基于计算智能的流域污染排放优化模式研究

基于人工神经网络和遗传算法建立了流域排污削减控制的技术框架.通过对排污口和目标断面水质监测数据的模拟与优化提出最优的排污削减控制策略,从而使目标功能区达标,可以间接的实现环境容量总量控制.结合情景分析理论对松花江哈尔滨段的朱顺屯-东江桥(S1)与东江桥-大顶子山(S2)功能区进行了COD的排污优化研究.结果表明,S1区段执行III类功能区标准时,何家沟与松北两个排污口平均削减率分别为23%和25%;执行II类功能区标准时2个排污平均削减率分别为64%和42%.S2执行II类功能区标准,太平,阿什河和呼兰河排污口全年平均削减率分别为18%、53%和25%.基于计算智能的削减控制模式实用可操作性强,可以科学、合理的对各个排污口源强进行优化,给出最优的污染排放策略.     

碳税对能源密集型产业国际竞争力影响研究

碳税是学术界和国际组织极力推荐的一种温室气体减排措施。但征收碳税可能会对征收国的能源密集型产业国际竞争力产生负面影响,一直以来这个问题都是各国普遍担心的,也是各国能否顺利实施碳税政策的重要政治考量。文章对碳税对OECD国家能源密集型产业国际竞争力的影响进行实证研究,以借鉴OECD国家碳税政策实施经验,为中国碳税政策制定提供借鉴。文章在对基本引力模型进行改进的基础上,引入一组碳税政策变量构建了碳税对能源密集型产业国际竞争力影响的计量模型,以21个OECD国家为研究对象,对征收碳税对这些国家的能源密集型产业(选取9个产业)国际竞争力的影响进行计量分析。研究发现,碳税对能源密集型产业的国际竞争力有显著的负面影响,尤其是对区位敏感型产业国际竞争力的影响更明显。在此基础上,文章提出对我国碳税政策制订的启示:适当使用缓解和补偿措施;合理使用碳税收入;遵循循序渐进原则,逐步形成完善的碳税税制。     

伏安法测定水中β-萘酚

研究了β-萘酚在多壁碳纳米管(MWNT)修饰电极上的电化学行为,在C6H8O7-Na2HPO4溶液中,β-萘酚在修饰电极上产生一对可逆峰,还原峰电位为-0.103V,氧化峰电位为-0.076V,该峰较灵敏、稳定,适于伏安测定。据此提出了一种灵敏,简便的检测β-萘酚的电化学分析方法。在合适的条件下,β-萘酚浓度在2×10-5～4×10-4mol/L范围内浓度与峰电流呈线性相关,相关系数r=0.9940,检出限2.5×10-7mol/L。同时对模拟水样进行测定,结果满意。     

我国煤炭消费现状与未来煤炭需求预测

在分析1991年以来我国煤炭资源消费量变化以及煤炭消费占能源消费总量比重变化的基础上。指出电力、钢铁、建材和化工是煤炭资源的主要消耗行业,2005年它们消耗的煤炭占我国煤炭消费总量的85％。考虑这四大行业能源消费构成的特点、煤炭需求的主要决定因素、未来能源效率提高潜力及产业结构调整等因素,采用主要耗煤部门法预测2010、2020年我国国内煤炭需求量。考虑未来我国经济增长速度及我国节能目标等相关因素,采用单位产值能耗法。能源弹性系数法预测未来我国能源需求。然后采用相关部门对除煤炭以外的其他一次能源需求的预测,间接求得我国2010、2020年煤炭需求量。比较两种预测方法的结果。最终得出我国煤炭需求量为2010年26．2亿-28．5亿t、2020年30．9亿-34．9亿t．发电用煤仍是拉动煤炭消费增长的主要因素。     

我国大城市空间增长基本动力的实证研究——经济发展、人口增长与道路交通

20世纪90年代以来的快速城市化和工业化,使我国大城市地区普遍实现了建成区空间的大规模扩张过程.以2004年我国大城市的相关统计数据为基础,运用计量经济学的方法.分析我国大城市空间增长动力的现状特征.研究认为,我国大城市在普遍呈现出建成区空间快速增长的现象背后,隐藏着多元化的内在动力机制;城市经济发展水平、城市人口数量和城市道路交通建设等各种因素共同驱动了我国大城市空间扩张的现实进程;在此过程中.城市人口数量增长具有主导性的作用,道路交通条件改善也发挥着不可忽略的影响,而经济发展水平的作用影响较为复杂、尚有待于更进一步的研究探讨.研究建议,致力于空间紧凑型城市建设、适当提高城市人口密度、加强城市交通需求管理来促进城市空闷的健康持续发展,应该成为未来的发展方向.     

葛洲坝船闸过鱼时空特性研究

于2013年4月、6月及8月,在葛洲坝一、二号船闸上下闸首断面及闸室内,利用DIDSON声纳定点探测方法,对船闸上下行鱼类数量进行探测记录,并同步进行水质水动力现场监测,研究船闸过鱼现状及规律。结果表明：船闸天然情况下存在一定过鱼能力,附加一定的改进措施,船闸可能成为通航与过鱼功能合一的新型过鱼建筑物。船闸过鱼存在一定的昼夜节律,鱼类在夜晚时段表现的更为活跃,且在不同季节有选择相对适宜温度活动的趋势,而两船闸间下闸首天然鱼类通过量无显著差异。6月由于水温条件适合,且处于禁渔期末,鱼类大量繁殖,过鱼数量最大,4月及8月过高及过低的水温均不利于家鱼繁殖,过鱼相对较少,且均值比较无显著差异,另外不同月份水位流速变动可能对过鱼量造成一定影响。一号二号船闸的鱼类上闸首通过率分别为21%及42%     

高炉炼铁工艺细颗粒物PM2.5排放特性分析

采用静电低压撞击器(electrical low pressure impactor,ELPI)对高炉出铁场、矿槽除尘后细微颗粒物(PM2.5)的粒径及质量浓度分布进行在线分析.结果表明,出铁场除尘后PM2.5粒数浓度在105~106cm-3数量级范围内,主要为粒径小于0.1μm的颗粒物,而矿槽除尘后PM2.5粒数浓度在104~105cm-3数量级范围内,主要为粒径1.0μm以下的颗粒物,质量浓度呈单峰分布;PM2.5化学组成分析表明水溶性离子SO2-4、K+、Ca2+含量较高,分别为10.32%~28.55%、10.36%~12.15%、3.97%~15.4%;主量元素主要为Fe、Si、Al,含量分别为16.8%~31.62%、2.24%~8.76%、1.24%~5.89%;含碳组分OC和EC在PM2.5中的含量也较为丰富,分别为2.7%~4.6%和0.8%~1.3%.PM2.5单体颗粒形态主要为球状颗粒和不规则颗粒.高炉出铁场、矿槽除尘后PM2.5的排放因子分别为0.045~0.085 kg·t-1、0.042~0.071 kg·t-1.     

中原城市群典型城市秋冬季大气PM2.5污染特征及溯源

为了研究中原城市群区域城市秋冬季大气PM_2.5的污染特征和其主要成分的潜在来源,于2018年10月到2019年1月在郑州、洛阳、安阳和新乡这4个典型城市展开秋冬季连续4个月PM_2.5膜样本采集,采用X射线荧光光谱法,碳分析法和离子色谱法分别对18种无机元素,有机碳（OC）/元素碳（EC）,和9种水溶性无机离子进行了测定.根据PM_2.5日均值浓度水平分为3个污染等级,并分别通过对氮氧化率（NOR）和二次有机碳（SOC）及富集因子的计算结果对PM_2.5主要成分NO₃^-和SOC及18种无机元素的时空变化进行了对比分析.通过化学质量平衡（CMB）模型计算了4个城市的排放源及贡献率,并通过后向轨迹（HYSPLIT）模型和潜在源贡献因子法（PSCF）分析了4个城市PM_2.5和主要成分NO₃^-及OC的潜在污染来源.结果表明,采样期间郑州、洛阳、安阳和新乡PM_2.5均值分别为（82.1±45.5）、（84.7±39.8）、（96.8±46.1）和（81.1±36.6）μg·m^-3,日均值的最高浓度值分别是国家二级标准的3.3、2.6、3.0和2.3倍;4个城市PM_2.5的主要组分都为NO₃^-和SOC,NO₃^-的浓度,NO₃^-/EC和NOR都随着污染等级的升高而显著升高,NO₃^-/EC和NOR的均值随着污染等级的升高总体上表现出郑州和洛阳略高于安阳和新乡;SOC的浓度和在OC中的占比及SOC/EC的比值都随着污染等级的升高而增大;从无机元素的浓度和富集程度来看,As在郑州最高,Mn和Fe在洛阳最高,Zn、Ni和Cr在安阳最高以及Cu和Pb在新乡最高;4个城市PM_2.5污染源为二次硝酸盐、二次硫酸盐、有机物、燃煤源、机动车源、扬尘源、生物质源和工艺过程源,二次硝酸盐的分担率在郑州（37.7%）最高,新乡（14.1%）机动车分担率最高,洛阳（7.0%）和安阳（6.8%）的工业过程源的分担率相对较高;郑州、洛阳、安阳和新乡分别有51.6%、49.2%、49.6%和46.3%的气流来自西北方向;郑州潜在污染区域主要集中在河南省,洛阳主要在河南省南部和汾渭平原,安阳和新乡则是主要在河南省和京津冀传输带上,另外安徽西北部、山东西南部、山西东南部和陕西北部也对安阳和新乡OC的污染造成了影响.     

有机改性蒙脱土对萘的吸附机制和影响因子

我国场地土壤中多环芳烃（PAHs）污染或PAHs-重金属复合污染是常见的污染类型,对公众健康与环境构成巨大威胁.本研究利用耗散型石英晶体微天平（QCM-D）技术和批量吸附实验,探究实验室制备的2种有机改性黏土对萘的吸附机制,以及萘与Cu²⁺共存时黏土颗粒吸附情况.结果表明,25℃时,十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土（CTAB-SMF）的吸附等温线符合Freundlich模型（R²>0.92,n>1）,说明其对萘的吸附位点具有多样性,在较高萘平衡浓度（c_e=1 mmol ·L^-1）下吸附分配系数K_d为SMF的13.4倍;3-巯基丙基三甲氧基硅烷改性蒙脱土（TMSP-SMF）的吸附等温线符合Langmuir模型（R²>0.96）,在较高萘平衡浓度（c_e=1 mmol ·L^-1）下吸附分配系数K_d为SMF的1.14倍.说明2种有机改性黏土对萘的吸附效果优于SMF颗粒.3种黏土颗粒对萘的吸附焓在-30~-10 kJ ·mol^-1之间,均为自发物理吸附.溶液离子强度升高抑制了SMF吸附萘,但对改性黏土吸附萘无显著影响.萘平衡浓度较低（c_e=0.1 mmol ·L^-1）时,Cu²⁺的存在使TMSP-SMF对萘的吸附效果增加了3倍;同时萘能促进2种改性黏土对Cu²⁺的吸附.本研究通过原位在线QCM-D检测了黏土对萘的吸附机制,结果与批量吸附实验结果一致：CTAB-SMF对萘的吸附位点主要为黏土层间的改性剂基团,TMSP-SMF则位于黏土颗粒表面的改性剂基团.本项研究结果显示,QCM-D技术是一种有效的原位在线表征黏土膜吸附有机污染物的方法,2种有机改性的黏土颗粒可作为应用于PAHs或PAHs-重金属复合污染场地的修复材料.     

微塑料对泰乐菌素的吸附动力学与热力学

以泰乐菌素（TYL）为目标有机污染物,系统研究了两种微塑料聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）对泰乐菌素的吸附动力学与热力学.结果表明：PVC对泰乐菌素的吸附大于PE;吸附在36h可完全达到平衡,吸附动力学可以用二级动力学较好的拟合;颗粒扩散模型表明表面吸附和颗粒扩散是PE和PVC对TYL吸附的主要机理;吸附等温线可以用Henry模型较好拟合,说明泰乐菌素在PE和PVC上的吸附存在明显的线性分配规律,吸附热力学表明吸附过程是自发进行的;本研究可以为科学合理的评价微塑料在环境中的行为及其对环境中污染物的迁移转化的影响提供理论依据.