2014年北京APEC期间大气醛酮污染物的污染特征与来源分析

于2014年11月北京APEC会议前后,调查了大气醛酮污染物的变化规律及污染特征. 结果表明甲醛、乙醛和丙酮是主要污染物,占总醛酮污染物的82.66%,特别是甲醛,约占40.12%. APEC会议期间北京采取相关措施后,总醛酮污染物浓度下降了64.10%,醛酮污染物在会议前后的变化趋势与PM_2.5等污染物相似. 会议期间和会议后甲醛、乙醛、丙酮和总醛酮污染物之间(R²为0.67~0.98)的相关性较好,说明其有相同来源; 但会议前的相关性较弱,(R²-0.11~0.42和R² 0.16~0.94),说明其来源不同. 计算所得的诊断参数如C1/C2、C2/C3和OC/EC比值显示,会议前来自汽车尾气与燃煤的复合源,而会议期间和会议后燃煤排放比例增加,特别是在会议后.     

基于SSA-XGBoost方法的降水变化趋势预测模型

全球变暖预期下不同区域的未来降水变化,是政府和公众都关心的重要问题,也是全球变化研究的前沿科学问题。预测模型的建立是预测/预估研究的重点和难点,现今不稳定的气候背景对预测模型的精准度提出了更高的要求。为了解决传统方法对长期时间序列预测效果欠佳的问题,本文以泰国南部洞穴石笋δ¹⁸O重建的过去270多年（公元1773—2004年）的降水记录为数据集,提出了SSA-XGBoost预测模型。对原始数据去趋势预处理后,采用奇异谱分析法（SSA）提取前部分数据（1773—1964年）的振荡成分以确定数据的最佳谐波个数,并进行准确的周期信号分量分解;之后用去趋势数据减去周期信号得到随机信号,再利用XGBoost模型对随机项进行预测;最后将预测的序列、趋势曲线和周期信号延拓结果相叠加得到最终的预测数据（1965—2004年）。与其他四种模型（XGBoost、ARIMA、SSA-ARIMA、LightGBM）的预测结果相比,SSA-XGBoost的预测结果与真实值最相近,且MAE和RMSE均最小,R²也更接近1,说明该模型具有更高的精度和稳定性。该研究对于泰国南部等热带地区未来的降水变化趋势预测具有较好的指导意义,也可为其他长时间序列的预估研究提供借鉴。     

不同水分管理条件下添加生物炭对琼北地区水稻土N2O排放的影响

干湿交替会影响土壤硝化和反硝化等N₂O主要的产生过程,频繁的干湿交替在以海南为代表的热带水稻种植地区十分常见.生物炭作为一种土壤改良剂在改良土壤理化性质,减少土壤温室气体排放方面应用广泛,然而当前关于生物炭在琼北地区水稻土频繁干湿交替过程中减排效果研究并未深入.本试验以海南琼北地区典型水稻土为供试土壤,以400℃厌氧条件下炭化的玉米秸秆生物炭为供试生物炭,探究不同水分管理条件下添加生物炭对土壤温室气体排放及微生物相关功能基因的影响.试验设置干湿交替条件下不添加生物炭（AWD1）,干湿交替并添加2%生物炭（AWD2）,干湿交替并添加4%生物炭（AWD3）,持续淹水不添加生物炭（CF1）,持续淹水并添加2%生物炭（CF2）,持续淹水并添加4%生物炭（CF3）共6个处理,进行为期30 d的25℃恒温避光培养.结果表明：①不同水分条件下添加玉米秸秆生物炭均可减少酸性水稻土中N₂O的排放（P<0.05,下同）,AWD3处理N₂O排放总量为0.43 mg·kg^-1,相比AWD1处理减少了68%;②玉米秸秆生物炭在不同水分管理条件下均可以显著提高土壤pH,添加生物炭处理相对于不添加生物炭处理在培养结束后土壤pH平均提高了0.5个单位,同时提高土壤NH₄⁺-N含量,但会导致Eh的降低;③玉米秸秆生物炭的添加显著降低了氨氧化细菌（AOB）丰度,显著提高了nosZ基因丰度,降低了（nirK+nirS）/nosZ的比值,抑制了硝化过程,同时促进了反硝化过程N₂O的还原,从而降低了N₂O排放.结果表明,干湿交替过程添加生物炭有利于减少水稻田土N₂O排放,在琼北地区农业温室气体减排方面有较大的应用前景.     

水中头孢类抗生素的测定方法

选取五种头孢类抗生素,研究其在水中的测定方法.结果表明,本方法分析时间短,检测限低,精密度较高,适用于饮用水、地表水、地下水及污水厂水体中头孢类抗生素的检测.     

含铀TBP/OK废液相分离技术研究

为探究含铀TBP/OK废液高效低成本处理技术,采用磷酸加合水解法开展TBP/OK废液相分离技术研究,得出加合反应及加合物水解反应最佳条件试验参数.结果 表明,采用磷酸加合水解法将煤油和TBP依次从TBP/OK废液中分离出来,能大幅降低放射性废液体积,分离后煤油和TBP实现分类处理能有效降低放射性废液处理难度.     

基于迭代退火算法的高压变频器功率单元频繁故障诊断方法研究

现有的变压器故障诊断方法较为复杂且计算冗余度较高,在高压变频器的功率单元频繁发生故障时难以高效地检测故障。为此,提出基于迭代退火算法的高压变频器功率单元频繁故障诊断方法。采用小波包分解方法提取高压变频器功率单元的电压信号特征熵,将该特征熵输入到支持向量机模型。使用迭代退火算法优化支持向量机的训练参数,并输出诊断结果。研究结果表明：该方法提取的高压变频器单元故障的平均冗余度最低至3.2%,平均诊断时间为15.1 ms,可实现高压变频器功率单元频繁故障的高效诊断。     

重型车辆荷载下埋地天然气管道的安全分析

道路下的埋地天然气管道在重型车辆荷载通过时,管道受力一旦达到破坏强度就可能产生安全事故,造成天然气泄漏而引发燃烧与爆炸的危害,需要进行安全分析来判定重载车辆能否安全的通过道路运输。该文用理论计算和实验检测的方法综合起来分析埋地管道的相关力学参数,然后与管道自身的强度参数进行比较,从而判断埋地管道是否破坏。通过实例验证的方法说明了该方法在类似的项目分析中具有适用性和操作性,并提出了分析方法应用的初始条件。该方法可以作为判断埋地天然气管道在重载车辆作用下的一种安全评价方法,在条件允许的情况下可以利用数值模拟的方法进行比较印证,从而得到更为可靠的判断结论。同时,该方法也为埋地天然气管线在重载作用下的保护提供了基础资料,可以在此指导下更有效的保护天然气管线免受破坏。     

程海水质变动特征与水安全预警因素识别

采用GPS定位,在程海湖设置了3个断面9个采样点,对程海水质进行了为期1 a的研究,分析了水质时间变化特征和空间变化特征,辨识出影响程海水质时空变动的主要因素,提出水质安全预警级别与阈值判定建议.结果表明:2009年10月-2010年9月程海水质综合评价为Ⅲ类,其中有半年(1月、4月、5月、8月、9月、12月)水质类别为Ⅳ类,不能达到水环境保护目标要求;另半年水质类别为Ⅲ类,达到水环境保护目标要求.超标项目有总磷(TP)、高锰酸盐指数(CODMn)、总氮(TN)、溶解氧(DO),超标率分别为35.2％、14.8％、10.2％和9 3％,最大超标倍数分别为2.10倍、0.95倍、1.83倍和0.03倍,年平均质量浓度分别为0.046 mg/L、5.15 mg/L、0.773 mg/L和7.51mg/L.水平变化特征为:湖南部—湖中部—湖北部水质逐渐下降;湖东部—湖中部—湖西部水质逐渐变差,湖东南角水质最好,湖西北角水质最差,湖中心水质并不明显优于湖周水质,其差异性多因TP、TN的差异引起.垂向分布上则比较均匀,但CODMn、TN、TP在湖底层明显升高,其原因相对复杂.辨识出影响程海水质变动的主要因素是叶绿素a(Chl.a)、总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(CODMn)、透明度(SD).提出了水环境安全预警体系中5项指标的水质安全预警级别与判定阈值,建议三级黄色预警值分别是0.020 mg/L、0.60 mg/L、0.030 mg/L、3.5 mg/L和3.0 m.     

柱前衍生-固相萃取-高效液相色谱荧光测定生物脱氮反应器中痕量信号分子AI-2

为揭示污水生物脱氮工艺中污泥菌群间的群体感应作用,建立了柱前衍生-固相萃取-高效液相色谱荧光检测法(HPLC-FLD)定量检测介导细菌种间群体感应信号分子AI-2的方法。取反应器的泥水混合液,经0.45 μm滤膜过滤后,用氨基磺酸掩蔽亚硝酸盐干扰,并与2,3-二氨基萘(DAN)发生衍生化反应,衍生化产物用C18固相萃取柱进行固相萃取,经氮吹浓缩后上机分析。采用C18色谱柱(4.6 mm×250 mm,5 μm)进行分离,乙腈与水(含0.1%甲酸)作为流动相进行梯度洗脱,使用荧光检测器(激发和发射波长分别为271 nm和503 nm)进行检测。结果表明,该检测方法在1~200 ng·mL-1范围内呈现出了良好的线性关系,检出限为1 ng·mL-1,回收率为55.08%~59.25%,相对标准误差为2.98%~10.41%。该方法适用于杂质干扰多的痕量信号分子AI-2 定量分析,可为生物脱氮工艺中信号分子AI-2介导群体感应研究提供有效的分析方法。     

基于国Ⅵ标准的重型柴油车气态污染物排放控制技术

基于车载尾气检测设备(portable emission measurement system, PEMS), 研究了国Ⅵ重型车气态污染物的排放特征; 基于单位燃油消耗排放因子、单位行驶里程排放因子、单位时间排放因子, 分析了NO_x、HC、CO污染物随路况的变化规律。实验结果表明, NO_x、HC、CO气态污染物较国Ⅴ重型柴油车下降幅度较大, 3种气态污染物分别下降88%、98%、62.7%。采用功基窗口法对数据进行整理分析, NO_x测量结果为460 mg·(kWh)^-1, CO测量结果为192 mg·(kWh)^-1, HC测量结果为37.5 mg·(kWh)^-1, 该重型柴油车可以满足国Ⅵ车载法规的要求。研究结果可为国Ⅵ重型车排放标准制定及其在环境污染控制领域的应用提供参考。