长沙市秋冬季PM2.5及水溶性有机碳污染特征研究

该研究于2017年9月-2018年2月连续采集长沙市大气PM2.5样品,分析了PM2.5样品中水溶性有机碳(WSOC)的浓度变化及其与大气污染物的相关性,对比分析了清洁天和污染天WSOC浓度特征,并基于后向轨迹分析(HYSPLIT)和潜在源贡献因子分析(PSCF)方法探讨了秋冬季WSOC的传输路径及潜在来源贡献。结果表明,秋、冬季WSOC平均浓度分别为6.22、7.00μg/m3,WSOC与相对湿度和风速均呈显著负相关,与温度相关性不明显。WSOC与PM2.5具有显著的相关性(R=0.800),秋季WSOC与CO、O3、NO2、SO2的相关性比冬季更加显著。污染天风速小、相对湿度低,WSOC污染浓度明显高于清洁天。HYSPLIT和PSCF分析结果表明,除本地排放外,WSOC还受来自偏北及偏东方向区域污染源传输的影响。     

冶金企业重点爆炸性粉尘分析

以某钢铁企业为例,从粉尘防爆角度出发,重点研究了企业6处地点的粉尘情况,包括焦粉、矿粉、煤粉和焦煤粉。通过粉尘爆炸性筛选实验判定粉尘是否具有爆炸性,并分析得到粉尘的爆炸压力（Pex）和爆炸压力比（PR）,结果表明,6处粉尘均达到粉尘爆炸性判定标准,均为爆炸性粉尘。该钢铁企业重新评估以上6处地点的粉尘爆炸风险,采取相应的防控措施,确保企业的生产安全和稳定。     

FSRU作业过程火灾爆炸危险性评估研究

浮式储存和再气化装置（FSRU）运行过程中易导致火灾爆炸等事故的发生,为有效评估FSRU作业过程火灾爆炸危险性,采用火灾爆炸危险指数评估法,对运用FSRU的某浮式LNG接收终端进行危险性评估;选取LNG运输船与FSRU装料作业等9个单元,研究确定了一般工艺危险性系数、特殊工艺危险性系数、安全措施补偿系数等参数,得出了补偿前后的火灾爆炸危险性指数,有效评估了FSRU作业过程火灾爆炸危险性,并基于研究结果提出了保障FSRU作业安全的对策措施与建议。研究结果表明,安全措施补偿前,缘于LNG/NG本身的火灾危险性和数量较大,能量高度集中,LNG运输船与FSRU装料作业等单元的火灾爆炸危险等级均达到了“非常大”;在采取了一系列的安全措施补偿后,火灾爆炸危险指数降低了3/5左右。这对系统深入地研究FSRU作业安全具有较重要的理论意义和实际应用价值。     

泄漏孔形状对液化石油气泄漏扩散的影响

基于液化石油气的特点,建立了有限空间内部发生泄漏扩散的物理模型,模拟了液化石油气泄漏扩散的过程,通过模拟结果分析其扩散规律,并对比当泄漏孔形状分别为正方形、圆形、三角形时液化石油气扩散过程的变化以及对所形成的的爆炸危险区域的影响。监测点1（0.8,0.3,0）,点2（2.4,0.3,2.5）,点3（0,0.3,1.5）,点4（2,0.3,3）的浓度变化,找出报警器的最佳安放位置。结果表明:泄漏时间相同,丙烷的扩散范围从大到小依次为三角形孔口、圆形孔口、正方形孔口,爆炸危险区域也与泄漏孔形状有关,三角形孔口的危险区域范围最广,其次是圆形泄漏孔,正方形泄漏孔的范围最小,点1处的丙烷浓度增长幅度较大,浓度较高,可以更早达到报警浓度。     

不同地应力条件下直眼掏槽破岩的理论研究与数值模拟

为了研究不同地应力场对直眼掏槽破岩的影响,提出了基于Schwarz交替迭代法和弹性力学理论建立的掏槽区岩体的应力状态方程,同时对不同地应力条件下单孔直眼掏槽破岩过程进行了数值模拟。结果表明:在炸药爆炸前期和中期,初始地应力场对结果影响较小,主要是槽孔爆炸应力场起主导作用,在爆炸后期,初始地应力场对爆破后裂纹的扩展具有导向作用,裂纹扩展主方向趋向于最大初始地应力方向。进一步分析表明,岩体在初始地应力场与爆炸应力场共同作用后,在空孔和槽孔圆心连线上产生最大拉应力,并且在不同地应力条件下最大拉应力模拟值的发展趋势与理论计算较为一致。     

基于F-N曲线的煤矿重特大瓦斯爆炸事故伤亡规律研究

为研究煤矿瓦斯爆炸事故的伤亡规律,以2000-2014年发生的230起重大及以上瓦 斯爆炸事故为样本,运用统计学和F-N曲线法对事故特征进行了研究。首先,对事故起 数和伤亡情况的时间特征进行了统计;其次,对事故起数和伤亡数量的地域性特征进行 了研究;最后,基于F-N曲线法,对事故的死亡人数和受伤人数进行了规律分析。研究 结果表明:15年间的瓦斯爆炸事故起数总体上呈逐年下降的趋势,但在2005年出现了峰 值,死亡人数与事故起数的变化趋势接近,受伤人数变化趋势不太明显;重特大瓦斯爆 炸事故主要发生在中部和西南地区,且尤以山西省最为显著,其事故起数和伤亡人数都 是最多的;大多数事故造成了10～30人的死亡,其累计概率曲线在对数坐标中的梯度是 -1.642,受伤人数最频繁的区间是1～10人,其累计概率曲线在对数坐标中的梯度是- 0.652。     

煤矿火区快速封闭泄爆门研究

目前煤矿发生火灾事故后,火区封闭时间过长极易引发瓦斯爆炸等次生灾害,且煤矿现有的阻隔爆技术存在许多 不足,针对这些问题,研发一种用于煤矿火区的快速封闭泄爆门。通过对泄爆门的结构设计、封闭与泄爆机制及有益效 果等方面进行阐述,并采用流体力学FLUENT软件计算得出不同数量泄爆窗的泄爆门与监控泄爆门前截面的压力、速度之 间的变化情况。结果表明:6个泄爆窗比2个泄爆窗的封闭时间快1 200 ms,快速封闭时间节省了68.57%。随着泄爆窗的 增多,瓦斯爆炸冲击波压力和传播速度都大幅度降低。当煤矿发生火灾事故封闭火区时,快速封闭泄爆门不仅具有快速 密闭功能,也同时具有泄爆功能,为煤矿安全提供新的隔爆技术。     

基于Miseq的好氧反硝化菌源水脱氮的种群演变

为了研究好氧反硝化菌源水脱氮过程中水体微生物群落的演变,利用Miseq高通量测序法对投菌和对照两系统水体样本的微生物信息进行统计,并对两组样品进行了优化序列统计,OTU分布统计和分类学分析的基础分析;以及细菌群落结构,PCA,Rank-Abundance,Hcluster,Specaccum和OTU分布的高级分析.结果显示,投加贫营养好氧反硝化菌的源水系统的氮素得到有效去除,脱氮效果明显;层次聚类和主成分分析显示两系统内的群落结构发生变化,投菌系统与对照系统主要表现为变形菌和拟杆菌门;细菌主要门类和水质参数的相关性分析得出,水质指标对两系统群落变化作用明显;与此同时,投菌系统中有关氮循环的细菌有上升的变化过程. Miseq高通量测序研究源水脱氮过程的微生物种群演变可行,为研究原位生物脱氮过程的水体微生物群落演变提供技术支撑.     

流域污染负荷水质响应的时空数值源解析方法研究

以目前广泛应用的环境流体动力学模型EFDC为平台,构建时空数值源解析方法,理论上可以得到任意时刻任意空间点位污染物的来源构成.其原理是考虑水质模型的微分方程,直接对每个污染负荷再微分,从而将原来1个微分方程变为关于每个污染源的微分方程组,然后联立以EFDC的水动力模型求解,得到每个源对每个时空点的贡献.概化的抚仙湖模型作为数值案例用以验证方法.时空数值源解析的结果与传统扰动方法的结果几乎重合,验证了时空数值源解析方法的正确性.另一方面,数值案例中存在34个独立的污染源,扰动法则需要35次模拟,而时空数值源解析方法的结果通过单次模拟就可得到,说明时空数值源解析方法具有明显的计算效率优势.而通过对结果的进一步分析可以发现,时空数值源解析方法可以提供更精确的源贡献的动态描述.