利用SPAMS研究上海秋季气溶胶污染过程中颗粒物的老化与混合状态

利用单颗粒气溶胶飞行时间质谱(SPAMS)于2011年11月11～18日在上海测量了气溶胶高污染过程中200 nm～2.0μm气溶胶的粒径谱及其化学组成.对气溶胶粒子的分类结果发现,灰霾天期间大气中主要存在OCEC、METAL、EC、SECONDARY和K-Na等5种气溶胶粒子,其粒子数分别占总数的27.4%、3.4%、7.3%、45.6%和5.4%,二次污染显著.观测得到的5类气溶胶颗粒中都包含18NH4+、80SO3-、96SO4-、97HSO4-、46NO2-、62NO3-、125H(NO3)2-等二次组分,说明灰霾天期间这些颗粒都经历了不同的二次过程或与二次组分进行了不同程度的混合,且随着灰霾的生成和发展,气溶胶不断老化,二次气溶胶粒子的信号迅速增强.OCEC粒子中97HSO4-的信号较强,说明SO2可能在气溶胶表面发生多相反应,同时因有机物的存在对气态硫酸参与气溶胶成核和增长起了重要作用,尤其是在严重污染的条件下,气态硫酸和有机蒸气相互作用可能加速了硫酸-有机颗粒物的形成.从气溶胶类型的谱分布可以发现,新鲜的EC气溶胶粒子排入大气后,其表面会不断附着18NH+4、80SO3-、96SO4-、97HSO4-、46NO2-、62NO3-、125H(NO3)2-等二次组分,EC颗粒在老化的过程中其类型逐步由EC气溶胶演变成二次气溶胶粒子.来自海洋的暖湿气流除了形成降水对气溶胶形成冲刷作用,使得二次气溶胶粒子和OCEC气溶胶粒子数明显降低以外,也将有机胺带入内陆,在清洁天气溶胶粒子中形成Amine粒子.     

嗜油菌NY3与土著菌FF生物强化降解石油烃的协同机理研究

优良菌与土著菌的相互作用关系是影响生物强化降解石油烃效果的关键因素。前期研究发现，嗜油菌NY3生物膜对2 g/L含油废水中石油烃的降解率可保持在83%～95%,处理阶段与恢复阶段生物膜上NY3菌及FF菌的生物量存在此消彼长的变化趋势，本文旨在探明该变化趋势的产生机理。研究结果表明：NY3菌对长链烷烃(C30～C34)的降解率高于FF菌，FF菌对中长链烷烃(C13～C29)、蒽、菲的降解率高于NY3菌；NY3菌在中性、弱碱性和低盐度环境下对石油烃的降解率高于酸性和高盐度环境，FF菌在中性、弱酸性、高盐度环境下对石油烃的降解率高于碱性和低盐度环境；NY3菌分泌的鼠李糖脂和绿脓菌素可促进FF菌的生长，但FF菌分泌的海藻糖脂可抑制NY3菌的生长。据此可知，NY3菌与FF菌能协同降解石油烃，但因胞外分泌物对NY3菌和FF菌的作用不同，致使NY3菌和FF菌的生物量出现此消彼长的变化趋势。     

近年山东德州PM2.5和O3相互作用的季节变化及其机理分析

为全面认识减排过程中华北平原城市大气复合型污染变化特征,本文利用最近6年(2017—2022)山东省德州市环境-气象监测资料,分析关键大气复合污染物PM_2.5和O₃的季节特征及其相互作用,探究东亚季风气候背景下冬夏季PM_2.5和O₃的相互作用机理.德州市近6年城市环境PM_2.5和O₃超标率分别为20.22%和23.56%,O₃污染凸显.环境大气PM_2.5和O₃在夏季表现为显著正相关,相关系数高达0.53(p<0.01),而冬季则呈显著负相关,相关系数为-0.30 (p<0.01),两者具有明显“夏正冬负”的相反季节变化特征.环境气象机理分析表明,夏季高温及强太阳辐射的气象条件促进光化学反应生成O₃,加大大气氧化性的增强二次颗粒物生成,导致PM_2.5浓度升高;冬季低温及弱太阳辐射气象背景下,高浓度PM_2.5的局地累积...     

2019年西安末场雾霾PM2.5生消扩散特征

为了探寻西安雾霾气溶胶典型生消扩散特征,对2019年最后一场雾霾(简称末场雾霾)开展了高分辨WRF-Chem(the Weather Research and Forecasting model coupled to Chemistry)模拟,并结合环境监测站监测数据、以及特殊观测数据(西安理工大学气象站、粒谱仪、太阳光度计观测等),对末场雾霾发生发展的气象条件与气溶胶条件进行了综合诊断,研究结果如下:①通过与观测数据对比表明,模式较好地再现了雾霾生命史(发生于12月20—25日,于23日上午发展为重度霾).②四川北部是此次雾霾的发源地,在雾霾形成初期,沿着低矮地势存在一条输送通道(青川县-康县-徽县-两当县-秦岭西部低矮地形与青藏高原东部山脉之间的豁口-宝鸡-西安).③特殊的地形使得西安易于滋养雾霾,而较大尺度的秦岭山脉并不能完全阻挡西安雾霾的形成与扩散.④通过对比2019年首、末两场雾霾,揭示了两场雾霾气溶胶的共性特征:雾霾天气背景下,PM_2.5的组份以有机碳为主(接近或突破40 μg·kg^-1);偏北风是西安雾霾消散的关键因子(底层持续6 m·s^-1以上的平均风速,即可以吹散雾霾),雾霾消散时先从底层开始消散.     

氨氮的浓度对短程硝化的影响及其动力学研究

通过模拟A/O污水处理工艺,文章研究了不同的进水氨氮(NH_4~+-N)浓度下,实现亚硝态氮(NO_2~--N)稳定累积的过程和机理,并对其进行反应动力学分析。结果表明,反应器进水NH_4~+-N浓度从40 mg/L开始,100、200、400、600、800 mg/L,最终浓度提高到1 000mg/L的梯度变化下,氨氧化速率的下降比率最高为36.4%、亚硝酸盐氧化速率的的下降比率最高为96.0%,对亚硝酸盐氧化菌活性抑制效果显著。1 000 mg/L进水NH_4~+-N浓度下NO_2~--N累积速率随溶解氧(DO)升高而提高,DO超过4.5 mg/L时NO_2~--N累积速率接近最大值,但结合实际经济效益与工程实践考虑DO取3.0～3.5 mg/L之间实现短程硝化效果最佳。使用莫诺模型拟合氨氧化菌(AOB)动力学行为,进水NH_4~+-N浓度从40 mg/L提高到1 000 mg/L,反应器最大NH_4~+-N比氧化速率由0.23 d~(-1)上升到0.74 d~(-1),AOB利用底物更快。     

华北南部冬季大气亚微米颗粒物数浓度变化

2018年1月华北平原经历了一段持续时间久、影响范围广和颗粒物浓度高的重污染时期.本研究通过SMPS+E扫描电迁移率粒径谱仪,选取华北平原南部某郊区点位,对此次重污染期间颗粒物数浓度粒径分布演化进行连续观测研究.结果表明,观测期间环境空气质量尤其是PM_2.5平均浓度为141.32 μg/m³.大气亚微米颗粒物数浓度主要集中在核模态和爱根核模态的超细粒径段（78.9%）,呈递减型单峰分布,颗粒物平均数浓度为83174cm^-3.重污染天时,核模态颗粒物数浓度明显增高,对应低风速（1.5±0.4）m/s、高相对湿度（90.8±4.5）%和低O₃浓度（15.8±8.3）μg/m³.48h后向轨迹显示,观测点位气溶胶主要受湖北省、陕西省和山西省临近省份的传输影响.潜在源贡献因子法和浓度权重轨迹表明,气溶胶潜在源区主要为本地源和观测点位以北的区域.     

基于随机森林与可变模糊集的城市洪涝脆弱性评估

洪涝灾害作为城市面临的重要自然灾害之一，对社会经济发展造成了重要的影响。首先从自然、经济、基础设施3个方面利用随机森林模型以数据驱动的方式筛选出了影响城市洪涝脆弱性的12项关键指标并据此构建了城市洪涝脆弱性评估指标体系。在此基础上，基于随机森林和熵权法计算指标体系权重，构建基于随机森林（RF）和可变模糊集（VFS）耦合的城市洪涝脆弱性评估模型（RF-VFS）。最后，以长江流域特大城市南京市为例，进行洪涝脆弱性评估，得到了影响南京市洪涝脆弱性的关键影响因素，并从完善城市洪涝管理政策、加强城市基础设施建设和防灾减灾应急措施3个方面提出了降低城市洪涝脆弱性的对策建议。结果表明：南京市洪涝脆弱性与汛期降雨量、硬地面积、地均GDP、城市道路网密度等指标呈较强关联；近20年南京市洪涝脆弱性等级呈上升趋势且高等级的年份出现频率愈加频繁，尤其是近5年洪涝脆弱性等级较高，研究结果与实际调研情况相符。该研究能为南京市相关管理部门加强洪涝管理和降低洪涝脆弱性提供决策参考，同时对其他城市的洪涝灾害管理也具有借鉴意义。     

不同作物原料热裂解生物质炭对溶液中Cd2+和Pb2+的吸附特性

选择由小麦秸秆、玉米秸秆和花生壳经350~500℃热裂解制成的生物质炭,研究生物黑炭对水溶液中Cd2+和Pb2+的吸附特性,分析了pH值、吸附时间、溶液初始质量浓度、生物质炭粒径和投加量对吸附效果的影响。结果表明:生物质炭对Cd2+和Pb2+的吸附约10 min即达平衡;3种生物质炭对Cd2+和Pb2+的等温吸附均可用Langmuir方程和Freundlich方程拟合,玉米秸秆炭对Cd2+和Pb2+的最大吸附量远大于小麦秸秆炭和花生壳炭;在生物黑炭投加量为150 mg(6 g.L-1)时,3种生物黑炭对溶液Cd2+的去除率均在90%以上,玉米秸秆炭对溶液Pb2+的去除率达90.30%,而小麦秸秆炭和花生壳炭的去除率仅为52%和47%,玉米秸秆炭有望成为处理重金属污染废水的新型吸附材料。     

生物膜处理高含油废水及膜表面微生物群落特性研究

利用单一铜绿假单胞菌NY3生物膜在敞开体系中（非无菌条件下）处理石油废水,结果发现,生物膜可高效率去除高浓度含油废水中的油类物质.在2g/L含油水样中,连续运行25d,石油烃去除率可持续保持约91.1%.停止进水后,曝气可使生物膜活性恢复.自然环境中,配伍于NY3菌生物膜中的微生物主要有芽孢杆菌、假单胞菌和红球菌属,其中在实验室能够培养出来的微生物经16SrRNA鉴定分别属于红球菌属和芽孢杆菌属,经检测,2株菌均有高的石油烃降解效率.     

318国道沿线芦山地震的震害特征与烈度区划探讨

针对318国道雅安市政府路段向西一直到二郎山隧道东端沿线两侧的芦山地震震害特征进行总结,并按照《中国地震烈度表》进行地震烈度区划,确定不同地震烈度圈的分界线。同时,将调查结果和中国地震局发布的四川省芦山"4·20"7.0级强烈地震烈度图进行比较。研究表明:318国道沿线地震烈度全部低于Ⅸ度,Ⅷ度区的边界以天全县始阳镇为界即往东约偏移3 km,Ⅶ度区的边界以天全县紫石乡为界即往东偏移约2 km,Ⅵ度区的边界以二郎山隧道东端为界即往东偏移约8 km。同时,根据不同地震烈度圈的分界线,结合微观震中的位置,采用椭圆拟合芦山地震各烈度的等值线,探讨不同地震烈度圈的长半轴、短半轴和面积等。