基于WRFDA-Chem的中国大气成分数据再分析方法研究

大气成分数据是开展空气质量预报、认识大气污染形成机理、评估空气污染各种效应的基础,而融合了模式结果和观测资料的大气成分再分析数据则有更广泛的应用价值.本文基于WRFDA-Chem空气质量模型和三维变分同化技术,逐时同化地面站点污染物浓度观测资料 （包括PM_2.5、PM₁₀、O₃、SO₂、NO₂及CO）,建立了大气成分数据再分析的方法.以2019年7月和12月为例,构建空间分辨率为10 km、时间分辨率为1 h的全国大气成分再分析数据,并对该方法的性能进行了检验.结果表明,经过再分析后的大气成分数据的时间变化趋势和空间分布得到显著改善,其中,7月PM_2.5 和O₃的平均偏差分别降低了55%和39%,相关系数分别提升了77%和7%,达到0.80和0.98;12月PM_2.5 和O₃的平均偏差分别降低了55%和68%,相关系数分别提升了58%和13%,达到0.98和0.98.综合而言,基于WRFDA-Chem逐小时同化全国站点空气质量监测资料,能够得到高时空分辨率的大气成分再分析数据,可以为认识我国大气污染的演变特征和制定科学的管控措施提供有效支撑.     

西南喀斯特山区寿竹林地土壤微生物量与酶活性在不同坡位和剖面层次的分布特征

以重庆市梁平县城东乡云佛村寿竹(Dip)林地为研究对象,分析了不同坡位[上坡(US)、中坡(MS)、下坡(BS)]和剖面[表层(0~15 cm),底层(15~30 cm)]土壤微生物量碳、氮(SMBC、SMBN)、微生物碳熵、氮熵(qMBC、qMBN)、土壤过氧化氢酶(CAT)、碱性磷酸酶(ALK)、脲酶(URE)、蔗糖酶(INV)之间的关系.结果表明,在不同坡位下,表层土壤SMBC、SMBN、qMBC、qMBN、CAT和INV表现为BS>MS>US,ALK呈BS>US>MS,URE呈MS>US>BS;底层土壤SMBC和qMBC呈MS>BS>US,SMBN、qMBN、CAT、ALK、URE和INV呈BS>MS>US.在不同土壤层次下,SMBC、SMBN、CAT、ALK、URE和INV均表现为表层>底层;qMBC和qMBN表现为底层>表层.相关分析表明,不同坡位和剖面层次土壤微生物碳氮与土壤酶活性、含水率之间均存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)相关.从回归分析得出的2个方程可知,SMBC随着土壤CAT和ALK的增加而增加,随着pH的增大而减小;SMBN则随着INV和ALK的增加而增加.     

深圳市餐饮油烟醛酮类化合物污染特征研究

餐饮业的快速发展加剧了城市大气污染程度.对深圳市粤菜馆、茶餐厅、西餐厅、湘菜馆4种餐馆及职工食堂排放的醛酮类化合物进行采样分析,并研究其组分特征、大气化学反应活性及排放因子.结果表明,职工食堂醛酮类化合物的基准风量排放浓度最高(742.28μg·m~(-3)),茶餐厅最低(30.49μg·m~(-3)).OH消耗速率法(L_(OH))和臭氧生成潜势(OFP)分析结果表明,深圳市总醛酮L_(OH)值和OFP值最大的餐馆均为西餐厅,其值分别为26.20 s~(-1)和1063.41μg·m~(-3).各餐馆排放己醛的L_(OH)贡献率均较高,为13.10%～64.51%.甲醛为O_3生成的关键活性物质,OFP贡献率为9.29%～59.10%.以灶台数、单位时间及用油量为核算基准的排放因子中,职工食堂醛酮排放因子均最大,分别为(0.16±0.03) g·h~(-1)·stove~(-1)、(5.90±0.13) g·h~(-1)和(1.62±0.04) g·kg~(-1);茶餐厅的醛酮排放因子均最小,分别为(0.34±0.02) g·h~(-1)·stove~(-1)、(0.60±0.02) g·h~(-1)和(0.22±0.01) g·kg~(-1).结合研究结果,本研究从源头控制、净化设备的选择及运营维护等方面对深圳市餐饮油烟醛酮控制及减排提出了相关建议.     

西宁市大气环境污染特征分析

以1998年西宁市大气污染的主要监测指标为依据,分析了西宁市大气污染的现状、特征及原因,并根据近5a的监测数据对大气污染趋势进行了分析,结论是:西宁市大气污染为煤烟型污染,主要污染物为总悬浮颗粒物(TSP) ,并且在近5a来呈上升趋势。      

南京市空气质量预报效果评估及误差分析

基于2020年南京市空气质量实况数据及预报数据,评估了当年南京市空气质量预报效果,分析了预报偏差特征及其成因。结果表明,4个季节中,秋季的空气质量指数(AQI)预报准确率评分和综合评分最高,夏季的首要污染物准确率评分最高;4个季节均出现正预报偏差,其中夏、冬季偏差大于春、秋季;首要污染物误报率与季节相关,二氧化氮(NO_(2))和可吸入颗粒物(PM_(10))的误报率较高的原因是NO_(2)和PM_(10)作为首要污染物主要出现在春、秋季,而这2个季节4种主要污染物的空气质量分指数(IAQI)值非常接近,增加了预报员经验修正的难度。典型预报偏差个例分析结果表明,模式预报对于污染物质量浓度量级的预报偏差以及预报员对气象条件和前体物质量浓度变化关注不足,是导致最终预报出现低估的主要原因。     

DDS信号源在CO激光气体检测系统中的应用

与传统的频率合成方法相比,DDS合成信号具有频率切换时间短、频率分辨率高、相位变化连续等诸多优点.针对CO激光检测系统设计中要求信号源四路波形同步异频发生,且有移相、倍频、波形叠加等要求,系统在信号发生部分用到了FPGA器件.选用Altera公司的FPGA芯片EP2C8Q208C8进行设计.经过电路设计和模块仿真,验证了设计的正确性.由于FPGA的可编程性,使得修改和优化DDS的功能非常快捷.     

从质量标准变化看车用汽油的发展趋势

车用汽油是石化工业的主要产品之一,随着我国国民经济的发展,车用汽油产量逐年增长,同时,随着国家对环境保护的日益重视,车用汽油的质量也在不断提高,自20世纪50年代以来,我国车用汽油经历了低标号、高标号、无铅化的历程,从车用汽油质量标准的不断变化中可以看出,我国车用汽油正逐步走向清洁化的发展阶段.     

氨基离子液体负载活性炭CO2吸附性能的负协同效应

通过三亚乙基四胺与L-乳酸的酸碱中和反应合成[TETA][L]离子液体,并将不同质量分数的离子液体负载到椰壳活性炭中,利用傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪、全自动比表面和孔径分布分析仪研究[TETA][L]离子液体浸渍对椰壳活性炭微观结构以及CO₂吸附性能的影响。结果表明:离子液体与活性炭之间的相互作用会导致石墨微晶细晶化,对活性炭的结构稳定性有不利影响,而离子液体对椰壳活性炭孔隙结构的"堵塞式"填充,导致复合材料CO₂物理吸附性能显著下降和CO₂化学吸附性能有限增加,这是造成复合材料CO₂总吸收性能显著降低的根本原因,且离子液体在活性炭中呈现了一种由小孔径到大孔径的"阶梯式"填充行为。     

南京市大气VOCs污染特征及来源解析

利用南京市2022年挥发性有机物（VOCs）在线监测数据,对VOCs污染特征、来源及对臭氧的影响进行了分析研究。结果表明：2022年南京市φ（TVOCs）年均值为25.1×10^-9,其中各组分占比为烷烃＞含氧挥发性有机物（OVOCs）＞氯代烃＞烯烃＞芳香烃＞炔烃。TVOCs及烷烃、烯烃和芳香烃的体积分数季节变化表现为冬季＞秋季＞春季＞夏季,φ（OVOCs）季节变化表现为夏季＞秋季＞春季＞冬季。烷烃、烯烃和炔烃日变化呈“双峰型”特征,芳香烃和氯代烃为“单峰型”。臭氧生成潜势（OFP）贡献总体表现为OVOCs＞烯烃＞芳香烃＞烷烃＞氯代烃＞炔烃,但冬季烯烃的贡献率最高。南京市臭氧生成的关键VOCs物种为乙醛、乙烯、丙烯、间/对-二甲苯和甲苯。正交矩阵因子分解结果显示,机动车尾气、生物质燃烧和工业生产是南京VOCs的主要来源;对南京臭氧生成贡献最大的VOCs来源为溶剂涂料使用和石化行业。     

草木灰对亚甲基蓝的吸附研究

本实验目的是研究草木灰对吸附亚甲基蓝的去除效果,探讨了亚甲基蓝初始量、吸附时间、pH值等对吸附效果的影响,并运用伪一级、伪二级反应动力学模型和Laugmuir、Freundlich等温线模型进行拟合。结果表明,草木灰对亚甲基蓝溶液的吸附在5 min~30 min速率比较快,约在65 min内达到吸附平衡,pH越大越有利于吸附,浓度在5mg/L时草木灰对亚甲基蓝的吸附最佳。与伪二级动力学曲线模型拟合效果较好,由Laugmuir等温线模型计算得出理论最大吸附容量Qm为2.275 mg/g,吸附性能优异。