for coupling between process equipment; (ii) the experimental cost for component-level model validation; (iii) a reduced number of hazard-consistent site-specific ground motion records for time history analyses.In response to these challenges, this paper proposes a recently developed uncertainty quantification-based framework to perform seismic fragility assessments of chemical process plants. The framework employs three key elements: (i) a stochastic ground-motion model to supplement scarcity of real records; (ii) surrogate modeling to reduce the computational cost of system-level simulations; (iii) a component-level model validation based on cost-effective hybrid simulation tests. In order to demonstrate the potential of the framework, two fragility functions are computed for a pipe elbow of a coupled tank-piping system.     

The effect of barriers on reducing thermal heat fluxes from a hydrocarbon pool fire

The radiant heat flux from a pool fire is frequently calculated using the solid flame model, where the flame envelope is approximated as a stationary cylinder whose surface emits thermal radiation at a constant rate. Radiant heat flux calculations using the solid flame model assume the target to be at a given elevation, typically at ground level, and to have an unobstructed view of the fire. The presence of obstacles (e.g., walls, buildings, etc.) or terrain features that would create shaded areas and provide shielding of a target from the fire is typically neglected in these calculations: this is a conservative approach, but it is not accurate. This paper presents a methodology to utilize the solid flame model to calculate the heat flux to a target while taking into account the presence of an obstruction between the target and the fire. The shielded solid flame method can quantitatively account for the presence of obstacles as a passive mitigation measure and allows project developers or designers to optimize their facility layout to meet safety requirements. The methodology presented in this paper uses the same correlations found in currently used solid flame models (e.g., LNGFIRE3), therefore, it remains consistent with current regulatory requirements for LNG facilities in the U.S.     

排土场稳定性影响因素显著性研究

为提升排土场稳定性,以某露天煤矿排土场为例,结合正交试验和强度折减法,开展排土场稳定性影响因素显著性研究。通过分析资料与野外调研,厘定典型排土场稳定性诱发因素,构建排土场真三维地质模型,反演验证和分析排土场的岩土体参数和变形规律特征,得出排土场边坡内部应力和位移的变化特征以及塑性破坏区分布范围;以真三维网格模型中最危险截面为依据构建理想模型,设计正交试验模拟方案并开展数值模拟,对模拟结果进行方差分析,寻求显著影响因素。研究结果表明:台阶数量、台阶高度、气象水文和台阶角度等对排土场稳定性的影响为极显著;台阶宽度对排土场稳定性的影响为显著。     

地铁区间隧道竖井送风有效风量研究*

为得到地铁区间隧道竖井送风有效风量的无量纲计算模型,通过推导地铁区间隧道竖井送风有效风量的无量纲公式,并采用数值模拟方法明确竖井送风有效风量与火源功率、火源距离、阻塞比和竖井送风量之间的量化关系。结果表明:火源功率、火源距离与竖井送风有效风量之间不存在函数关系;阻塞比对竖井送风有效风量影响显著,随着阻塞比的增大,有效风量逐渐减小,单侧列车停靠时,无量纲有效风量Qe*与阻塞比β呈-1.08次方减小关系,两侧列车停靠时,无量纲有效风量Qe*与阻塞比β呈-0.22次方减小关系;有效风量随竖井送风风量的增大逐渐增大,且有效风量增大比例高于送风风量,单侧列车停靠时,无量纲有效风量与无量纲送风风量呈1.11次方增大关系,两侧列车停靠时,无量纲有效风量与无量纲送风风量呈1.07次方增大关系。     

软岩隧道塌方事故致灾因素耦合分析*

为减少专家主观判断对软岩隧道塌方事故评估的影响,提出1种从事故出发逆推分析事故致灾因素耦合机制的方法。基于142个隧道施工塌方事故案例,系统总结隧道塌方事故致灾因素,对塌方事故的致灾因素出现频率进行排序;从致灾因素之间关联耦合关系出发,结合隧道施工塌方事故的多因素耦合致灾机理,研究隧道塌方事故产生过程的多因素耦合路径和耦合过程;采用N-K耦合模型开展隧道塌方事故多因素耦合路径下的耦合关联值评估,并对耦合关联值进行排序从而找到控制塌方事故发生的致灾因素组合。结果表明:除4个主要致灾因素的全耦合外,围岩岩性-降雨-地下水的耦合关联值是洞身段中最大值,为17.79%,围岩岩性-偏压-地下水的耦合关联值是洞口段中最大值,为24.02%;洞身段的围岩岩性-地下水因素和洞口段的围岩岩性-偏压因素分别对耦合关联值大小起决定影响;耦合关联值不具备叠加效应,2因素耦合关联值可能比3因素耦合关联值更大。研究结果可为提高隧道事故分析与安全防控提供科学依据。