青藏高原牛粪燃烧PM2.5排放因子及组成特征

牛粪是青藏高原常用的生活燃料,其燃烧排放的大气污染物影响着青藏高原大气环境,该文为获得不同季节、不同海拔牛粪燃烧PM_2.5排放因子及组成特征,在林芝市、那曲市、拉萨市林周县开展了牛粪燃烧研究,利用稀释通道法采集牛粪燃烧排放的PM_2.5,并分析其组成特征。结果表明,春季林芝牛粪燃烧PM_2.5排放因子为(6.260±0.870) g/kg、林周为(8.204±2.085) g/kg、那曲为(8.281±0.300) g/kg。夏季林芝牛粪燃烧PM_2.5排放因子为(6.426±1.761) g/kg、林周为(7.669±2.005) g/kg、那曲为(11.912±1.741) g/kg;夏季的相对湿度大于春季,在春夏两季林芝与林周的PM_2.5排放因子差异较小,而那曲夏季排放因子略大于春季;随着海拔增高,空气中含氧量降低,牛粪燃烧PM_2.5排放因子增大。牛粪燃烧PM_2.5中碳组分占比为59.7%～77.8%、水溶性无机离子为17.8%～31...     

三峡库区草堂河流域土壤pH空间分布预测制图

以三峡库区草堂河流域为研究区,利用网格布点,共采集102个土壤样点,分析测定土壤的pH值,结合成土母质和地形等10个环境因子,以样点总数的85%作为训练集进行预测模型构建,15%作为验证集检验模型精度,利用随机森林(Random Forest, RF)模型对研究区土壤pH进行空间分布预测并制图。结果表明:土壤pH与谷深、坡长呈显著正相关,与海拔、距河网垂直距离、坡高呈显著负相关。三叠系大冶组灰岩发育的土壤pH值高于三叠系须家河组石英砂岩发育的土壤pH值。基于环境因子的RF预测模型,平均绝对误差(MAE)为0.47、均方根误差(RMSE)为0.59、决定系数(R~2)为0.85,能解释研究区土壤pH值85%的空间变异。对土壤pH值产生主要影响的环境因子为成土母质和海拔。可见,基于环境因子的RF预测模型,预测精度高,可以作为土壤pH空间分布预测的有效方法,能为流域尺度下其他土壤属性的空间分布预测提供依据和借鉴。     

海底悬跨管道表面双裂纹数值分析

为了研究海底油气管道多个裂纹间相互作用对管道产生的影响,针对海底悬跨管道表面双裂纹的相互作用,采用有限元方法建立双环向表面裂纹模型,采用围道积分法求解双裂纹下的应力强度因子,研究了不同边界条件下,不同尺寸裂纹间的相互影响规律,并对比了单裂纹下应力强度因子的变化情况。研究结果表明:不同尺寸的裂纹对双裂纹的相互影响规律有一定影响,且双裂纹应力强度因子最大值均出现在裂纹最深点处;弹簧边界下双裂纹相互影响规律与简单边界下相互影响规律明显不同;不同边界条件对悬跨管道双裂纹应力强度因子的影响较大。研究结果可为海底悬跨管道的失效分析提供参考依据。     

基于气象因子的PM_(2.5)回归预测模型研究

采用Pearson相关系数分析了2013—2016年3大典型城市北京、南京和广州的ρ(PM_(2.5))与各气象因子的关系。结果表明,3个城市ρ(PM_(2.5))与各风速因子最大的相关系数依次为-0.44,-0.29和-0.37,与各气温因子最大的相关系数依次为-0.44,-0.33和-0.37,气压与南京和广州的ρ(PM_(2.5))正相关,气压因子最大的相关系数分别为0.25和0.34,湿度与北京ρ(PM_(2.5))正相关,与广州ρ(PM_(2.5))负相关,湿度因子最大的相关系数分别为0.49和-0.36,日照时数与北京ρ(PM_(2.5))相关系数为-0.46,降水量与南京和广州ρ(PM_(2.5))相关系数分别为-0.20和-0.24;采用逐步线性回归方法建立城市次日ρ(PM_(2.5))与气象因子的预测模型,复合相关系数分别为0.722 8,0.770 6和0.809 9。模型预测3个城市2016年PM_(2.5)年均值分别偏高4,5和3μg/m3,日均值平均相对误差为±45.6%,±32.9%和±26.0%,模型对高ρ(PM_(2.5))普遍低估。     

西宁市非采暖季和采暖季PM2.5中14种金属元素特征

于2012年11月采暖季和2013年9月非采暖季,在青藏高原典型城市西宁市4个采样点采集细颗粒物(PM_(2.5))样品,共获得40个有效样品。用微波消解-ICP-MS法、原子荧光法分析了样品中14种重点防控金属。结果表明:14种重点防控金属中Ag、Tl平均质量浓度为0.10~0.50 ng/m~3,Co、Sb、Hg平均质量浓度为0.50~4.00 ng/m~3,V、Cd、Cr、Ni、Cu、As平均质量浓度为4.00~50.0 ng/m~3,Mn、Pb、Zn平均质量浓度为50.0~2 000 ng/m~3。采样期间,采暖季相比非采暖季,PM_(2.5)质量浓度有下降趋势,不同采样区金属元素浓度有增有减。富集因子分析结果表明,重点防控金属元素在非采暖季主要来源于土壤风沙扬尘、机动车尾气和工业排放,采暖季主要来源于土壤风沙扬尘、燃煤、燃油、机动车尾气和工业排放。非采暖季Zn、Ag、Cd、Hg、Tl和Pb富集因子较高,采暖季Zn、As、Ag、Cd、Sb、Hg、Tl、Pb富集因子较高,更容易受到人为源的影响。     

南方某铅锌锰冶炼区周边大气降尘重金属污染水平及风险评价

于2016年8月至2017年1月分别对南方某铅锌锰冶炼区周边(污染区)及大新村(对照区)进行大气降尘干法采集,测定了大气降尘中Cd、Zn、Pb、Mn、Cu、As、Ni、Cr含量,采用富集因子法、潜在生态风险指数法和健康风险评价对大气降尘重金属污染进行源解析与风险评价。结果表明,污染区大气降尘中Cd、Cr、Mn、Ni、Pb、As、Zn、Cu均值分别为166.6、104.5、6 109.0、80.9、635.9、53.6、8 838.5、180.3mg/kg,分别为背景值的691.3、2.1、11.6、2.4、24.5、2.9、106.6、6.9倍。富集因子法分析得出,污染区大气降尘中Cd、Zn和Pb主要来源于铅锌冶炼以及电解锰企业;Mn、Cu、As和Ni在大气降尘中富集程度次之,既受自然源,也受人为源影响。生态风险评价表明,污染区大气降尘中Cd为极强生态危害,Pb、Zn属于强生态危害,Cu、As、Ni、Cr均为轻微生态危害,综合潜在生态风险达到很强生态危害等级。健康风险评价表明,污染区大气降尘中重金属主要健康风险来源于非致癌风险,致癌风险可忽略。大气降尘中Pb、As、Cd经手-口摄入途径对儿童存在非致癌风险,应采取措施降低污染区大气降尘中Pb、As、Cd含量,控制手-口摄入途径对儿童的非致癌风险。     

天然气管道不同孔径泄漏失效概率量化方法研究*

为研究不同孔径泄漏下天然气管道失效概率,首先基于EGIG数据库和UKOPA数据库天然气管道历史失效数据,计算由不同失效原因导致3种孔径泄漏所占比例;然后将我国管道各原因基础失效概率按照对应比例分别进行修正,获得较适用于我国天然气管道特点的不同孔径泄漏基础失效概率;最后分别考虑第三方破坏、腐蚀、施工缺陷/材料失效、误操作、自然力破坏5种失效原因,完成对天然气管道不同孔径泄漏基础失效概率的修正计算。研究结果表明:小孔泄漏、中孔泄漏和破裂泄漏的基础失效概率分别为0.173,0.128,0.048次/（103 km·a）;修正因子包括管径、埋深、壁厚、管龄、防腐层类型、管道所处区域,上述因子能够满足不同场景下天然气管道失效概率的修正计算;概率量化方法综合考虑失效原因、泄漏孔径以及管道本体信息,能够定量化预测天然气管道失效概率,为天然气管道定量风险评价提供数据支撑。     

绵竹市典型河流水污染特征及水质评价

于2017年3月、8月和11月,每月月初对绵竹市两条典型河流(绵远河与马尾河)5个监测断面表层水样进行采集,选取8个水质指标进行因子特征分析,并采用单因子评价法、综合污染指数法和主成分分析法对河流水质进行评价。两条河流水体呈弱碱性。单因子评价法表明,总磷(TP)为两条河流水质的主要限制因子。综合污染指数法表明,除马尾河中间断面外,其他水质状况均为轻度污染,且枯水期水质最差。主要污染因子为氨氮(NH3-N)、TP和高锰酸盐指数(CODMn)。主成分分析表明,断面水质主要受砷(As)、溶解氧(DO)、CODMn、氟离子(F^-)、TP和NH3-N等多个因子影响,出境断面水质优于中间断面。3种方法结合定性和定量评价,评价结论不一致,所以应用多种方法来评价水质具有重要意义。