渤海湾大气金属元素沉降和来源解析研究

干湿沉降是污染物从大气进入到地表生态环境的主要途径.渤海湾临近大气污染严重的京津冀地区,同时受航运交通排放影响,但渤海湾大气金属元素沉降量及其来源并不十分清楚.本研究于2016年11月—2017年10月在渤海西岸采集了大气沉降样品,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对样品中25种金属元素的含量进行了测定分析,估算了大气金属沉降量并进行了源解析.结果表明:沉降样品中25种元素的浓度变化范围为2458.8μg·L~(-1)(Ca)～9.9 ng·L~(-1)(Th),年沉降量变化为1229.9 mg·m~(-2)·a~(-1)(Ca)～5.0μg·m~(-2)·a~(-1)(Th).受降水量季节分布的影响,多数金属元素的沉降量在夏季最高,春秋季较低.除Be、Fe、Ni、Cr、Al、Th和U等元素外,其余18种元素都有不同程度的富集,特别是Cd、Ag、Se和Sb等元素已高度富集.燃煤(12.8%)、扬尘(25.9%)、工业(33.1%)和航运(28.2%)是渤海湾沉降样品中金属元素的主要来源,尤其是航运排放对海湾大气Sb、Cd和Mo沉降具有显著贡献.研究结果可为京津冀区域海陆协同发展和环境质量改善提供科学参考.     

山东省自然保护区管理状况调查与分析

基于自然保护区管理机构、人员配置、固定资产、事业经费、基建与生态工程投入、旅游收入等17项调查指标,系统调查了山东省自然保护区管理机构、人员配置和资金投入状况,定量分析了山东省自然保护区管理状况,论述了自然保护区管理存在的主要问题与对策。结果表明:山东省56%的自然保护区建立了专门的管理机构,63%的自然保护区现有人员数量低于25人,33%的自然保护区事业经费低于45万元。自然保护区管理存在的主要问题是管理机构不健全、人员配置不合理和资金投入不足。因此,山东省自然保护区管理应进一步完善管理机构,合理配置人员,增加资金投入。     

区域氮干沉降分布特征的数值模拟

氮沉降对全球尺度的粮食生产、碳氮循环及大气环境质量均具有重要影响.本研究采用WRF-Chem模式对区域氮沉降过程进行数值 模拟,着重分析氮干沉降的时空分布特征.结果表明：在空间场上,我国氮干沉降主要体现出东高西低的特点,华北平原和川渝地区为氮沉降高值区,这主要与排放高值区的空间分布有关,NH₃和HNO₃ 沉降量都是在东部最大,这与东部一直以来较高的经济增长速度和农业活动水平有直接联系.从氮的不同组分形式（气态/颗粒态氮或者氧化性/还原性氮）来看,气态氮较颗粒态氮对总氮沉降的贡献更大,贡献比达66%; 相较氧化性氮,还原性氮对总氮沉降的贡献较大,贡献比为57%.进一步分析不同下垫面类型的氮干沉降结果,气态氮的干沉降均是在城市和农田下垫面上更高.NH₃ 干沉降通量主要受排放源影响,HNO₃ 干沉降通量则受气象条件影响较大,而排放源和气象条件均有很强的季节性 变化.NH₄⁺和NO₃^-在森林下垫面上的干沉降通量远多于其它类型的下垫面,这主要是因为森林下垫面粗糙度比较大,相应的摩擦速度也较大,湍流比较活跃,有利于粒子污染物的沉积.     

淡水湖泊营养状态监测新方法——叶绿素比值模型

选取铜绿微囊藻、鱼腥藻、蛋白核小球藻、汉氏菱形藻、薄甲藻和小定鞭金藻作为湖泊水体从富营养状态到贫营养状态的代表藻种,用热乙醇-反复冻融-分光光度法测定其叶绿素a、b、c的浓度,通过分析叶绿素(chl)的比值、藻类种群组成和水体营养水平之间的响应关系,建立了叶绿素比值模型作为评价水体营养状态的一种新方法.在计算单种藻类chlb/chla、chlc/chla比值的基础上,结合目前我国湖泊水体不同营养水平藻类种群组成的统计数据,得到不同营养状态下多种藻类同时存在时水体chlb/chla和chlc/chla比值的变化曲线.结果表明,在中营养和贫营养水体中,chlc/chla值随营养水平的降低呈明显单调上升的趋势;在富营养化水体中,chlb/chla值随营养水平的降低而呈明显单调上升的趋势.根据这个规律,提出了判断水体营养水平的新标准,即:当chlc/chla0.30时,水体为贫营养;当0.18chlc/chla0.30时,水体为中营养;当chlc/chla0.18时,水体为富营养,此时,需要借助chlb/chla的值进行进一步的判断:当chlb/chla0.14时,水体为轻度富营养化;当0.08chlb/chla0.14时,水体为中度富营养化;当chlb/chla0.08时,水体为重度富营养化.以白洋淀为研究案例,分析结果表明,叶绿素比值模型判断和综合营养状态指数法判断结果相符.因此,叶绿素比值模型可以作为简单、快捷、准确的评价我国淡水湖泊营养状态的方法.     

ZnCl_2/CuCl_2复合活化剂制备污泥活性炭及其分形研究

以污水处理厂剩余污泥为原料,以氯化锌和氯化铜为复合活化剂,采用低温炭化及中温活化方法制备了污泥活性炭。经正交优化得到最佳制备条件为:活化温度为534℃,活化时间为60 min,ZnCl2浓度为3.0 mol/L,CuCl2浓度为0.3 mol/L,碘吸附值达到534.0 mg/g。所得污泥活性炭含有大量微孔,同时也含有部分中孔和大孔,BET比表面积为784.89 m2/g,Langmuir比表面积为1 053.69 m2/g;利用污泥活性炭吸附制药废水,实验结果符合Freundlich方程,由此建立的分形吸附模型证明制备的污泥活性炭具有分形特征,其分形维数越高,则粗糙度越大,碘吸附值越高。     

锰氧化物-阳离子交换树脂复合材料的制备及其对水中重金属的吸附性能

采用原位沉淀-空气氧化法将锰氧化物负载于大孔强酸性阳离子交换树脂D001上,制备出一种新型锰氧化物-阳离子交换树脂复合材料Mn-D001,并对该材料吸附水中Pb2+、Cd2+、Cu2+的性能进行了深入研究.TEM、XRD以及XPS的分析结果表明,负载的锰氧化物以MnO2的形态存在.基于单一金属离子静态吸附的一元体系实验表明,Mn-D001比D001对Pb2+、Cd2+、Cu2+具有更高的吸附选择性,在高浓度竞争离子Ca2+、Mg2+、Na+共存的情况下,仍能保持较高的重金属去除率;Mn-D001对Pb2+、Cd2+、Cu2+的吸附行为符合准一级动力学模型(R2>0.99)和Langmuir吸附等温线模型(R2>0.99).在温度为303 K时,Mn-D001对3种重金属的饱和吸附容量可分别达到476.19 mg.g-1、243.90 mg.g-1及196.08 mg.g-1,优于原有树脂D001.基于复合重金属离子竞争吸附的二元、三元体系的实验表明,Mn-D001对3种重金属的吸附能力顺序为Pb2+>Cu2+>Cd2+,吸附能力由原有树脂D001以及负载的锰氧化物的性质共同决定.     

山东省濒危物种多样性调查与评价

以县级行政区域为单元,调查了山东省高等动植物濒危物种的种类、濒危等级及其县域分布状况,建立了各县域濒危物种名录,计算了各县域濒危物种丰度指数,分析了濒危物种空间分布格局,提出了濒危物种保护对策。结果表明：山东省濒危野生高等动物物种有80种,其极危、濒危、易危和近危物种种类分别为3、11、34和32种。濒危野生维管束植物物种有24种,其极危、易危和近危物种种类分别为1、6和17种。濒危野生高等动物在全省120个县域均有分布,物种种类在21．50之间变化;濒危野生维管柬植物仅分布在74个县域,物种种类变化范围在1-18之间。山东省濒危物种丰度指数较小,各县域濒危物种丰度指数变化范围在3．75％-6．76％之间。濒危物种多样性空间分布规律反映了山东省实际情况。     

湖南省大气污染物排放与人体暴露水平研究

基于吸入因子概念,建立了污染物排放造成的人体暴露的计算方法.应用CALPUFF长距离扩散模型和多元回归分析对湖南省17个电厂(24个排放源)的一次细颗粒(PM_2.5)、SO₂和NO_x排放进行了研究.结果表明,在半径500km范围内,PM_2.5、SO₄^2-和NO₃^-的平均吸入因子分别为9.73×10^-6、2.39×10^-6和2.47×10^-6.回归分析表明,PM_2.5的吸入因子与烟囱高度及人口数量有很高的相关性(R²=0.83),SO₄^2--吸入因子与烟囱高度无关,与人口数量有较好的相关性(R²=0.64),而NO₃的吸入因子与烟囱高度、人口数量的相关性较高(R²=0.74).基于回归方程和人口分布地图,对湖南省污染排放的吸入因子进行区划,得到的吸入因子等值图反映了人口分布对吸入因子的影响,可用于对该地区的排放源造成的健康影响进行快速评价.     

风电机组复合行星轮系虚拟样机仿真

复合行星传动系统在风力发电机组的齿轮箱中有广泛应用。本文以行星齿轮传动系统为研究对象,基于三维设计软件 SolidWorks 构建了系统的实体模型,通过在 Adams 中对其边界条件的定义,最终得到系统的虚拟样机模型。利用 ADAMS 对该模型进行动力学仿真,得到各啮合副的动态啮合力。经分析,仿真计算结果与理论值吻合。验证了仿真的正确性,提供了一种快速计算啮合力的方法,可提高设计效率,同时也为后续传动系统的优化设计等提供指导。     

安装误差对风电机组传动系统载荷分配的影响

为研究风电机组传动系统的均载性能,以常用的 2K-H 型行星轮系为对象,对包含安装误差的行星轮系有限元模型进行动力学仿真分析,得出了具体安装误差对系统载荷分配的影响。结果表明:安装误差会导致轮系在传动过程中出现“不均载”,对轮齿啮合产生冲击。如果合理安装风电机组的传动系统,将能降低其对风电机组传动系统的不利影响。