2017年春季华北地区一次典型沙尘重污染天气过程研究

结合空气质量监测站小时监测数据、NECP资料、卫星遥感资料,分析了2017年5月3—5日华北地区一次典型沙尘重污染天气过程.结果表明,此次重污染过程主要由前期的浮尘和后期的扬沙天气造成.前期,蒙古气旋强烈发展将沙尘源地的沙尘抽吸到空中并在偏西风作用下,长距离传输到华北地区沉降,造成大范围浮尘天气,多个城市出现严重污染,PM₁₀浓度增高显著.后期,随着高空横槽转竖并东移,受强冷锋影响,京津等地出现大风扬沙天气,大风过后,空气质量转好,PM₁₀浓度降低至较低水平.起沙源地高空辐散、近地面辐合产生强烈的上升运动将沙尘带到空中并向东传输至华北上空,近地面处于弱辐散场,高空的沙尘缓慢下沉,形成了浮尘天气;高空槽东移,高空辐合,近地面辐散,700 hPa至近地面为强烈下沉运动,是形成此次扬沙天气的主要原因.结合天气形势分析和特征量诊断,给出了华北地区此次浮尘和扬沙天气的天气学概念模型.     

空气中沙尘粒子粒度监测方法研究

目的研究适用于空气中沙尘粒子粒度监测方法。方法对比研究迎风拦截采集和沉降采集两种采样方式的采集效果和样本差异,讨论湿法激光粒度分析法和扫描电镜粒度分析法两种方法的准确性和适用性。结果沉降采集获得的样品量要大于迎风拦截采集,两种采集方式获得样品的粒度分布也存在显著差异。在沙尘样本粒度分析上,湿法激光粒度分析较扫描电镜分析更为适用。结论可结合沉降采集与迎风拦截采集进行沙尘样本采集,利用湿法激光粒度分析掌握其粒度分布。     

沙尘暴对呼吸及循环系统疾病日门诊量的影响

对沙尘天气频发区甘肃省武威市的7所大、中型医院在2004、2005年沙尘天气高发时段(3月1日～5月31日)的呼吸系统和循环系统每日门诊人数进行了调查,采用半参数广义相加模型(GAM),在排除了医院日门诊量的长期趋势、大气污染因素、气象因素、日历效应等因素之后,分别对每年进行分析.结果表明,沙尘暴和扬沙天气与呼吸、循环系统疾病日门诊人数的增加有联系,且均表现为滞后效应,其影响程度为沙尘暴大于扬沙天气,沙尘暴和扬沙天气对健康的影响因不同年份而不同,表明沙尘天气对健康的影响受多种因素的影响.沙尘暴对健康的影响有性别差异.     

沙尘灾害遥感监测方法研究与比较

在研究和分析沙尘灾害遥感监测原理的基础上，针对沙尘灾害遥感监测工作的需要，给出了2种沙尘信息提取方法（分层提取法和热红外窗区法）和3种沙尘灾害强度监测方法（密度分割法、变化矢量分析法和可比沙尘强度指数法），并对各种方法的应用效果分别进行了分析、验证和比较。结果表明：（1）沙尘信息提取方法中，热红外窗区法较分层提取法物理意义明显，稳定性低较高，步骤简单，更适合于业务化实现。（2）沙尘强度监测方法中，密度分割法相对简单，能定性描述沙尘灾害强弱分布；变化矢量分析法虽是一种较好的监测方法，但对数据要求苛刻；可比沙尘强度指数法可用于多源遥感数据动态监测应用，是较为理想的沙尘强度监测方法。（3）综合利用遥感和地面监测数据是沙尘灾害强度监测亟待解决的重点和难点之一；同时，解决多种卫星数据监测结果的一致性和可比性，是实现卫星协同使用、提高沙尘灾害监测时间分辩率的必经途径。     

饱和南京细砂孔压增量模型的普适性研究

循环荷载作用下饱和砂土的孔压增长规律是土动力学的核心内容之一。基于笔者在给定相对密度、均等固结条件下饱和南京细砂的不排水等幅循环三轴试验结果建立的孔压增量模型,进一步进行了不同相对密度、不同固结比务件下饱和南京细砂的不排水等幅循环三轴试验,将上述均等固结的孔压增量模型拓展为适用于不同相对密度、均等和非均等固结条件的孔压增量模型。采用拓展后的孔压增量模型对试验结果进行分析的结果表明:通过该孔压增量模型预测验证试验的孔压与验证试验测试的孔压具有较好的一致性,说明该孔压增量模型具有普适性。     

兰州市沙尘天气与痤疮门诊量的时间序列

研究沙尘天气、非沙尘天气下颗粒物（PM_2.5、PM_C、PM₁₀）对痤疮门诊量的影响,并进行性别、年龄分层研究,筛选敏感人群.收集了2013~2017年兰州市沙尘期与非沙尘期3家三甲医院痤疮门诊量资料、大气颗粒物及气象数据,采用基于泊松分布的分布滞后非线性模型（DLNM）,控制气象因素、季节性和长期趋势、星期几效应等混杂因素,分析沙尘期与非沙尘期颗粒物对痤疮门诊量的影响及滞后效应.结果表明：沙尘期时,兰州市3家三甲医院痤疮日均门诊量为26人次,范围3~54人次.非沙尘期时痤疮日均门诊量为37人次,范围1~89人次;单污染物模型显示,PM_2.5、PM_C、PM₁₀均在滞后第6d （lag6）时效应量达到最大值,其浓度每增加10μg/m³,痤疮门诊量的超额危险度（ER）及95%可信区间（95% CI）分别为1.065（95% CI：0.260~1.877）、0.355（95% CI：0.018~0.693）、0.310（95% CI：0.054~0.567）,PM_2.5对痤疮门诊量的影响最为显著;性别及年龄分层发现,性别分层中PM_2.5对女性的影响有统计学意义,其浓度每增加10μg/m³,痤疮门诊量增加1.077（95% CI：0.124~2.039）;年龄分层中,0~18岁组受PM_C、PM₁₀影响显著,19~24岁组受PM_2.5、PM₁₀影响显著,各颗粒物对25~34岁组及≥35岁组效应无统计学意义.在非沙尘期时,PM_2.5、PM_C、PM₁₀不引起痤疮门诊量增加.双/多污染物模型显示,分别调整其他污染物后,PM_2.5、PM_C、PM₁₀对痤疮门诊量的影响与单污染物模型类似,仍具有统计学意义.兰州市沙尘天气下大气颗粒物（PM_2.5、PM_C、PM₁₀）可使痤疮门诊量增加,对女性及青少年影响显著.     

鄱阳湖水文干旱化发生的机制研究

近年来,鄱阳湖呈现显著的秋冬季干旱化趋势,对鄱阳湖水生态安全和湿地生态安全都产生了显著影响,引起广泛的社会关注。揭示鄱阳湖水文情势发生变化的原因,对鄱阳湖科学管理具有重要的意义。利用Landsat卫星系列遥感影像分析2000年以来鄱阳湖采砂基础上,结合长时间序列水文资料,分析鄱阳湖水文特征变化,探讨了鄱阳湖水文特征变化与采砂之间的关系。得到以下结论：（1）从采砂船数量、采砂规模和采砂方位等来看,数量和规模远超规划限额的规模,并且呈扩大趋势,采砂范围已经扩大到鄱阳湖最南端,并在生态敏感区出现,表现出滥采、盗采和超采的无序状态。（2）新世纪以来,鄱阳湖枯水期提前、特征低枯水位时间延长,入江河道的水面坡降呈减小趋势,但泄流出湖速率呈增加趋势。（3）长江三峡水库运行对中下游水位的影响,以及长江中下游含沙量降低造成清水侵蚀,河床下降削弱长江水对鄱阳湖泄流的顶托作用,也是鄱阳湖水文干旱化变化的潜在原因。（4）鄱阳湖采砂导致入江河道加深、加宽,是鄱阳湖秋冬季水文干旱化的原因之一。研究结果对于如何应对鄱阳湖秋冬季水文干旱化,开展鄱阳湖综合治理具有参考价值。     

改性锰砂对废水中锰的吸附特性研究

通过正交实验,研究pH值、反应时间、锰砂投加量和锰砂改性时间等因素对Mn2+吸附效果的影响。结果表明,在25℃,吸附反应体系pH=9,锰砂投加量为15 g/L,吸附时间为30 min,锰砂的高锰酸钾改性时间为36 h时,改性锰砂对锰的吸附去除率最高,达到了99.99%。四因素的影响顺序为:pH>反应时间>锰砂投加量>锰砂改性时间。在单因素实验中,当pH=7,吸附剂投加量为25 g/L时,经60 min可达吸附平衡,锰的去除率为60.04%,其等温吸附符合Freundlich和Langmuir模型,并且与Langmuir模型的拟合程度更高。本研究还对改性锰砂吸附除锰的机理做了初步探讨。     

不同水化学因素对砷在河砂上的吸附影响研究

河岸带作为一种常见的地下水和地表水相互作用带,砷在其主要含水层介质中的行为特征及其影响因素较少有研究报道.基于此,采集河岸带河砂开展室内实验,查明砷在河砂上的吸附动力学和等温吸附特征,重点探究不同pH、氧化还原条件和共存离子对砷与河砂相互作用的影响.结果发现:As(III)和As(V)在河砂上的吸附过程符合准二级动力学模型,均能很好地用Langmuir和Freundlich模型拟合(R²>0.99);随着pH值(3～11)的增大,河砂对As(III)和As(V)的平衡吸附量(q_e)逐渐减小;相对于有氧环境,缺氧环境下q_e较低且随着初始S^2-含量的增加而逐渐减小;整体上,共存阴离子对河砂吸附砷存在抑制作用,顺序为:PO■>SiO■>S^2->HCO^-₃>SO■>NO^-₃,共存阳离子对河砂吸附砷具有促进作用,顺序为:Fe³⁺>Fe     

新水沙条件下长江中下游干流水体总磷时空变化分析

长江干流三峡及上游水库群陆续建成运行后,中下游干流水体已形成新的水沙条件,其对水体磷含量的影响备受关注.为此,研究了新水沙条件下中下游干流总磷浓度的时空分布特征.结果表明:①三峡蓄水后,长江中下游干流水体TCP(澄清30min样品)浓度基本在0.10～0.15 mg·L^-1之间变动,在时间尺度上总体呈先上升后降低趋势,在空间尺度上沿程呈现升高趋势;水体中溶解态总磷(TDP)浓度随时间推移缓慢升高.②水体中可沉降固体对不同江段水体中磷含量存在不同程度影响,南津关、汉口和吴淞口下23 km这3个断面TCP/TP比值中位值分别为0.900、0.720和0.609,从上游到下游依次降低;水体中溶解态总磷(TDP)占总磷(TP)比例沿程呈下降趋势,而颗粒磷(TPP)占总磷(TP)比例沿程呈上升趋势,南津关、汉口、吴淞口下23 km等3个断面TPP/TP比值中位值分别为0.439、0.567和0.738.③按照《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)要求,以TCP浓度进行水质评价,评价结果显示长江中下游干流水质总体良好.但若考虑水体中可沉降固体影响,以水体总磷(TP...