合肥市O3污染时空变化特征及影响因素分析

为掌握合肥市大气环境中O_3的时空变化特征及其影响因素,对合肥市2013—2015年空气质量监测数据和气象参数进行系统的分析.结果表明,合肥市O_3污染在夏、秋季节有逐渐加重的趋势,尤其是城市中心区域,呈显著的季节特征和日单峰性;O_3易在风速小于3.3 m·s-1、相对湿度介于50%~60%、地面气压低于1020 h Pa和日平均气温介于25~28℃的气象条件下出现浓度峰值;合肥市O_3浓度与NO2和VOCs分别存在显著的负相关和正相关关系,其中,烯烃、烷烃、芳香烃和炔烃对O_3生成潜势(OFP)的贡献值依次增大.O_3浓度可通过前一日O_3浓度、相对湿度、平均气温、PM2.5、当日8:00风速、平均气压及NO2等参数建立良好的统计预报模型,非标准化可决系数R2高达0.559.     

青藏高原湖泊水质变化及现状评价

为探讨青藏高原湖泊水质变化及现状,于2016年9—10月在青藏高原面上东北部G315沿线,中部S301、S302、S206沿线,南部G219、G318沿线及叶如藏布流域采集湖泊水样,通过实验最终得到33个湖泊水样数据,包括22个构造湖和11个冰湖;同时,分析了湖泊水化学指标浓度、水化学组成和湖水矿化度空间分布,并与20世纪90年代以前湖泊矿化度做对比,以揭示青藏高原近几十年湖泊水质变化及驱动因素,探讨青藏高原湖泊水质现状.结果显示:(1)青藏高原湖泊水化学指标浓度和水化学组成差异显著,构造湖水样水化学指标浓度远高于冰湖水样.按离子总量分类,22个构造湖有6个淡水湖、4个微咸水湖、1个咸水湖、11个盐湖;而11个冰湖均属于淡水湖;按湖水化学类型分类,22个构造湖有6个为Ca~(2+)(Mg~(2+))-SO_4~(2-)型湖泊,16个为Na~+(K~+)-Cl~-型湖泊,而11个冰湖均为Ca~(2+)(Mg~(2+))-SO_4~(2-)型湖泊.(2)青藏高原湖水矿化度时空差异显著,自高纬向低纬湖泊矿化度降低,与20世纪90年代前对比研究发现,青藏高原部分湖泊矿化度较90年代前降低,湖泊水体呈淡化趋势,可能与青藏高原地区气候变暖、降水量和冰川融水增加、蒸发减少有关.(3)由于受地理环境、气候条件及水化学特性的共同影响,青藏高原大部分构造湖pH值、TDS严重超标,其次有6个湖泊也受到F-的污染;冰湖水体受到Fe、Mn、Cr、Ni的污染较为严重,尤其重金属元素Cr、Ni超标极为严重,可能与人类活动有关.     

全耦合活性污泥模型(FCASM3)在A+A2/O工艺污水处理厂中的数值模拟应用

基于FCASM3建立了杭州市某污水厂A+A~2/O工艺模型.首先测定该污水处理厂的进水水质组分,以及不同阶段污染物浓度的变化和活性污泥中微生物动力学参数;然后,利用该厂2017年上半年的运行数据对模型进行校核.校核结果显示,该模型能够很好地模拟出系统中各物质的转化情况.最后,利用校核完成的工艺模型对该污水厂的主要工艺参数,包括溶解氧、污泥回流比和混合液回流比,进行多因素正交模拟试验.试验结果表明,该污水处理厂的最佳运行工况为:当A+A~2/O系统的好氧池氧传输速率(Oxygen Transfer Coefficient,KLa)、污泥回流比和混合液回流比分别控制在2 h-1、75%及250%时,好氧池TN出水浓度下降1.28 mg·L~(-1),脱氮效率提高了15.91%,同时该厂污水处理能耗降低.     

APEC前后北京郊区大气颗粒物变化特征及其潜在源区分析

为分析2014年APE(Asia-Pacific Economic Cooperation)会议前后北京郊区大气颗粒物数浓度和质量浓度的变化特征及其主要影响因素,于当年11月在北京怀柔区中国科学院大学雁栖湖校区教学一楼楼顶利用微量振荡天平(TEOM)、扫描电迁移率颗粒物粒径谱仪(SMPS)和空气动力学粒径谱仪(APS)对大气颗粒物质量浓度和数浓度分布进行连续在线监测;同时结合地面气象参数和HYSPLIT轨迹模式,对颗粒物的来源和传输过程进行聚类、潜在源区贡献因子(PSCF)和浓度权重轨迹(CWT)分析.结果表明,APEC期间(11月5—11日)超细粒子(PM_(0.01～1))数浓度、细粒子(PM_(0.5～2.5))数浓度和粗粒子(PM_(2.5～10))数浓度分别为(17720.1±998.7)、(30.9±3.34)和(0.12±0.01) cm~(-3),比非APEC期间(即11月1—4日和11月12—30日)分别降低了28.8%、58.6%和64.7%;APEC期间ρ(PM_(2.5))为(36.1±2.4)μg·m~(-3),比非APEC期间降低55.5%.PM_(0.5～2.5)数浓度和PM_(2.5～10)数浓度降幅远大于PM_(0.01～1)数浓度,这表明APEC期间的减排措施对于PM_(0.5～2.5)和PM_(2.5～10)的控制效果优于PM_(0.01～1),说明APEC期间对PM_(0.5～2.5)、PM_(2.5～10)数浓度进行了更有效的控制.对北京气流后向轨迹聚类分析发现,来自蒙古国、内蒙古、河北西北部、河北南部方向的气流轨迹对应北京郊区的PM_(0.01～1)数浓度最高,为30593 cm~(-3),来自河北西北部、北京、天津、河北南部方向的气流轨迹对应北京郊区的PM_(0.5～2.5)、PM_(2.5～10)的数浓度及ρ(PM_(2.5))均为最高,分别为190 cm~(-3)、0.65 cm~(-3)、168μg·m~(-3).综合潜在源区贡献因子分析法(PSCF)和浓度权重轨迹分析(CWT)的结果分析发现,观测期间北京PM_(0.01～1)与PM_(0.5～2.5)、PM_(2.5～10)的潜在源区存在明显的区别,其中PM_(0.01～1)数浓度的潜在源区分布区域相对较广,主要分布在内蒙古中部、河北西北部、河北中南部和山西东北部等地区,而PM_(0.5～2.5)和PM_(2.5～10)数浓度的潜在源区分布基本一致,而且区域相对较集中,主要分布在河北北部、山西东北部和河北中南部等地区.APEC期间与非APEC期间ρ(PM_(2.5))的源区贡献因子分析和浓度权重轨迹分析表明,APEC期间ρ(PM_(2.5))的主要源区分布比非APEC期间相对较集中,主要位于北京当地、天津等附近地区,该地区对观测点ρ(PM_(2.5))的贡献值在24～40μg·m~(-3)之间.     

等离子体净化苯系物

苯系物是一种常见的工业污染物,它主要包括苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等,传统的处理方法有液体吸收法、吸附法、焚烧法、冷凝法、生物法等,本文对比分析了各传统方法的优缺点,提出了一项新型的等离子体技术,它具有对环境温度反应迅速、适用范围极广、系统紧凑性和操作简单的特性,同时还具备停留时间短暂等优点,尤其适用于处理挥发性有机化合物（VOCs）.主要研究了使用不同类型的等离子体反应器处理苯系物的实验装置,分析了影响等离子体技术处理苯系物的相关影响参数,如施加的电压和电场强度、输入能耗、反应器类型、反应器尺寸、载气、停留时间、苯系物的种类等,例如催化剂可以提高分解效率,优化反应条件,同时分别阐述了苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯的降解机理.最后提出,将等离子体技术与多种处理技术联合使用,将会成为未来净化挥发性有机物的主要研究方向.     

基于DMSP/OLS数据的区域碳排放时空动态研究

选取IPCC碳排放核算方法并基于能源统计数据,核算了我国大陆30个省市的能源消耗碳排放量,利用纠正后的DMSP/OLS夜间灯光数据与相应空间单元的碳排放量进行回归分析,反演出1km×1km栅格的电力消耗碳排放量并分析其在地级市尺度上的时空变化.核算出2005年、2010年和2013年能源消耗排放总量分别为57.02,82.28和93.26亿t,其中电力碳排放量分别为23.03,35.62和42.07亿t.结果表明：校正后的DMSP/OLS夜间灯光数据能更好地估算碳排放,其DN总值与统计的省级能源消耗排放量、电力消耗排放量均存在较强的相关关系;整体而言,发达地区能源消耗排放量大但强度比较低.     

Effects of tourmaline on nitrogen removal performance and biofilm structures in the sequencing batch biofilm reactor

The effects of tourmaline on nitrogen removal performance and biofilm structures were comparatively investigated in two identical laboratory-scale sequencing batch biofilm reactors(SBBRs)(denoted SBBR1 and SBBR2) at different nitrogen loading rates(NLRs) varying from(0.24 ± 0.01) to(1.26 ± 0.02) g N/(L·day). SBBR1 was operated in parallel with SBBR2, but SBBR1 was filled with polyurethane foam loaded tourmaline(TPU) carriers and another(SBBR2) filled with polyurethane foam(PU) carriers. Results obtained from this study showed that the excellent and stable performance of SBBR1 was obtained. Ammonia nitrogen removal and total nitrogen removal were higher in SBBR1 than that in SBBR2 with increase of NLR. At an NLR of(0.24 ± 0.01) g N/(L·day), the majority of the spherical and elliptical bacteria were surrounded by the extracellular polymeric substance(EPS) and bacillus or filamentous bacteria in two SBBRs biofilms. When NLR increased to(1.26 ± 0.02) g N/(L·day), the clusters were more obvious in the SBBR1 biofilm than that in the SBBR2 biofilm. Bacteria in SBBR1 were inclined to synthesis more EPS, and the formed EPS could protect the bacteria from free ammonia(FA) under extreme condition NLR(1.26 ± 0.02) g N/(L·day). The results of polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis analysis showed that the microbial community similarity in SBBR2 decreased more obviously than that in SBBR1 with the increase of NLR, which the microbial community in SBBR1 was relatively stable.     

基于CFD的土工离心机风阻及流场特性分析

目的估计土工离心机的风阻功率。方法针对一稳态运行的中低速土工离心机,利用多参考坐标系(MRF)模拟转臂与墙壁之间的相对运动,对离心机稳态运行时机室内的空气流场进行CFD仿真,对计算流体力学仿真、解析公式方法和试验的风阻功率进行对比。结果三种方法得到的风阻功率较为接近,验证了数值仿真方法的正确性。同时,研究了机室内空气流速和压力的空间分布特征,验证了经典解析公式的假设合理性。结论 CFD仿真方法避免了传统解析方法对试验数据的依赖和参数选取主观性,能够得到较高精度的分析结果,该研究为基于计算流体力学的土工离心机的高置信度风阻计算打下了基础。     

水生植物塘运行规律及设计参数的研究

通过对水生植物塘处理生活污水进行全年观测和研究证明：水生植物塘对有机污染物等有明显净化效果，特别是对氮、磷具有极强的降解能力。对照静态实验，提出了以磷酸盐负荷为主要水生植物塘设计参数的设计思想，提出了温度修正公式，并对其流态及数学模式进行了研究。同时，还对水生植物塘的一般运行规律进行了研究和探讨。     

辽东栎叶片气孔特征参数的时空变异

利用数码图像显微镜处理系统 ,对 2 0世纪 30年代至 80年代不同植被区域内辽东栎叶片气孔特征参数进行了较为系统的观测 ,明确了辽东栎叶片气孔特征参数的变化范围 ,并对其时空变异规律进行研究 .结果表明 ,从时间分布角度 ,由 30年代至 80年代 ,暖温带落叶阔叶林区域中气孔长度、面积变化呈上升趋势 ,而气孔宽度、密度呈下降趋势 ;亚热带常绿阔叶林区域中 4个气孔特征参数均逐年递增 ;青藏高原高寒植被区域中除气孔长度下降外 ,其它 3个气孔特征参数均逐年递增 .从空间分布角度 ,在由北部至南部再到西南部分布的暖温带落叶阔叶林、亚热带常绿阔叶林至青藏高原高寒植被区域 ,30年代中 ,气孔长度、面积呈上升趋势 ,而气孔宽度、密度呈下降趋势 ;5 0年代中 ,不同植被类型区之间 ,除气孔密度差异较大外 ,其它 3个气孔特征参数差异均不明显 .图 1表 1参 9