高效率颗粒物微物理模型简介与重污染过程应用分析

中国细颗粒物(PM2.5)导致的空气污染和雾霾天气问题越来越突出,在低层对流层中很多地方都有显著的二次颗粒物生成过程,因此对颗粒物物理化学转化过程的研究具有重要意义,其转化过程对空气质量模式模拟和预报的准确性有重要影响。高效率颗粒物微物理(APM)模型经过近20多年的研究和发展,在全球化学传输模型(GEOS-Chem)、区域性气象和化学预报模型(WRF-Chem)通用地球系统模型(CESM-CAM5)等气象及环境空气质量预报模型中取得了很好的应用验证,能够在全球/区域等不同尺度对粒子生成、长大、凝聚、消除等微物理过程以及气溶胶光学厚度(AOD)、直接/间接辐射强迫等进行模拟。应用GEOS-Chem-APM模式模拟了2014年2月京津冀区域的重污染过程。结果显示,湿度模拟的准确性对其他物理和污染物浓度等模拟结果有重要作用;2月20—26日的重污染过程模拟结果与实际观测较为吻合,主要污染特点是较高的湿度(90%以上),同时,二次颗粒物和包裹了二次物种的一次颗粒物(黑碳/有机碳)是低能见度的最大贡献者。     

武汉市秋季PM2.5中硫酸盐、硝酸盐理化特征及影响因素

为了解武汉市秋季PM_(2.5)中硫酸盐、硝酸盐理化特征,2016年9—11月利用热还原法在线连续监测分析系统对此进行了采样分析,并同步收集气象因子和离子色谱方法监测结果。结果表明,硫酸盐、硝酸盐的热还原分析方法与离子色谱法的相关系数分别为0.88、0.94;PM_(2.5)中硫酸盐、硝酸盐的水溶性部分占比达92.5%,难溶性部分为7.5%;空气质量为优、良和轻度污染时,硫酸盐、硝酸盐与PM_(2.5)的占比分别为45%、42%、45%;硫酸盐、硝酸盐在降水日和非降水日平均质量浓度分别为(19.6±18.5)μg/m~3和(31.0±9.1)μg/m~3;硝酸盐与硫酸盐的质量比为1.1,高于国内其他城市,与武汉市机动车保有量大幅增加有关。     

基于改进粒子群算法和元胞自动机的城市扩张模拟——以南京为例

为合理利用多智能体算法解决城市扩张动态模拟问题,基于地理学理论和社会学规律对粒子群算法进行有针对性的改进,提出分段式粒子群算法(SPSO),并结合元胞自动机模拟复杂时空过程的能力,构建出适用于城市扩张模拟的地理元胞自动机SPSO-CA。在SPSO-CA中我们利用多时像的土地利用数据、交通路网数据和地形数据,挖掘出1995~2000年南京城市扩张的土地转换规则。再由此规则实现1995~2008年的南京市城市扩张过程的动态模拟。最后对比SPSO-CA、PSOCA及NULL模型结果得:SPSO-CA总精度86.3%,Kappa系数为0.792,Moran’s I为0.078,PSO-CA总精度83.6%,Kappa系数为0.755,Moran’s I为0.054,NULL模型总精度81.9%,Kappa系数为0.741,真实的Moran’s I为0.072。这表明无论是总精度还是空间一致性,SPSO-CA都优于PSO-CA和NULL模型,即用SPSO-CA模拟城市扩张是可行的。     

采用支持向量机算法优化电化学处理油田污水的工艺参数

采用支持向量机(SVM)算法,将Box-Behnken设计法与支持向量回归算法(SVR)实验参数优化软件相结合,优化电化学去除油田污水COD的工艺参数。通过量子粒子群算法对SVM算法参数进行优化,从建立的回归模型中找到工艺参数的全局最佳点:电解时间60 min,电解电流3 A,三维电极填充料中石英砂质量695 g。模型得到的COD理论最优去除率为92.48%,验证实验得到的COD去除率为91.43%。     

Evidence of new particle formation during post monsoon season over a high-altitude site of the Western Ghats,India

The formation of ultrafine particles, their growth, and associated characteristic features has been studied during new particle formation events over a high-altitude station of the Western Ghats during the 2014 post-monsoon season. Most of the events were observed during noon time where particle bursts in the nucleation-mode size range from 5 to 25 nm followed by sustained growth in size. This phenomenon persists for ～4–8 h with a growth rate of 1–2 nm h^–1. Peak concentrations of nucleation-mode particles during the event generally vary from 2300 to 5000 cm^–3. The mean growth rate is 1.4 ± 0.42 nm h^–1, particle formation rate is 1.14 ± 0.22 cm^–3 s^–1, coagulation sink is 0.35 ± 0.22 cm^–3 s^–1, and condensational sink is 15.4 ± 2.6?×?10^–3 s^–1. All these values are comparable with earlier results from Indian region. Comparison of size-segregated particle number concentration during days of new particle formation events and those without new particle formation were carried out showing a distinct variation in nucleation and Aitken mode with least variability associated with the accumulation mode.     

南京大气细粒子中重金属污染特征及来源解析

利用2011年1月、4月、7月和10月在南京市区和北郊采集的气溶胶样品,研究了南京大气细粒子中zn、Ph、Hg、As和cd5种重金属的污染水平,通过元素相关性分析和因子分析方法,对细粒子中这些重金属的污染来源进行了初步解析。结果表明,南京大气细粒子及其重金属污染严重,北郊普遍比市区严重;As严重超标,cd在南京北郊超标约5倍,zn在市区与北郊的质量浓度均高于其他重金属元素。每种重金属的浓度均随季节而变化。市区细粒子中,As和zn可能主要与燃煤、轮胎灰尘和建筑扬尘等有关,Pb、Hg和cd主要来自交通尘、城市垃圾焚烧等。北郊细粒子中,As、Hg和zn主要来源于燃煤、钢铁冶炼等工业,Pb和cd主要与农作物秸秆燃烧、汽车尾气、道路扬尘等影响有关。     

基于WebGIS和粒子系统的空气污染预测动态可视化展示技术

在完成国家"863"项目"重点城市群大气复合污染综合防治技术与集成示范"(3c-star)的过程中,我们研发了具有自主知识产权的"区域大气环境综合管理和辅助决策系统",其中创造性地利用NetCDF、Silverlight、WebGIS、粒子系统、多媒体等技术实现了空气污染预测动态可视化数据展示。本文阐述了工作的背景、技术要点及成果。     

不同粒径零价铁（ZVI）对污水污泥H_2S和CH_4释放速率的影响

考察了不同粒径零价铁（ZVI）,包括200目普通铁粉（200m-ZVI）、800目超细铁粉（800m-ZVI）和纳米铁粉（nZVI,粒径=20 nm）,对污水污泥的硫化氢和甲烷释放速率的影响。研究发现：（1）在22 d内,添加0.1%的200m-ZVI使污泥的硫化氢释放速率提高48.0%,而添加0.1%的800-ZVI和nZVI,则使污泥的硫化氢释放速率分别降低33.1%和77.1%;（2）不同粒径ZVI均可以提高污泥沼气中的甲烷浓度,且依次为nZVI〉800m-ZVI〉200m-ZVI;（3）在23 d内,添加0.1%的200m-ZVI和nZVI使污泥的甲烷累计产生量分别提高了15.5%和40.6%,而添加0.1%800m-ZVI则使甲烷产生量降低了12.5%。nZVI可以有效控制污泥的硫化氢释放,并显著提升污泥在厌氧发酵过程的产甲烷速率。     

某生活垃圾卫生填埋场渗滤液的梯度分离与表征

目前,渗滤液中污染物的粒度分布及其在渗滤液污染控制中的作用日益受到关注。通过系列微滤膜(1.2μm及0.45μm)对某生活垃圾卫生填埋场渗滤液各处理单元的渗滤液进行梯度分离,发现悬浮物对COD、浊度的影响较大;COD主要在胶体态和可溶解态间分配,不同渗滤液中的分配情况不同;磷主要与胶体、悬浮物以各种形式结合而存在;细胶粒和溶解态等小分子对TN的贡献大;不同粒度物质对pH的影响不明显;总残渣在可溶态组分中所占比例较大。膜微滤处理渗滤液可以有效的去除一部分物质,使COD、TP、TN、浊度、电导率都有不同程度的降低,pH逐渐升高,但对总N、残渣的去除效果不好。     

超高效气溶胶净化系统有效性现场检验研究

各类超高效气溶胶净化系统普遍存在的较为突出的问题是:缺乏系统工作有效性现场检测手段,难以判断系统防护是否失效。根据超高效滤料过滤特性和测试原理,并在分析了大气气溶胶对过滤效率测试影响的基础上,提出大气气溶胶背景下,基于粒数浓度测量和使用发生的高浓度单分散气溶胶作为实验气溶胶的净化系统防护有效性现场检验测试技术及系统组成,并进行了验证。