大气PM10跨界输送的自组织动力机制——以舟山市为例

我国城市间大气污染物的相互输送作用非常显著.舟山市大气污染物主要来源于长三角地区,本地源影响较小.因此,本文将以舟山市为例,应用频度统计分析方法,研究舟山市大气PM10污染演化宏观动态的统计分布规律.结果发现,舟山市大气PM10小时平均浓度的波动并非随机,而是在0.065~0.324 mg·m-3范围内具有标度不变特征,统计上服从典型的分形幂律分布.同时,为了阐明该分形幂律分布的产生动力机制,基于自组织临界理论,建立了大气PM10跨界输送模型.该模型以污染输送机制、二次颗粒物生成机制、城市内污染迁移扩散机制、大气自净机制这4个主导动力机制为核心,组建了非线性关联迭代算法.新的自组织动力模型的模拟结果定量地解释了舟山市大气PM10污染浓度的分形幂律统计分布规律的产生根源.同时,本研究结合区域风场等气象因素,深入讨论了大气PM10跨界输送的自组织行为机制.     

2014年湖北省酸雨若干特征及其与霾关系分析

基于湖北省32个酸雨监测站2014年观测资料,着重分析了2014年湖北省酸雨特征,并揭示了2008年以来全省酸雨演变趋势,结果显示:2014年湖北省年均降水pH值为4.98,全省仅江夏站为强酸雨,大部地区为弱酸雨区,酸雨强度呈现冬强夏弱、中部强-东西弱的时空分布型;年酸雨发生日数南部多北部少,建始、五峰、金沙站酸雨日数超过100 d,全省年均酸雨及强酸雨发生频率分别为56.5%、10%;2007-2014年湖北省酸雨强度呈现先增强后减弱的变化趋势,酸雨发生频率呈微弱减少趋势,2014年湖北省酸雨强度、酸雨及强酸雨发生频率、K值均为近8年来最低值。研究表明湖北省酸雨强度及电导率与霾日出现与否关系密切,霾为酸雨提供了一定的污染源。     

载银TiO_2可见光降解活性蓝染料废水研究

以溶胶-凝胶法制备了Ag/TiO2纳米催化剂,以日光色镝灯为光源,研究了活性蓝M-2GE模拟染料废水的可见光降解,考察了不同条件对可见光降解的影响。实验结果表明,该方法制备的TiO2、Ag/TiO2催化剂粒径约20～30nm,主要以锐钛矿相存在;光催化反应的最佳条件为:催化剂载Ag量2%,投加量为2g/L,pH值在2～6;在最佳的反应条件下,活性蓝的脱色率达98%,TOC去除率达70%;在实验的浓度范围内,服从一级反应动力学,随着染料溶液浓度的增大,表观速率常数不断降低。     

上海市空气质量变化的多重分形分析

以上海市2000年7月至2006年6月的污染指数时间序列为基础数据,引入多重分形分析方法对上海市的大气污染特征及其变化趋势进行了研究.研究表明,上海市的3种主要大气污染物(SO2、NO2和PM10)在整个时间尺度上均表现出标度不变性,具有完全不同的多重分形特征.多重分形分析方法不仅能确认序列中的标度不变性,而且能说明3种大气污染物序列中概率分布的标度变化,这对于描述大气污染物时间序列的动力学变化具有现实意义.另外,进一步应用3个多重分形谱参数(B、△a和△f),研究了3种大气污染物各年的多重分形谱的变化,并结合上海市采取的大气环境治理措施,对其变化的原因进行了分析.结果表明,多重分形谱参数可作为一个评价城市空气质量演变程度的综合定量指标.为分析城市空气质量的演变提供了一条新的途径,对于认识上海市城市空气质量的变化过程和科学制订环境保护决策具有重要意义.     

蓄水后三峡库区重庆段污染负荷与时空分布研究

针对三峡库区重庆段蓄水后的污染负荷状况及时空分布进行了研究。介于三峡库区蓄水后污染形式的变化以及污染源的多样性和库区内各区县污染源特征的差异，将各类污染源分类并分区域进行计算预测。除了对受广泛关注的工业污染、生活污染进行了预测外，还研究了农田径流污染、船舶流动污染、淹没土壤释放污染的计算方法并对其进行了计算。计算结果表明，在2002、2010、2020年重庆段库区水体的主要污染源为农田径流污染、城市生活污水污染和农村生活污染，其中农田径流污染的CODCr、NH3-N、TP的贡献率分别达到了59．95％、74．64％、85．86％，为主要污染源。在2002年、2010年、2020年重庆段三峡库区CODCr、NH3-N、TP的主要来源区域为重庆主城区、万州区、涪陵区和江津市。     

Water quality of a tributary of the Pearl River, the Beijiang, Southern China: implications from multivariate statistical analyses

Water quality information of Beijiang River, a tributary of Pearl River in Guangdong, China, was analyzed to provide an overview of the hydrochemical functioning of a major agricultural/rural area and an industrial/urban area. Eighteen water quality parameters were surveyed at 13 sites from 2005 to 2006 on a monthly basis. A bivariate correlation analysis was carried out to evaluate the regional correlations of the water quality parameters, while the principal component analysis (PCA) technique was used to extract the most influential variables for regional variations of river water quality. Six principal components were extracted in PCA which explained more than 78% and 84% of the total variance for agricultural/rural and industrial/urban areas, respectively. Physicochemical factor, organic pollution, sewage pollution, geogenic factor, agricultural nonpoint source pollution, and accumulated pesticide usage were identified as potential pollution sources for agricultural/rural area, whereas industrial wastewaters pollution, mineral pollution, geogenic factor, urban sewage pollution, chemical industrial pollution, and water traffic pollution were the latent pollution sources for industrial/urban area. A multivariate linear regression of absolute principal component scores (MLR-APCS) technique was used to estimate contributions of all identified pollution sources to each water quality parameter. High coefficients of determination of the regression equations suggested that the MLR-APCS model was applicable for estimation of sources of most water quality parameters in the Beijiang River Basin.     

微生物对scCO2-咸水-砂岩体系中矿物反应的影响

利用Illumina MiSeq对scCO₂-咸水-砂岩体系中微生物16S rRNA基因V3-V4区进行分析,探究高压反应釜体系中微生物对scCO₂的响应及微生物对矿物反应的作用.结果显示,生物量受pH值影响较大,初始pH值为7.02,生物量11.02×10⁶gene/mL,30d时pH值降至5.65,生物量降至0.26×10⁶gene/mL;随着矿物溶蚀,90d时pH值增至5.87,生物量增至4.61×10⁶gene/mL.群落结构中,phylum Proteobacteria（52.60%（30d）,55.34%（90d））与phylum Firmicutes（46.89%（30d）,43.89%（90d））为优势菌门.在属水平,30,90d时Exiguobacterium,Citrobacter,Acinetobacter与Pseudomonas为优势菌属.产酸菌（Exiguobacterium,Acinetobacter与Pseudomonas）促进了长石与粘土溶蚀,咸水中K⁺,Na⁺,Ca²⁺,Mg²⁺,T-Fe浓度高于空白组;铁还原菌（Citrobacter）提高了Fe（Ⅱ）/Fe（Ⅲ）比值;微生物膜对Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺具有吸附作用.SEM结果显示,微生物介导下先于空白组出现菱铁矿沉淀.scCO₂-咸水-砂岩体系中适应菌能促进矿物溶蚀与碳酸盐矿物捕获.     

微波活化中孔酸性生物质炭对亚甲基蓝的吸附行为与机理

以甘蔗渣为原料,采用微波辅助磷酸活化法制备了同时富含中孔结构和含氧酸官能团的生物质炭,以氮气吸附、红外光谱FT-IR等技术对炭样品表面物化性质进行了表征,通过静态实验法测定了生物质炭对水中亚甲基蓝的吸附特性,分析了溶液pH、初始浓度、温度对吸附的影响,研究了不同pH下蔗渣生物质炭对亚甲基蓝的吸附行为,并从热力学及动力学角度探讨了生物质炭对亚甲基蓝的吸附机理。结果表明,不同制备参数下生物质炭的得率均大于39.2%,但表面物化性质因参数变化有较大差异。在浸渍比1∶1,烘干时间10 h,活化功率900 W,活化时间22 min的条件下,制得的生物质炭的比表面积为1 021 m2/g,亚甲基蓝值超过国家一级品标准1.70倍,表面富含微中孔结构和羟基、羰基、羧基等酸性官能团,中孔约占总孔的40%。静态吸附实验表明,溶液初始浓度对吸附有较大的影响,吸附量随初始浓度的增加,pH的升高及温度的上升而增大,Freundlich方程、Redlich-Peterson方程与Temkin方程能较好地描述等温吸附行为;吸附动力学结果表明,数据符合Elovich方程,吸附行为更倾向于化学吸附;热力学研究表明,吸附吉布斯自由能(ΔG0)0,吸附标准焓变(ΔH0)70 kJ/mol,说明该吸附为自发的吸热反应,且化学反应在吸附过程中发挥了重要作用。     

浅谈深入信息化建设促进环境监测转型发展

信息化建设为提高环境监测工作效率,提升监测数据利用率和规范监测信息管理等起到了重要的作用,然而环境监测信息化发展过程中凸显的问题,严重制约了信息化的进一步发展,并且影响了信息化建设对环境监测转型发展的促进作用。文章分析了地市级环境监测信息化建设的现状及问题,并结合环境监测转型的发展要求,提出了环境监测信息化建设应以科学规划、整体布局为基础,严格遵循标准化要求,通过与各项监测业务有机融合和对数据深度挖掘和综合分析,从而不断提升监测能力建设,助推监测转型发展。     

北京冬季奥运会历史同期大气PM2.5污染特征分析

基于2015~2021年的1~3月北京市大气PM_2.5浓度与化学组成长期观测数据,分析了2022年北京冬季奥林匹克运动会（冬奥会）和北京冬季残疾人奥林匹克运动会（冬季残奥会）历史同期的PM_2.5污染态势、化学组成特征以及潜在源区.2015~2018年的1~3月重污染［日均ρ（PM_2.5）>75 μg·m^-3］天数以及重污染期间PM_2.5平均值下降十分显著,之后这两者未发生明显改变.2018~2021年的1~3月每年平均发生重污染23 d,重污染天ρ（PM_2.5）平均值约为120.0 μg·m^-3.2015~2021年的1~3月超长重污染过程（连续重污染超过5 d）平均每年发生2~3次,其中2021年发生3次,且持续时间最长达到8 d.历年冬奥会历史同期发生重污染的天数为2~9 d,春节期间烟花爆竹大量燃放可能是该时期重污染发生的重要原因之一;冬季残奥会历史同期重污染天数一般为1~5 d,但2021年受频繁出现的静稳天气影响,重污染天数高达9 d.在同时段重污染期间,PM_2.5化学组成均以二次组分为主,例如在PM_2.5可测组分中,2020年NO₃^-质量分数高达46%,较同年清洁天（11%）显著增加;SO₄^2-质量分数为12%~19%,说明当前硫酸盐污染仍不容忽视.北京市1~3月PM_2.5主要贡献区域包括内蒙古自治区中西部、河北省、天津市、山西省、陕西省、山东省中西部和河南省北部.研究结果将为北京市冬季空气质量持续改善以及2022年冬奥会与冬季残奥会期间北京市环境空气质量保障提供科学依据.