沉积环境的地球化学示踪

运用地球化学的方法,通过研究沉积岩或沉积物中各常量、微量元素及各种同位素特征,来示踪古沉积环境,以了解当时的沉积特征。通过Sr/Ba法、硼元素法、碳氧同位素法等地球化学指标判定海相沉积还是陆相沉积及了解古盐度信息;不同气候条件下特定元素(如P、Sr等)含量及元素比值(如Sr/Cu、Mg/Ca)可指示特定的古气候条件;沉积水体的氧化还原状态可通过氧化还原敏感元素(如Mo、U、V、Ni、Ce、Eu等)的分析得到较好的恢复;古水深以及海平面的相对变化则利用了元素迁移能力的差异,通过查明不同深度带沉积的元素组合(Fe族、Mn族)、比值(Sr/Ba、Sr/Ca)及同位素(87Sr/86Sr比值)的不同加以判定。沉积环境的地球化学特征同样可以用来判定沉积物源、物源岩性和构造背景及热水沉积。     

NIST研究提高纳米粒子安全性评估的新方法

目前,美国国家标准技术研究院(NIST)的专家研究出一种方法—"俘获和释放"程序来控制纳米粒子。该方法是采用微弱的电流来影响纳米粒子的性能,使得科学家可以对暴露的纳米粒子进行细胞培养,并观察其细胞如何反应,这样可以获得细胞     

免疫粒子群优化在波阻抗反演中的应用

针对标准粒子群优化(PSO)算法易出现早熟而陷入局部最优以及进化后期收敛速度慢等缺陷,引入免疫系统的免疫记忆和抗体浓度选择机制,构造了基于免疫机制的粒子群优化(IPSO)算法,并将其应用到波阻抗反演问题中。免疫记忆能够保留高适应度个体,抗体浓度选择机制进一步保证了粒子的多样性,从而能较好地避免早熟收敛,提高算法的全局搜索能力。对理论模型试算表明,IPSO算法在进行波阻抗反演时不仅收敛速度快,而且具有较高的精确度和抗噪性能。     

采煤驱动下复杂井田含水层化学特征与水力联系辨识

通过分析复杂井田不同含水层的常规元素、微量元素、氘氧同位素与氚同位素的水化学特征来判断各含水层的水力联系,并分别建立了Piper识别图版、Durov识别图版、氘氧同位素识别图版,借此可以快速甄别矿井突水的来源.结果表明:研究区地下水主要为大气降水补给,第四系含水层与直罗组含水层存在显著联系,直罗组含水层与延安组存在有限的联系.利用各含水层不同岩性导致的水化学离子特征差异和氘氧同位素、氚同位素的示踪特性建立识别图版,可有助于快速识别补连塔矿区突水水源,并对不同含水层的突水事故提出针对性的解决措施.     

潜流人工湿地基质结构与水力特性相关性研究

利用数值模拟方法结合实验手段,研究基质结构与系统水力特性的相关性,数值模拟结果表明,填料渗透系数对人工湿地水力效率影响很大,单层结构人工湿地系统中,填料渗透系数越大,流场分布越不均匀;由上到下填料渗透系数逐渐增加的分层填充方式能有效避免短流及死区的发生,提高系统水力效率.根据数值模拟结果构建两个人工湿地对比小试实验系统,并开展示踪实验对模拟结果进行验证,示踪实验结果表明,分层填充结构水力特性显著优于单层结构潜流人工湿地,二者有效体积比分别为0.87和0.49.可见,数值模拟方法能够有效应用于潜流人工湿地基质结构参数优化方面.     

Direct radiative forcing of urban aerosols over Pretoria (25.75°S, 28.28°E) using AERONET Sunphotometer data: First scientific results and environmental impact

The present study uses the data collected from Cimel Sunphotometer of Aerosol Robotic Network（AERONET） for the period from January to December, 2012 over an urban site,Pretoria（PTR; 25.75°S, 28.28°E, 1449 m above sea level）, South Africa. We found that monthly mean aerosol optical depth（AOD, τa） exhibits two maxima that occurred in summer（February） and winter（August） having values of 0.36 ± 0.19 and 0.25 ± 0.14,respectively, high-to-moderate values in spring and thereafter, decreases from autumn with a minima in early winter（June） 0.12 ± 0.07. The Angstrom exponents（α440–870） likewise,have its peak in summer（January） 1.70 ± 0.21 and lowest in early winter（June） 1.38 ± 0.26,while the columnar water vapor（CWV） followed AOD pattern with high values（summer） at the beginning of the year（February, 2.10 ± 0.37 cm） and low values（winter） in the middle of the year（July, 0.66 ± 0.21 cm）. The volume size distribution（VSD） in the fine-mode is higher in the summer and spring seasons, whereas in the coarse mode the VSD is higher in the winter and lower in the summer due to the hygroscopic growth of aerosol particles.The single scattering albedo（SSA） ranged from 0.85 to 0.96 at 440 nm over PTR for the entire study period. The averaged aerosol radiative forcing（ARF） computed using SBDART model at the top of the atmosphere（TOA） was- 8.78 ± 3.1 W/m2, while at the surface it was- 25.69 ± 8.1 W/m2 leading to an atmospheric forcing of ＋ 16.91 ± 6.8 W/m2, indicating significant heating of the atmosphere with a mean of 0.47 K/day.     

荧光标记无磷缓蚀阻垢剂(PESA-X)的制备及其性能研究

针对绿色环保的无磷缓蚀阻垢剂无法用常规总磷检测方法监测的问题,为了实现对循环冷却水系统中的有效无磷缓蚀阻垢剂含量的实时检测与控制,将无磷缓蚀阻垢剂PESA与荧光示踪剂CBS-X按照一定比例复配制备荧光标记无磷缓蚀阻垢剂(PESA-X)。采用荧光光谱法和碳酸钙沉积法来研究PESA-X的性能,同时还建立以荧光强度为指标的动态阻垢模型。结果表明,PESA-X的荧光强度与其质量浓度呈正线性相关,其线性拟合方程为Y=18.805 X-5.26,R^(2)=0.9997。且PESA的阻垢性能基本没有受到荧光示踪剂CBS-X影响。PESA-X的稳定性良好,受pH、温度、光照时间等因素影响较小。通过动态阻垢实验可知,荧光强度(Y)与Ca^(2+)质量浓度(X)的线性方程为Y=2052.38X-198.20,表明了荧光示踪剂CBS-X与PESA同步消耗。因此,通过对PESA-X的荧光强度分析可以实时显示水处理系统内无磷缓蚀阻垢剂PESA的含量,从而实现用荧光强度定量循环水系统中无磷缓蚀阻垢剂PESA的有效质量浓度,为工业循环冷却水系统实时检测与控制无磷缓蚀阻垢剂的含量提供理论基础。     

风筒位置对掘进巷道流场影响的PIV实验*

为探究风筒位置对掘进巷道风流分布规律的影响,利用Fluent软件确定出实验模型内流体进入“第二自模区”的临界风速,保证实验模型与实际巷道的流动相似,采用粒子图像测速仪（PIV）对压、抽风筒距迎头不同距离下的前压后抽式通风流场进行测量。实验结果表明:抽风筒距巷道迎头距离的改变对迎头处流场影响较小,涡流中心位置也不会发生改变,当抽风筒距迎头距离大于4.5S,回流区的风流充分发展,流动较为平缓。压风筒距巷道迎头距离的改变对迎头处流场和涡流影响较大,当压风筒距迎头距离大于3S,涡流中心位置向远离迎头的方向移动,涡流区域逐渐扩大。基于相似理论的PIV实验结果可为矿井掘进巷道通风工作提供一定参考。     

基于MPSO-WLS-SVM的矿井瓦斯涌出量预测模型研究

为有效预防瓦斯灾害,以预测矿井瓦斯涌出量为研究目的,提出经改进的粒子群算法(MPSO)优化的加权最小二乘支持向量机(WLS-SVM),并用其预测非线性动态瓦斯涌出量。算法通过对WLS-SVM的正则化参数C和高斯核参数σ寻优,建立基于MPSO优化的WLS-SVM的瓦斯涌出量预测模型,并利用某矿井监测到的各项历史数据进行实例分析。试验结果表明:该预测模型预测的最大相对误差为5.99%,最小相对误差为0.43%,平均相对误差为2.95%,较其他预测模型有更强的泛化能力和更高的预测精度。     

雾霾天里话雾霾

<正>进入一月份,全国中东部地区陆续被雾霾笼罩,至1月29日,雾霾范围更是高达130万平方千米,大范围的重度和严重污染,给民众出行和身心健康都带来了严重影响。雾霾是雾和霾的组合词,现在我国多地把阴霾天气现象并入雾一起作为灾害性天气预警预报,统称为"雾霾天气"。什么是雾?雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统。雾的存在会降低空气透明度,使能见度降低,如果目标物的水平能见度降低到1千米以