溶解无机碳的拉曼光谱定量分析可行性研究

海水溶解无机碳(DIC)的平均浓度约为2.05mmol/L,其中HCO3-占93%, CO32-为6%,CO2和H2CO3共1%.HCO3-的拉曼散射活性太弱,而其他成分的浓度又过低,使得海水中DIC组分不能产生明显的拉曼散射强度,目前还未见有关溶解无机碳拉曼光谱定量分析的报道.为突破这一局限,本研究探索了一种碱化辅助的拉曼定量分析方法,以海水DIC中拉曼活性最低、占比例最大的HCO3-为研究对象进行了可行性实验研究.通过碱化处理(100mL样品中添加NaOH试剂15mg)将HCO3-转化为拉曼活性更强的CO32-,有效提高了拉曼光谱系统对HCO3-的检出限(<3mmol/L).定量分析使用内标定法,选取水在~1635cm-1附近的O—H弯曲振动谱带作为标定物.实验结果显示,该方法对与海水中浓度相当的低浓度HCO3-溶液的定量分析具有良好的精度(相对误差<6.5%).     

过渡金属负载γ-Al2O3对HCN催化水解性能的影响

为高效催化水解净化废气中的HCN,采用等体积浸渍法改性γ-Al₂O₃制备HCN水解催化剂,考察不同金属组分及其负载量对HCN催化水解效率的影响. 结果表明:不同金属对HCN的催化水解活性依次为Cu>Cr>Fe>Zn>Ni>Co,Cu/γ-Al₂O₃系催化剂中Cu的最佳负载量为15.0%,添加1.0%的Ni有助于增加该催化剂对HCN的催化水解性能. 空速为18 000 h-1时,Cu/Ni/γ-Al₂O₃型催化剂在6 h内净化效率均能保持在91%以上,尾气中ρ(NH₃)为16.6 mg/m3. 采用X线衍射(XRD)、扫描电镜与能量色谱(SEM/EDS)、N₂物理吸附(N₂-BET)对Cu/Ni/γ-Al₂O₃系催化剂表征可知,CuO是Cu/Ni/γ-Al₂O₃系催化剂的主要活性成分,与未改性γ-Al₂O₃相比,Cu、Ni改性后催化剂微孔和中孔(孔宽为1.7~15.0 nm)的孔体积有所降低,其中直径较小的中孔对HCN的催化水解起主导作用.      

湖泊水动力模型外部输入条件不确定性和敏感性分析

以我国典型的大型浅水湖泊太湖为研究区域,采用国内外常用的环境流体动力学模型(EFDC),结合拉丁超立方取样(LHS)方法,研究湖泊水动力模型中4个重要的外部输入条件,即3个边界输入条件(出入湖流量、风速、风向)和1个初始输入条件(初始水位),对模型水动力模拟结果(水位、水龄以及流场)的影响与贡献.结果表明,初始水位的设定对模拟全湖水位和水龄产生决定性影响,不确定性的贡献率分别达到85.73%和66.125%,对垂向平均流速影响的贡献率只有3%;风速对表面流速模拟结果影响较大,贡献率达到58.70%,而对水位和水龄的贡献率分别为5.25%和3.00%.在垂向上,各层流速受外部输入条件不确定性的影响规律相似,贡献率排序为风速(55%~60%)>风向(10%~15%)>初始水位≈出入湖流量(1%~5%).因此在模拟大型浅水湖泊水动力过程时,可以根据不同的输出目标能够有针对性地提高外部输入条件的准确度,为提高模型精确度提供有效信息.     

无人机热红外支持下的城市微尺度热环境模拟

随着人们对生活舒适度、身体健康要求的进一步提高,微小尺度的热环境状况日益受到关注.地表温度场模拟是研究城市微小尺度热环境的关键,采用地面有限实测资料很难满足不同下垫面地表温度模拟的精度需求.针对这一问题,本研究利用无人机搭载热红外成像仪获取南京市江宁区某大学校园内典型区域夏秋两季的地表温度数据,通过ENVI-met和PALM-4U两个数值模拟模型模拟研究区地表温度,并结合实测数据对不同地表类型及阴影遮挡下的模拟精度进行误差分析.结果表明,数值模拟结果与真实结果较为接近,能够用于高空间精度的城市微热环境研究中;模型对人造地表的模拟效果均优于自然地表,对空旷处地表的模拟效果优于非空旷处地表;两个模型均能较好模拟存在建筑物遮挡下的地表温度,但在植被遮挡下PALM-4U则无法达到ENVI-met的效果,综合模拟结果显示ENVI-met在城市微热环境模拟上的适用性优于PLAM-4U.本研究可为城市微尺度热环境高分辨率遥感研究提供参考.     

荧光法生物气溶胶监测仪标准物质研制及校准方法研究

生物气溶胶监测仪是利用激光或紫外光诱导生物粒子发射荧光,从而实现对空气中的生物气溶胶进行监测的仪器。目前,国内尚无生物气溶胶监测仪校准用标准物质和评价方法。以聚苯乙烯微球为核,通过Friedel-Crafts酰基化反应,研制出能够自身受激发产生荧光的聚苯乙烯(PS-PB)微球。PS-PB微球粒径分布的相对标准偏差为1.3%,严格单分散。通过雾化法发尘,将PS-PB微球应用于生物气溶胶监测仪的校准,计数误差在±10%以内。用校准后的仪器检测白色念珠菌(Candida albicans)发生的生物气溶胶和商品化的荧光微球发生的气溶胶,计数误差均与PS-PB微球计数误差接近。研究结果表明,PS-PB微球可作为标准物质用于生物气溶胶监测仪器的校准,基于雾化发尘的静态箱法校准装置可用于生物气溶胶监测仪的评价。     

全球碳排放权分配与减排分担研究——基于环境约束与公平感受的视角

排放权分配与减排分担始终是国际气候治理的关键问题,基于2℃环境约束与公平感受视角,利用多原则综合加权的分配方法,对全球排放权分配与减排分担展开研究,其结论如下:(1)在温升控制目标下,全球年均排放空间为177.42亿t;满足公平感受要求的全球年均配额为207.59亿t;以2015年实际排放为例,全球年均贡献减排与责任减排分别为30.17亿t、120.42亿t。(2)应用六大单一原则的排放权配额分配,其结果相差悬殊;发达国家和地区普遍偏好等产出原则,发展中国家和地区偏好排放责任原则;基于公平感受的综合加权分配方案降低了单一原则分配的规则"刚性",能缓解分配中的"南北"失衡现象。(3)减排分担结果显示,分担集中于少数Ⅰ类地区的国家和地区,而大多数Ⅴ类地区的国家和地区减排分担不高,当前全球仍处于责任减排阶段。因此,排放权分配要在公平与可行、总量目标与个体标准之间寻求平衡,充分挖掘减排潜力;减排分担应坚持两个区分,减排目标实现按三阶段渐进。     

基于BSCCO-CC的准各项同性超导股线电流特性研究

设计了一种基于铋锶钙铜氧化物高温超导带材(BSCCO-CC)的方形四分准各向同性超导股线结构,研究其电流特性的主要参数,包括自场临界电流、n值和外场临界电流及它们随外加磁场的变化关系。随后利用电磁仿真软件Ansoft Maxwell建模仿真,得到超导股线自场下的磁场分布,并结合Matlab软件进行计算,得到超导股线自场临界电流值、n值和外场临界电流值,并对外场电流值与外加磁场的变化关系进行分析得到相关结论。仿真验证本文所设计的BSCCO-CC方形四分准各向同性超导股线结构的合理性,证明该结构具备优良的电流特性。     

基于GGE双标图和BLUP分析筛选镉砷同步低累积水稻品种

种植重金属低累积水稻品种是中国耕地重金属污染稻田安全生产的有效措施,为筛选镉砷同步低累积水稻品种,该研究通过测定盆栽、早稻季、晚稻季3个试验环境中18个水稻品种稻米镉砷含量,利用基因型主效加基因型——环境互作效应(GGE)双标图分析品种稻米镉砷低累积能力、稳定性、环境适应性,进一步通过最佳线性无偏预测(BLUP)法验证和筛选出镉砷同步低累积水稻品种。研究结果表明,3个试验中稻米镉砷含量差异显著,稻米镉含量为0.20—4.21 mg·kg^?1,稻米砷含量为0.03—4.24 mg·kg^?1,稻米镉差异来源主要受品种与环境互作的影响,占总影响的45.4%,稻米砷差异主要受环境和品种与环境互作的影响,分别占总影响的39.8%和33.6%。GGE分析稻米镉、砷低积累能力及稳定性好的品种分别为品种14、15与9和品种9、14与17。根据稻米镉砷含量综合BLUP值筛选出镉砷同步低累积最优品种为品种14(Y两优19),其次是品种9(晶两优华占),和GGE模型评价的结果基本一致。该研究结果表明利用GGE双标图和BLUP分析筛选镉砷同步累积水稻品种是一种可行的新方法。     

750kV同塔双回输电线路下电场效应影响因素分析

750 kV同塔双回输电线路下方农田、葡萄田经常发生“电击”现象。通过电场仿真计算、现场实测工频电场强度、工频磁场强度,研究分析750 kV同塔双回输电线路下方地面1.5 m高处电场强度、工频磁场强度的分布及影响因素。电场仿真计算与现场实测电场效应的分布及影响因素基本一致。通过研究输电线路下方电场效应影响因素,为电场效应的抑制措施提供参考。     

三峡水库典型支流不同时期的水质污染特征及其影响因素

为探究三峡水库特殊调度运行模式下支流水质分布特征及其主要影响因素,以库区一级支流香溪河和神农溪为例,于2018年7月（汛期）和10月（蓄水期）现场采样分析,利用水质指数（WQI）法进行水质评估和水质特征分析,并综合三维水动力观测资料、干支流水量交换分析识别水质变化的驱动因素.结果表明：①影响香溪河和神农溪WQI的主要参数为TN、NH₄⁺-N,且两支流WQI在7月为63~69,水质一般;10月为74~82,水质良好.水质在10月显著好于7月（p<0.01）,两支流间的WQI无显著差异（p>0.05）;另外,WQI在中间段要大于近河口和近上游段.②长江干流倒灌水体对支流水质的好坏起主导作用.汛期倒灌强度小但倒灌水体营养盐浓度较大,会增加支流营养盐浓度;蓄水期倒灌强度大但倒灌水体营养盐浓度较小,会稀释支流营养盐浓度.③支流流域面源污染协同加剧支流水质污染.汛期降雨驱动了面源污染的增加,在多因素共同作用下支流库湾TN、NH₄⁺-N在7月的累积量高于10月.研究结果可为当地水环境管理和治理提供方向,丰富大型河道型水库水环境演变相关科学认识.