Characteristics of surface ozone at an urban site of Xi'an in Northwest China

Surface ozone concentrations in Xi'an, China were monitored from March 23, 2008 to January 12, 2009 using the Model ML/EC9810 ozone analyzer. The daily average O(3) ranged from <1 ppb to 64.2 ppbv with an annual average of 16.0 ppbv. The seasonal average of O(3) in summer (32.5 ppbv) was more than 10 times higher than that in winter (3.0 ppbv). A significant positive correlation was found between ozone concentration and ambient temperature, indicating that the intensity of solar radiation was one of the several major factors controlling surface ozone production. Using the NOAA HYSPLIT 4 trajectory model, the three longest O(3) pollution episodes were found to be associated with the high biogenic volatile organic carbon (BVOC) emissions from the vegetation of Qinling Mountains. No significant weekday and weekend difference in O(3) levels was detected due to the non-significant change in NO(x) emissions. O(3) depletion by NO emission directly emitted from vehicles, low oxygenated VOC concentrations, and low-level solar radiation caused by high aerosol loading all contributed to the low levels of O(3) found in Xi'an compared to other cities and rural areas.     

颗粒物激光雷达在大气复合污染立体监测中的应用

针对由于局地污染、沙尘输入、外源性输入与局地污染物相互叠加所导致的3种灰霾污染发生过程,分别选取3个典型案例,采用颗粒物激光雷达对污染物的时空分布特征进行解析。研究发现,在局地污染发生时,污染物从地面开始垂直向上扩散,扩散高度约1 km。重度污染过程中,气溶胶的日均垂直消光系数随高度的变化背离指数衰减特征,800 m高度处出现消光系数的极大值层,极大值超过2.5 km-1,800 m以下消光系数近乎常数,约为0.3 km-1。这说明,重污染过程中,有一层较厚重的颗粒物分布,使近地面污染物在垂直方向的扩散能力减弱,形成积累效应,造成大面积空气混浊。当有外源性沙尘输入时,激光雷达能够清晰地监测到污染团输入的全过程。沙团突然出现在高空2~3 km。污染团退偏振度较大,超过0.3。随着沙尘粒子的重力沉降,沙团的轮廓在垂直方向上不断地增大。沙团的输入,导致近地面粗颗粒质量浓度的增加幅度明显大于细颗粒。在第3个案例中,激光雷达清晰地监测到高空1.8~3 km突然出现含有大量球形细颗粒的污染团,同时还发现此污染团与近地面的污染物有不同的演化特征。近地面污染物随时间垂直向上扩散,12:00左右扩散高度超过1.8 km。而高空的污染团逐渐沉降进入边界层内,与近地面扩散的污染物相互混合,共同导致本地的灰霾天气。综上所述,激光雷达可以清晰地捕获污染物的垂直结构特征,对不同的致霾过程进行立体解析,实现对大气复合污染的监测和机理研判。     

京津冀区域大气重污染过程特征初步分析

基于为京津冀区域和城市环境空气质量预报和空气重污染预警业务提供必要基础参考资料和区域重污染发生发展规律认识的需求,应用现有空气监测网2013—2014年度京津冀区域13个城市空气质量监测数据,分析了该区域2013—2014年空气质量整体情况和污染过程的季节变化规律、污染范围,统计了两年间31次区域范围大气重污染过程,并根据污染过程的空气质量变化特点和大气环流形势,着重对31次重污染过程中均压场天气型污染开展分析。结果表明,2013—2014年京津冀区域空气污染形势严峻,全年约有六成日数受颗粒物污染影响;京津冀区域空气污染南北差异显著,有自北向南逐步加重的特点,南部污染严重城市对区域污染贡献巨大,石家庄、保定、邢台、邯郸4城市将PM_(10)、PM_(2.5)年均浓度分别拉升31、16μg/m~3;2013—2014年京津冀区域大范围重污染过程集中发生在秋冬季,两季的污染过程对区域两年PM_(10)、PM_(2.5)平均浓度分别拉升27、21μg/m~3;京津冀区域均压场天气型污染可细分为臭氧型均压场和颗粒物型均压场。当秋冬季出现较小气压梯度、西南小风、逆温层等均压场天气型时,容易造成区域颗粒物污染过程;而春末、夏季出现均压场天气型时,容易造成O_3污染。     

环境空气质量指数在应用中存在的问题及建议

随着空气质量新标准的实施,环境空气质量指数已应用于我国部分城市环境空气质量的评价,并在环境空气质量信息发布中发挥了重要作用,但其在应用过程中也显现出一些问题。通过对颗粒物实时报反映不及时、臭氧评价结果有矛盾、臭氧8 h浓度计算时段不明确、部分环境空气质量指数类别划分不合理、城市空气质量缺少总体评价等问题的分析,提出了相应的改进建议。     

高层建筑典型外墙保温材料火蔓延特性数值模拟研究

有机保温材料被广泛应用于高层建筑外墙保温体系的同时,也可能增加高层建筑的火灾风险。本文通过计算机模拟,着重研究了保温材料之一的聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)的火蔓延速率、失重速率及温度场分布等特性。研究结果发现:发生火灾后,外墙保温材料可以在很短的时间内自下而上蔓延至整个材料表面,并有表皮着火的现象。在火焰到达材料顶部之前,向上火蔓延占主导地位,材料中部区域明显燃烧脱落,火焰在材料两端上部继续燃烧,有向下加速蔓延的趋势;之后,火焰沿着材料中部内侧向下剧烈燃烧,材料呈V字型燃烧直至熄灭。在高层建筑外墙外保温材料火蔓延中,不同着火点情况下的燃烧速率随时间变化的趋势相似,且会形成两个波峰。     

Bio-SR工艺去除硫化氢气体的研究

采用Bio-SR工艺,利用铁盐吸收与氧化亚铁硫杆菌的联合作用对H2S进行脱除实验。通过改进微生物的培养条件,减少了83.9%的沉淀量,一定程度上解决了挂膜后生物填料塔易堵塞的问题,保证了填料塔的连续运行。在实验选取工况下,硫化氢脱除率可达到98.4%以上,当吸收液中Fe3+浓度为5.5～6 g/L、H2S进气浓度为1 g/m3、通气量为0.08～0.12 m3/h时效果最佳,反应器可持续高效地运行。此外,对进气浓度、通气量与硫化氢去除率之间的相关性进行了进一步研究,其结果有利于反应器及运行参数的优化设计。     

中国火灾的时空演变特征——基于GIS的统计分析

研究对象为2000-2009年中国341个地级以上城市(不含台湾及港澳地区)的火灾统计数据。首先应用主成分分析法,计算火灾综合损失(fire composite losts,FCL);再对FCL进行分级,将所有研究单元按FCL从小到大分为5个级别,较高FCL单元主要分布于黑河—腾冲线以东地区。对每个研究单元分别进行时间序列分析,观察其FCL变化趋势,将各区域分为平稳区、改善区、恶化区和波动区,其分别占比41%,40%,8%和11%,表明绝大多数城市FCL呈平稳或下降趋势。恶化区明显地沿黑河—腾冲线、淮河—大别山—雪峰山沿线和东南沿海分布,这可能与气候变化或社会经济发展有关。     

Impacts of simulated acid rain on recalcitrance of two different soils

Laboratory experiments were conducted to estimate the impacts of simulated acid rain (SAR) on recalcitrance in a Plinthudult and a Paleudalfs soil in south China, which were a variable and a permanent charge soil, respectively. Simulated acid rains were prepared at pH 2.0, 3.5, 5.0, and 6.0, by additions of different volumes of H₂SO₄ plus HNO₃ at a ratio of 6 to 1. The leaching period was designed to represent 5 years of local annual rainfall (1,200 mm) with a 33 % surface runoff loss. Both soils underwent both acidification stages of (1) cation exchange and (2) mineral weathering at SAR pH?2.0, whereas only cation exchange occurred above SAR pH?3.5, i.e., weathering did not commence. The cation exchange stage was more easily changed into that of mineral weathering in the Plinthudult than in the Paleudalfs soil, and there were some K⁺ and Mg²⁺ ions released on the stages of mineral weathering in the Paleudalfs soil. During the leaching, the release of exchangeable base cations followed the order Ca²⁺?>?K⁺?>?Mg²⁺?>?Na⁺ for the Plinthudult and Ca²⁺?>?Mg²⁺?>?Na⁺?>?K⁺ for the Paleudalfs soil. The SARs above pH?3.5 did not decrease soil pH or pH buffering capacity, while the SAR at pH?2.0 decreased soil pH and the buffering capacity significantly. We conclude that acid rain, which always has a pH from 3.5 to 5.6, only makes a small contribution to the acidification of agricultural soils of south China in the short term of 5 years. Also, Paleudalfs soils are more resistant to acid rain than Plinthudult soils. The different abilities to prevent leaching by acid rain depend upon the parent materials, types of clay minerals, and soil development degrees.     

微波热解城市污水污泥的H2S释放影响因素研究

利用微波热解城市污水污泥是实现污泥无害化、减量化和资源化的有效出路之一,但热解过程中产生的恶臭气体(如H2S等)也会对大气环境造成严重的影响.以微波热解城市污水污泥10 min所收集的气体为研究对象,研究了热解终温、污泥含水率、升温速率及矿物催化剂种类4个因素对热解过程中H2S产量的影响.结果表明,随着热解终温的升高,城市污水污泥微波热解过程中的H2S产量逐渐上升,800℃时H2S产量为5.86 mg/g(以干污泥计,下同);含水率在50％～80％时,随着含水率的增加,城市污水污泥微波热解过程中的H2S产量逐渐上升,当含水率增至90％时,污泥出现了泥水分层现象,致使后续热解反应无法进行,故没有H2S产生;升温速率越快,热解反应的活化能越高,反应不易进行,H2S产量降低;添加矿物催化剂能有效固硫,且雷尼镍基催化剂的效果更好,热解终温为800℃时的H2S产量为4.15 mg/g,较不添加矿物催化剂时降低约30％;可通过铜铁吸收法和活性炭吸附两步工艺对热解产生的H2S加以吸收处理,处理后的H2S排放浓度满足《恶臭污染物排放标准》(GB 14554-93)中的厂界一级标准限值.     

木粉/壳聚糖接枝丙烯酸-丙烯酰胺吸附树脂对二元重金属离子溶液中Pb^2＋的吸附

采用自制木粉/壳聚糖接枝丙烯酸-丙烯酰胺吸附树脂R1、R2、R3对二元金属离子Cu2＋/Pb2＋和Zn2＋/Pb2＋溶液中的吸附性能进行了较系统考察。Pb2＋离子溶液中存在竞争离子Cu2＋、Zn2＋时,随竞争离子浓度增加,3种吸附树脂R1、R2、R3对Pb2＋的吸附量明显下降,而竞争离子吸附量显著增加。二元溶液中各金属离子浓度相同时,3种树脂对竞争离子Cu2＋、Zn2＋的吸附量大于对Pb2＋的吸附量;各溶液中分别加入NaCl及NaNO3、尿素后,对Pb2＋离子的吸附量下降迅速。随吸附树脂用量增加,竞争离子Cu2＋、Zn2＋的吸附量逐渐减小,Pb2＋的吸附量在吸附树脂用量0.10 g/L（Zn2＋/Pb2＋溶液）或0.15 g/L（Cu2＋/Pb2＋溶液）时出现最大值。溶液pH值对树脂吸附性能有显著影响。3.0