A review of gas-phase chemical mechanisms commonly used in atmospheric chemistry modelling

The atmospheric chemical mechanism is an essential component of airshed models used for investigating the chemical behaviors and impacts of species. Since the first tropospheric chemical mechanism was proposed in the 1960s, various mechanisms including Master Chemical Mechanism (MCM), Carbon Bond Mechanism (CBM), Statewide Air Pollution Research Center (SAPRC) and Regional Atmospheric Chemistry Mechanism (RACM) have been developed for different research purposes. This work summarizes the development and applications of these mechanisms, introduces their compositions and lumping methods, and compares the ways the mechanisms treat radicals with box model simulations. CBM can reproduce urban pollution events with relatively low cost compared to SAPRC and RACM, whereas the chemical behaviors of radicals and the photochemical production of ozone are described in detail in RACM. The photolysis rates of some oxygenated compounds are low in SAPRC07, which may result in underestimation of radical levels. As an explicit chemical mechanism, MCM describes the chemical processes of primary pollutants and their oxidation products in detail. MCM can be used to investigate certain chemical processes; however, due to its large size, it is rarely used in regional model simulations. A box model case study showed that the chemical behavior of OH and HO₂ radicals and the production of ozone were well described by all mechanisms. CBM and SAPRC underestimated the radical levels for different chemical treatments, leading to low ozone production values in both cases. MCM and RACM are widely used in box model studies, while CBM and SAPRC are often selected in regional simulations.     

内流激发垂直悬臂管振动失稳特性实验研究

目的 研究管道内部流速和浸没深度对细长柔性悬臂管道振动特性的影响规律。方法 通过位移传感器采集管道振动位移时程,计算管道振幅、时频特性、相位变迁和振动频率,分析内流在输流过程中所激发的管道振动失稳特性。结果 随着内流流速的增加,垂直悬臂管会经历静态、前失稳和后失稳3个不同状态。管道振幅随内流流速的增加而明显增大,但振动频率只是缓慢上升。随着管道浸没深度的增加,管道振动失稳整体减弱。结论 内流流速和浸没深度均是影响管道振动失稳特性的关键因素。     

粤港澳大湾区典型化工场地苯系物污染特征及迁移规律

以粤港澳大湾区某典型化工污染场地为例,共采集了247个土壤样品和20个地下水样品,探讨了场地苯系物的污染分布特征,利用GMS分别从水平和垂直方向模拟分析了该场地苯系物在土壤与地下水的污染迁移扩散规律.结果表明,场地土壤样品中苯、乙苯、间,对-二甲苯、邻-二甲苯超筛选值,其中苯系物超筛选值的土壤样品主要集中在0. 5～4 m深度范围;地下水样品中苯、乙苯、间,对-二甲苯和邻-二甲苯超标较严重,最大超标倍数分别为140. 00、101. 33、212. 00和103. 40倍,主要分布在浅层地下水.地下水中的苯污染物在水平方向主要以对流/弥散运移方式从西北往东南方向迁移,而在垂向上浮苯主要集中在地下水面处,溶解态苯主要在水动力作用下迁移.模拟验证分析结果表明,MT3D模型能较准确地反映场地苯系物的空间分布和迁移特征,可为粤港澳大湾区化工类污染场地的精准化管控与修复提供科学指导.     

夏秋季宁波市气态元素汞(GEM)污染特征及潜在源区贡献分析

气态元素汞(gaseous elemental mercury,GEM)是普遍存在于大气中的对生物体有害的重金属元素其化学性质稳定,在大气中停留时间长,可随气团长距离输送属于全球性污染物.本研究于2017年夏秋季对宁波市大气GEM、常规污染物和气象参数进行综合观测,研究沿海地区GEM受人为源和自然源共同作用下的迁移转化规律及潜在源贡献来源.结果表明:①观测期间大气GEM的平均质量浓度为(2.32±0.90) ng·m~(-3),变化范围为0.97～10.95 ng·m~(-3),且夏季低于秋季.②GEM、O_3和GOM在夏季、秋季、晴天和阴雨天的日内浓度变化表明,高浓度的O_3和强烈的光照可加速GEM发生光化学反应,GEM在晴天的光化学氧化强度高于阴雨天.③相关性分析表明,GEM与PM_(2.5)(R=0.65,P0.01)、PM_(10)(R=0.47,P0.01)、NO_2(R=0.46,P0.01)和CO(R=0.57,P0.01)呈显著正相关关系,其来源与化石燃料等物质燃烧有关.④O_3等光化学氧化剂的浓度、GEM在颗粒物上的气粒分配及PM_(2.5)、水汽和NO_2的消光效应,可对GEM光化学氧化速率产生重要影响.⑤潜在源贡献分析(potential source contribution function analysis,PSCF)结果表明夏季浙江省北部(包含宁波市)、西北部,安徽省南部和江西省大部分地区构成一个三角形区域是NBUEORS大气GEM的潜在源贡献区域,且本地源、区域源和长距离源输送对GEM污染均具有重要影响.秋季的潜在源贡献区域主要为浙江省北部区域,范围小于夏季.GEM主要来自本地源和区域源输送影响.因此,针对大气GEM污染的控制,需要跨省的区域联防联控,综合治理,方可有效减轻大气汞的污染.     

磺胺嘧啶对鱼菜共生系统氮元素转化的影响

本文研究了典型抗生素磺胺嘧啶对实验室规模鲤鱼-小白菜共生系统生产性能和氮元素转化的影响.结果表明,磺胺嘧啶使系统鲤鱼体重增量提高17%,但小白菜生产性能大幅下降,使得系统氮素利用率由43.66%降至21.20%,N₂O转化率由1.02%上升至1.98%.磺胺嘧啶在投加初期对系统的硝化过程表现出短期抑制效应,经过32d的适应期后,实验组氨氮浓度下降至和对照组相近水平,系统运行后期实验组氨氧化细菌丰度相较对照组提高51.43%.鱼体内残余的磺胺嘧啶为35.23μg/kg,符合国家标准,但水体中磺胺类药物抗性基因sul1、sul2及intI1的拷贝数分别提升至7.23倍、2.74倍和4.12倍.从生产性能及环境友好性考虑,鱼菜共生系统在设计及运行中应减少或避免抗生素的使用,并采取合理的替代措施规避其风险.     

多元复合调理剂对镉砷污染农田土壤微生物群落结构的影响

通过温室盆栽试验,研究多元复合调理剂（石灰石、铁粉、硅肥和钙镁磷肥,简称LISP）对土壤基本理化性质、Cd和As的生物有效性和微生物群落结构的影响.结果表明,LISP可改变土壤基本理化性质,降低土壤有效态Cd和As含量,并改变土壤微生物群落结构.在0.4%的LISP添加下,土壤pH值、有效磷和总磷含量较CK处理分别显著（P< 0.05）提高0.57单位、130.6%和18.38%,同时土壤有效态Cd和As含量较对照分别显著（P< 0.05）降低21.76%和16.39%.高通量测序结果表明,添加LISP可维持污染土壤中正常微生物群落的多样性和丰富度,而显著改变土壤微生物群落的组成和结构,其中厚壁菌门、放线菌门和浮霉菌门等门水平物种的相对丰度增加,而绿弯菌门、酸杆菌门和疣微菌门等门水平物种的相对丰度降低.冗余分析和Mantel检验分析表明,土壤pH值、有效磷以及有效态Cd和As含量是影响土壤微生物群落结构的主要环境因子.上述结果表明,LISP是一种有效的、生态安全的调理剂用于农田土壤Cd和As污染土壤修复.     

基于双重预防机制的大型石化建设项目现场安全管理研究

基于双重预防机制,结合工作实际,从固有施工风险、不合格的作业风险、运转不畅的管理机制3个方面分析石化建设项目施工作业主要风险来源,根据"风险分级-风险管控-隐患排查-隐患治理与整改"PDCA循环,明确各阶段安全管理重点,强化超前预防和过程跟踪,提出风险分级管控及隐患排查治理具体措施,并分析其应用效果,以提升项目建设期间施工作业现场安全管理水平。     

油田井口加热炉烟尘排放超标原因分析及治理方法

针对井口加热炉燃用套管气出现的烟尘排放超标问题,从燃烧方式及燃料组成方面分析发现,加热炉所采用的扩散式燃烧,火焰面燃料侧缺少氧气,燃料产生热分解生成炭黑颗粒;另外,套管气含有大量的重碳烷烃,其稳定性差、分解温度低,加剧了热分解反应。因此,控制套管气质量和改变燃烧方式是治理烟尘排放超标的基本途径。但是井口加装轻烃回收装置,分离出套管气中的重碳烷烃,成本高不可行。最终,基于预混燃烧理论,设计了双调风预混燃烧装置,现场实施结果表明,不仅烟尘排放降低了87.8%,而且NOx排放降低了58.6%、热效率提升了8.2%。实践证明,预混燃烧是治理井口加热炉烟尘排放超标的有效方法。     

江苏油田生活污水生物处理技术述评

简介了生物处理生活污水的技术，对几种主要生物处理法进行了综合评价，并结合江苏油田生活污水生物处理的实践，综合分析了活性污泥法、生物转盘法、接触氧化法等三种主要生物处理技术，初步提出了中小规模生活污水处理场的设计标准，可供油田生活基地中小规模生活污水处理场设计时参考。     

Fenton试剂加硫酸处理高浓度含酚废水的研究

研究了硫酸、Fenton试剂对酚的催化降解作用，证实了硫酸与Fenton试剂对酚的催化降解具有协同作用。H_2SO_4－Fenton试剂对高浓度含酚废水的处理结果说明，在Fenton试剂中加入硫酸可大大增加其对酚的降解能力。与单独的Fenton试剂法比较，当H_2O_2∶COD（重量比）＜0．8时，本法对COD≥14000mg／L含酚废水COD去除率可提高40％以上，对高浓度含酚废水具有很好的处理效果。