典型燃煤电厂大气污染物沉降对周边水源地的影响及贡献研究

为揭示燃煤电厂大气污染物排放对周边水环境的影响,以典型燃煤电厂为研究对象,分析了2008～2020年电厂大气污染物(烟尘、SO₂、NO_x、NH₃和颗粒物重金属)及电厂周边典型水库的水质,并估算了电厂大气污染物排放与水库水质的相关性及其对水库水体中硫化物、氮氧化物和重金属的贡献。结果显示,2008～2020年电厂烟尘、SO₂、NO_x和重金属(Hg、Cu、Zn、As、Cd、Cr和Pb)的排放量整体呈下降趋势,2015～2020年NH₃的排放量呈波动状态;2008～2020年黄壁庄水库入口和中心处的水质均达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅱ类水质标准以上,水库入口和中心处水体中的重金属含量与电厂烟尘重金属排放量呈显著相关。CALPUFF模型结果显示,该燃煤电厂排放的SO₂、SO₄^2-、NO_x、HNO₃、NH₃、H...     

祁连山老虎沟地区夏季大气颗粒物中水溶性离子的变化特征

为了研究青藏高原东北缘老虎沟地区大气颗粒物中水溶性无机离子组分的变化特征,于2016年7月16日至8月11日共采集13个PM_2.5样品和4套粒径分级样品。研究结果显示：非沙尘期间,水溶性离子总质量浓度为2.35 μg·m^-3,主要离子SO₄^2-、Ca²⁺、NH₄⁺和NO₃^-的浓度分别为1.28、0.33、0.32和0.28 μg·m^-3,约占水溶性离子浓度总和的94%;沙尘期间,水溶性无机离子总质量浓度为12.63 μg·m^-3,是非沙尘期间浓度的5倍,主要离子SO₄^2-、Ca²⁺、Cl^-、Na⁺和NO₃^-的浓度依次为5.36、4.77、0.80、0.62和0.61 μg·m^-3,约占水溶性离子浓度总和的96%。分级样品分析结果表明,NO₃^-主要分布在粗颗粒模态,可能是前体物在粉尘表面发生非均相反应产生。在沙尘时期,SO₄^2-主要为粉尘贡献,集中分布在粗颗粒模态。在非沙尘时期,SO₄^2-在粗颗粒模态和积聚模态都有较多的分布。积聚模态的SO₄^2-主要是通过前体物与NH₃发生均相反应产生。据估算,非沙尘时期的二次反应对PM_2.5中SO₄^2-的贡献约为80%。     

耐高温烟气金属电袋复合除尘器在氢氧化铝焙烧炉超低排放中的应用

根据国家超低排放的要求,分析了常规的电除尘器、布袋除尘器、电袋复合除尘器处理氢氧化铝焙烧炉烟气的局限性,提出耐高温金属滤袋电袋复合除尘器是目前实现氢氧化铝焙烧炉烟气达到超低排放的最佳选择,并详细分析了耐高温金属滤袋电袋复合除尘器的原理及技术特点。以某氧化铝厂氢氧化铝焙烧炉电除尘器改造为电袋复合除尘器的具体工程实践为例,介绍了耐高温金属滤袋电袋复合除尘器改造的技术方案及应用效果。工程实践应用表明,采用耐高温金属电袋复合除尘器,除尘器出口粉尘排放浓度低于5 mg/Nm³,除尘器最大阻力小于800 Pa,完全符合国家超低排放要求。耐高温金属滤袋电袋复合除尘器综合了电除尘器和袋式除尘器的优点,不受燃料和粉尘性质限制,对微细超细粒子的捕集效率高,具备适用范围广,耐高温、耐腐蚀,除尘效率高,运行阻力相对较低的优势。     

超低排放燃煤电厂一次颗粒物和黑碳实时排放特征

燃煤电厂是大气一次污染物的重要排放源,其超低排放改造改变了大气颗粒物排放特征。为满足当前高时间分辨率排放清单构建的需要,燃煤电厂颗粒物实时排放质量浓度及关键组分比值亟需更新。本研究基于稀释通道采样系统,对某超低排放改造后的燃煤电厂开展实测,获得该燃煤电厂可吸入颗粒物(PM₁₀)、细颗粒物(PM_2.5)、超细颗粒物(PM_1.0)和黑碳(BC)的实时排放质量浓度,更新各污染物排放因子,分析PM_1.0/PM_2.5、PM_2.5/PM₁₀和BC/PM_2.5质量浓度比值(文中以上比值均为质量浓度比值)日变化。结果表明,上述污染物排放平均质量浓度分别为(5.0±6.0) mg/m³、(5.0±5.9) mg/m³、(4.9±5.9) mg/m³和(36.6±28.3)μg/m³;对应的排放因子分别为0.03 kg/t、0.03 kg/t、0...     

深变质岩区地热流体化学特征及成因——以滇西陇川盆地温泉为例

为了对深变质岩区地热流体的成因和演化进行深入研究,在滇西陇川盆地开展了地质、放射性测量、磁法测量、水文地质和水文地球化学等调查工作,深入分析了盆地内尺巴处温泉的水文地球化学及同位素特征。结果表明：温泉水化学类型为HCO₃·SO₄·CO₃-Na型,温泉中Li⁺质量浓度为0.220 mg/L,达到了锂矿泉水的命名标准,F^-质量浓度为8.29 mg/L,可称为氟水,具医疗价值;温泉热水中冷水混入比例为0.72,热水补给高程为1 166.83 m,补给区温度为9.96℃,热储温度为191.71℃,循环深度为2 082.29 m,温泉天然放热量为9.49×10¹² J/a;温泉水来源于大气降水,为深循环上升泉;地下水水化学组分的成因类型为岩石风化型,其主要组分来源于水岩相互作用;热源主要为深部未冷却的岩浆传导热及活动断裂产生的构造热,其次有少部分岩体中放射性同位素产生的放射热;深变质岩区温泉水中的pH值,SO₄^2-、Cl^-、Na⁺、SiO₂质量浓度及总碱度高于冷水泉,Ca²⁺、Mg²⁺质量浓度低于冷水泉。     

松辽盆地油田地下水化学场的垂直分带性与平面分区性

松辽盆地地下水动力场的形成与演化控制了地下水化学场的形成与分布,地下水化学分布特征又反映地下水动力场的演化结果。在地下水化学场的形成过程中,影响沉积盆地地下水化学性质的因素较多,这些因素对地下水化学性质的影响作用在垂向上具有阶段性,在平面上具有选择性。前者导致地下水化学性质的垂直分带性,从浅到深可以划分出:1)大气水下渗淡化带,2)近地表蒸发浓缩带,3)泥岩压实排水淡化带(C₁)—压滤浓缩带(C₂),4)粘土矿物脱水淡化带和5)渗滤浓缩带等5种水化学剖面单元类型。后者决定了地下水化学场的平面分区性:1)盆地边缘为大气水下渗淡化区,2)盆地中央为泥岩压实排水淡化区,3)越流区为过渡区,4)越流-蒸发区为浓缩区。在泥岩压实排水形成的离心流方向上,矿化度、Na⁺浓度、Cl^-浓度和盐化系数升高,(CO₃^2-+HCO₃^-、SO₄^2-浓度、钠氯系数(γNa⁺/γCl^-)和脱硫系数(SO₄^2-/SO₄^2-+Cl^-)降低。在大气水下渗向心流方向上,矿化度、离子浓度和钠氯系数、脱硫系数和盐化系数一致升高。     

基于卫星遥感的氮氧化物排放快速反演方法比较

基于对流层二氧化氮(NO₂)垂直柱浓度卫星遥感数据,实现快速、高空间水平分辨率(5 km或更高)的氮氧化物(NO_x=NO+NO₂)排放反演,可为空气污染精准治理提供及时、细致的排放数据。现有多种低计算成本的快速反演方法,如指数修正高斯模型、散度模型和PHLET算法,但其反演效果尚未得到充分对比分析。以2019年夏季京津冀地区为研究对象,对比了上述3种方法的反演效果,研究发现,指数修正高斯模型主要适用于点源排放,但在京津冀等排放源密集地区的反演效果较差;散度模型考虑了在预定NO_x大气寿命情况下的水平输送,能快速识别主要排放源位置,但存在排放低估和负排放等问题;PHLET算法考虑了水平输送、NO₂垂直柱浓度和NO_x大气寿命的非线性关系以及卫星像元不规则等因素,对排放的估计较为准确。改善风场数据、填补卫星数据缺失和改善NO_x化学损失估计是进一步提升排放反演质量的关键。     

重金属污染土壤修复的Pb2+钝化产物稳定性

自然状态下土壤中重金属元素是否稳定存在是重金属污染固化修复技术中的核心问题。本文以常见重金属离子Pb²⁺为例,分析土壤中重金属离子与常见离子基团结合的稳定性。将第一性原理应用于Pb的存在形态和稳定性的分析,计算了PbCO₃、PbSO₄、PbCl₂、Pb₃（PO₄）₂、PbAl₂O₄和Pb₃Fe₂（PO₄）₄的自由能、能带和态密度。首先推断Pb²⁺和CO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-、PO₄^3-等土壤中常见阴离子的结合稳定性,再判断加入金属阳离子Al³⁺和Fe³⁺对体系稳定性的影响。结果表明：铅化合物自由能从高到低趋势为PbCl₂、PbAl₂O₄、PbCO₃、PbSO₄、Pb₃（PO₄）₂、Pb₃Fe₂（PO₄）₄,其相应的结构稳定性顺序从大到小为Pb₃Fe₂（PO₄）₄、Pb₃（PO₄）₂、PbSO₄、PbCO₃、PbAl₂O₄、PbCl₂。通过对能带和态密度的分析,首先确定了SO₄^2-和PO₄^3-的引入能够增强含Pb体系的稳定性,进一步加入金属阳离子Fe³⁺会使体系更稳定。推测SO₄^2-、PO₄^3-为治理Pb²⁺污染合适的官能团,应选择容易释放SO₄^2-、PO₄^3-的物质作为合适的钝化剂。在实际应用中可选择磷酸二氢钠、无水硫酸钠、脱硫石膏等作为钝化剂。     

新疆博阿断裂附近地表水和地下水的水化学和同位素特征及水质评价

新疆地区属于西北干旱地区,水资源紧缺,为了研究其地下水的水文地球化学特征及水质情况,在博阿断裂附近采集与收集温泉水、地表水和冷泉水共15个样品,进行了水化学和氢氧同位素特征分析,并进行了水质评价。结果表明,研究区地表水的水化学类型主要为SO₄-Na、Cl·SO₄-Na和HCO₃·SO₄-Ca·Na型。温泉水的水化学类型为SO₄·HCO₃-Na/HCO₃·SO₄-Na和HCO₃·Cl-Na型。冷泉水的水化学类型为SO₄·HCO₃-Mg·Ca、HCO₃-Ca、HCO₃-Mg·Ca和SO₄·HCO₃-Ca型。研究区冷泉水中Mg²⁺、Ca²⁺、HCO₃^-的主要来源是白云石、方解石和石...     

宁波市不同粒径颗粒物中无机离子污染特征研究

细颗粒物(PM_2.5)对气候、空气质量和人体健康具有显著影响,水溶性无机离子是PM_2.5主要成分。在2018-01-24至2018-02-20期间,宁波地区经历了一系列低温和PM_2.5浓度较高的天气过程,利用在线离子色谱(MARGA)和颗粒物化学组分监测仪(ACSM)监测宁波气溶胶的无机离子,研究了PM_2.5和亚微米细颗粒物(PM_1.0)中硫酸根(SO₄^2-)、硝酸根(NO₃^-)和铵根(NH₄⁺)(三者统称为SNA)的变化特征。结果表明,SNA的质量浓度均与PM_2.5有明显正相关;随PM_2.5质量浓度的增加,SO₄^2-当量浓度(摩尔浓度×所带电荷数)百分比呈现减少趋势,而NO₃^-百分比呈现增加趋势;NH₄     

气体地球化学测量方法在皂火壕砂岩型铀矿勘查中的应用试验研究

在鄂尔多斯盆地东北部皂火壕铀矿床孙家梁地段进行土壤SO₂、H₂S、CO₂、Rn、He气体地球化学测量试验,讨论了各气体组分在氧化-还原带不同亚带内地球化学分布特征及其控制因素,探讨了气体地球化学圈定砂岩型铀矿氧化、还原环境及矿体范围的可能性。孙家梁地段土壤气体H₂S、SO₂、CO₂、Rn背景值分别为0.03×10^-6、0.049×10^-6、120.6×10^-6、2 804.4 Bq∕m³,异常下限分别为0.078×10^-6、0.115×10^-6、3 997.5×10^-6、3 670.1 Bq∕m³。CO₂、H₂S、SO₂等非放射性气体浓度从氧化亚带到过渡亚带总体上呈逐渐上升,而后在还原亚带下降并趋于稳定。在过渡亚带(矿...     

疏勒河上游多年冻土区植物生长季主要温室气体排放观测

选取青藏高原东北部疏勒河上游多年冻土区的高寒草甸样地为研究对象, 对2011年植物生长季(6-10月)主要温室气体(CO₂、 CH₄CH₄和CO₂)的排放进行了观测. 结果显示: 疏勒河上游多年冻土区高寒草甸地表CO₂、 CH₄和N₂O排放速率范围分别为7.58~418.60 mg·m^-2·h^-1, -0.20~0.14 mg·m^-2·h^-1和-27.22~39.98 μg·m^-2·h^-1. 0~10 cm土壤温度、 含水量和盐分与CO₂和CH₄排放速率显著相关, 但与N₂O排放速率无显著相关. 日均排放速率显示, CO₂和N₂O在整个观测期均表现为排放; CH₄在植物返青期和生长旺盛期表现为排放, 在枯黄期伴随表层土壤发生日冻融循环时为吸收. 从9月30日12:00-10月6日14:40, 表层0~10 cm土壤经历了3次日冻融循环, CO₂和N₂O日均排放速率分别由冻融前的60.73 mg·m^-2·h^-1和9.91 μg·m^-2·h^-1提高到122.33 mg·m^-2·h^-1和11.70 μg·m^-2·h^-1. 土壤温度、 含水量和盐分是影响CO₂和CH₄排放的重要因子, 表层土壤冻融交替作用可提高地表CO₂和N₂O的排放速率.     

粤北韶关地区不同岩性区地热流体地球化学特征及成因分析

本次研究通过对韶关地区78处温泉地热流体水化学组分和同位素数据统计分析,总结研究了三种岩性区水化学特征、水—岩相互作用过程、深部热储温度和地热水补给来源等,为区内温泉资源可持续开发利用提供科学依据。研究区地热流体TDS浓度平均值在侵入岩区、碳酸盐岩区和碎屑岩区分别为233.82 mg/L,705.35 mg/L和909.14 mg/L,从侵入岩区—碳酸岩盐区—碎屑岩区,TDS,K⁺,Cl^-,SO₄^2-,HCO₃^-浓度呈升高趋势。侵入岩区地热流体水化学类型以HCO₃-Na, HCO₃-Na-Ca型为主,碳酸盐岩区以HCO₃-Ca, SO₄-Ca型为主,而碎屑岩区常见HCO₃-SO₄-Na, SO₄-HCO₃-Na-Ca等类型。三种岩性区地热流体γNa/γCl值在1.48～158.86之...     

城市机动车尾气中NOx污染的数学模式研究

对城市机动车尾气中NO_x污染物的产生、迁移、转化规律进行了数学分析,提出了城市机动车尾气污染物NO_x随时间和距离变化的数学模式,并运用该模型对长春市内车辆集中路口机动车污染物NO_x进行了模拟与预测。对实验所获得的监测结果与运用数学模式的计算结果进行比较可知：其平均偏差的绝对值小于0.02 mg/m³,相对误差的绝对值均小于0.32,因此城市机动车尾气污染物NO_x的数学模式符合研究区域的实际情况。     

河南省永城市浅层地下水化学特征及形成机制

地下水是河南省永城市重要的供水水源,浅层地下水水质污染严重制约了该市经济发展和居民生活质量的提高.在实地调查采样分析的基础上,运用水化学图解法、数理统计法、地球化学模拟法等方法综合分析了永城市浅层地下水的水化学特征和形成机制,探讨了该市浅层地下水污染来源和主要影响因素.结果表明:随含水介质和人类活动影响强度的变化,浅层地下水中K+、Ca2+、NO₃-、Cl-、SO₄2-的浓度和COD（chemical oxygen demand）随深度增加而减少,而Na+、F-、Mg2+、HCO₃-的浓度和TDS（total dissolved solids）随深度增加而上升.在煤矿区及煤化工区浅层地下水中SO₄2-浓度大于250 mg/L,远远高于其他区域的SO₄2-浓度,而在农业区浅层地下水中NO₃-浓度大于30 mg/L,远远高于其他区域的NO₃-浓度.综合分析表明:煤矿及其化工业废水和生活污水排放、过量使用化肥农药是永城市浅层地下水污染的主要因素.      

滇东富源古敢水族乡热水塘锶—氟—硅—氡型理疗热矿水的地球化学特征及成因

为支撑滇东富源县古敢水族乡热水塘温泉旅游的开发和可持续利用,笔者等通过采集区内水样进行水化学及环境同位素分析,对温泉的形成机理及其理疗价值进行了研究。结果表明：热水塘温泉温度为37.8～42.2℃,pH值为7.24～7.75,TDS(溶解固态物质总量)的质量浓度为1245～1840 mg/L,属于中低温弱碱性热矿水。温泉水中偏硅酸的质量浓度为48.20～60.57 mg/L,F为2.86～2.94 mg/L,Sr为8.60～14.40 mg/L,均达到了硅水、氟水、锶水的理疗水质标准,此外温泉水中²²²Rn浓度达到了129.4 Bq/L,接近于氡水的理疗水质标准,具有较大的开发利用价值。热水塘温泉水中阳离子以Ca²⁺、Mg²⁺为主,阴离子以SO₄^2-、HCO^-₃为主,水化学类型为SO₄^2-—Ca²⁺·Mg²⁺型。石膏和碳酸盐岩矿物的溶解是控制热水塘...     

2015～2022年兰州市中心城区大气环境容量变化特征分析

本研究利用2015～2022年气象资料,对大气环境容量计算方法——A值法进行修正,计算出兰州市中心城区不同季节的A值为春季4.14×10⁴ km²、夏季3.51×10⁴ km²、秋季1.28×10⁴ km²、冬季1.12×10⁴ km²。运用修正A值法,考虑污染物的干、湿沉降清除量和化学转化清除量,计算兰州市中心城区6种大气污染物(O₃、NO₂、CO、SO₂、PM_2.5和PM₁₀)在8年间四季变化量及大气环境容量,并对修正A值法的主要参数(风速、背景值浓度、干沉降速率和降水量)在±30%范围内进行调整,系统分析污染物的大气环境容量对各参数变化的敏感性。结果表明, 8年间兰州市中心城区的空气质量不断改善。除O₃外,其他污染物在春、夏季的大气环境容量高于秋、冬季。O₃     

新疆莎车县地下水化学特征及形成机制

基于新疆莎车县范围内53组地下水水质化验成果,采用数理统计、相关性计算、Surfer空间分析、Piper三线图、Gibbs图和氯碱指数分析等方法分析研究莎车县地下水中离子空间分布特征及其来源、影响并控制地下水化学组分的关键性因素。结果表明：主导莎车县地下水的阳离子为Na⁺、K⁺和Ca²⁺,阴离子为SO₄^2-、Cl^-,主要以高硬度、微咸水、中性水为主。蒸发-浓缩作用是控制地下水水化学组分的主要因素,岩石风化作用和阳离子交替吸附作用对地下水水化学组分的影响较弱。地下水化学类型按舒卡列夫分类法,主要为SO₄·Cl-Na·Mg型、HCO₃·SO₄-Ca·Mg型、HCO₃·SO₄-Mg和Cl·SO₄-Na·Mg型,水化学类型和矿化度在空间分布上均具有明显的分带规律,由南向北,由近河到远河,地下水化学类型由HCO₃-...     

玉龙雪山地区大气降水中粉尘颗粒物特征研究

以在玉龙雪山地区采集的大气降水样品为主要研究载体,分析了大气降水中粉尘颗粒物随时间的变化特征和影响大气降水中粉尘含量的潜在因素. 结果表明：大气降水中颗粒物浓度和典型粉尘特征化学离子含量的变化具有很好的一致性,且季风期末大气降水中的微粒含量显著升高,显示了明显的季节性变化特征. 丽江市和甘海子盆地大气降水中粉尘化学离子含量(SO₄^2-,Mg²⁺,Ca²⁺,K⁺,NH₄⁺,NO₃^-,粉尘浓度)之间具有较好的相关性,反映了这些离子共同的来源. 降水中pH值和电导率的变化很大程度上受到粉尘活动的影响,海盐气溶胶粒子对玉龙雪山地区大气降水中典型粉尘微粒(除Cl^-和部分Na⁺之外)的沉降没有贡献. 此外,降水化学和微粒分析表明,丽江市区的大气环境不排除人为活动的影响.     

水化学及硫同位素对大冶矿区地下水硫酸盐污染的指示

铜铁矿区周边地下水硫酸盐污染是生态环境研究关注的热点问题,精确识别硫酸盐来源及迁移途径对于矿区周边地下水污染防控和供水安全至关重要.利用水化学与硫同位素耦合分析,结合矿区水文地质条件和潜在污染源分布,探讨了区内地下水硫酸盐污染特征、来源及迁移途径.区域内地下水包括松散岩类孔隙水、碳酸盐岩裂隙岩溶水及岩浆岩风化裂隙水,水化学类型主要为HCO₃·SO₄-Ca型,水化学组分主要来源于硅酸岩、碳酸盐岩和硫酸盐矿物的溶解以及硫化物氧化;地下水中SO₄^2-含量范围为44.4～2 089.0 mg/L,高值区主要分布在洪山溪尾矿库、矿渣堆存处及矿业生产区附近;地下水中δ³⁴S-SO₄^2-在2.6‰～31.5‰之间,反映其SO₄^2-具有多源性.地下水中SO₄^2-的主要来源包括含水层中石膏矿物的溶解和黄铁矿等含硫矿物氧化输入,高含量的SO₄