北京市大气中VOCs垂直分布的航测研究

2007年8月在北京市地表水平及地表以上900~3100m采集全空气样品,并用气相色谱(GC-FID)-质谱(MS)对样品中的50种挥发性有机物(VOCs)组分进行了定量分析,研究了北京市大气VOCs的垂直分布特征,并识别了当地排放与周边地区的输送作用对大气VOCs的相对贡献.结果表明,随着高度的增加,各类VOCs浓度均呈现显著降低的趋势,不同物种浓度的垂直梯度与其大气化学活性直接相关.此外,湍流扩散和输送作用也会影响VOCs浓度的垂直梯度.通过对观测期间北京市上空气团反向轨迹的反演以及对惰性VOCs物种的垂直贡献的分析发现,北京市低对流层内大气VOCs受局地源排放主导,亦可能受到天津以及河北廊坊等污染地区的影响.     

上海市滨岸带沉积物中酸挥发性硫化物垂直分布及空间变化特征

对上海市滨岸带(北起浏河口,南至杭州湾的金丝娘桥)18个柱状沉积物中酸挥发性硫化物(AVS)质量分数及其垂直分布特征进行了研究. 结果表明:沉积物中w(AVS)为0.38～317.60 mg/kg,底层沉积物中w(AVS)平均值最高,是表层和中层的2倍左右. 各采样点沉积物中底层w(AVS)空间变化差异最大,表层w(AVS)变化较小. 人类活动干扰(滨岸带围垦、工业排污和生活排污和畜禽养殖等)显著改变了潮滩原有的自然环境特征〔w(有机碳)、含水率、粒度组成以及氧化还原电位等〕,可能成为控制上海市滨岸带沉积物中w(AVS)空间变化差异的决定性因素.      

球团竖炉烟气脱硫工程应用研究

论述了文氏栅洗涤器及其配套系统在球团竖炉烟气脱硫工程应用方面的研究,介绍了双碱法在文氏栅洗涤器及其配套系统中的脱硫机理和工艺过程。同时对设备的防腐和废水、废渣的处理,系统的常规检测和自动监测都作了相应的研究。对文氏栅洗涤器的脱硫除尘效率、设备及工程投资、工业运行成本作了适当的介绍。文氏栅洗涤器具有良好的组合特性,适用的烟气量范围广,是用于炉窑烟气脱硫除尘的理想设备,具有广阔的开发应用前景。     

土壤垂向异质性及离子强度对全氟辛酸在饱和农田土壤中运移行为的影响

全氟和多氟化合物（Perfluoroalkyl and Polyfluoroalkyl Substances,PFASs）污染已对农田土壤-地下水环境构成严重威胁,掌握农田土壤中PFASs运移行为对准确评估其环境风险具有重要意义.本研究以全氟辛酸（Perfluorooctanoic Acid,PFOA）为代表性PFASs,选用南京市六合区水稻土为供试土壤,系统探究了土壤垂向异质性及离子强度对PFOA在不同深度农田土壤运移行为的影响.结果表明：土壤垂向异质性显著影响PFOA在不同深度饱和土壤中运移行为,土壤深度增加使PFOA运移迟滞性显著降低,原因是土壤有机质含量随深度增加而减小,PFOA与土壤间疏水作用减弱.离子强度增加导致PFOA运移阻滞性明显增强,这是由于高离子强度使土壤与PFOA间静电斥力减弱,PFOA在土壤表面吸附和解吸量均显著增加.此外,离子强度增加,上层土壤中PFOA阻滞变化程度显著大于下层土壤,表明离子强度对PFOA运移阻滞性的影响与土壤深度有关.因此,为准确预测和评估实际农田土壤中PFOA运移行为,必须考虑到土壤垂向异质性及离子强度的耦合影响.     

填埋场古细菌垂直分布格局及其与垃圾降解程度响应特征

研究了青岛市小涧西垃圾填埋场表层（3~12 m）、中上层（15~24 m）、中下层（27~36 m）和底层（39~45 m）古细菌的多样性、群落组成与垂直分布特征,以及垃圾降解程度与古细菌群落结构演替变化的响应关系.结果表明：垃圾有机质和凯氏氮含量随填埋深度增加呈降低趋势,而pH呈微弱升高趋势.填埋场中下层的古细菌群落多样性和丰度显著高于其他填埋层.在填埋层各深度上,广古菌门（Euryarcharota）为优势菌门,相对丰度达到90%以上,甲烷微菌纲（Methanomicrobia）和热源体纲（Thermoplasmata）为优势菌纲,二者相对丰度之和达84.69%~99.67%.属水平上,甲烷囊菌属（Methanoculleus）的占比在38.16%~64.46%之间变化,且与有机质相关性不显著,表明该类氢营养型产甲烷菌在垃圾中分布广泛,受垃圾降解程度影响较小.马赛球菌属（Methanomassiliicoccus）的相对丰度自表层的50%降至底层的20%,且与有机质呈显著正相关（r=0.95,p<0.05）,表明该类甲基营养型产甲烷菌的分布受有机质降解程度影响较大.以乙酸裂解产甲烷的甲烷八叠球菌属（Methanosarcina）和甲烷丝菌属（Methanothrix）在填埋场中也占有重要地位,但二者相对丰度整体低于Methanoculleus.Methanosarcina自表层至底层所占比重逐渐升高,与有机质呈显著负相关（r=-0.96,p<0.05）;而Methanothrix仅在中下层有较高的丰度,与有机质相关性不显著,主要与两种菌属对乙酸亲和性的差异有关.不同填埋深度上产甲烷菌群落结构的演替变化反映了不同类型产甲烷菌对垃圾降解产物与稳定化程度的响应.     

基于沉积物中总氮和总磷垂向分布与吸附解吸特征的白洋淀清淤深度

针对白洋淀清淤示范区2种主要水体类型：开阔淀和鱼塘,采用沉积物总氮（TN）和总磷（TP）的垂向分布拐点法和吸附解吸平衡浓度法,开展了清淤深度确定研究.根据沉积物TN和TP含量垂向分布拐点法与吸附解吸平衡浓度分别确定的清淤深度是一致的.南刘庄示范区淀水体清淤深度为（50±10）cm,南刘庄示范区鱼塘水体清淤深度为（30±10）cm,采蒲台示范区鱼塘水体清淤深度为（30±10）cm.沉积物对NH₄⁺-N吸附/解吸平衡浓度（ENC₀）与交换态NH₄⁺-N含量和TN含量显著正相关;沉积物对溶解态活性磷（SRP）吸附/解吸平衡浓度（EPC₀）与沉积物交换态SRP含量和TP显著正相关.沉积物TN和TP含量可以预测沉积物对上覆水体释放氮、磷的风险.南刘庄和采蒲台清淤示范区沉积物有向上覆水释放氮、磷的趋势,沉积物是水体营养的来源.建议判别清淤深度TN控制值为750mg·kg^-1、TP控制值为500mg·kg^-1,沉积物剖面TN含量大于750mg·kg^-1、TP含量大于500mg·kg^-1,可设计为清淤层.     

高强度开采地表裂缝分布特征及形成机理分析

高强度开采引起的地表裂缝严重破坏矿区生态环境,对矿井的安全生产造成很大隐患。为了掌握高强度开采地表裂缝形成机理,以神东矿区地质采矿条件为基础,通过现场监测和理论分析方法,得到了地表裂缝分布规律及变形参数,分析了矿山高强度开采产生的非连续变形发育分布特征与地质采矿条件之间关系。研究表明:在高强度开采条件下,动态拉伸型地表裂缝随工作面推进而周期性地超前出现,超前距为15m,超前角为83°,裂缝密度1m左右,宽度1~3cm。台阶型裂缝总是出现在开采工作面边界的上下方、停采线上方和开切眼附近,裂缝落差20~40cm,间距8~11m,滞后距为4.2m,滞后角为86°。同时指出上覆厚风积沙松散层特性使地表裂缝具有一定的自动修复功能。     

基于MFOA-SVR露天矿边坡变形量预测研究

为实现边坡危险性及时预警预报,以露天矿边坡变形量为研究对象,提出采用七项影响指标作为边坡位移变形量的响应参数,建立支持向量机回归预测模型(SVR)。引入修正的果蝇优化算法(MFOA)对模型参数进行优化,构建基于MFOA-SVR露天矿边坡变形量协同预测模型,并以实际监测数据进行模型仿真预测。结果表明:该模型平均绝对误差为0.9167mm,平均相对误差为4.2737%,较其他模型预测精度高,综合性能好,将其运用于露天矿边坡变形量预测研究具有较好的适用性和可靠性。     

不同林分土壤有机碳密度研究

在全球气候变化背景下,森林土壤有机碳作为土壤碳库的重要组成部分,已成为森林生态系统碳循环研究的重点之一;而森林土壤有机碳在剖面上具有明显的垂直分布差异,根据土壤发生层次特点,分别研究各层土壤有机碳含量分布规律,对于准确确定森林土壤碳储量具有重要意义。2008年7月在北京西山妙峰山林区侧柏（Platycladus orientalis）林、刺槐（Robinia pseudoacacia）林、栓皮栎（Quercus variabilis）林和侧柏、油松（Pinus tabulaeformis）混交林内,分别随机选取3个位置挖土壤剖面,然后根据土壤发生层次性特点,把各剖面划分为四个土层（0～10 cm,10～20 cm,20～40 cm和40～60 cm）,每层用环刀取样测定土壤容重,用土壤袋采集1 000 g的土壤样品,经除杂、风干、过筛等程序后,对土样的有机碳含量和碳密度进行了测定和初步研究。结果表明：4种林分下土壤有机碳平均含量和土壤有机碳密度不同,不同林分土壤0～10 cm有机碳含量和碳密度最高,并且均随土壤深度增加呈降低的趋势;其土壤有机碳密度的大小顺序为：栓皮栎林〉侧柏、油松林〉侧柏林〉刺槐林。4种林分类型0～20 cm土层单位面积有机碳储量占总有机碳储量分别为：栓皮栎林51.1%,刺槐林44.2%,侧柏林43.0%,侧柏、油松混交林37.7%,平均为44.0%。     

新建草莓沟2号隧道近接下穿既有隧道施工安全影响分析

为探明新建草莓沟2号隧道近接下穿施工对既有盘道岭隧道整体结构的安全影响,基于Peck公式和温克尔弹性地基梁理论建立数值模型,对既有隧道受下穿施工影响的变形沉降和应力增量变化进行研究.结果表明:既有隧道结构在下穿隧道施工的影响下产生竖向和横向位移,且横向位移变形较竖向更为明显,结构的最大沉降量为1.33 mm,远小于沉降...