山西大学城PM2.5中元素特征、来源及健康风险评估

为研究山西大学城PM_2.5中元素的污染特征及来源,采用能量色散X射线荧光光谱仪(energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer, ED-XRF)对研究区域2017年PM_2.5样品中21种元素进行分析,并对Mn、Zn、Cu、Sb、Pb、Cr、Co和Ni等重金属进行健康风险评估,同时采用主成分分析方法(principal component analysis, PCA)和正定矩阵因子分解法(positive matrix factorization, PMF)定量解析元素的主要来源.结果表明, 2017年山西大学城PM_2.5中21种元素中Ca质量浓度最高,其次是Si、Fe、Al、S、K和Cl,这7种元素占元素总质量浓度的95.71%.其中,Cr元素浓度超过我国环境空气质量标准年平均浓度限值的104倍.春季、夏季和冬季PM_2.5中Ca质量浓度最高,而秋季S元素质量浓度最高.对3类人群具有非致癌风险的元素均为Mn,且风险大小依次为儿童>成年男性>...     

衡水湖沉积物营养盐形态分布特征及污染评价

以衡水湖为研究对象,于2019年3月采集具有代表性的11个点位的表层沉积物,对衡水湖沉积物中碳、氮和磷营养盐进行形态分布特征分析.结果表明,衡水湖沉积物中有机质(TOC)含量为93.226 mg·g^-1,其含量较高,导致潜在氮源释放风险可能较高.总氮(TN)含量为1.850 mg·g^-1,属中度污染;氮形态含量及其占TN比依次为:残渣态氮(Res-N,0.973 mg·g^-1,52.57%)>弱酸可提取态氮(WAEF-N,0.531 mg·g^-1,28.69%)>强氧化剂可提取态氮(SOEF-N,0.208 mg·g^-1,11.23%)>离子交换态氮(IEF-N,0.088 mg·g^-1,4.77%)>强碱可提取态氮(SAEF-N,0.051 mg·g^-1,2.75%),进一步表明衡水湖沉积物氮释放风险相对较高.总磷(TP)含量为1.020 mg·g^-1,其中无机磷(IP)含量为0.839...     

金属有机骨架材料MOF-5利用C3H6选择性催化还原NO的研究

采用溶剂热法在不同温度（120、150、180℃）、不同时间（12、24、48 h）条件下制备MOF-5催化剂,利用热重分析仪（TG）、X射线衍射仪（XRD）、傅立叶红外光谱仪（FT-IR）对其进行表征,研究不同条件下MOF-5样品的水热稳定性及特征官能团、化学键等指标.结果表明,利用溶剂热法制备的MOF-5样品稳定性良好,390℃结构开始坍塌.对比FT-IR、XRD等表征结果,选择图线形状最好、出峰位置最多的120℃、24 h条件下的MOF-5样品作为载体,对其进行了Cu的负载,负载量依次为1%、3%、5%.根据TG曲线,选择在MOF-5维持稳定结构、同时与尾气排放环境中的温度较为接近的350℃作为反应温度,利用傅立叶原位红外技术考察不同负载量的Cu-MOF-5在不同温度条件下对NO吸附能力大小、吸附过程中间物的变化情况,初步研究以C₃H₆作为还原剂时的富氧HC-SCR反应的机理.根据原位红外反应结果看出,NO₃^-、—CNO、—CN是重要的中间产物,且以3% Cu负载量的催化剂中间产物变化最为丰富,催化效果最优.     

基于聚类分析的长治市夏季VOCs来源及活性

分析长治市夏季环境VOCs浓度及其反应活性(以OH·消耗速率计),基于聚类分析与正定矩阵因子分解法(PMF)解析VOCs来源.结果表明:长治市总VOCs平均浓度为37.40μg/m3,平均活性水平为5.07s-1,具有本地新鲜排放和反应后混合的特征.机动车排放、燃煤、液化石油气/天然气(LPG/NG)使用、工艺过程和溶剂使用源对环境VOCs的贡献分别为29.7%、29.2%、23.5%、11.6%和6.1%;对具有新鲜排放特征VOCs的贡献分别为34.6%、38.4%、10.1%、8.5%和8.5%.长治市VOCs主要受本地机动车与燃煤源排放的影响,而LPG/NG使用源与工艺过程源可通过区域传输影响本地环境VOCs.可见,有效控制本地机动车与燃煤源排放、加强市区周边LPG/NG使用与工艺过程源的联防联控,是降低长治市环境VOCs浓度与O3生成的有效途径.     

基于遥感的黑河流域生态环境变化特征及成因分析

使用2001~2017年MODIS-EVI产品和2001,2009,2017年Landsat数据提取的湿度指数（WI）、沙漠化指数（DI）、改进归一化水体指数（MNDWI）,并结合气象数据及其它数据,揭示黑河流域生态环境变化特征.结果显示：近17a来,研究区低、中高和高植被覆盖区的面积分别以36,29,132km²/a的速率增加,无植被、中植被覆盖区面积以185,11km²/a的速率递减,且夏季和上游植被覆盖度最高;2001~2009年流域水域面积扩大至3854.5km²,2009~2017年减少至2628.9km²,上游地区水体较多,水量由山岭向山麓递减,由西向东递增;流域湿度指数由2001年0.55上升到2017年0.65,高值中心主要位于上游地区和中游民乐县、山丹县以及金塔县;流域沙漠化程度先逆转后扩展,沙漠化土地主要分布于中游高台县、临泽县、金塔县和下游额济纳旗;流域气温、降水、潜在蒸散量和地区生产总值、第一产业、建成区面积及耕地面积是影响黑河流域生态环境变化的主要驱动因素.     

水体有机和无机颗粒组分变化对散射和后向散射特性影响研究

研究颗粒物的比例构成对散射及后向散射特性的影响,对推动水色遥感的发展具有重要的意义。本文结合2017年6月和9月秦皇岛附近海域的实测数据,获取了各站位有机颗粒（POM）、无机颗粒（PIM）的浓度以及散射、后向散射等光谱参数,并进行了相关性分析。结果表明,受水体颗粒物浓度的影响,各波段比后向散射系数的变化幅度明显增大,变异系数CV最大值出现在550 nm处;通过建立散射、后向散射系数与总悬浮颗粒物浓度（SPM）以及与PIM和POM之间的关系模型发现,水体的后向散射受水体颗粒物构成影响较大,与有机、无机颗粒物浓度之间的模型精度较高,均方根误差（RMSE）的变化范围为0.0094~0.0143,模型精度在700 nm处最好;同时,分析了无机颗粒物的比例构成（PIM/SPM）对散射效率和后向散射效率的影响,得出相对于散射效率Q_be,后向散射效率Q_bbe受无机颗粒物比例构成影响最大,但是Q_bbe与PIM/SPM的相关性并不是很高,决定系数R2为0.4。     

基于耗散结构和熵的高速铁路事故演化机理研究

针对高速铁路事故致因复杂的特点及高速铁路运营安全评价研究现状,提出应用耗散结构和熵理论来研究高速铁路运营事故演化机理。首先,在分析高速铁路安全运营影响因素的基础上,提出基于信息熵的典型事故安全要素集构建方法。其次,基于耗散结构和熵理论,研究高速铁路运营事故的演化机理。给出高速铁路运营安全系统的熵流模型及其熵值计算方法。通过系统熵变,判别事故演化方向。最后,通过分析高速铁路脱轨事故的演化机理,实例验证该方法的合理性和可行性。研究表明,把熵作为一个参数,能够揭示高速铁路运营事故的演化趋势;流入负熵流和排出正熵流,能够保持系统稳定有序,有效防止事故发生。     

甲醇等5种强极性有机物污染事故中的监测分析方法

建立了在突发性水污染事故中定量分析水样中甲醇、丙酮、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺等5种极性有机物的实验室和现场应急监测分析方法。采用顶空-车载气相色谱质谱法用于现场快速定性定量分析;顶空-气相色谱法用于实验室准确定量分析。通过优化顶空及气相参数,在最佳实验条件下测得顶空-气相色谱质谱法中甲醇、丙酮、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等5种化合物的检出限分别为1.0、0.06、0.5、10.0、15.0 mg/L,平行测定7次结果的相对标准偏差分别为2.1%~3.8%,加标回收率为69.4%~104%;顶空-气相色谱法灵敏度高于气相色谱质谱法,检出限分别为0.08、0.01、0.03、1.7、1.7 mg/L,平行测定7次结果的相对标准偏差分别为2.5%~4.1%,加标回收率为78.1%~116%。     

稀土工业区土壤中钍形态的植物可利用性评价

土壤中钍的生物可利用性与其对生态环境的危害密切相关.分别采用小麦盆栽培养实验和连续萃取方法研究(Triticum aestivum L.)对土壤中钍的吸收及根际土壤和原质土壤中钍形态差别.结果表明,根际土壤中钍的质量分数较原质土壤低,根际土壤和原质土壤中钍的形态分布存在一定差别,根际土壤中非残留态量较原质土壤中高.利用吸附了钍的高岭土、蒙脱土、碳酸钙、无定形氧化铁、无定形氧化锰和腐殖酸等作为小麦水培实验基质材料,并采用连续萃取方法对钍各形态的植物可利用性进行了考察.吸附材料中钍对小麦吸收的贡献指数由大到小的顺序为:高岭土、碳酸钙、腐殖酸、无定形氧化铁、无定形氧化锰、蒙脱土.由各模拟材料结合的优势钍形态,钍各形态的小麦可利用性由大到小的顺序为:离子交换态、碳酸盐结合态、有机质吸附态、无定形铁锰氢氧化物共沉淀态、晶形铁锰氢氧化物结合态.     

北京终端能源碳消费清单与结构分析

基于政府宏观统计数据,根据IPCC参考方法,估算了1995～2005年北京终端能源碳消费量,详细给出了北京各部门、分能源品种以及2005年分行业的能源碳消费清单,分析了能源碳消费结构．结果表明,1995～2005年北京终端能源碳消费总量和人均能源碳消费量均呈现显著上升趋势,分别增加了71.5%和38.4%;终端能源碳消费强度持续下降,降低了66.2%．各部门的终端能源碳消费中,工业最大,约占碳消费总量的53.0%～68.0%,1995～2005年平均碳消费量为14.59 Mt;其次是第三产业,约占15.0%～30.5%,平均碳消费量为5.23 Mt;与1995年相比,2005年城镇居民生活消费的能源碳消费量增加了2.02倍．目前工业的碳消费仍是主导,产业结构的调整尚未改变工业消费能源碳的主导地位．自2002年北京终端能源碳消费结构基本趋于稳定,但是能源结构的调整未能抵消能源消费增加带来的碳消费增量．