盛行梯度风下热力环流对近地空气质量的影响研究

以中纬度沿海城市上海为代表,采用数值模拟方法,分析了海岸线附近污染源排放的大气污染物在盛行梯度风和热力环流耦合作用下的扩散和输送特征,并与忽略海陆温差的理想情况作了对比.结果表明,即使在盛行梯度风主导城市风场时,海陆温差引起的热力环流对海岸线附近流场仍有重要影响,并使近地面污染物浓度时空分布与海陆无温差时截然不同.海陆无温差时,污染物仅向盛行梯度风的下风向区域扩散.而在海陆有温差时,污染物的扩散却可能是双向的.陆地最高和最低气温出现的时间分别对应着沿海城市污染物最不利释放时段(RTS-16:00和RTS-04:00),造成的污染总时长和日平均浓度均最大,不仅部分近地面污染物被海陆热力环流携带至盛行梯度风的上风向区域,并且下风向区域的日平均浓度最高达海陆无温差时的4~5倍.因此,即使在盛行梯度风较强时忽略海陆温差形成的热力环流影响,也会明显低估非海陆风日的实际污染强度和污染范围.     

莱州湾大气颗粒相中多环芳烃及其衍生物的赋存特征

多环芳烃作为一类典型的持久性有毒物质,一直是环境领域关注的热点和重点,有关多环芳烃衍生物的报道,尤其是有关大气中烷基和硝基多环芳烃的研究报道仍非常缺乏。本研究选取莱州湾刁龙嘴为采集区域,对大气颗粒相样品中16种母体多环芳烃（PAHs）、12种烷基多环芳烃（A–PAHs）和25种硝基多环芳烃（N–PAHs）进行分析。结果表明,16种母体多环芳烃（Σ₁₆PAHs）的浓度范围为517.2 ~ 64124.8 pg/m3;12种烷基化多环芳烃（Σ₁₂A–PAHs）的浓度范围为273.6 ~ 5897.3 pg/m3;25种硝基化多环芳烃（Σ₂₅N–PAHs）的浓度范围为113.5 ~ 1032.3 pg/m3。3种类型多环芳烃的浓度和污染模式均表现出明显的季节变化特征,其中,夏季,2环、3环的PAHs、A–PAHs和N–PAHs比例相对较高,而冬季4环及以上单体的比例偏高。PAHs的特征比值表明,莱州湾刁龙嘴地区PAHs的来源主要以柴油、煤及生物质燃烧为主。Σ₁₆PAHs、Σ₁₂A–PAHs和Σ₂₅N–PAHs与温度均呈现出显著的负相关性（R2 = 0.94,p < 0.01;R2 = 0.61, p < 0.01;R2 = 0.74,p < 0.01）,说明温度是影响颗粒相吸附芳烃类物质的一个主要因素。此外,三者之间Pearson相关关系表明,PAHs及其衍生物表现出相同的污染来源和相似的环境行为。     

基于人工免疫算法的离散隐马尔科夫故障诊断模型优化

目的解决离散隐马尔科夫模型在行星齿轮箱故障诊断中的自适应性和泛化性问题。方法建立人工免疫优化模型,将包含易被误判样本的多样本集作为抗原,以其正确识别率为适应度函数,不断对初始观测矩阵进行增殖、变异和选择,获得识别率最高时的初始观测矩阵,利用人工免疫算法对隐马尔科夫故障诊断模型的初始观测矩阵进行优化。结果将该方法应用于行星齿轮箱的故障诊断中,通过不同工况下的对比试验、单样本和多样本优化对比试验,验证了优化后的隐马尔科夫故障诊断模型的诊断效果。结论优化后的隐马尔科夫故障诊断模型具有更好的适应性,诊断精度显著提高。     

两性修饰磁化炭对紫色土吸附菲的增强作用

为了验证两性修饰磁化炭材料对紫色土吸附菲的增强作用,采用共沉淀负载Fe_3O_4法和湿法有机负载分别制备了磁化炭(MC)和不同十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)修饰比例的两性修饰磁化炭(BS+MC),将其以1%的质量比加入到紫色土(PS)中,分别形成PS_(MC)和PS_(BS+MC)混合样品,批处理法研究各混合样品对菲的等温吸附和热力学特征,并对比了不同温度、离子强度和pH值对菲吸附的影响。结果表明:(1) MC和BS-MC材料的添加均增强了PS对菲的吸附能力,菲吸附量呈现PS_(200BS+MC)> PS_(150BS+MC)> PS_(100BS+MC)> PS_C> PS_(MC)> PS_(50BS+MC)> PS_(25BS+MC)> PS的趋势,PS_(BS+MC)对菲的吸附量随着添加材料上BS-12修饰比例的增加而增加。(2)菲在各供试土样上的吸附均表现为增温负效应(物理吸附),溶液pH值变化仅对PS_(150BS+MC)和PS_(200BS+MC)吸附菲有显著影响。离子强度增大不利于各供试土样对菲的吸附。(3) Henry模型适用于描述菲在供试土样上的等温吸附,且该过程呈现自发的、焓减和熵增的特征。从PS_C到PS_(MC)再到PS_(BS+MC),吸附过程呈现自发性、放热量和混乱度均增大的特征。     

渭河沉积物的磁学特征及其对降雨量的响应

沉积物中的磁性矿物对气候环境变化敏感响应。渭河WH1617剖面沉积物进行全面系统的磁性特征分析表明,沉积物中的磁性矿物含量相对较低,主要载磁矿物为磁铁矿和磁赤铁矿,同时含有赤铁矿,磁晶粒以多畴为主。非磁滞剩磁磁化率与饱和等温剩磁的比值(χ_(ARM)/SIRM)与降雨量呈现较好的正相关性,进一步分析表明χ_(ARM)/SIRM可作为代用指标用来揭示渭河流域1957～2010年以来的降水量变化。其中,1957～1969年,χ_(ARM)/SIRM值减小,表明磁性矿物粒径变粗,降雨量递减;1969～1985年,χ_(ARM)/SIRM值递增,表明磁性矿物粒径变细,降雨量递增; 1985～1995年,χ_(ARM)/SIRM值减小,磁性矿物粒径变粗,降雨量相对减少; 1995～2010年,χ_(ARM)/SIRM值递增,磁性矿物粒径变细,降雨量波动递增,但增幅不大。通过morlet小波分析表明渭河流域近现代降雨量存在8 a和19 a的主周期变化,χ_(ARM)/SIRM存在8 a和16 a的主周期变化,两者的周期变化特征较为一致,进一步表明χ_(ARM)/SIRM在渭河沉积物中作为降水代用指标的有效性。     

新疆典型城市气溶胶光学厚度变化特征

利用2006~2017年Aqua-MODIS C006气溶胶日产品数据,选取新疆地区11个代表性城市进行分类,分析典型城市的AOD近12a变化趋势及特征.结果表明：2006~2017年间,除乌鲁木齐市AOD小幅度上升外,其余10个城市AOD均出现不同程度下降,北疆城市年均降幅较小,吐鲁番市12a间AOD下降了0.13,为哈密、焉耆等同纬度城市群中的最大降幅,南疆城市AOD年均降幅最为显著,阿克苏、喀什、和田和若羌地区AOD分别下降了0.18、0.16、0.16和0.09;AOD空间分布上,南疆为AOD峰值中心,年均值达0.50以上,北疆和东疆地区AOD年均值维持在0.20~0.22;同时,AOD具有典型的季节变化特征,春季为AOD峰值季节,夏季次之,秋、冬季AOD较低;此外,12a间新疆全区AOD出现不同程度降低,其中南疆沙尘源区为AOD下降的典型区域,减少区域呈现出沿昆仑山脉自南向北的带状分布.     

2016年冬季北京地区一次重污染天气过程边界层特征

利用中国气象局地面常规观测资料、微脉冲激光雷达（MINI-MPL）、风廓线雷达资料、生态环境部大气成分等资料,对2016年12月16~21日京津冀多地污染过程的生消特征、与气象条件的关系以及边界层的结构特点进行了分析.结果表明：大气处于静稳状态,低层大气盛行偏南气流,大气湿度持续增加,加之北京三面环山不利于污染物扩散的特殊地形是造成北京此次严重空气污染的重要因素.重污染期间,污染物主要聚集在800m高度以下,严重污染时,污染物高度甚至仅有400m左右.风廓线雷达反演风场显示：2次PM_2.5浓度快速上升阶段低层伴随持续偏南风或偏东风.污染过程期间,逆温结构明显,两次污染快速发展阶段恰好出现在两次逆温最强时段.此次污染天气过程,激光雷达退偏振比总体小于0.25,反映污染主要是人类活动产生气溶胶,前期以一次排放颗粒物为主,后期以二次转化颗粒物为主.退偏振比污染过程前期呈明显日变化特征,且白天退偏比比夜间高.     

锰银复合催化剂对NTP降解吸附态甲苯的影响

采用等体积浸渍法制备以13X分子筛为载体的Mn-Ag复合型催化剂,并用SEM、BET和FT-IR手段对催化剂进行表征。在介质阻挡放电反应器(DBD)中,考察了锰、银不同摩尔比和不同负载总量的催化剂对吸附态甲苯降解的影响。结果表明:当n(Mn)∶n(Ag)为1∶3时,Mn-Ag/13X催化剂对甲苯催化氧化活性最高,CO_2选择性为98.84%;不同摩尔比的催化剂对O_3分解性能顺序与对甲苯的催化氧化性能顺序一致,其顺序为n(Mn)∶n(Ag)1∶3>1∶5>1∶1>3∶1>5∶1>0∶0;Mn-Ag/13X(Mn∶Ag=1∶3)催化剂锰和银负载量对催化剂的吸附性能和催化活性有显著影响,随负载量的变化,吸附穿透时间大小关系为:2.5%Mn-Ag/13X≈7.5%Mn-Ag/13X>5%Mn-Ag/13X>10%Mn-Ag/13X;负载量为5%时,吸附穿透时间为125 min,CO_x浓度为4 669.82 mg/m~3,显示出最好的催化活性。     

中国工业污染场地修复发展状况分析

近十年来,污染场地修复工作得以重视和发展。目前我国已完成工业污染场地修复项目达200余例,并逐步形成产业规模。通过长期调研、咨询,收集到了国内现有的大多数工业污染场地修复项目,共计166例。通过对这些项目进行分析,初步阐述了目前我国工业污染场地修复行业的一些发展特点:行业发展前景广阔,项目数量逐年增多,但资金来源仍是主要制约因素;修复项目主要集中在土地价值较高的一线及省会城市,有机类污染场地主要分布沿海地区,而重金属污染场地主要分布于西南、中南地区;修复工期普遍较短,58.3%的项目工期小于半年;修复技术相对粗糙,以异位修复为主,固化稳定化、化学处理和水泥窑焚烧技术应用次数最多。总体而言,我国土壤修复行业还处于起步阶段。     

燃气-蒸汽联合循环发电CO2排放量量化方法比较

为探究排放因子法与监测法两类量化方法对燃气-蒸汽联合循环发电CO₂排放源排放量量化的差异和影响因素,采用《温室气体排放核算与报告要求第1部分:发电企业》(下称《核算报告要求》)和《2006年IPCC国家温室气体清单指南》(下称《IPCC指南》)两种排放因子法,以及一种基于红外吸收光谱原理的排放源监测法,对某燃气-蒸汽联合循环发电CO₂排放源排放量进行4次量化,分别得出监测法、《核算报告要求》以及《IPCC指南》下限值、缺省值和上限值5组量化值.结果表明:① 采用监测法得出的CO₂排放源排放量量化值明显小于两种指南排放因子法量化结果;② 采用《核算报告要求》得出的CO₂排放源排放量量化值介于《IPCC指南》缺省值和下限值的量化值之间;③《核算报告要求》和《IPCC指南》中的天然气排放因子值分别超出此次监测法量化值折算出的天然气排放因子值的22%、19%、23%和28%,证明存在因高估排放因子导致高估CO₂排放量的可能;④ 装置运行负荷率越高,采用排放因子法得出的量化值越趋近于监测法量化值.研究显示,在监测条件良好的情况下,宜采用监测法对燃气-蒸汽联合循环发电CO₂排放源排放量进行量化,可避免燃料燃烧特性值和装置负荷率对排放因子法量化准确性的干扰,能更好地支撑企业和管理部门的统计量化工作.