SCREEN3模型在大气环境管理中的应用研究

基于高斯扩散的单源估算模式SCREEN3计算佛山市环境统计企业的SO2排放最大落地浓度距离,发现全市工业企业SO2排放最大落地浓度距离为0.4~13.5 km.其中水泥和火电等高架源的最大落地浓度的距离最远.佛山市及五区纳入环境统计的重点废气排放企业平均的SO2排放最大落地浓度距离为2.9~4.9 km,能直接影响国控监测点位的企业合计37家,其中40%为高明区的企业.该结果证明加强空气质量国控监测点位周边至少5 km内废气排放企业的督查有利于空气质量的改善.     

自然型氨基酸及其钾盐的 CO2吸收和再生特性

在CO2吸收过程中,选择具有不挥发和不发生氧化降解特性的氨基酸盐吸收剂有助于降低吸收剂损失和减轻环境污染风险,故本研究以CO2吸收速率和再生速率为指标,对L-精氨酸和精氨酸钾（PA）吸收剂的CO2吸收性能和常压下热再生性能进行了实验分析,并研究了吸收剂质量分数、反应温度及吸收-再生循环次数对CO2吸收特性的影响,同时还与乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）和三乙醇胺（TEA）进行了对比分析.结果表明,在实验的质量分数范围内,PA具有最高的CO2吸收速率和吸收能力,分别为24.5×10-3mol.（L.min）-1和1.99 mol.mol-1,比相同质量分数的MEA高2.1%和290.2%.温度影响结果表明,40℃时PA和MEA的CO2吸收速率均高于其他实验温度.相同再生条件下,PA的贫液CO2负荷要略高于MEA,但PA的再生程度可达72.8%,比MEA高19%.同时,3次＂吸收-再生＂循环之后,10%PA的CO2吸收能力仍可保持在1.03mol.mol-1,比10%MEA高255.2%.实验结果也表明,L-精氨酸具有较强的CO2吸收能力,其CO2吸收速率与同质量分数的DEA可比.     

基于小波变换与传统时间序列模型的臭氧浓度多步预测

采用最大重叠小波分解与重构方法,将影响O3小时浓度的不同时间尺度的物化过程分离出来,以提高序列的光滑性.同时,选择合适的传统时间序列模型(如ARIMA模型等)来描述不同过程的序列特征,并分别拟合预报.最后,在建模中引入24 h季节项,以实现提前24 h-次性预测未来1d的O3逐时浓度.结果表明,预报的平均相对误差为12.92％,平均绝对误差和均方根误差分别为10.04 μ.g·m-3和13.98μg·m-3,预报值与实测值的相关系数和匹配指数分别为0.96和0.98.随着预测期的延长,预报误差仍处于可接受范围内.该方法同样适用于每日最大O3小时浓度预报,研究结果为发布天气预报式的空气质量预报提供了新思路,便于公众规划出行并减少大气污染暴露.     

亚热带流域氮磷排放与养殖业环境承载力实例研究

畜禽养殖业粪便排放已经成为我国农村地区主要的农业面源污染源之一,也是制约养殖业良性发展的主要瓶颈.本文以湖南省长沙县典型亚热带流域为研究单元,基于流域水环境定位观测、耕地氮(N)磷(P)消纳能力以及养殖业调查和土壤分析资料,初步分析了亚热带丘陵区的面源污染现状及畜禽养殖业的环境承载力.结果表明,研究区金井河流域134.4 km2范围内N、P年负荷分别为N 2.72 t·km-2和P0.11t·km-2,其中养殖粪便对水体总氮(TN)、总磷(TP)负荷的贡献率分别约为42.2％和62.0％.区内平均畜禽养殖密度为3.46 AU·hm-2(相当于流域内年出栏生猪24.39万头),显著高于现有化肥用量条件下流域的实际承载力1.13 AU·hm-2(相当于流域内年出栏生猪6.35万头),因此养殖密度过高是导致研究区水体NP负荷较高的主要原因.区内N、P盈余量分别为N 35.8 kg·hm-2、P 18.61 kg·hm-2.研究区基本不施用化肥条件下畜禽养殖业的最大环境承载力为7.26 AU·hm-2,在有机肥占合理施肥量30％条件下,当地畜禽养殖业的环境承载力为2.74AU·hm-2(相当于流域内年出栏生猪19.50万头).降低养殖密度、调整养殖业空间布局以及提高养殖废弃物的资源化利用率是防治当前面源污染的有效途径.     

太湖春季和秋季蓝藻光合作用活性研究

采用Phyto-PAM浮游植物分析仪测定太湖蓝藻光合作用活性的时空间分布.结果表明,太湖蓝藻光合活性具有显著的时空差异:春季蓝藻的最大光量子产量F_v/F_m (可变荧光和最大荧光之比)和实际光量子产量F_v'/F_m'分别在0.35~0.49和0.16~0.29之间,秋季蓝藻分别在 0.33~0.53和0.21~0.43之间,太湖秋季蓝藻的最大光合作用能力和实际光合作用能力大于春季蓝藻.春季和秋季蓝藻的非光化学淬灭NPQ(non-photochemical quenching)分别在0.012~0.17和0.035~0.26之间,秋季蓝藻的NPQ高于春季蓝藻,说明秋季蓝藻的自我保护能力高于春季蓝藻.快速光响应曲线(Rapid light curve, RLC)的特征参数表明春季蓝藻的光能利用效率、最大电子传递速率和光饱和强度点高于秋季蓝藻;从空间分布来看,蓝藻的最大光合作用能力、实际光合作用能力和光合作用效率在营养水平低和有水草分布的湖区相对较低,富营养化水平高的湖区则相对较高.因此,降低太湖营养盐浓度,恢复水生植物,能够抑制蓝藻的光合作用活性和生长,从而降低蓝藻水华强度.     

新型生物质活性炭烟气脱硫研究

以农业废弃物核桃壳为原料,天然软锰矿为添加剂共混制备得到的新型生物质柱状活性炭进行烟气脱硫的性能研究.采用固定床反应器进行脱硫实验,装填活性炭质量为16 g,考察了进口SO2含量、空速、床层温度、水蒸气和氧气含量等工艺参数对活性炭脱硫性能的影响.结果表明,进口SO2含量在0.1%～0.3%(体积含量)范围内时,活性炭的穿透硫容和穿透时间随着进口SO2含量的升高而降低;空速越大,活性炭越容易穿透,较佳的空速为600 h-1;最适的床层温度为80℃,过高会降低脱硫效率;水蒸气和氧气的存在大大促进了活性炭对SO2的吸附性能,最佳水蒸气含量为10%,最佳氧气含量为10%～13%.在最佳工艺操作条件下,当进口SO2含量为0.2%时,活性炭穿透硫容为252 mg.g-1,穿透时间可达26 h.     

Investigation of acetylated kapok fibers on the sorption of oil in water

Kapok fibers have been acetylated for oil spill cleanup in the aqueous environment. The structures of raw and acetylated kapok fiber were characterized using Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM). Without severe damage to the lumen structures, the kapok fibers were successfully acetylated and the resulting fibers exhibited a better oil sorption capacity than raw fibers for diesel and soybean oil. Compared with high viscosity soybean oil, low viscosity diesel shows a better affinity to the surface of acetylated fibers. Sorption kinetics is fitted well by the pseudo second-order model, and the equilibrium data can be described by the Freundlich isotherm model. The results implied that acetylated kapok fiber can be used as the substitute for non-biodegradable oil sorption materials.     

Synthesis and characterization of agricultural controllable humic acid superabsorbent

Humic acid superabsorbent polymer (P(AA/AM-HA)) and superabsorbent polymer (P(AA/AM)) were synthesized by aqueous solution polymerization method using acrylic acid (AA), acrylamide (AM) and humic acid (HA) as raw material. The effects of N,N'-methylenebisacrylamide (MBA) crosslinking agent, potassium peroxydisulfate (KPS) initiator, reaction temperature, HA content, ratio of AA to AM, concentration of monomer and neutralization of AA on water absorption were investigated. Absorption and desorption ratios of nitrogen fertilizer and phosphate fertilizer were also investigated by determination of absorption and desorption ratio of NH₄⁺, PO₄^3- on P(AA/AM-HA) and P(AA/AM). The P(AA/AM-HA) and P(AA/AM) were characterized by Fourier translation infrared spectroscopy, biological photomicroscope and scanning electron microscopy (SEM). The optimal conditions obtained were as follows: the weight ratio of MBA to AA and AM was 0.003; the weight ratio of KPS to AA and AM was 0.008; the weight ratio of HA to AA was 0.1; the mole ratio of AM to AA is 0.1; the mole ratio of NaOH to AA is 0.9; the reaction temperature was 60℃. P(AA/AMHA) synthesized under optimal conditions, has a good saline tolerance, its water absorbency in distilled water and 0.9 wt.% saline solution is 1180 g/g and 110 g/g, respectively. P(AA/AM-HA) achieves half saturation in 6.5 min. P(AA/AM-HA) is superior to P(AA/AM) on absorption of NH₄⁺, PO₄^3-. The SEM micrograph of P(AA/AM-HA) shows a fine alveolate structure. The biological optical microscope micrograph of P(AA/AM-HA) shows a network structure. Graft polymerization between P(AA/AM) and HA was demonstrated by infrared spectrum. The P(AA/AM-HA) superabsorbent has better absorbing ability of water and fertilizer, electrolytic tolerance and fewer cost than P(AA/AM) superabsorbent.     

区域大气环境容量资源优化利用的博弈分析

大气环境容量是一种公共资源,合理利用和保护大气环境容量资源是大气环境改善的有效途径.从区域内各城市间的博弈行为出发,利用个人决策模型、整体决策模型、关系模型对区域内大气容量资源进行分析,揭示大气容量资源被过度使用的现象,针对城市监管不力、企业排污严重引起大气污染问题而提出帕累托改进模型,指出大气环境保护需要合作机制,联防联控.     

模型模拟在城市SO2环境容量测算中的应用研究

以许昌市污染源普查数据为基础,通过现状排放、环境质量控制目标与预测环境质量、污染物削减和浓度贡献分析,核定得到了准确可靠的许昌市二氧化硫环境容量;研究建立的从宏观理想容量到实际容量的多源模型体系,能较好地应用于二氧化硫环境容量研究;A—P值法、AERMOD模型均能较好地模拟污染源与环境空气质量的响应关系,且二者具有较好的一致性,可作为可靠的多源模型广泛应用于中小城市的二氧化硫环境容量核定研究及环境规划管理。