北京降尘重金属污染水平及其空间变异特征

为了研究北京大气降尘中重金属污染水平及其空间变异特征,分别于2013年6—10月(非采暖期)、2013年11月—2014年3月(采暖期)收集了北京大气降尘样品66份,采用Elan DRC Ⅱ型电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测试了样品中的37种重金属质量分数.结果表明:非采暖期北京大气降尘中Cd、Zn、Pb 3种重金属污染最严重,三者质量分数分别为5.3、822.0、177.2 mg/kg,分别超出各自北京背景值的1 065.0%、516.2%和403.1%;采暖期北京大气降尘中Mo、Cd、Bi、Zn 4种重金属污染最严重,四者质量分数分别为8.7、2.7、3.0、660.5 mg/kg,分别超出各自北京背景值的656.9%、495.8%、457.5%和395.2%;与非采暖期相比,采暖期大气降尘重金属中除Zn、Pb、Cd质量分数分别降低了19.6%、25.3%和48.9%外,其余元素的质量分数却有不同程度的升高,其中Sr、Ba、Ce、Cu、Cr、W、La、Ni、Mo、Co等10种重金属质量分数升高了53.2%～176.7%.ArcGIS地统计插值研究表明,非采暖期主要重金属(Cr、Cu、Zn、Zr、Ba和Pb)空间分布呈现出较强的变异性;采暖期降尘中主要重金属存在不同程度的空间变异,Ba和Zn的空间变异较强,二者高值区和低值区相互交错分布;Cu和Pb的空间变异相对较弱,二者高值区和低值区分布均呈规律性分布.元素示踪分析表明,无论是采暖期还是非采暖期,北京降尘重金属污染均主要来源于机动车尾气和垃圾焚烧.      

潮汐河口环流、湍流、混合与层化的物理学

简要回顾了潮汐河口环流、湍流、混合与层化的基本物理概念、内涵、研究方法、研究成果,指出了主要的研究进展,最后,展望了今后的研究方向。本文不考虑悬沙和风浪的影响。经典的河口环流也因潮汐应变的出现而受到挑战,河口环流由重力环流和潮汐应变环流构成。“涡黏度-剪切协方差(ESCO)”概念的提出,又区分出重力ESCO环流与潮汐ESCO环流。横向环流,尤其具有曲率的弯道中的横向环流,也得到进一步的理解。涡度方法的应用,揭示横向环流不仅由各种不同物理机制造成,而且对纵向河口重力环流有重要的影响。分层流中剪切湍流的理论加深了人们对潮汐河口湍流、混合的物理学的认识,势能差异方程更是使得定量理解潮汐河口混合与层化的三维时间、空间变化成为可能。     

高层混凝土空间网格盒式多筒结构抗震性能静力弹塑性分析

介绍了高层钢筋混凝土空间网格盒式多筒结构这种新的结构体系,并采用有限元分析软件对新型结构抗震性能进行研究.以某地拟建工程为例进行静力弹塑性分析,研究不同水平侧向力分布模式对盒式多筒结构的影响,并与动力时程分析的结果进行对比,选出盒式多筒结构适合的水平侧向力分布模式,进而对盒式多筒结构进行抗震性能静力弹塑性分析.结果表明,振型分解反应谱法分布模式对于盒式多筒结构这样一个新型结构体系最为适宜,并得出了盒式多筒结构在罕遇地震下各项参数都远优于规范限值、塑性铰出现顺序满足规范要求、抗震性能优越的结论.盒式多筒结构在高层建筑中较为适用,一个筒作为一户,充分体现了"大开间、灵活划分居室"的优势.研究可为空间网格盒式多筒结构的推广起到一定的促进作用,同时可以为盒式结构设计的相关研究提供参考.     

超高层核心筒对称结构风振响应特性实测

为了探究超高层核心筒对称结构风振响应特性,以标高596.5 m的天津高银117大厦为试验对象,在大厦核心筒顶层4个角处分别布设监测点,通过GNSS-RTK多星系实时坐标方位监测技术及基于自相关函数的EMD滤波去噪法,对风荷载作用下其相应测点处X及Y向的振动曲线规律、位移频谱特性等进行了现场实测分析,通过最小二乘法对各测点X及Y向振幅进行统计标点,得出各测点风致振动轨迹,并以原始信号与去噪处理后信号之间的标准差NSTD与相关系数r为评价指标,对比分析了 EMD信号去噪法与EMD滤波去噪法的作用特性.结果表明:GNSS-RTK多星系坐标监测技术针对超高层建筑风振特性实测研究数据监测精度较高,误差较小,具有较强的实用价值;风荷载作用下,超高层核心筒对称结构不仅存在顺风向振动响应,还存在横风向振动响应;各测点X及Y向主频相差较小,风致振动轨迹为近椭圆形,且偏转角度有较大差异,即超高层核心筒对称结构在周围风载作用下存在扭转变形作用力;EMD滤波去噪法可以很好地处理风振特性等相关非线性信号,通过对监测数据局部去噪及重组处理得出利于分析的风振曲线,且标准差NsTD较小,相关系数r较大,较EMD信号去噪法具有更好的去噪效果.     

白腐真菌批式发酵动力学模型研究

为了进一步认识白腐真菌发酵产酶机理并指导相关发酵工艺设计,在一系列试验研究的基础上,建立了描述黄孢原毛平革菌批式发酵过程的动力学模型,并采用自由悬浮和固定化2种培养条件下的试验数据分别回归了模型各参数.模拟计算结果表明,生物量、葡萄糖、氨氮、木质素酶浓度的的计算值与实测值的偏差在15%以内.对比2种培养条件下的模型参数发现,二者得到的最大生物量浓度均为1.78 g/L;固定化培养菌体的比增长速率值(0.668 3 d-1)大于自由悬浮培养值(0.514 4d-1);自由悬浮培养中绝大部分葡萄糖消耗于非生长菌体代谢,固定化培养中则部分葡萄糖用于菌体生长,且氨氮消耗更快;菌体的产酶过程与生长无关;自由悬浮培养条件下,菌丝小球可合成MnP(231 U/L),其MnP合成能力为115.8 U·(g·d)-1,且高峰后依然可以保持26.1 U·(g·d)-1,适合采用补料-分批发酵的模式提高MnP的产量及其发酵效率;固定化培养条件下,菌体可同时合成MnP(410 U/L)和LiP(721 U/L),但其LiP和MnP合成能力在酶活高峰之后明显下降,分别由248.9 U·(g·d)-1和80.1 U·(g·d)-1下降到0 U·(g·d)-1和6.04 U·(g·d)-1,故而在考虑补料-分批发酵模式时,补料时机应选择在培养中期的LiP与MnP峰值之前.     

天津市交通流量调查和分析

根据对天津市“三环十四射”及相关次干道道路车流量的调查，采用科学的方法对天津市城区机动车车流量、车型分布进行了分析和研究，根据车流量的调查，结合不同车型排放因子，为分析流动污染源提供基础数据。该工作是分析交通污染的基础和必要的工作。     

城市生态气象监测评估初步研究与实践——以北京为例

气象条件作为影响生态系统最活跃、最直接的驱动因子,影响着生态系统的质量和人类生存的环境,关系着生态保护和建设的成果,而城市生态系统具有与其他系统不一样的气候特征,目前还未形成一套有关城市的生态气象监测评估方法。基于生态气象学理论,分别从城市气候环境、与气候相关的陆表环境、大气环境、人居环境以及城市高影响天气气候事件等5个方面选择不同的要素和指标开展了城市生态气象监测评估初步研究,并以北京为例,利用2018年国家和区域自动气象站资料、大气成分观测资料、2002—2018年MODIS卫星资料、Landsat及环境一号卫星资料,开展了2018年北京城市生态气象监测评估。监测评估显示,(1)2018年北京城市“热岛”和“干岛”气候特征明显,并在北京二环与五环之间存在一个“冂”形风速低值区。(2)2018年北京陆表生态环境、大气环境、人居环境进一步好转:其中植被覆盖度达61.6%,创2002年以来新高,气象条件贡献率达50%,生态涵养区植被生态质量处于正常偏好的面积比例达93.2%;中心城区陆表温度为2011年以来最低值;重要水源地密云水库、官厅水库水体面积均为2000年以来最大值;气溶胶光学厚度、霾日数、大气静稳指数分别较过去4年平均值下降14%、31%和8%,大气扩散条件偏好,对霾日减少贡献率达21%,外地污染传输对PM2.5贡献达到53%;城市生态冷源较2013年明显增加,城市“热岛”得到缓解。(3)历史罕见的夏季高温闷热、冬季阶段低温、极端强降水以及持续无降水等高影响天气气候事件给城市安全运行和生态环境带来不利影响。综合评估表明2018年北京气象条件总体利于陆表生态环境改善,有利的气候条件提高了生态环境的质量,但城市生态质量仍面临着极端天气气候事件、城市热岛、低风速以及外来大气污染输送等风险。     

梁子湖湿地土壤酶初步研究

在梁子湖湿地区域内分别采取稻田、沉积物、荒滩、藕塘的土壤样品,测定了与土壤碳、氮、磷转化相关的多酚氧化酶、磷酸酶和脲酶的活性及有机质、N、P含量,分析了湿地土壤酶的活性与土壤有机质、N、P的关系。结果表明:尿酶的活性(以NH3-N计)在0.084~0.255mg·g-1之间,磷酸酶的活性(以酚计算)在8.239~30.898mg·g-1之间,多酚氧化酶的活性(以I2计)在0.577~1.467ml·kg-1之间。脲酶可促进土壤全氮的降解转化。脲酶活性与土壤有机质、全N都呈显著正相关;磷酸酶的活性与土壤磷的转化关系密切。磷酸酶的活性与有机质、全P和速效P都呈正相关,但与有机质的相关性不显著;与速效P的相关性只在水田中达到显著水平;与土壤全磷的含量间相关性显著;多酚氧化酶的活性与土壤碳、氮、磷有密切关系。多酚氧化酶的活性与有机质、全N、全P的含量均呈负相关关系,与有机质的含量之间的负相关在水田和湖泊沉积物中达到显著水平。     

渍水土壤中硒迁移行为的研究

用土柱模拟4种加硒处理的土壤还原淋溶过程，研究了硒在土壤中的迁移和积累。结果表明，未加硒处理（土壤背景硒）的溶液中硒的迁移以有机硒占优势，Se(Ⅵ）及Se（Ⅳ）占的比例很小；土壤富野酸硒由上层向下层迁移。外源蛋白硒的处理的溶液中硒迁移为有机硒，部分外源硒以富里酸硒积累在下层土壤。外源Se(Ⅵ）和Se（Ⅳ）处理的溶液中硒迁移量只占加入量的0．2％和0．4％，硒迁移的主要形态前者为有机硒，后者为Se(Ⅳ）和有机硒；外源Se（Ⅵ）和Se(Ⅳ）的绝大部分以富里酸硒的形态积累于土壤，其积累量Se（Ⅵ）处理高于Se(Ⅳ）处理，上层土壤高于下层土壤。     

天南星（Arisaema erubescens Schott）对钉螺（Oncomlania hupensis）的毒杀作用

近年来,血吸虫病在我国又有回升的势头,采用植物灭螺进而消灭血吸虫病是控制血吸虫病蔓延的有效方法.实验研究了一种新型灭螺植物——天南星(ArisaemaerubescertsSchott)的灭螺效果和机理.采用天南星植物水浸液用于灭螺(Oncomlaniahupensis)实验,并检测天南星处理后钉螺肝脏生理生化指标的变化.结果显示,天南星全株均具有较强的灭螺效果,其中块茎灭螺效果最好:0.1%块茎水浸液处理3天后钉螺死亡率达88.4%,5天后达100%;天南星不同部位的灭螺效果为:块茎>叶>茎.天南星块茎水浸液处理钉螺后,随处理浓度的增加和处理时间的延长,钉螺肝脏丙二醛(MDA)含量显著升高,而过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性显著降低.天南星水浸液可引起钉螺肝细胞的过氧化损伤,导致其抗氧化能力下降,从而降低了其代谢和解毒功能.研究结果表明,天南星是一种具有良好灭螺效果的植物,可成为构建植物群落生态工程灭螺林新的物种资源.