水质监测中的快速传感技术

传感器的发展是水质监测中的关键技术之一。以水质调查对监测技术的需求和相应传感器的发展趋势的分析为出发点,重点介绍了光纤传感器和生物传感器的原理和在水质监测中的应用,指出了快速传感技术应用的重要意义和发展前景。     

郑州地区大气气溶胶光学特性的地基遥感研究

根据自动跟踪扫描光度计观测资料,利用Bouguer-Lamber定律反演郑州地区2007年2~9月气溶胶光学厚度和波长指数,分析郑州地区该时段气溶胶光学特性的季节变化和日变化情况.结果表明,郑州地区2007年2~9月1020nm气溶胶光学厚度为0.49±0.09;870nm气溶胶光学厚度为0.60±0.13;670nm气溶胶光学厚度为0.76±0.20;440nm气溶胶光学厚度为1.08±0.34.季节变化以夏季最高,秋冬次之,春季最低.波长指数春季为0.37~0.69,夏季为1.18~1.26.春季有50%以上的天气,扬尘粒子为主控粒子,而夏季城市-工业气溶胶是主控粒子之一.日变化规律与近地面污染物浓度变化一致,8:30和17:00左右出现峰值,11:30出现谷值,由于气温上升,湍流剧烈,12:30左右气溶胶光学厚度有1个小高峰,但仍处于全天的低值区.     

TURBIDITY SUSPENI)ED SEDIMENT,AND WATER CLARITY: A REVIEW1

ABSTRACT: Suspended sediment causes a range of environmental damage, including benthic smothering, irritation of fish gills, and transport of sorbed contaminants. Much of the impact, while sediment remains suspended, is related to its light attenuation, which reduces visual range in water and light availability for photosynthesis. Thus measurement of the optical attributes of suspended matter in many instances is more relevant than measurement of its mass concentration. Nephelometric turbidity, an index of light scattering by suspended particles, has been widely used as a simple, cheap, instrumental surrogate for suspended sediment, that also relates more directly than mass concentration to optical effects of suspended matter. However, turbidity is only a relative measure of scattering (versus arbitrary standards) that has no intrinsic environmental relevance until calibrated to a ‘proper’ scientific quantity. Visual clarity (measured as Secchi or black disc visibility) is a preferred optical quantity with immediate environmental relevance to aesthetics, contact recreation, and fish habitat. Contrary to common perception, visual clarity measurement is not particularly subjective and is more precise than turbidity measurement. Black disc visibility is inter‐convertible with beam attenuation, a fundamental optical quantity that can be monitored continuously by beam transmissometry. Visual clarity or beam attenuation should supplant nephelometric turbidity in many water quality applications, including environmental standards.     

EFFECTS OF TOPOGRAPHY AND SOIL PROPERTIES ON RECHARGE AT TWO SITES IN AN AGRICULTURAL FIELD1

ABSTRACT: Field experiments were conducted from 1992 to 1995 to estimate ground water recharge rates at two sites located within a 2.7‐hectare agricultural field. The field lies in a sand plain setting in central Minnesota and is cropped continuously in field corn. The sites are located at a topographically high (upland) site and a topographically low (lowland) site in an effort to quantify the effects of depression focusing of recharge. Three site‐specific methods were used to estimate recharge rates: well hydrograph analysis, chlorofluorocarbon age dating, and an unsaturated zone water balance. All three recharge methods indicated that recharge rates at the lowland site (annual average of all methods of 29 cm) exceeded those at the upland site (annual average of 18 cm). On an annual basis, estimates by the individual methods ranged from 12 to 44 percent of precipitation at the upland site and from 21 to 83 percent at the lowland site. The difference in recharge rates between the sites is primarily attributed to depression focusing of surface water runon at the lowland site. However, two other factors were also important: the presence of thin lamellae at the upland site, and coarser textured soils below a depth of 1.5 m at the lowland site.     

光纤ZnO薄膜的制备及光催化性能研究

实验利用射频磁控溅射镀膜工艺,分别在光纤和石英玻璃上成功制备了ZnO薄膜。采用X射线衍射仪、原子力显微镜和荧光分光光度计对薄膜进行了测试分析,并对其光催化降解苯酚的性能进行了对比测试。结果表明,该薄膜具有良好的C轴取向性,光致发光峰分别位于362nm、421nm和486nm附近,且随着薄膜样品晶粒的减小而出现蓝移,光纤上ZnO薄膜的光催化能力是以石英玻璃为基底的ZnO薄膜的193倍,光催化效果显著。     

贵州梵净山九龙池沉积物14C年代学研究及全新世碳累积速率变化

放射性碳同位素加速器质谱(ASM¹⁴C)测年法是湖泊沉积物定年的主要方法,并且是全新世年代学研究的热点。随着对全新世古气候与环境变化研究的深入,选取不同介质定年可能对年代模型的准确性造成误差,进而影响到气候指标的解译。本文选取贵州东北部梵净山九龙池沉积物中树枝、树叶、树皮、种子等植物残体和全样有机质作为测年介质,利用ASM¹⁴C进行定年。结果表明,相比全样有机质,使用植物残体定年可以在一定程度上避免碳库效应的影响。但相比于原位沉积且生长年限较短的叶片,树枝的定年结果偏老,不是一种理想的定年介质。另外,根据定年结果及总有机碳含量重建了全新世九龙池的碳累积速率,发现碳累积速率可以指示该地区亚洲夏季风强度的变化历史。     

极近距离煤层综放开采工作面覆岩“两带”发育规律研究

为深入研究极近距离煤层综放开采工作面覆岩“两带”的动态发育规律,采用理论推导、数值模拟和现场实测相结合的方法,分析袁店一矿824工作面覆岩“两带”的裂隙演化特征。结果表明：从岩层层向拉伸率角度,研究上覆岩层垮落带和导水裂隙带的垮落程度,考虑角度影响推导出岩层弯曲下沉边缘段变形前后的长度计算公式,根据覆岩的碎胀特征计算各岩层的最大下沉量,预测垮落带和裂隙带的范围分别为30.2～41.2 m和70.7～78.2 m;采用3DEC数值模拟分析该矿824工作面开挖后上覆岩层垮落的基本形态和裂隙分布规律,结合其应力、位移云图和监测线位移曲线的分布特征,得出垮落带和裂隙带的高度分别为32.50 m和77.25 m;采用分布式光纤应变监测系统,监测工作面前方80 m处上部顶板的受力情况,得出受采动影响的光纤应变呈起伏变化,且应变分布与地层岩性存在对应关系,得出垮落带高度约30.4 m,裂隙带高度约74.8 m,验证采用层向拉伸率和覆岩碎胀性2个方面来预测工作面覆岩“两带”高度的合理性,可为类似方面的研究与施工提供相应的技术依据。     

银川活动断层卫星遥感图像解译

采用对地表具有一定穿透能力的合成孔径雷达数据（ENVISAT ASAR）和光谱信息丰富的常规光学遥感数据（Landsat-7 ETM）作为主要数据源,综合了雷达遥感与光学遥感的成像优势,利用图像预处理、图像增强处理与多源遥感信息融合突出了银川研究区的活动断裂遥感影像特征。根据活动断层遥感解译标志,共解译出8条主要活动断层,分别为银川-平罗断裂、芦花台断裂、镇北堡断裂、黄河-灵武断裂、贺兰山东麓断裂带、黎家新庄-南泉子断裂、三关口断裂与青铜峡断裂,并对其影像特征与空间分布规律进行详细分析。银川活动断裂的解译分析为该地区的地震安全性评价与地震活动性分析奠定了基础。     

长三角地区吸收性气溶胶时空分布特征

利用2008～2017年OMI/Aura OMAERUV L2气溶胶数据集,研究了近10年长三角地区吸收性气溶胶的时空分布特征.结果表明:①在时间分布上,长三角地区气溶胶光学厚度(AOD)与吸收性气溶胶光学厚度(AAOD)的年际变化趋势一致,均为先升后降,于2011年达最高值,分别为0. 702和0. 056.月际变化显示AAOD高值多发生在1、3和6月,11月到次年1月明显增加.②在空间分布上,长三角地区AAOD呈北高南低分布,AOD与AAOD分布相似,AAOD 0. 05的高值区主要集中在安徽北部、江苏北部以及南京、杭州和金华等地区. AAOD与AOD季节空间分布均为春冬高,秋季较低,但二者不同的是,夏季AOD很大,AAOD却很小.长三角地区AAOD和AOD的年均空间分布与黑碳贡献量一致.     

东北区域空气质量时空分布特征及重度污染成因分析

东北已成为我国又一个霾污染多发和重发区域.采用2013～2017年东北区域大气污染物地面监测数据、卫星数据和气象数据等信息,探讨了中国东北地区空气质量时空分布特征与重度污染成因.结果表明,"沈阳-长春-哈尔滨"带状城市群是全年污染最严重的区域,空气质量指数(AQI)的空间分布具有明显的季节性,冬季污染最严重,春季吉林省西部周围为椭圆形污染区,夏季和秋季大部分时间空气质量最佳.3个典型的霾污染时期是10月下旬和11月上旬(即秋末和初冬,时期一),12月下旬和1月(即冬季最冷的时候,时期二),及4月到5月中旬(即春季沙尘和农业耕作期).时期一,季节性作物残茬焚烧和冬季采暖用煤燃烧产生的PM_(2.5)强排放是极端霾事件发生的主要原因(AQI 300);时期二,在最严寒月份里,重度霾污染事件(200 AQI 300),主要由燃煤和汽车燃料消耗的PM_(2.5)排放量高,大气边界层较低,以及大气扩散性差等共同引起;时期三,春季PM_(10)浓度较高,主要是由内蒙古中部退化草原的风沙和吉林省西部裸地的区域性扬尘传输造成的.同时,当地农业耕作本身也释放PM_(10),并提升了裸土的人为源矿物尘的排放强度.