Identification of sources of lead in the atmosphere by chemical speciation using X-ray absorption near-edge structure (XANES) spectroscopy

Sources of Pb pollution in the local atmosphere together with Pb species, major ions, and heavy metal concentrations in a size-fractionated aerosol sample from Higashi-Hiroshima(Japan) have been determined by X-ray absorption near-edge structure(XANES) spectroscopy, ion chromatography, and ICP-MS/AES, respectively. About 80% of total Pb was concentrated in fine aerosol particles. Lead species in the coarse aerosol particles were PbC2O4, 2PbCO3·Pb(OH)2, and Pb(NO3)2, whereas Pb species in the fine aerosol particles were PbC2O4, PbSO4, and Pb(NO3)2. Chemical speciation and abundance data suggested that the source of Pb in the fine aerosol particles was different from that of the coarse ones. The dominant sources of Pb in the fine aerosol particles were judged to be fly ash from a municipal solid waste incinerator and heavy oil combustion. For the coarse aerosol particles, road dust was considered to be the main Pb source. In addition to Pb species, elemental concentrations in the aerosols were also determined. The results suggested that Pb species in size-fractionated aerosols can be used to identify the origin of aerosol particles in the atmosphere as an alternative to Pb isotope ratio measurement.     

Hygroscopicity of particles generated from photooxidation of α-pinene under different oxidation conditions in the presence of sulfate seed aerosols

Smog chamber experiments were conducted to investigate the hygroscopicity of particles generated from photooxidation of α-pinene/NOx with different sulfate seed aerosols or oxidation conditions. Hygroscopicity of particles was measured by a tandem differential mobility analyzer （TDMA） in terms of hygroscopic growth factor （Gf）, with a relative humidity of 85%. With sulfate seed aerosols present, Gf of the aerosols decreased very fast before notable secondary organic aerosols （SOA） formation was observed, indicating a heterogeneous process between inorganic seeds and organic products might take place as soon as oxidation begins, rather than only happening after gas-aerosol partition of organic products starts. The final SOA-coated sulfate particles had similar or lower Gf than seed-free SOA. The hygroscopicity of the final particles was not dependent on the thickness but on the hygroscopicity properties of the SOA, which were influenced by the initial sulfate seed particles. In the two designed aging processes, Gf of the particles increased more significantly with introduction of OH radical than with ozone. However, the hygroscopicity of SOA was very low even after a long time of aging, implying that either SOA aging in the chamber was very slow or the Gf of SOA did not change significantly in aging. Using an aerosol composition speciation monitor （ACSM） and matrix factorization （PMF） method, two factors for the components of SOA were identified, but the correlation between SOA hygroscopicity and the proportion of the more highly oxidized factor could be either positive or negative depending on the speciation of seed aerosols present.     

基于GIS和PSO-SVM模型的文山州石漠化风险评估

针对喀斯特石漠化风险评估影响因素较复杂且涉及众多地理空间对象的特点,本文在采用GIS技术对空间数据进行管理分析的基础上,提出了基于粒子群优化的支持向量机(PSO-SVM)的石漠化风险评估模型,分析了基于GIS的石漠化风险评估指标体系的建立过程,详细探讨了主成分分析与支持向量机模型相结合进行石漠化风险评估的方法与实现过程,并以云南省文山州为研究实例,将其与单独SVM模型和PSO-BP模型风险评估结果进行了对比分析,结果表明PSO-SVM模型的石漠化风险评估精度较高,效果更好。     

基于SVM的含缺陷20钢弯管爆破压力预测

为快速、精确预测含局部减薄缺陷的弯管爆破压力,首先验证显式非线性有限元模型的模拟精确性,然后以168组不同缺陷尺寸下20钢弯管爆破压力的有限元模拟数据作为学习样本,建立含局部减薄缺陷20钢弯管爆破压力预测的支持向量机(SVM)模型;其次利用交叉验证(CV)、遗传算法(GA)、粒子群算法(PSO)分别优化SVM模型;最后分析对比用于预测弯管爆破压力的3种优化SVM模型与ASME B31G-2009、DNV RP-F101、SHELL 92等3种通用规范的计算误差。结果表明：CV-SVM、GA-SVM、PSO-SVM等3种模型的预测误差均小于3种规范的计算误差,其最大相对误差分别为-2.33%、-3.4%和1.94%;说明SVM模型用于预测弯管爆破压力时操作简单、计算时间短、预测精度高、工程实用性好。     

炭载Mn-Co-Ce复合氧化物粒子电极处理亚甲基蓝模拟废水

以颗粒活性炭(GAC)为载体,通过浸渍法制备了多种负载型粒子电极,并研究其对亚甲基蓝模拟废水的处理效果。结果表明,负载了Mn-Co-Ce复合氧化物的粒子电极对亚甲基蓝的脱色效果最好,1.5 h的脱色率可达94.31%,COD去除率为65.11%。通过单因素实验确定的最佳实验条件如下:反应时间为1.5 h,槽电压为20 V,辅助电解质Na2SO4浓度为0.15 mol/L,极板间距为4 cm。反应动力学分析显示,亚甲基蓝的脱色反应表现为一级反应动力学。系统连续运行30次以上,脱色率为80%和COD去除率为50%,说明该粒子电极具有一定的稳定性。紫外-可见光吸收光谱分析进一步表明Mn-Co-Ce/GAC对亚甲基蓝溶液有着很好的脱色效果。     

2008年阿左旗沙尘天气分析

本文通过对阿左旗2008年3－5月的空气总悬浮颗粒物浓度进行监测,分析该地区空气中颗粒物含量与沙尘天气状况。结果表明：根据空气总悬浮颗粒物浓度的沙尘天气分级标准,2008年3－5月大气中TSP平均浓度值分别为：0．556mg／m3,0．459mg／m3,0．395mg／m3,由3－5月总体呈现下降的趋势。阿左旗大气中TSP浓度符合国家环境空气质量二级标准。3－5月期间共发生9次沙尘天气,其中浮尘天气7次、扬沙天气2次。沙尘天气的频率以3月最高,4月其次,5月最低。     

多孔不锈钢基氧化铝膜去除水溶液中的Cr(VI)和Cd(II)

通过悬浮粒子浸涂法将合成的γ-Al₂O₃纳米粒子固载于316L多孔不锈钢表面以吸附水溶液中的Cr（VI）和Cd（Ⅱ）.扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）测试结果表明,γ相的Al₂O₃纳米粒子均匀地涂在了316L多孔不锈钢基体上,膜体表面沉积厚度约为20 μm.该膜对单一Cr（VI）和Cd（Ⅱ）吸附的最佳pH分别为3.0~4.0和8.0~9.0,吸附均符合动力学准二级模型和Langmuir吸附等温模型,最大吸附量分别为0.603 mg·g^-1和0.399 mg·g^-1.本研究可为水体中的高毒性重金属Cr（VI）和Cd（Ⅱ）去除提供一定的理论和技术参考.     

基于主成分分析和粒子群优化支持向量机的边坡稳定性评价

为科学评价边坡工程的稳定性,优化边坡稳定性的预测精度,提高工作效率,提出了基于主成分分析法(PCA)和粒子群算法(PSO)优化的支持向量机(SVM)模型。首先利用主成分分析法对边坡稳定性影响因子进行特征提取,以获得的主成分作为支持向量机的特征向量建立支持向量机模型,然后通过粒子群算法优化支持向量机参数,最终建立边坡稳定性评价模型,并对边坡实例的稳定性进行预测,结果表明:PCA-PSO-SVM模型的运行速度快,预测准确率达909%,满足工程要求。     

超大城市新粒子生成事件对云凝结核贡献分析

高浓度气溶胶在受人类活动影响的污染地区种类和组成非常复杂,因此,其环境和气候效应引起了广泛关注,但在超大城市背景下气溶胶粒子活化成为云凝结核的过程与边界层的相互作用尚不完全清楚.本研究基于北京（BJ）、上海（SH）、广州（GZ）的观测数据,选取3个城市的春季和冬季（北京冬季11月和广州冬季12月的连续观测,以及上海春季4月的加强观测）集成观测气溶胶数据和云凝结核同期观测的变化并结合其他污染物演化规律,对比分析了新粒子生成事件和环境变量演化对3个超大城市云凝结浓度形成的影响.结果表明,以用云凝结核（CCN）浓度与气溶胶（CN）数浓度的比值作为3个城市的活化率,北京CCN数浓度约为（500±200） #·cm^-3,CN最大浓度小于（1.0×10⁴±0.3×10⁴） #·cm^-3,活化率约为0.07%.上海CCN数浓度为（1500±500） #·cm^-3,CN最大浓度小于（98.0×10⁴±0.3×10⁴） #·cm^-3,最大活化率为0.05%.广州CCN数浓度为（150±30） #·cm^-3,CN最大浓度为（24.0×10³±0.3×10³） #·cm^-3,最大活化率为0.03%.本文旨在阐明气溶胶物理化学性质（粒子谱、化学成分、排放源等的时空演变特征）在不同排放源和大气边界层条件的影响下,造成不同类型的排放和输送过程对气溶胶活化率的影响,对比发现新粒子生成（NPF）期间CCN数浓度明显高于非新粒子生成（Non-NPF）时期,证明NPF发生时对CCN的活化率（AR）有显著的提升,在过饱和度SS=0.1%下,北京达到峰值在4×10^-3附近,广州的最大值约为17×10^-4,上海的最大值为3×10^-3.且在NPF期间气溶胶活化率显著增加,3个超大城市在NPF和Non-NPF期间,CCN数浓度与活化率的关系在上海尤其明显,化学成分包括有机物、硝酸盐和硫酸盐等物质也会影响超大城市地区气溶胶粒子的活化率,对比发现3个城市在NPF期间CCN数浓度和活化率都明显区别于其他时段.发现气溶胶的物理和化学性质以及与活化率的直接关系,可用以评估新粒子生成对区域大气环境（如霾）的影响,并估计气溶胶贡献为CCN的间接气候影响.     

基于改进粒子滤波算法的水下地形辅助导航方法

目的 解决当前的粒子滤波算法用于水下航行器(AUV)基于极地区域的低分辨率海图时导航精度较低的问题。方法 提出了一种带有自抖动及修正的粒子滤波方法(SJCPF),在状态转移过程中引入粒子抖动,每次粒子位置更新时,引入额外的过程噪声,使得传统算法中过度集中的粒子适当向周围发散,改善算法本身及海图分辨率低带来的粒子多样性匮乏。在重采样步骤中,引入相关系数用于修正权值,进一步增加粒子多样性及算法的鲁棒性。结果 对传统PF及SJCPF进行仿真,相较于传统PF算法,SJCPF的导航均方根误差降低了27.7%,导航精度及鲁棒性都有显著的提升。结论 SJCPF的导航性能优于传统PF,选用皮尔逊相关系数,并在适当范围内选择较大的粒子数量和较高的测量频率,可以兼顾AUV的续航与导航精度。