How aerosol direct effects influence the source contributions to PM2.5 concentrations over Southern Hebei,China in severe winter haze episodes

The aerosol direct effects result in a 3%–9% increase in PM_2.5 concentrations over Southern Hebei. These impacts are substantially different under different PM_2.5 loadings. Industrial and domestic contributions will be underestimated if ignoring the feedbacks. Beijing-Tianjin-Hebei area is the most air polluted region in China and the three neighborhood southern Hebei cities, Shijiazhuang, Xingtai, and Handan, are listed in the top ten polluted cities with severe PM_2.5 pollution. The objective of this paper is to evaluate the impacts of aerosol direct effects on air quality over the southern Hebei cities, as well as the impacts when considering those effects on source apportionment using three dimensional air quality models. The WRF/Chem model was applied over the East Asia and northern China at 36 and 12 km horizontal grid resolutions, respectively, for the period of January 2013, with two sets of simulations with or without aerosol-meteorology feedbacks. The source contributions of power plants, industrial, domestic, transportation, and agriculture are evaluated using the Brute-Force Method (BFM) under the two simulation configurations. Our results indicate that, although the increases in PM_2.5 concentrations due to those effects over the three southern Hebei cities are only 3%–9% on montly average, they are much more significant under high PM_2.5 loadings (~50 μg·m⁻³ when PM_2.5 concentrations are higher than 400 μg m⁻³). When considering the aerosol feedbacks, the contributions of industrial and domestic sources assessed using the BFM will obviously increase (e.g., from 30%–34% to 32%–37% for industrial), especially under high PM_2.5 loadings (e.g., from 36%–44% to 43%–47% for domestic when PM_2.5>400 μg·m⁻³). Our results imply that the aerosol direct effects should not be ignored during severe pollution episodes, especially in short-term source apportionment using the BFM.     

纳米材料对藻细胞毒性效应及致毒机理

纳米材料因其独特的性质被广泛应用于生物医疗、光学工程、催化等领域。随着纳米材料的生产量逐年增大,越来越多的纳米粒子被释放到水生生态环境中,其生态毒性效应影响也备受人们的关注。本文根据纳米材料的分类总结了不同种类纳米材料对水生生态系统的初级生产者藻类的毒性效应,归纳了纳米材料影响藻类毒性大小的主要因素,如纳米材料的物理化学性质、水体性质和藻种等,并探讨了纳米材料对藻类的致毒机理,如金属离子溶出、氧化损伤和遮光效应等,最后总结展望了纳米毒理学研究的发展方向,以期为纳米材料对藻类的毒性研究提供一定的理论依据。     

三峡库区大宁河流域非点源污染研究

以大宁河流域巫溪水文站控制流域为研究对象,应用分布式非点源污染模型SWAT,利用实测流量、泥沙负荷及氮、磷负荷数据对模型进行了率定和验证,并模拟了大宁河流域的径流量和营养物质氮、磷的排放.结果表明,月平均流量在率定期和验证期的效率系数分别达到了0.93和0.62;泥沙负荷的效率系数分别为0.70和0.34;氨氮和总磷的效率系数分别达到了0.31和0.37.大宁河流域污染物质的排放存在着较大的空间差异,有机氮和有机磷的5年平均排放量区间分别为2.01～38.15和0.35～5.89 ks/(hm2·a),其中,流域西南部子流域的有机氮和有机磷平均排放量最大,分别为38.15和5.89 ks/(hm2·a),是大宁河流域污染物排放的最敏感区域.     

活性炭纤维上4-氯酚及焦化废水尾水的O3催化氧化降解实验研究

选择YT-1000型活性炭纤维（ACF）作为催化剂,考察ACF与O₃协同作用催化降解水溶液中4-氯酚的最佳反应条件,并将该条件应用于焦化废水生物处理尾水中难降解有机污染物的催化氧化。ACF表面具有丰富的微孔结构,对4-氯酚有良好的吸附作用,在动力学上提高了其与O3反应的起始浓度,并且在ACF表面含氧、含氮等基团的催化作用下发生氧化反应,1 L浓度为100 mg/L的4-氯酚水样中投加2 g ACF反应6 min时,吸附作用对TOC的去除率为43.4%,而ACF协同O₃作用时的TOC去除率提高到72.5%,协同增效作用为67.1%;在选定的反应条件下,ACF协同O₃降解焦化废水生物处理尾水,60 min时的TOC与色度的去除率分别达到56.8%和96.3%。上述研究过程证明了吸附作用与催化作用的协同能有效降解生物过程不能降解的焦化废水中惰性有机污染物。     

基于BP神经网络的垃圾焚烧过程故障诊断

应用BP神经网络方法,建立了垃圾焚烧过程故障诊断的模型.该方法采用梯度下降法训练网络权值,利用最优停止法对网络进行了优化,避免了过拟合现象.提高了BP神经网络的训练速度和泛化能力.并以实际焚烧过程工况数据进行性能检验,检验结果表明了该BP网络具有较高的诊断精度.     

亲水性多孔载体在流化床中的生物膜形成过程分析

采用实验制备的一种新型亲水性多孔聚合物作为流化床反应器中生物膜附着生长的载体,实现流态化水力条件下的生物挂膜过程.在3个结构尺寸相同的流化床反应器中考察了接种污泥浓度、进水有机负荷及载体粒径对亲水性多孔载体生物挂膜量的影响,试验结果表明,接种污泥浓度为30 g VSS/L、进水TOC值为350 mg/L、载体粒径为5～8 mm时载体表面的附着生物量最大,反应器运行12 d的载体附着生物量达到4.45 g VSS/L,膜结构稳定,表现出较活性污泥法更高的活性.在进水TOC、氨氮浓度分别为350 ms/L、50 mg/L,HRT为6 h的情况下,两者的去除率分别达到了97.1%和64.3%,表明载体上的生物膜对污水中TOC及氨氮的去除表现出高效率.挂膜后载体表面上的微生物以丝状菌为主,孔壁上的微生物以球菌和杆菌为主要生物相,证明载体内外表面皆适宜微生物的生长,并且形成合理的生物相分布.     

不同条件下高炉渣吸附水中无机磷的研究

高炉渣(BFS)是在冶炼生铁过程中产生的固体废弃物,开展高炉渣的资源化研究具有重要意义.为了对水淬高炉渣净化含磷污水的应用提供理论依据,采取等温吸附的实验方法,比较了不同水淬炉渣的吸附磷效果,研究了不同pH和不同温度下水淬炉渣吸附磷的特点,结果如下:利用Langmuir等温吸附方程炉渣吸附磷的过程进行拟合,其相关系数均能达到显著水平.炉渣的碱度越高,吸附磷的效果越好;炉渣对磷的吸附能力随溶液pH的增加而降低,且初始为酸性(pH=2、4)的溶液在吸附达到平衡后pH有所上升,而初始为碱性的溶液(pH=10、12)在吸附达到平衡后pH有所下降;炉渣对磷的吸附是一个自发放热过程.     

沟渠式生物接触氧化法对有机物和氨氮的去除研究

生物接触氧化工艺是目前较为成熟的水质净化技术,国内外在河流水质净化、水体修复中都有较多的研究和应用.在实验室采用沟渠式生物接触氧化组合系统处理模拟村庄面源污水,较好地去除了有机物并实现氨氮转化.结果表明,当进水COD为130～290mg/L、氨氮为30～40mg/L、水力负荷为0.19～0.24m3/(m2·d)的条件下,该系统稳定运行11周,COD和氨氮的平均去除率分别达85%和79%.     

醇胺溶液吸收与解吸CO2的研究

在温度333K、常压条件下,在羟乙基乙二胺(AEE)总量一定的溶液中,研究了不同浓度AEE对CO2的吸收性能;在总胺质量分数为40%的溶液中,研究了不同配比的AEE N-甲基二乙醇胺(MDEA)对CO2的吸收性能.考察了吸收过程中吸收速率、吸收量、吸收时间、AEE浓度以及吸收液温度的相互关系.控制解吸过程温度为393K,考察了CO2解吸量与解吸时间的关系.实验表明,适当降低AEE浓度有利于充分发挥AEE溶液的CO2吸收性能;在MDEA溶液中加入适量AEE,可以明显提高CO2的吸收与解吸性能;其中质量分数为20?E 20%MDEA的复合溶液在CO2吸收与解吸过程中表现出良好的实际操作性.     

土壤柴油污染修复的抽气提取去除实验研究

为得到土壤气相抽提(SVE)去除柴油的优化条件,进行了一维土柱抽气提取去除柴油污染物的实验研究,研究不同初始含水率、不同抽气量对污染土壤中柴油去除率的影响及不同深度残留柴油的变化规律。结果表明：在本实验模拟的范围内,抽气量越大,SVE处理效果越好;初始含水率越低,处理效果越好;此外,不同深度去除率变化的规律基本上是随深度的增大而减小。实验结果可为土壤轻油污染实际治理提供实验数据基础。