湖北农村燃柴和燃煤家庭大气多环芳烃污染特征和呼吸暴露风险

以具有致癌毒性的多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)为对象,本研究于2014年1月(冬季)在湖北恩施农村地区使用煤炭和薪柴的家庭中同步采集了室内外空气样品,分析了室内外空气中28种PAHs(∑PAH28)的浓度水平、成分谱和粒径分布,重点比较了不同燃料家庭的污染特征差异,并据此估算了暴露人群的健康风险。结果表明,在燃煤家庭,∑PAH28的室内和室外浓度分别是(507±449) ng·m~(-3)和(120±18) ng·m~(-3);而在燃柴家庭,其室内和室外∑PAH28浓度分别是(849±421) ng·m~(-3)和(268±44) ng·m~(-3)。受室内排放源影响,室内PAHs浓度显著高于室外,室内外∑PAH28浓度比值在2～13。颗粒态PAHs主要集中在细颗粒物上,PM1.0(空气动力学直径小于1.0μm)上的PAHs占到颗粒态PAHs的50%～80%。燃煤家庭的居民因PAHs呼吸暴露导致的终生致癌风险的中位数是1.8×10~(-5)(四分位距是1.2×10~(-5)～3.1×10~(-5)),使用薪柴的家庭人群暴露风险7.1×10~(-5)(6.5×10~(-5)～7.8×10~(-5))。无论是燃煤还是薪柴的家庭,居民因PAHs呼吸暴露导致的终生致癌风险均超过10-6的可接受风险水平,表明该地区的高浓度PAHs污染致使当地人群存在较高的致癌风险。     

CDPF对重型柴油车颗粒物排放特性的影响

采用实验室底盘测功机和全流定容稀释采样系统（CVS）,搭载EEPS3090,开展了国三重型柴油车加装催化型颗粒物捕集器（CDPF）前后颗粒物排放因子和粒径分布比较,进一步分析了不同工况下CDPF对各模态颗粒物排放因子的影响.结果表明,重型柴油车加装CDPF前后基于单位里程的颗粒物数量排放因子分别为（2.7±1.1）×10¹⁵ km^-1和7.9×10¹⁴ km^-1,CDPF对颗粒物数量减排率为71.10%,其中对核模态和聚集态颗粒物数量减排率分别为28.70%和84.95%.随着车速的增加,CDPF对聚集态颗粒物数量减排效果良好,核模态颗粒物数量减排率急剧下降.高速工况下颗粒物在CDPF内部出现大粒径颗粒物向小粒径颗粒物转化的现象,导致核模态颗粒物数量排放因子的增加,应引起足够的重视.     

蛋白类有机质在水厂各处理单元中的去除特性

蛋白类有机质（pDOM）广泛存在于天然水体中,是非常重要的含氮消毒副产物前驱物.近年来,其在饮用水处理过程中的去除和控制逐渐受到广泛关注.本文以两个实际饮用水厂不同工段进出水为研究对象,通过高效尺寸排阻色谱联合紫外、荧光及有机碳检测器的分析方法,对水样中pDOM不同分子量组分的去除特性及变化规律进行探究.同时,选取混凝和活性炭吸附两种水处理技术进行小试实验,进一步探究pDOM组分在常规处理单元的去除规律.结果表明,pDOM在不同水处理单元具有不同的去除特性,预氧化能够有效分解类色氨酸和类酪氨酸型高分子组分,且随着氧化剂氧化作用增强,更多的高分子组分被氧化分解为小分子,但一些分子量较大的脂肪族蛋白等组分则难以被氧化分解;混凝沉淀对高分子组分有良好去除效果,尤其是类色氨酸型pDOM,且混凝过程可能存在一定量pDOM组分的释放,多为小分子及疏水性组分;活性炭过滤易去除分子量较低及疏水性较强的组分,但炭砂滤池长期运行可能存在微生物滋生,因此造成出水部分pDOM组分浓度增加;紫外消毒在一定程度上提高了小分子组分的去除效率.由于实际水厂运行过程中水质条件变化复杂且微生物活动不可控,故各处理单元对pDOM的去除并没有展现协同作用.且相比于腐殖质类物质,pDOM组分受水质变化影响较大,从整体工艺流程来看,去除效果有限.因此在水厂未来运行中,应加强进出水中pDOM各组分的监测,及时对各处理单元运行参数进行调整,同时考虑结合臭氧-生物活性炭工艺,或增加纳滤等膜过滤单元,严格控制pDOM组分的去除.     

A comparative study of particle size distribution from two oxygenated fuels and diesel fuel

Oxygenated fuels are known to reduce particulate matter (PM) emissions from diesel engines. In this study, 100% soy methyl ester (SME) biodiesel fuel (B100) and a blend of 10% acetal denoted by A-diesel with diesel fuel were tested as oxygenated fuels. Particle size and number distributions from a diesel engine fueled with oxygenated fuels and base diesel fuel were measured using an Electrical Low Pressure Impactor (ELPI). Measurements were made at ten steady-state operational modes of various loads at two engine speeds. It was found that the geometric mean diameters of particles from SME and Adiesel were lower than that from base diesel fuel. Compared to diesel fuel, SME emitted more ultra-fine particles at rated speed while emitting less ultra-fine particles at maximum speed. Ultra-fine particle number concentrations of A-diesel were much higher than those of base diesel fuel at most test modes.     

Meta-analysis of susceptibility of woody plants to loss of genetic diversity through habitat fragmentation

Shrubs and trees are assumed less likely to lose genetic variation in response to habitat fragmentation because they have certain life-history characteristics such as long lifespans and extensive pollen flow. To test this assumption, we conducted a meta-analysis with data on 97 woody plant species derived from 98 studies of habitat fragmentation. We measured the weighted response of four different measures of population-level genetic diversity to habitat fragmentation with Hedge's d and Spearman rank correlation. We tested whether the genetic response to habitat fragmentation was mediated by life-history traits (longevity, pollination mode, and seed dispersal vector) and study characteristics (genetic marker and plant material used). For both tests of effect size habitat fragmentation was associated with a substantial decrease in expected heterozygosity, number of alleles, and percentage of polymorphic loci, whereas the population inbreeding coefficient was not associated with these measures. The largest proportion of variation among effect sizes was explained by pollination mechanism and by the age of the tissue (progeny or adult) that was genotyped. Our primary finding was that wind-pollinated trees and shrubs appeared to be as likely to lose genetic variation as insect-pollinated species, indicating that severe habitat fragmentation may lead to pollen limitation and limited gene flow. In comparison with results of previous meta-analyses on mainly herbaceous species, we found trees and shrubs were as likely to have negative genetic responses to habitat fragmentation as herbaceous species. We also found that the genetic variation in offspring was generally less than that of adult trees, which is evidence of a genetic extinction debt and probably reflects the genetic diversity of the historical, less-fragmented landscape.     

走滑断层位移作用下X80天然气管道的管沟合理尺寸分析

活动断层是埋地长输管道安全运行面临的主要威胁,走滑断层是常见的1种断层形式,走滑断层错动下管道会产生较大的轴向应变而引发失效。采用松散颗粒状的松砂土进行管沟回填是穿越断层埋地管道主要的抗震措施之一。为得到经济有效、适用工程的管沟尺寸,基于非线性有限元方法建立了准确的考虑管沟回填的管道穿越走滑断层数值模型,使用壳单元和实体单元模型来模拟管道和土壤,采用面与面接触算法准确描述管土接触;通过参数化计算,分析了管沟的几何尺寸对管道应变的影响,并基于经济性原则给出了管沟尺寸的建议值。结果表明:管沟坡度是影响管道应变的主要因素,工程中建设管沟时建议其管沟坡度小于1,且管道尽量浅埋,对于管沟加宽裕量可不做特殊处理。研究结果可为埋地管道的抗震设计提供参考,为管道的安全运营提供保障。     

基于Weibull分布的煤体强度计算研究

以往矿山压力计算中多数使用煤体试件测试强度代替煤体强度进行计算,计算结果往往具有较大误差,针对此类问题,采用理论分析、实验室实验、数值模拟,数据拟合等手段研究了矿山工程中煤体强度的计算方法。结果表明:煤的强度具有一定的尺寸效应,测试试件边长越大,其强度越低;根据其尺寸特征,应用RFPA软件中的Weibull函数功能,模拟求解并拟合得出煤体强度与均质度和原煤强度之间的关系。定义了煤样标准强度为边长或直径为50 mm的煤试件强度,拟合得出煤样标准强度与原煤强度和煤体强度关系的表达式,可据此理论计算矿山工程中的煤体强度。     

连接结构尺寸对三通管冲蚀磨损影响的数值模拟

针对石油管道运输系统中三通管的冲蚀磨损问题,采用DPM冲蚀预测模型,模拟分析了油品中夹带的固体颗粒对连接结构尺寸不同的三通管的冲蚀磨损情况,得出了颗粒对三通管冲蚀的分布规律。结果表明:T型三通管的冲蚀主要集中在与竖直管道正对的水平管道底部及其附近的外侧管壁,有球体弯头的三通管的冲蚀主要集中在球体附近水平管道的外侧管壁,且冲蚀磨损程度相对较小;随着流体流入速度的增大,2种三通管的最大冲蚀率随之增大且呈指数增长;随着颗粒质量流量的增大,2种三通管的最大冲蚀率均随之增大;当流体在2种不同的三通管中流动时,管道系统的最大冲蚀率的曲线变化趋势基本一致,均为先减小再增大;当管道弯头处球体的直径为管道直径的2倍时,管道的冲蚀速率最小,颗粒对于管道的冲蚀磨损程度最轻。     

次毫米过滤组件分离高浓度污泥试验

采用自主研制的一种次毫米过滤组件,实现高浓度污泥的折衷分离,考察了ρ（污泥）（10～30 g/L）、组件孔径（0.10～1.00 mm）及压差（水头差:30 cm H₂O,90 cm H₂O）对次毫米过滤通量和平均通量的影响;利用多元线性回归模型和因素主次分析方法,探讨了三因素对平均通量的影响程度.结果表明:在不同的ρ（污泥）、组件孔径及压差条件下,过滤通量随时间均呈负指数形式衰减;三因素对平均通量的影响程度为ρ（污泥）>组件孔径>压差,ρ（污泥）与平均通量呈负相关,组件孔径、压差与平均通量呈正相关.同时,通过解析多元线性回归模型得到次毫米平均通量的表达式,为试验设计的优化提供了理论依据.      

洗涤法净化油烟污染物

模拟油烟废气由泥浆和活性污泥2种洗涤液分别进行洗涤试验研究.结果表明,洗涤液中泥浆和活性污泥的质量浓度愈高,其初始洗涤效率越高.在ρ(泥浆)和ρ(活性污泥)为1.2 g/L,烟气流量为2.8 m3>/sup>/h,油加热温度为160 ℃,洗涤液量为20 L条件下,运行15 d,泥浆的平均去除率为67.4%,油烟粒子粒径由0.2～75 μm变为0.2～42 μm,其液相油烟饱和浓度达95.77 mg/L;而活性污泥平均去除率为83.9%,油烟粒子粒径由0.2～75 μm变为0.2～5.5 μm,其液相油烟饱和浓度为50.00 mg/L.从活性污泥洗涤液中筛选出4株优势菌种,它们对油烟的降解效率大于60%,表明活性污泥洗涤液的洗涤效率明显高于泥浆,是由于活性污泥中微生物对油烟污染物具有显著降解作用.