Measurement of atmospheric nanoparticles: Bridging the gap between gas-phase molecules and larger particles

Atmospheric nanoparticles are crucial components contributing to fine particulate matter(PM2.5), and therefore have significant effects on visibility, climate, and human health. Due to the unique role of atmospheric nanoparticles during the evolution process from gas-phase molecules to larger particles, a number of sophisticated experimental techniques have been developed and employed for online monitoring and characterization of the physical and chemical properties of atmospheric nanoparticles,...     

负载镍锌氧体木质素基活性炭吸附磺胺噻唑

以碱木素为原料热解制备碱木素基活性炭（LAC）,在此基础上添加硝酸镍、硝酸锌等,用水热合成法成功制备出负载镍锌氧体的木质素基活性炭（NiZn-DO/LAC）.通过SEM、BET、XRD等仪器对木质素基活性炭性能结构进行表征,并研究其在水溶液中对于磺胺噻唑（ST）的吸附.结果表明,所制得的木质素基活性炭具有明显的三维多孔结构与稳定的晶体结构,其具备较大的比表面积（759.1m²/g）.在吸附ST的过程中,NiZn-DO/LAC表现出较好的吸附性能,最大吸附容量可达328.2mg/g,优于其他报道的吸附剂.在NaOH溶液中,ST易从活性炭材料中脱附,在循环利用4次后,解吸率仍可达79.43%.NiZn-DO/LAC对ST的吸附主要通过静电作用、π-π堆积作用、络合作用、氢键作用及疏水性作用的协同,从而使吸附性能得到很大提高.     

重庆典型城区PM2.5生物标志物组分特征及源指示

于2015年10月~2016年8月在重庆大学A区采集秋冬春夏4个季节PM_2.5样品（n=77）,分析生物标志物（n-alkanes、UCM、藿烷和甾烷）组分特征,探讨季节变化和对来源的指示.结果表明,重庆沙坪坝区PM_2.5中Σn-alkanes （C₁₁~C₃₈）和UCM年均浓度分别为328.69ng/m³和2.52μg/m³,均为冬季最高,夏季最低.28n-alkanes PMF源解析识别出4个因子：化石燃料燃烧（23.45%）、化石燃料残留（29.1%）、生物质燃烧（21.35%）和高等植物蜡排放（26.1%）.UCM与可分离烷烃组分比例（U：R）为1.29~3.33.夏季U：R最低,可能是受温度和光照的驱使,微生物和植物的生命活动旺盛所致.藿烷Ts/Tm、C30αβ/C31αβ（22R）和C31αβ（22S）/（22S+22R）的年均值分别为1.15,5.26和0.59,指示以机动车尾气排放为主的高成熟度石油烃输入.甾烷C29αββ/（ααα+αββ）和C29ααα（20S）/（20S+20R）的年均值分别为0.40和0.53,主要指示高成熟度化石燃料残余物输入.PSCF分析表明,Σn-alkanes的潜在源区主要集中在四川东南部和重庆西部及其相接壤附近区域,UCM的潜在源区主要分布在四川东南部.     

基于FCE-AHP的黄石市地质环境承载力评价

随着城市化进程的加快,人类工程活动日益强烈,地质环境问题已经成为阻碍绿色城市发展的关键因素。了解区域地质环境承载现状,有助于提出有效的地质环境调控手段,科学指导区域发展规划。以湖北省黄石市为研究区,基于地质环境、生态环境、社会环境三个方面共16个评价指标,构建地质环境承载力评价体系。采用模糊综合评价（Fuzzy Comprehensive Evaluation,FCE）确定各因子的隶属度、层次分析法（Analytic Hierarchy Process,AHP）确定各因子权重,最后通过GIS空间分析对黄石地质环境承载力进行综合评价。研究表明：黄石市东北区域承载力较差,主要受地灾因子制约,建议对地质灾害问题进行修复治理;中西部陈贵镇附近因矿山开采导致其承载力较差,建议开展矿山环境恢复工程;南部阳新县承载力整体较好,可进行适度开发利用。不同区域地质环境承载力的短板要素不同,需要找到制约因子并对其进行改善来提高地质环境承载力。     

具有双反应活性中心Cu-Al2O3-g-C3N4类芬顿催化剂及·OH选择性转化机理研究

采用水热合成法制备Cu-Al₂O₃-g-C₃N₄类芬顿催化剂,以扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、电子自旋共振（EPR）、拉曼光谱（Raman）对所制备的催化剂及反应过程进行表征.以染料亚甲基蓝（MB）和罗丹明B（Rh-B）及小分子有机物2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）、双酚A（BPA）和苯妥英（PHT）为目标污染物,研究催化剂在初始pH=7条件下的类芬顿催化活性.同时,探讨Cu掺杂量和有机物配体g-C₃N₄掺杂量对体系催化性能的影响,并验证晶格氧诱发与有机配体络合两种方式对催化剂活性和稳定性提高产生的影响.DMPO-EPR自由基测定实验及Raman光谱监测催化反应过程验证表明：Cu的晶格氧掺杂诱发了靠近铜晶格O₂^·-的富电子Cu中心,以及靠近铝晶格O₂^·-的缺电子Al中心;引入的g-C₃N₄以阳离子π作用形式通过σ-型Cu—O—C键桥将π体系上的电子转移至Cu,形成一个新的缺电子π中心.在H₂O₂存在的情况下,富电子Cu中心将电子传递给H₂O₂,使其被还原为·OH;同时,体系中H₂O的电子被缺电子中心剥夺,进而氧化为·OH.羟基自由基转化率TOFs值的进一步计算结果表明,Cu-Al₂O₃-g-C₃N₄体系中TOF值为0.516 s^-1,是传统均相芬顿体系TOF值（1.53×10^-2 s^-1）的33倍以上.     

新时期沿黄省会城市商业空间结构及其空间服务能力

在“黄河战略”和推动供给侧结构性改革的双重背景下,考察沿黄城市商业空间格局对推动黄河流域城市经济高质量发展意义重大。以沿黄省会城市为例,通过核密度估计、标准差椭圆方法分析其商业空间结构,进而通过叠加分析方法探讨等级商业空间服务能力。结果表明：（1）市区人均社会消费品零售总额自黄河上游到下游总体呈现递增趋势,济南是典型的积极消费型城市;（2）沿黄省会城市商业空间格局呈现出串珠型、单核心型、基础网络型、成熟网络型;（3）城市商业空间结构越成熟,空间服务能力越强,济南市等级商业空间服务能力显著,郑州市最差。研究结果能够为新时期黄河流域高质量发展与国土空间规划提供科学参考。     

基于响应面法SCR脱硝反应器喷氨格栅的优化研究

利用计算流体动力学（CFD）方法,采用k-e湍流模型和组分运输模型对SCR脱硝反应器的氨浓度场进行了数值模拟,并通过实验验证了反应器内氨浓度场数值模拟的准确性,同时,基于响应面法研究了喷氨格栅各结构参数和系统运行参数对SCR脱硝反应器内氨浓度场的影响.结果表明,喷口密度N,开孔率ψ,喷口角度α及入口风速v对氨浓度分布均匀性都存在着一定影响,其中影响的显著性为N>α>v>ψ.而且存在着一组最优的喷氨格栅结构参数和最佳的系统运行参数能够使SCR脱硝反应器内的氨浓度分布不均匀系数达到最优值.在本文研究的参数范围内,喷氨格栅最优的结构参数分别是：r=8个、d=57mm、α=90°,系统最佳的运行参数为v=8.17m/s,此时氨浓度分布不均匀系数为0.0151.     

新时期国土空间安全背景下的空间规划系统思考

当前,国土空间治理模式正由原空间规划“集群”向统一的国土空间规划转变,国土空间安全这一空间发展底线问题成为规划各界热议的焦点。基于系统理论,梳理了国土空间及其规划系统,重点分析了具有什么系统性质的空间规划才能更好地保障国土空间安全。研究表明：（1）国土空间规划完善的法律体系与科学的系统接口是保障国土空间系统安全的关键; （2）国土空间规划立法,应构建以国土空间规划法作为基本法,形成以法律法规、标准体系为核心的结构清晰、内容统一的法规体系,以使空间规划系统结构合理;（3）系统接口方面,建立以硬件接口和软件接口为主要类型、国土空间规划全生命周期为核心的三维系统接口,实现“五级三类四体系”的三维衔接。     

不同肥源条件下Zn对农田土壤N2O排放的影响及其机制

为探究锌（Zn）污染对农田土壤氧化亚氮（N₂O）排放的影响,分别以猪粪和尿素为肥源进行室内培养实验,对比分析不同含量Zn （0、50、500、1500和5000mg/kg）对N₂O排放的影响及其机制,并在培养第52d向所有处理再次添加尿素以探究其长期效应,共培养80d.结果表明：第1次添加肥料阶段,在尿素为肥源处理中不同含量Zn均表现为显著抑制作用（P<0.05）,而猪粪为肥源处理中除50mg/kg无显著影响外（P>0.05）,其它含量处理均显著促进N₂O排放（P<0.05）.第2次添加肥料阶段,不同肥源条件下Zn的作用规律一致,即50mg/kg无显著影响（P>0.05）,500和1500mg/kg显著提高N₂O排放而5000mg/kg处理与之相反（P<0.05）.此阶段500、1500和5000mg/kg处理以猪粪和尿素为肥源时其N₂O累积排放量与同肥源对照的比值分别为3.49、3.13、0.01和2.53、2.74、0.04,可见同等含量Zn在猪粪为肥源条件下作用更强,500和1500mg/kg Zn的促进机制为Zn提高了土壤中NH₄⁺-N、NO₃^--N含量以及控制反硝化过程N₂O产生和还原功能基因相对丰度的比值（nirS/nosZ）,而5000mg/kg Zn抑制了土壤中NH₄⁺-N进一步转化为NO₃^--N,从而降低了N₂O排放.     

食用植物油加工VOCs排放特征

获取了菜籽和大豆植物油加工行业VOCs排放系数、成分谱和臭氧生成贡献,并对其全国VOCs排放量进行了计算.结果表明,菜籽油加工过程VOCs排放系数为1.20kg/t菜籽用量和6.32kg/t菜籽油产量,大豆油加工过程VOCs排放系数为0.36kg/t大豆用量和2.35kg/t大豆油产量.菜籽油和大豆油加工排放的VOCs主要来自于有机溶剂挥发.VOCs排放占比最大的物种是正己烷,其次是甲基戊烷（包括3-甲基戊烷和2-甲基戊烷）,再次是甲基环戊烷.植物油加工行业OFP为931.47μg/m³,其中,烷烃贡献最大,占比为61.90%;其次是烯烃和OVOCs,占比分别为19.61%和15.14%,.2019年中国大豆和油菜籽植物油加工VOCs排放量为5.12万t,大豆和油菜籽植物油分别贡献65.4%和34.6%,山东、湖北、江苏、广东、河南、广西、天津、河北、湖南、福建是贡献最大的10个省份,合计占比72.0%.