2011年春季沙尘天气影响下上海大气颗粒物及其化学组分的变化特征

于2011年4月28日~5月18日对上海大气中颗粒物的质量浓度及细粒子中的化学组分进行了连续观测,获得了上海受春季沙尘天气影响下大气颗粒物质量浓度和主要化学组分特征.结果表明,沙尘天气中PM10和PM2.5的质量浓度显著高于非沙尘天,最高日均浓度分别达到787.2μg·m-3和139.5μg·m-3,PM2.5/PM10的均值为(32.9±14.6)%(15.6%~85.1%);总水溶性无机离子(TWSⅡ)占PM2.5的质量分数为(27.2±19.2)%(4.8%~80.8%),二次组分SNA(SO2-4、NO-3、NH+4)占TWSⅡ的(76.9±13.9)%(41.9%~94.2%),TWSⅡ和SNA对PM2.5的贡献均小于非沙尘天,而Ca2+的含量比却有明显上升.非沙尘天测得的OC/EC值高于强沙尘天,但低于弱沙尘天.此外分析还得到,沙尘中的高矿尘粒子具有酸性缓冲作用,使得沙尘天颗粒的碱性强于沙尘发生前.非沙尘天SO2-4、NO-3主要以NH4HSO4、(NH4)2SO4和NH4NO3的形式存在,沙尘天还会与其他矿物离子结合.     

Dry deposition of PM10 over the Yellow Sea during Asian dust events from 2001 to 2007

Dry deposition velocities and fluxes of PM10during Asian dust events over the Yellow Sea from 2001 to 2007 were investigated using observation data in Qingdao, China and Jeju, Korea. The dry deposition velocities of PM10 during dust events over the Yellow Sea ranged from 0.19 to 8.17 cm/sec, with an average of 3.38 cm/sec. Dry deposition fluxes of PM10during dust events over the Yellow Sea were in the range of 68.5–2647.1 mg/(m2·day), with an average of 545.4 mg/(m2·day), which is 2–10 times higher than those reported by other studies for both dust and non-dust periods. It was estimated that 2.6 × 1011–48.7 × 1011g dust particles deposit to the Yellow Sea during dust events through dry deposition every year. Compared with the results in previous studies, it was found that the dry deposition of PM10over the Yellow Sea during dust events in the years with high frequency of dust could account for a large or overwhelming fraction of the annual total dry deposition. Backward air mass trajectory analysis showed that dust events influenced Jeju mainly originated from the desert regions located in Mongolia and Inner Mongolia, China. There were 119 backward trajectories influenced both Qingdao and Jeju during 15 dust events from 2001 to 2007, accounting for 61.3% of the total trajectories of 194, indicating that Qingdao and Jeju were usually on the same pathway of dust transport downwind from source areas.     

Knudsen cell and smog chamber study of the heterogeneous uptake of sulfur dioxide on Chinese mineral dust

The heterogeneous uptake processes of sulfur dioxide on two types of Chinese mineral dust（Inner Mongolia desert dust and Xinjiang sierozem） were investigated using both Knudsen cell and smog chamber system. The temperature dependence of the uptake coefficients was studied over a range from 253 to 313 K using the Knudsen cell reactor, the initial uptake coefficients decreased with the increasing of temperature for these two mineral dust samples, whereas the steady state uptake coefficients of the Xinjiang sierozem increased with the temperature increasing, and these temperature dependence functions were obtained for the first time. In the smog chamber experiments at room temperature, the steady state uptake coefficients of SO2 decreased evidently with the increasing of sulfur dioxide initial concentration from 1.72 × 1012 to 6.15 × 1012mol/cm3. Humid air had effect on the steady state uptake coefficients of SO2 onto Inner Mongolia desert dust.Consequences about the understanding of the uptake processes onto mineral dust samples and the environmental implication were also discussed.     

城市区域近地表灰尘及重金属沉降垂向季节变化

随着城市高层建筑的出现,人类日常生活的垂向空间范围逐渐向上延伸,近地表灰尘及重金属沉降垂向分布的季节特征值得关注.本研究分别在春、夏、秋、冬四季采集贵阳市某生活-文教区近地表不同空间高度平台上的灰尘样品,分析灰尘沉降通量及灰尘中Ca、Fe、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn含量,探讨灰尘沉降通量及元素含量随空间高度的变化,揭示区域近地表灰尘及重金属沉降垂向分布的季节变化特征.结果表明,空间高度灰尘沉降通量季节变化总体上表现为冬季灰尘沉降通量最大,春季次之,夏季最低;冬季灰尘沉降通量沿垂向空间高度的分布差异最大,其次是夏季,春秋两季灰尘沉降通量垂向空间差异较小;季节变化对低层空间平台灰尘沉降通量影响大于高层空间;春季灰尘中元素含量最高,秋季灰尘重元素含量相对较低;元素含量随时空变化最大的是Zn,变化较小的是Ca.冬、春季节大气逆温层可能是灰尘沉降量和Pb、Zn等元素含量升高的原因之一.     

结合激光雷达分析2014年春季南京地区一次大气污染过程

利用环境监测数据、气象数据以及数值模拟结果,结合激光雷达数据反演的气溶胶消光系数,分析了2014年5月26日至6月1日南京地区一次典型的大气污染过程.本次污染过程受到外源性沙尘和烟尘输入以及本地污染排放叠加影响.气象因素对污染物的生消起到了重要作用,低压、逆温等因素阻碍污染物扩散,最终强降雨的出现使本次污染过程终结.整个污染过程中大气边界层高度偏低且变化不大,大气形势稳定,污染物扩散困难.激光雷达可以有效探测气溶胶的垂直分层结构,能直观准确地反映出污染物的分布聚集情况以及时空变化,对大气污染监测具有重要意义.     

泄爆导管对球形容器内气体爆炸泄放过程影响的试验

设计了球形容器内气体爆炸通过导管泄爆的试验系统,选用体积分数为10%(特殊说明除外)的甲烷和空气预混气体开展试验,研究了泄爆导管长度、容器容积、点火位置、气体体积分数、破膜压力等因素的影响。结果表明:泄爆导管越长,容器内的正压力峰值和负压力峰值越大;密闭爆炸时,球形容器的容积对爆炸压力峰值几乎无影响;不同容积球形容器内气体爆炸通过相同导管泄爆时(导管长度均为6 m,直径均为0.06 m),容积大的容器内的压力锋值为小容器压力值的3.3倍,且大容器内的压力上升速率也明显高于密闭爆炸的情况;有泄爆导管存在时,尾部点火容器内的压力峰值高于中心点火;泄爆导管的存在使得容器内的压力峰值高于直接泄爆时的压力峰值;无论有、无泄爆导管,容器内的压力峰值均随破膜压力增加而增加,但差值越来越小,说明导管的存在对容器爆炸泄爆过程的影响趋向缓和,但导管的存在总是阻碍了泄爆过程,增加了爆炸的严重程度,因此,在泄爆设计时要充分考虑导管的影响,适当提高容器自身的耐压强度。     

电收尘极板上沉积尘的附着力与振打加速度

振打清灰是保证静电除尘器正常运行的一个重要环节.为确定振打加速度,基于Penney和Klingler理论,认为带电粉尘层对收尘极板的附着力主要是外电场力和附加电场力共同作用的结果.附加电场是由于电晕电流通过沉积在收尘极板上的粉尘层产生电荷积累而形成的.应用静电学理论导出粉尘层内电场分布与带电粉尘层厚度的平方成正比.通过建立荷电粉尘层对收尘极板附着力的微分方程,由牛顿第二定律得出振打加速度的理论计算式.研究结果表明,振打加速度是电晕电流面密度和粉尘比电阻乘积ρ×J的函数,且与粉尘粒径成反比.参考已发表的实验数据和理论结果发现,在外加电压保持不变的情况下,电晕电流面密度和粉尘比电阻的乘积ρ×J=常数,此时,振打加速度与ρ×J无关.从这一新观点出发,根据Oglesby提供的粉尘层击穿前的电晕电流和粉尘比电阻的相关曲线,得出临界振打加速度计算式.由此计算式给出了一种确定临界振打加速度的简易图解法.     

催化裂解装置火灾爆炸危险性评价

道氏方法是对石化装置风险性进行量化评价的一种行之有效的方法,尤其是对装置的系统和单元的固有危险性及安全设施降低危险性的安全补偿作用进行认识和评价,采用道化学公司的火灾、爆炸危险指数法,对安庆石化炼油厂65×104t/a催化裂解装置的潜在火灾爆炸和反应危险性进行评价和分析,得到“严重”以上程度的单元有:加热炉、丙烷塔、丙烯塔、液化气储罐和汽油柴油储罐、反应器、瓦斯发生器、乙烷塔和稳定器,同时给出单元的危险等级和薄弱环节,为工厂的风险管理和安全管理决策提供了科学依据,并为降低装置风险提出了建议。     

评价爆炸超压作用的一个新指标及其在一次型FAE中的应用

利用单自由度体系在爆炸载荷作用下的动力响应的数值解,提出了一个近似关系式,进而得到一个新评价指标△P0.742m i0.258 .同时给出了一次型FAE的TNT比当量的计算方法,分别以超压峰值△Pm和△P0.742m i0.258 为评价指标计算了某一次型FAE的TNT比当量,并进行了比较.结果表明,单纯以超压峰值为评价指标的TNT比当量结果低估了一次型FAE的超压作用.鉴于爆炸超压场测试仪器与技术已能够容易地准确测量超压峰值与比冲量,建议以△P0.742m i0.258 为一次型FAE的TNT比当量的评价指标.     

气态硫闪爆事故原因分析及对策

对处理硫磺回收装置高温掺合阀故障时发生的硫闪爆事故进行了分析,提出了相应的对策.