北京灰霾天PM_(2.5)中有机官能团和无机离子的ATR-FTIR研究

采用傅里叶变换衰减全反射红外光谱法(ATR-FTIR)研究北京西北城区灰霾天气下PM_(2.5)中有机官能团(R-OH羟基、R-CH脂肪族碳氢基、R-CO-羰基、R-NO2硝基官能团)和无机离子(NH_4~+、SO_4~(2-)、NO_3~-)的变化规律.结果表明,PM_(2.5)中无机离子(NH_4~+、SO_4~(2-)、NO_3~-)的ATR-FTIR吸收峰值高于有机官能团(R-CH,R-CO-,R-NO_2,R-OH)的峰值;有机官能团R-CH的吸收峰峰值高于R-CO-和R-NO_2官能团的吸收峰,R-OH官能团的吸收峰峰值最低.灰霾天PM_(2.5)中各有机官能团和无机离子的ATR-FTIR吸收峰值明显高于非灰霾天.说明灰霾天气下PM_(2.5)中这些官能团及无机离子的质量浓度均高于非灰霾天.灰霾天PM_(2.5)中无机离子(NH_4~+、SO_4~(2-)、NO_3~-)质量浓度高于有机官能团(R-CH,R-CO-,R-NO_2,R-OH)的质量浓度,且有机官能团以R-CH为主,R-CO-,R-NO_2次之,R-OH最少.     

硝酸盐在层状氢氧化镁铝及其焙烧产物上的吸附特性比较

通过静态吸附实验,对比研究了水溶液中硝酸盐在自制层状氢氧化镁铝(每批500 kg)(Mg-Al LDH)及其焙烧产物(Mg-Al CLDH)上的吸附性能和机理, 用多晶X射线衍射对层状氢氧化镁铝(吸附前后)及其焙烧产物(吸附前后)的结构进行了表征.结果表明,硝酸盐在层状氢氧化镁铝及其焙烧产物上的吸附分别是通过离子交换和"结构记忆"效应实现的.硝酸盐在层状氢氧化镁铝及其焙烧产物上的吸附量受吸附时间、温度、吸附剂用量、初始pH值、溶液初始浓度、离子强度等因素的影响.在25～80 ℃的条件下,硝酸盐在层状氢氧化镁铝及其焙烧产物上的吸附均符合Freundlich线性吸附等温方程式.在层状氢氧化镁铝上的吸附为放热反应,平衡吸附量为34.87～26.95 mg·g-1,而在焙烧层状氢氧化镁铝上的吸附为吸热反应,平衡吸附量为45.41～203.44 mg·g-1.焙烧层状氢氧化镁铝可有效脱除溶液中的硝酸盐,吸附后产物在700℃下重复再生3次,吸附量无变化.溶液初始浓度为500 mg·L-1、吸附剂用量为0.1 g、吸附时间为15min、温度为40 ℃是焙烧层状氢氧化镁铝吸附的最佳条件.     

中国能源相关的氮氧化物排放现状与发展趋势分析

基于能源相关部门的活动水平和排放因子,建立了2000年和2005年中国分行业的氮氧化物(NOx)排放清单.基于能源预测,分析了在不同NOx控制方案下2010-2030年中国NOx的排放趋势.结果表明.我国2000年和2005年的NOx排放量分别为12.1×106t和19.1×106t;到2030年.基准情景下中国NOx排放量将达到35.4 ×106t,而在政策情景下,其排放总量可能控制在24.6×106-20.4×106t之间.     

南京市地表水溶解氧分布特征及低氧成因初探——以外秦淮河七桥瓮为例

于2018—2021年对南京市及国考断面七桥瓮进行水质调查,分析其溶解氧变化特征,采用水质水量联合评价及皮尔逊相关分析法,并结合水文气象等相关信息,对南京市地表水溶解氧分布特征及国考七桥瓮断面低氧成因进行研究分析。结果表明,南京市地表水溶解氧浓度夏季最低,中心主城区及附近区域溶解氧浓度均相对较低。七桥瓮断面溶解氧浓度在2.25~11.07 mg/L,其中5—9月溶解氧易出现超标波动。溶解氧浓度昼间高于夜间,与pH值呈正相关关系,与水温、高锰酸盐指数、氨氮、总磷均呈负相关关系。水温和上游来水带入的耗氧污染物是七桥瓮断面溶解氧偏低的主要成因,其中,溶解氧浓度与水温相关性最为显著。研究结论可为七桥瓮断面稳定达标提供基础支撑,为秦淮河流域精准治污提供技术依据,为南京市水环境多源同治提供治理思路。     

一种具有谐振特性的左手材料结构设计与仿真

文章提出了一种具有谐振特性的左手材料结构单元。该结构基于谐振型左手材料理论设计,使用CST电磁仿真软件,分析了该材料结构的谐振特性,并进一步提取出该材料的等效介电常数、等效磁导率和波矢量。结果表明,在4个结构单元条件下,该结构在X波段10.89-11.49GHz范围内出现由谐振特性产生的通带,其中在10.89-11.31GHz内出现右手传输通带以及在11.31-11.49GHz内出现谐振型左手通带。该结构的带通特性,或可在X波段范围内微波器件领域获得广泛应用。     

船舶海水管路冲刷腐蚀仿真分析及预测

目的 获取船舶海水管路系统中弯管在不同因素影响下的冲刷腐蚀规律,预测其冲刷腐蚀速率.方法 采用试验测试和数值仿真相结合的方法,研究管路系统中弯管在不同海水流速、管径、弯径比影响下的冲刷腐蚀规律,采用灰色关联分析各因素对冲刷腐蚀影响的严重程度,最后建立冲刷腐蚀速率预测方程.结果 随流速增加,最大冲刷腐蚀速率先增大、后趋于平稳;随管径增加,管壁最大冲刷腐蚀速率逐渐减小;随弯径比增加,管壁最大冲刷腐蚀速率先减小后略有增加.不同因素对冲刷腐蚀速率影响的严重程度由大到小为弯径比、流速、管径.结论 数值仿真方法可快速获取管路参数变化对冲刷腐蚀速率的影响,基于仿真结果建立的冲刷腐蚀速率预测方程可以很好地预测不同因素影响下的弯管冲刷腐蚀,有较高的预测精度.     

环氧富锌-石墨烯涂层在中性盐雾和高低温循环浸泡中的失效研究

目的 研究20#钢表面环氧富锌-石墨烯涂层在中性盐雾和高低温循环浸泡(3.5％NaCl溶液,45℃12 h+RT 12 h)试验中的失效过程与行为.方法 采用电化学交流阻抗(EIS)测试、开路电位(OCP)监测、扫描电镜观察与分析(SEM/EDS)以及红外光谱(FTIR)等方法研究涂层在两种试验环境中的失效特征和对20#钢的保护作用,并探讨涂层失效的低频阻抗评价标准.结果 涂层试样分别在中性盐雾79 d和高低温循环浸泡160 d后,表面开始出现锈点,失去对基体的保护作用,此时低频阻抗(|Z|0.01 Hz)值降至7×104?·cm2左右.除了屏蔽作用以外,环氧富锌-石墨烯涂层还可为钢基体提供一定的阴极保护作用,其中高低温浸泡环境中的阴极保护作用时间略长.在两种加速试验环境中,涂层后期的失光率均处于"明显失光",色差值达到或接近"较大变色".红外光谱显示,涂层中的特征官能团未发生明显的变化.结论 通常利用低频阻抗(|Z|0.01 Hz)低于1×106?·cm2来衡量有机涂层(不含导电颗粒)失效的判据,不适用于评价碳钢表面的环氧富锌-石墨烯涂层体系,对于该体系的失效评价可能需要再降低近2个数量级,约为7×104?·cm2左右.     

短程反硝化的启动及多参数优化下NO2--N积累特性

采用本实验室长期培养的厌氧（S-A）、好氧（S-O）和交替厌氧/好氧（S-A/O）活性污泥为种泥,分别启动短程反硝化SBR反应器R1、R2和R3,控制进水C/N比为3,缺氧搅拌时间为1h时,在第15d、7d和4d亚硝酸盐积累率（NAR）分别达到75.34%、84.51%和86.23%.选取C/N比、初始pH值、缺氧搅拌时间和初始NO₃^--N浓度对NAR进行四因素三水平响应面实验,方差分析结果表明,以上因素对NAR均有显著影响（P<0.05）,模型R²为0.983.通过模型预测得最佳运行条件：C/N比为3.16,初始pH值为8.51,缺氧搅拌时间为1.27h,初始NO₃^--N浓度为60mg/L的条件下,NAR高达91.32%.     

西藏中部河流、湖泊表层沉积物及其周边土壤重金属来源解析及风险评价

为了解西藏河流-湖泊体系沉积物重金属的污染特征、空间分布、潜在来源及生态风险,对西藏中部河流、湖泊表层沉积物及其周边土壤中As、Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、V、Zn、Al和Fe 16种重金属总量进行了分析,并利用主成分分析-绝对主成分分数-多元线性回归（PCA-APCS-MLR）受体模型定量解析了重金属的潜在来源.描述性统计分析表明,研究区As、Cd、Hg、Ni含量较高,其中Hg和As污染较为严重;富集因子、地累积指数、污染负荷指数均表明研究区Hg污染较重,其次是As、Cd、Ni;平均沉积物质量基准系数法与潜在生态风险指数结果表明,研究区受Hg、As、Cd、Ni污染,其中Hg污染较重.在空间分布方面,污染相对较重的区域主要集中在昂仁金错、堆龙曲及一些封闭型湖泊,其中As污染范围最广.PCA-APCS-MLR分析表明,沉积物重金属主要有3个来源,分别为自然来源、交通运输和大气传输以及地热活动和矿山开采等;Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、V、Zn、Al和Fe主要受自然因素影响;Ba、Mo、Pb主要受交通运输和大气传输影响;As几乎全部来自地热活动和矿山开采;Cd、Sb来源较为广泛,3个主要来源均有占比.土壤中Cd、Hg含量较高,可能受交通因素影响较大,同时还与工业排放后远距离输送所造成的大气污染有关.     

温室气体与大气污染物协同控制效应评估与规划

提出一套完整的温室气体与大气污染物协同控制效应评估与规划方法：首先,采用排放因子法分别计算减排措施（减排主体）对各类温室气体（全球污染物）和局地大气污染物减排量;其次,以《中华人民共和国环境保护税法》规定的污染物当量值、税额,以及碳排放权交易价格、IPCC发布的温室气体全球增温潜势（GWP）值等参数为依据,将全球和局地两类污染物归并为综合大气污染物排放量（Q_IAP）,或将2类污染物减排量归并为综合大气污染物协同减排量（ICER）,二者皆以综合大气污染物当量（IAPeq）计量;最后,采用协同控制效应坐标系、协同控制交叉弹性、单位污染物减排成本等评估指标和方法开展协同控制效应评估,绘制并依据边际减排成本曲线进一步开展协同控制成本-效果优化规划.应用此方法体系开展的钢铁、交通、电力等行业协同控制评估,城市协同控制规划,以及城市协同控制绩效评估的结果表明,该方法体系具有科学性、简明性和可操作性.