山西省2015年细颗粒物的污染状况和空间分布

大气污染因其对人体健康、生态环境和气候变化的影响而成为全球关注的环境问题,细颗粒物（PM_2.5）是雾霾产生的主要原因之一。为全面掌握山西省细颗粒物的污染状况与空间分布格局,本文运用统计学方法和Arc GIS技术,根据环境空气质量评价技术规范,对2015年山西省57个空气质量指数监测站提供的PM_2.5实时数据进行处理分析。结果表明：山西省PM_2.5的浓度有明显的季节性变化特征,由高到低依次为冬、春、秋、夏;PM_2.5月平均浓度最高值分别出现在1月和12月,且高值中心都位于运城;在空间分布上则表现为南部高于北部。全省11个地市级城市有9个超过国家二级标准,超标指数达到72%。聚类分析结果表明：山西省城市可以分为两大类,一类为产业结构转型良好的城市,如阳泉、朔州、吕梁、大同;另一类为第二产业发展粗放,工业污染严重的区域。     

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。     

基于卷积神经网络的冲击地压预警方法研究*

为探究深度学习在冲击地压预警方面的应用前景,以新疆某冲击地压矿井为研究背景,将深度学习和专家评判运用到微震数据分析中,基于卷积神经网络构建冲击地压预警模型。充分利用一维卷积神经网络对时序数据有较强特征提取能力的优势,以微震数据及其特征参数作为输入,以专家评判值作为标签,借助Python-Keras框架实现冲击地压预警模型的构建和训练。研究结果表明:模型预警效果并不随着训练迭代次数的增加而逐渐最优,存在最优迭代次数,对于所建模型当迭代次数为30时测试集的冲击危险预测结果与专家评判结果基本吻合,同时说明模型可以较好地学习专家评判经验实现冲击地压预警。研究表明所建模型对研究时段内发生的5次大能量矿震事件均进行预警,其准确度较高,具有现场实际应用价值。     

基于频次分析法的污水处理厂在线监测预警技术研究

针对目前我国污染源监控数据缺乏深层次利用,监测数据对污染源不能有效预警的状况,以S市某污水处理厂为例,在全面分析2010年出水COD在线监测数据的变化规律的基础上,建立基于频次分析法的预警阈值确定方法,确定了污水处理厂排放不同警情的阈值范围.结果显示,污水处理厂全年出水浓度集中在40~60mg/L,16:00,20:00以及22:00排水COD较高,超标率大,应加强监控.污水厂正常、一般、不正常以及极不正常状态阈值范围分别可设为小于30%频次、20%频次、10%频次以及超过10%频次对应的浓度范围.对污水厂全年监测数据进行警情状态验证,结果显示全年正常、一般、不正常以及极不正常状态出现的比例分别为70.4%、9.9%、9.8%以及9.9%.     

基于文献计量法的火灾灾害研究现状及展望

为了解火灾灾害研究领域的发展现状及未来趋势,基于多种可视化工具,对2014—2020年期间,火灾灾害领域内的发文态势、学术合作、学术热点、研究趋势等内容展开分析。研究结果表明：该时期内,火灾领域发文量呈持续上升趋势;我国科研活力及持续发展性均处于世界前沿地位,中国科学技术大学是全球发文量和合作活跃度较高的机构;载发文量排名前5的期刊研究方向和出刊数量整体呈现出一定差异性和波动性;研究热点涵盖基于无人飞行器的森林火灾(野火)侦测调查、基于火灾现场整体模型搭建的计算机模拟火灾事故技术与研究、火灾下建筑物构件的耐火及倒塌行为研究、池火燃烧特性试验及现象调查、火灾碎片实验与分析方法,研究内容总体呈现具体化、精细化;目前火灾领域研究的前沿方向为热释放速率研究、基于数值模拟的火灾事故研究、对点火器(源)的调查研究、基于数值模拟的火灾事故调查等;根据分析推测该领域未来的科研活跃度将继续上升。研究结果可为火灾灾害领域内相关学者把握学科现状,研讨未来发展提供参考依据。     

超深水水下分离器摆锤法下放风险分析

针对我国摆锤法下放安装风险分析研究空白的现状,基于工作安全分析与作业条件危险性评估法对水下分离器下放过程进行风险分析,考虑重力、海流力、浮力、阻力等多种复杂载荷,依据摆锤法下放步骤,分析水下分离器摆锤法下放过程受力情况,建立水下分离器下放过程受力关系。分析摆动过程中缆绳动张力随下放深度变化情况,为风险分析提出的有关水下分离器所受浮力、安装绳的动张力等参数的确定提供理论依据。最终建立水下分离器摆锤法下放风险评估体系,为我国摆锤安装法的工程应用提供技术支持与安全保障。     

中美贸易模式变化对中国大气汞排放的影响

在全球贸易体系中,美国是中国大气汞排放的主要外部消费驱动力之一。现有研究多核算国际贸易驱动的大气汞排放,识别主要的贸易驱动关系,缺乏中美贸易模式变化对中国大气汞排放的影响分析。本文基于环境扩展型投入产出模型和结构分解分析方法,计算了1997—2017年中美贸易驱动的中国大气汞排放量,并深入分析了贸易相关的社会经济因素对中国大气汞排放变化的相对贡献。研究结果表明:1997—2007年,中美贸易驱动的中国大气汞排放从13.5 t增至32.8 t,2007年后开始回落,2017年回落至13.6 t。贸易规模扩大是推动大气汞排放增加的最主要因素(62.6 t),排放强度降低是大气汞排放减少的最大驱动因素(-67.0 t)。生产技术水平变化和贸易结构变化的贡献相对较小,近年来逐渐起到促进大气汞排放减少的作用,但其贡献不稳定。根据研究结果,提出了加快产业创新升级,优化、稳定贸易结构,提升产品竞争力等建议。     

2019年西安首场雾霾PM2.5关键特征的综合诊断

通过对WRF-Chem（Weather Research and Forecasting Model Coupled to Chemistry）环境模式模拟资料、HYSPLIT（HYbrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model）前/后向气团轨迹资料、环境站监测资料，以及西安理工大学（Xi''an University of Technology，简称XUT）多波长激光雷达、米散射激光雷达、能见度仪、粒谱仪等观测资料的综合诊断，探讨了2019年1月初发生在西安的雾霾过程（记为首场雾霾）PM_2.5组分、分布及传输特征，旨在为雾霾气溶胶研究提供有益的个例积累.定性、定量双重检验表明，Chem模式较成功复制了此次雾霾气溶胶过程.利用这些可靠的模式数据分析表明，PM_2.5中碳气溶胶的主要组分为有机碳，约占85%，强盛期气溶胶各组分随高度增加均呈递减趋势，各组分近地面浓度最高.通过对两类不同方法获取的消光系数对比分析表明，相比于模式数据，激光雷达数据具有更高的垂直分辨率，因此，更善于描述消光廓线的细节特征.通过对多源资料的综合诊断最终揭示出，"北风涌"是雾霾消散的关键影响因子，沿铜川-西安-山阳一带存在着污染物传输的重要路径，雾霾由此体现出自北向南依次消散的特征.     

霾天气下南京PM2.5中金属元素污染特征及来源分析

2007年6月13日至2008年5月29日期间,对南京大气中PM2.5进行了连续采样,并利用电感耦合等离子体质谱分析法测定了PM2.5中K、Al、Ca、Pb等30种元素的质量浓度,对比分析了这些元素在霾日与非霾日的污染特征.结果表明,PM2.5污染水平较高,年质量浓度均值达103μg/m3.霾日PM2.5质量浓度水平是非霾日的2.35倍.春季霾日前后PM2.5中元素变化特征不明显,秋冬季节霾日元素浓度基本大于非霾日.平均而言,整个采样期间Cu、Se、Hg、Bi等人为污染元素的富集因子均较高,且霾日明显大于非霾日.因子分析结果表明,南京市霾日PM2.5主要来源于土壤尘、冶金化工尘、化石燃料燃烧、垃圾焚烧及建筑扬尘,贡献率依次为29.21%、20.15%、27.15%、7.09%和5.10%.     

典型涉污企业周边土壤重金属污染特征及潜在生态风险评价

分析和评价典型涉污企业周边土壤环境质量,对于加强企业用地环境风险管控,实施土壤重金属污染精准防控,进一步保障农产品质量安全具有重要意义。以18类典型涉污企业周边土壤为研究对象,对475家企业周边的2 017个监测样点进行土壤重金属Cd、As、Pb、Hg、Cr、Cu、Zn和Ni元素含量测定,并采用主成分分析法、Hakanson 潜在生态风险指数法进行分析及评价。结果表明:典型涉污企业周边土壤重金属污染以Cd、Pb和As元素为主,各元素含量超过土壤污染风险筛选值的样品比例为9.82%~31.0%,超过土壤污染风险管控值的样品比例为4.46%~13.1%,其次是Zn、Cu、Hg和Ni,Cr无明显污染;主要污染元素Cd、Pb、As、Zn和Cu来自相同污染源且主要分布在有色金属矿采选业(B9)、黑色金属冶炼和压延加工业(C31)、有色金属冶炼和压延加工业(C32)、生态保护和环境治理业(N77)等行业企业周边;黑色金属冶炼和压延加工业(C31)、有色金属矿采选业(B9)、有色金属冶炼和压延加工业(C32)等行业企业周边土壤重金属潜在生态风险等级较高,中等风险及以上比例分别为76.0%、53.0%和54.1%。可见,典型涉污企业周边土壤重金属存在一定程度的污染,尤其是有色金属矿采选业(B9)等采矿业以及黑色金属冶炼和压延加工(C31)等制造业等,污染程度高,潜在生态风险大,需要加强监测和管控。