危险性气体泄漏扩散研究方法对比

通过概括国内外泄漏扩散研究的发展历程,总结危险性气体泄漏扩散研究方法,分别从数学模型、试验及数值模拟详细阐述其适用对象、适用条件、优缺点及发展特征,并对3种研究方法之间的内在联系进行分析,以期为当前国内相关问题的研究提供借鉴。     

剑湖沉积物中有机氯农药的分布特征与风险评估

以典型断陷式高原湖泊剑湖为采样点,采集剑湖表层沉积物样品31个,入湖河流表层沉积物样品23个和潜在污染源地表土样品24个,分析OCPs(有机氯农药)的空间分布特征、污染源及迁移途径,评估其生态风险.研究表明:①剑湖表层沉积物中检测出5种OCPs,含量为异狄氏剂酮异狄氏剂醛狄氏剂七氯δ-HCH,总OCPs含量为0～1.92×10~3 ng·g~(-1)(干重),均值为(340±400) ng·g~(-1).②七氯、异狄氏剂醛和异狄氏剂酮的检出率高,含量最高值分别为17.9、50.6和1.85×10~3 ng·g~(-1).三者分布均呈现西南湖湾区北部湖湾区湖心区的特征,其中七氯和异狄氏剂醛的分布具有显著相关性(R~2=0.760).③工厂类潜在污染源的污染贡献大于农田和居民区.七氯的主要潜在污染源为金龙河支流中上游的煤矿开采区(624 ng·g~(-1));异狄氏剂醛为狮河下游的木雕加工区(4.32×10~3 ng·g~(-1));异狄氏剂酮为流域南部的采石场(3.07×10~3 ng·g~(-1)).3种OCPs的主要迁移途径为入湖河流输入,大气沉降可能为其另一迁移途径.④采用U.S.EPA(美国环保署)临时沉积物基准和NOAA(美国国家海洋和大气管理局)沉积物质量基准分别对上述3种OCPs进行风险评估,结果表明生态风险异狄氏剂酮七氯异狄氏剂醛,异狄氏剂酮可能会对剑湖的生态环境造成严重危害.     

流域水质预警体系研究与应用进展

流域水质预警是水质监控管理的重要组成部分,完善的流域水质预警体系可为流域水污染处理提供充足时间和所需信息,有效削减水污染对水环境造成的影响.对国内外的流域水质预警体系研究进展分别从预警体系目标、预警指标、预警阈值及模拟模型4个方面进行了综述,并且对目前国内外典型流域水质预警体系进行了分析.结果表明:流域水质预警体系目标主要从流域水体功能和水体污染风险2个方面进行考虑;预警指标可分为物化和生物毒性指标2类,生物毒性指标可弥补物化指标的不足,但不能完全替代,二者联合并施是未来预警指标筛选的发展方向;预警阈值的制定依据环境质量标准、排放标准、水质现状及污染源特征等信息,采用单指标多次报警、多指标联合报警或物化与生物毒性指标联合报警等方式,可提高预警体系的稳定和可靠性;污染物迁移转化模型已有一些成熟应用,但大部分模型依然需要大量的参数和历史数据才能保证准确性,因此对于大型流域难以适用.目前我国还未有国家层面完整的流域水质预警体系和相关流程在应用,特别是缺乏可靠的污染物迁移转化模型.未来应从建立典型流域水质预警体系着手,集成地方流域成熟应用的污染物迁移转化模型,逐步完善国家层面的流域水质预警体系,为我国流域水质安全提供保障.      

Pt负载暴露(001)晶面Bi2WO6催化剂合成及光催化性能

通过水热法制备了暴露（001）晶面的Bi₂WO₆纳米片,利用光还原法将Pt纳米颗粒负载于其表面.选择苯甲醇氧化和罗丹明B（RhB）降解为探针反应,评价了催化剂的光催化性能.在苯甲醇氧化实验中,Pt负载暴露001晶面的Bi₂WO₆样品的苯甲醇转化率为20.7%,约为未负载样品的2倍.在RhB降解实验中,Pt负载样品在光照40min后对RhB的矿化率可达81.1%,而未负载样品RhB矿化率仅为55.8%,表明Pt负载样品具有更优的降解速率和矿化能力.催化剂性能的提升归因于高能晶面暴露和Pt负载的协同作用.Pt纳米颗粒的负载作为助催化剂增加了催化剂表面的活性位点,同时提高了晶面光生电子空穴对的分离和迁移效率.     

海岸线塑料垃圾低温热解及其污染物排放特征

在对典型海岸线实地调研的基础上,模拟不同盐度海岸线环境（10mg/g和35mg/gNaCl含量）,并对比现有相关研究（500mg/gNaCl含量）,对海岸线塑料垃圾进行低温热解.通过检测其热解固、液、气产物组成,分析了海岸线环境对塑料垃圾低温热解特性和污染物排放的影响.结果表明,在550℃低温热解过程中,砂质和岩基塑料垃圾热解产生的主要气体为CO和CH₄,NaCl可以增加热解气体的产量,35mg/g时增加程度最明显,其中砂质塑料热解气体产率从18.97%增加到26.07%,岩基塑料从19.27%增加到30.12%,但NaCl同时会降低气体的释放速率;所有样品的NaCl基本留在了固体残渣中,其他产物中几乎没有检测到含氯物质的存在,且发现NaCl可以减少岩基塑料热解颗粒物的产生.该结果说明海岸线塑料垃圾低温热解处置可以有效控制含氯污染物排放.     

储罐冷却材料喷涂装置的设计与优化

针对火灾情况下油罐区的保护问题,设计了一种储罐冷却材料喷涂装置。装置通过“动”、“静”结构结合的设计方案,满足了对高吸水性聚合物冷却材料的混配溶胀与喷涂要求。利用FLUENT软件对新型旋流静态混合器的分析结果表明,新型旋流静态混合器切向速度大,径向混合能力和湍流扩散能力强,有利于实现良好的混合效果。     

发射燃气扩散过程数值模拟及安全性分析

目的研究发射燃气扩散过程及对附近安全的影响。方法以CFD方法建立发射阵地气体扩散数学模型,空间内的湍流采用RNG k-ε湍流模型,结合FLUENT软件,对某燃气发生器产生的有毒气体的扩散过程进行数值模拟。以氯气为标的物,计算不同风速、地形影响下氯气的扩散过程,分析风速、山地对氯气扩散速度、距离、覆盖范围、浓度变化的影响。结果山顶发射时,风速越大,氯气的扩散速度越快,覆盖范围越广,最大扩散距离为249 m;山底发射时,在相同风速下,氯气的扩散距离、扩散速度均小于山顶发射时,最大扩散距离为221 m。山地对氯气扩散的影响主要是减缓氯气团的运动速度,减小氯气的影响距离,在山地的迎风面与背风面氯气浓度较高。结论不同风速和起伏山地对氯气扩散会产生较大影响,采用该分析方法可以归纳出有毒气体扩散及影响范围的一般规律。     

垂向湍流扩散和光耦合对下沉藻增长的影响——基于内陆混浊湖泊(太湖)分析

在假设温度恒定、弱化营养盐限制作用的条件下,利用太湖背景漫射衰减系数、日变化太阳辐射等数据,通过下沉藻生长与水环境相结合的耦合模型,模拟下沉藻增长过程中垂向湍流扩散和光之间的耦合.结果表明：在相对清洁水体中（背景漫射衰减系数小于1.1/m）,下沉藻类无需垂向湍流扩散均可维持增长;混浊水体中（背景漫射衰减系数介于1.1~3.0/m）下沉藻类增长需垂向湍流扩散维持,且最低垂向湍流扩散值随背景漫射衰减系数增大而增大,二者间存在指数函数关系;最低垂向湍流扩散（D）、水深（z）与藻类下沉速度（v）间的佩克莱数应位于0.38~13.89,否则垂向湍流扩散对比其他因素（藻类沉降和光衰减）,对水柱中下沉藻类的增长的作用甚小;当背景漫射衰减系数大于3.0/m,水柱平均光能可能难以满足藻类增长,藻类持续消亡.该研究有助于厘清气候变化背景下水生生态系统中的浮游植物种群演替机制.     

声屏障对城市道路环境空气质量的影响规律研究

为研究声屏障对道路交通污染扩散和空气质量的影响规律,基于三维计算流体动力学理论,运用Fluidyn-Panache仿真及CFD求解器进行数值模型计算分析,对比有、无声屏障情况下的风速矢量图与PM_2.5、CO、NO_x 3种主要污染物浓度分布图,并对仿真区域污染物浓度进行现场监测,得出声屏障对城市道路环境空气质量影响规律.研究结果显示,有声屏障时道路内侧风速由2m/s降低至0.02m/s;CO、NO_x浓度上升40%~50%,道路内侧PM浓度下降50%;道路外侧CO、NO_x浓度下降20%~50%,PM浓度下降20%~38%.声屏障的存在会阻挡风的流动,减弱风的强度,使风向从垂直于道路上升转变为沿着道路方向流动,风向改变使污染物聚集在道路内,增加道路内的气体污染物浓度,减弱风往道路外侧流动,同时也降低了气体污染物向道路外侧扩散的程度.声屏障对PM_2.5的影响显著,设置声屏障的道路内侧和道路外侧建筑群内,PM的浓度相较于无声屏障均得到大幅度降低.     

基于DEM的山区冬季燃煤污染物排放遥感测算——以北京市门头沟区为例

选择山地面积占98.5%的北京市门头沟区作为研究区,利用资源三号（ZY-3）三线阵前、后视影像构建立体模型,提取数字高程模型（Digital Elevation Model,DEM）.由高分二号影像,基于CART（Classification and Regression Tree）决策树的面向对象方法对居住房屋进行提取,获取空间分布与面积,并结合采暖面积、采暖季燃煤量等抽样调研数据确定的深、浅山区（海拔>300m为深山区,海拔<300m为浅山区）燃煤系数,建立燃煤量估算模型.进一步,基于文献调研法获取型煤排放因子,测算燃煤产生的PM₁₀、PM_2.5、NO_x、SO₂、CO的排放量.结果表明：借助遥感技术,基于DEM可对山区燃煤污染物排放量进行快速有效测算.地形对冬季燃煤量有显著影响,深山区燃煤系数分别为12.5kg/m²,浅山区为9.375kg/m².2017年门头沟使用型煤取暖的房屋面积为5.68km²,冬季燃煤总量为6.52万t,山区各镇大气污染物排放量差别较大.