基于盲数理论的南淝河水环境容量核算研究

根据南淝河的水文资料,从水环境系统多种不确定性共存的角度,运用未确知数学中有关盲数理论对南淝河主要污染物COD、NH3-N进行环境容量的计算.将南淝河划分为四个计算单元进行水环境容量的计算,并结合污染物实际排放量计算出削减量.结果表明:南淝河COD、NH3-N的环境容量分别为48 201.63 kg/d和1 259.59 kg/d,总削减分别为43 517.41 kg/d和4 898.46 kg/d.南淝河水环境容量的确定,为南淝河水污染控制的管理和决策提供科学的依据.     

乙丙橡胶热带雨林环境储存寿命预测研究

目的预测乙丙橡胶在我国热带雨林环境下的库内储存寿命。方法通过定期检测乙丙橡胶在西双版纳试验站库内储存时自由状态下的力学性能和受力状态下的压缩永久变形,压缩永久变形在储存过程中表现出较为明显的变化趋势,以压缩永久变形作为乙丙橡胶热带雨林储存时的寿命预测指标较为合理。结果在储存过程中,乙丙橡胶材料的压缩永久变形与老化时间符合幂函数关系,通过对样品的压缩永久变形数据进行处理,获得乙丙橡胶的性能变化速率常数和老化试验常数,用二分法确定老化的特征常数,建立了乙丙橡胶在西双版纳环境库内储存受力状态下的老化寿命方程。结论通过回归效果检验,老化寿命方程具有显著的回归效果。误差分析表明,老化寿命方程具有较高的可信度,可以用来预测乙丙橡胶在西双版纳实际储存时的性能变化。     

结合GIS数据对合肥市大气污染状况的初步数值模拟研究

应用WRF-SMOKE-CMAQ模式结合地理信息系统(GIS),数值模拟研究了合肥市大气污染状况.在排放处理过程中,安徽省统计类面源排放采用GIS工具进行空间分配,并收集重点企业排放数据,以点源形式导入数值模型中,驱动多尺度空气质量模式CMAQ模拟合肥2014年12月大气污染现状.结合合肥市环境空气质量站点PM_(2.5)、NO_2日均浓度和小时浓度对比验证表明:1采用GIS数据空间优化获得的统计类排放面源较合理地呈现相关联排放的地理特征.2当前模式系统可以较好地模拟出2014年12月合肥市PM_(2.5)污染物变化特征,尤其是12月20日—26日PM_(2.5)污染累积和消散过程,站点的模拟实测两倍因子在63%~77%之间,合理反映出当月合肥市区PM_(2.5)污染状况.3模式对于NO_2模拟,在部分区域具有较好的模拟效果,但在部分区域模式只能模拟出NO_2大致变化趋势;所有有效站点的比对结果平均偏差为21.92μg·m~(-3),整体存在偏高现象;有40%站点FAC2在73%~88%之间,除个别观测数据异常较多站点外,其他站点FAC2在50%左右,这种差异是由于模式网格分辨率较低、排放源分配及站点选取引起的.     

DMDF模式下冷却水温度对发动机燃烧与排放特性的试验研究

在一台增压中冷的电控单体泵柴油机上采用柴油/甲醇二元燃料燃烧(Diesel/Methanol Duel Fuel, DMDF)模式,在重型柴油机常用的A50工况下,通过改变冷却水温度,对各替代率工况下的燃烧特性、排放特性及经济性进行了初步实验探索.实验结果表明,在各替代率工况下,提高冷却水温度,可导致滞燃期缩短,燃烧始点前移,预混燃烧与扩散燃烧占比出现转变,总放热量变化不大.上止点附近缸压有所降低,最高燃烧压力出现小幅度增大.燃烧持续期在替代率为40%左右时变化趋势不同,CA50在替代率为30%、冷却水温度为90℃时最接近上止点.双燃料模式下,随冷却水温度升高,NO_x与CO排放变化并不明显,甲醛与甲醇排放不断降低,且降低幅度不断增大,当量比油耗有所降低.     

北京夏季近地面臭氧及其来源的数值模拟研究

高浓度的近地面臭氧一直是北京夏季面临的主要污染问题,本文利用自主发展的空气质量数值模式WRF-NAQPMS(Weather Research and Forecasting Model-Nested Air Quality Prediction Modelling System)以及生物源排放模式MEGAN(Model of Emission of Gases and Aerosols from Nature),数值模拟了2017年6月华北区域臭氧的时空分布,评估了生物源排放可挥发有机物对臭氧的影响,并对北京臭氧的关键源区和形成时间进行量化解析.结果发现:NAQPMS (Nested Air Quality Prediction Modelling System)模式合理再现了北京及其周边臭氧的时空演变规律,特别是生物源的加入有效改善臭氧浓度的模拟效果.生物源对北京6月臭氧浓度月均值的贡献为4%～6%,对最大1小时浓度的贡献最高可达8%以上.源解析结果发现,本地当天排放的臭氧前体物对北京城区浓度影响最大,对最大1小时浓度和8小时移动平均浓度的贡献达到50.2%和45.4%,远高于1～2天前排放污染物的影响.河北对北京的影响主要集中在当天和1天前排放的污染物,对最大1小时浓度的贡献分别为7.9%和6.5%.河南和山东对北京城区最大1小时浓度的贡献较小,分别为2.4%和3.7%,且主要为1～2天前排放的污染物在区域输送过程中的化学反应所贡献.对于北京区域平均来讲,本地的贡献率较城区明显偏小,河北的贡献显著增加,这也说明北京市臭氧来源的空间不均匀性较大.北京地区生成的臭氧沿怀柔区向北输送,到达承德市西侧,对月均值的贡献达到20～30μg·m~(-3).     

基于气象条件指数的我国重点区域PM2.5和臭氧复合污染气象影响评估

气象条件变化对复合污染的发生发展起重要作用,基于PM_2.5和O₃不同的污染形成机制,利用污染气象长期观测数据,分别采用统计运算和深度学习方法,构建了PM_2.5和O₃气象条件指数,形成以气象条件指数开展区域大气复合污染气象特征和影响贡献的研究方法,并对剔除区域气象差异影响的污染分布与变化进行了量化分析.结果表明,2021年夏季我国中东部重点区域污染气象条件整体上呈北差南优(指数：“2+26”城市>苏皖鲁豫交界>长三角地区),6月最差、 7月最好的分布特征,当区域内城市PM_2.5气象条件指数>30且O₃气象条件指数>100时,“双高”污染开始出现,随O₃气象条件指数增大,“双高”频率不断升高;与上年同期相比,各地区ρ(PM_2.5)受气象条件改善影响分别降低3.9、 3.3和1.4μg·m^-3,平均占到各地ρ(PM_2.5)降低的58.5%,O_...     

沈阳市老城区表层土壤重金属分布特征及风险评价

以沈阳市老城区表层土壤为研究对象,共设置了10个采样点采集表层土壤样品。通过火焰原子吸收分光光度法和原子荧光法测定土壤样品中Zn、Cr、Ni、Pb、Cu、As、Cd元素的含量,分析了其分布特征,并使用单因子污染指数法、潜在生态危害和人体暴露风险评价模型评价了环境风险及人体暴露风险。结果表明:除As外,其他6种重金属平均含量均高于沈阳市土壤背景值,其中,金属Zn、Cd和Pb的平均含量分别是土壤背景值的3.45,3.03,2.67倍;单因子污染指数法结果表明:除As处于清洁状态外,其余元素均有不同程度的污染,尤其是Zn和Cd已达到重度污染;潜在生态风险指数评价结果表明:Cd的生态风险程度达到较强危害,其余都属于轻度潜在生态风险,城市总潜在生态风险指数RI=44.28,处于潜在中等生态危害;人体暴露风险评价结果表明:儿童的日平均暴露量和非致癌风险均高于成人,但总非致癌风险未超过1,致癌风险值也较低。     

高效接触氧化-分段进水A/O工艺处理咖啡因生产废水的中试研究

采用"高效接触氧化-分段进水A/O"工艺处理咖啡因生产废水。结果显示:在中试实验条件下,该技术对咖啡因生产废水具有良好的处理效果,出水ρ(COD)<300 mg/L,去除率达85%以上;出水ρ(NH_3-N)<30 mg/L,去除率达90%以上。整套工艺对进水具有较强的耐冲击负荷能力,可适应高盐度、高有机氮废水,具有较好的经济效益。     

被动采样法表征降水离子浓度和通量的局限性

降水(湿沉降)是大气污染物进入地表环境的主要途径,由于传统的被动采样法易受到颗粒物和气体干沉降的干扰,而采集到的混合沉降样品不能科学表征降水化学组成,也不能准确量化湿沉降通量,因此目前正逐步被主动采样法所取代. 采用主动和被动2种采样法同步采集了降水样品,以考察被动采样法表征降水离子浓度和通量的适用性. 结果表明:被动采样法采集的降水样品中离子浓度明显偏高,其中ρ(NO₃-)、ρ(Mg2+)、ρ(Ca2+)、ρ(K+)、ρ(Cl-)、ρ(SO₄2-)、ρ(Na+)和ρ(NH₄+)分别比主动采样法高65%、58%、43%、41%、35%、26%、10%和9%. 受大气污染物干沉降影响,被动采样法获得的NO₃-、NH₄+和SO₄2-混合沉降通量分别比主动采样法获得的湿沉降通量高79%、18%和35%,差异最显著的是NO₃-. 被动采样法可以收集氮和硫的湿沉降,但不能有效捕获二者以颗粒物和气体形式发生的干沉降,对二者沉降总通量(干沉降通量+湿沉降通量)低估达39%〔23 kg/(hm2·a)〕和40%〔20 kg/(hm2·a)〕. 因此,鉴于大气污染形势日趋严重,污染物的干沉降作用凸显,被动采样法已难以准确测算污染物从大气向地表的沉降总通量,需要全面考虑细颗粒物(粒径≤2.5 μm)和气态物种(如HNO₃)的贡献.      

天津重污染期间大气污染物浓度垂直分布特征

利用天津气象局255 m铁塔垂直4层观测平台(高度分别为3、40、120和220 m),对各层大气中的NO_x、O₃、SO₂浓度(均以φ计)和PM_2.5浓度(以ρ计)进行了连续观测,结合同步气象要素分析了2010年10月3—11日天津发生的一次重污染事件.结果表明:在此次重污染事件期间,一次及二次污染物浓度的垂直梯度变化差异显著,φ(NO)、φ(NO₂)和ρ(PM_2.5)随高度上升而降低,φ(NO)在3～120和120～220 m的递减率分别为58.0%和8.5%,ρ(PM_2.5)在3～220 m递减率为13.0%;而φ(O₃)和φ(SO₂)平均值却随高度的上升而增加,其中φ(O₃)在3～40、40～120和120～220 m的增长率分别为108.0%、19.1%和56.4%,φ(SO₂)在3～220 m的增长率为25.0%. NO_x主要来源于局地近地面污染源的排放;SO₂主要来源于高架点源的排放,O₃则来源于局地光化学过程积累;PM_2.5受局地排放源和光化学过程的双重影响,垂直梯度变化最不显著. 不利于扩散的气象条件使以局地排放为主的污染物积累升高及其伴随的光化学反应造成了天津此次重污染事件.