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...     

软土修正剑桥模型参数反演及其应用研究

土体本构参数的合理取值是数值模拟的重要前提。为准确获取湖州软土修正剑桥模型参数,针对该地区两种典型软土,提出了基于室内试验-神经网络的软土修正剑桥模型参数反演方法。首先,开展了室内三轴固结不排水试验及标准固结-回弹试验,基于室内试验结果确定了湖州地区典型软土修正剑桥模型参数反演区间;其次,基于正交试验设计原理,对基坑开挖过程中不同参数水平下维护结构侧移进行数值计算,根据数值计算结果构造出64组PSO-BP神经网络训练样本;最后,利用构造的训练集对湖州地区软土修正剑桥模型参数进行反演。研究结果表明：反演得到的两种典型软土修正剑桥模型参数临界状态有效应力比M₁、M₂,压缩参数λ₁、λ₂,回弹参数κ₁、κ₂及孔隙比e₁、e₂分别为M₁=1.076、λ₁=0.050、κ₁=0.021、e₁=1.712,M₂=1....     

江西南昌站大气CH4浓度变化及区域输送研究

基于南昌温室气体站2018年12月～2020年11月连续在线监测的CH₄浓度数据,对大气CH₄浓度变化及区域输送进行研究,结果表明:研究期间南昌站大气CH₄的平均浓度为2389×10^-9,CH₄浓度日变化呈现夜间高、白昼低的特征,夏、秋季大气CH₄浓度高于冬、春季,春季振幅最小(404×10^-9),秋季振幅最大(621×10^-9)。大气CH₄浓度年内变化呈现双峰曲线, 3月、11月为谷值, 9月、12月为峰值。2020年大气CH₄浓度比2019年同期低。ENE风向的CH₄浓度较高,在夏季高达3064×10^-9。混合单粒子拉格朗日综合轨迹(HYPLIT)模型聚类分析表明,春、秋季大气CH₄浓度主要受中长距离气团输送的影响,夏季主要受短距离气团输送的影响,冬季受短距离和长距离气团输送的共同影响。     

内陆水体CH4冒泡排放研究进展

内陆水体是大气甲烷(CH₄)的重要排放源,其中冒泡途径排放的CH₄对总排放贡献较大。通过梳理国内外研究的最新进展,系统介绍了内陆水体CH₄冒泡的产生、传输、氧化及排放机制,并概述了CH₄冒泡排放的测定方法与技术。其次,基于不同的时空尺度,对比分析了全球内陆水体的CH₄冒泡排放的时空变化特征;总结了CH₄冒泡产生与排放过程中相关影响因素的作用机制,并介绍了水体CH₄冒泡排放模型的发展现状。最后,探讨了内陆水体CH₄冒泡的潜在研究方向与挑战,为后续中国内陆水体CH₄冒泡排放观测、过程机理与调控机制探究、模型开发与估算等研究工作提供参考。     

四川盆地西北盆缘城市气溶胶污染特征

本文以四川盆地西北盆缘的广元、绵阳、德阳、成都、雅安为研究对象,探究2015~2019年5大城市空气质量及大气气溶胶污染特征变化规律,以期为深入揭示四川盆地城市大气气溶胶污染特征提供参考。通过对环境监测站实时数据,使用SPSS21.0软件进行数据分析得出成都、德阳、绵阳3城市因人为污染贡献较大和四川盆地封闭的地形的原因导致的PM_2.5、PM₁₀、NO₂、O₃污染相对较重,雅安、广元因人为污染贡献小、有利于污染物扩散的风向因而空气质量良好。整体上PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂均表现为夏季低、冬季高,而O₃具有相反的季节变化特征。SO₂、NO₂、PM_2.5、PM₁₀与相对湿度、降水量、平均气温均呈负相关关系,而与平均气压呈正相关关系。     

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     

基于边界约束有限内存的拟牛顿CSAMT一维反演及应用

可控源音频大地电磁法（CSAMT）正演具有计算耗时、精度低的特点;常规的反演方法边界处理简单,占用内存大,搜索方向也难以精准,严重影响反演效果。为了实现CSAMT快速高精度正演,改善边界处理方法以减少内存占用,优化搜索方向以减少迭代反演次数,提出基于边界约束有限内存的拟牛顿CSAMT一维反演方法。首先,在CSAMT正演中基于高斯积分与并行算法实现了一维介质模型条件下有限长导线源激发的水平电场快速高精度计算。其次,在反演方法中,分别构建了基于相对误差和绝对误差的两种目标函数,并引入光滑模型约束,采取自适应正则化策略更新正则化因子,并采用基于边界约束的有限内存拟牛顿算法（LBFGS_B算法）,实现了CSAMT一维准确快速反演。以含低、高阻薄层的多层地电模型的水平电场E_x振幅为反演数据进行直接反演和模型检验。结果表明,该方法能够反映出地层电阻率随深度变化的趋势,并对高、低阻薄层有较好的分辨能力,低阻薄层分辨效果更佳。实际CSAMT资料的反演剖面的分辨率优于常规的连续介质反演方法,地质效果明显,表明该方法具有良好的应用前景。      

高温除尘脱硝一体化联合钠碱法脱硫工艺在锂冶炼转型窑烟气净化中的应用

锂冶炼多以锂云母和锂辉石为原料,采用回转窑内进行火法冶炼,产生的烟气含有大量的重金属粉尘、SO₂和NO_x。以某5万t/a电池级锂盐项目回转窑烟气净化为对象,探究锂冶炼烟气的特点,选择高温尘硝一体化联合钠碱法脱硫工艺净化烟气,对工艺流程、各系统配置、核心设计参数进行详细说明,并提供了现场运行数据。烟气经过该工艺除尘脱硝脱硫后,装置出口净烟气SO₂浓度均低于100 mg/Nm³,NO_x浓度低于100 mg/Nm³,粉尘排放浓度低于10 mg/Nm³,各项参数达到超低排放要求,为同类锂行业火法冶炼窑尾烟气净化设计提供参考。     

AMAP评估报告解读:短寿命气候强迫因子特征及其对北极气候变化的影响

基于北极理事会北极监测与评估计划(AMAP)工作组于2021年发布的“短寿命气候强迫因子(SLCFs)对北极气候、空气质量和人类健康的影响”科学评估报告,本文系统解读了黑碳(BC)、甲烷(CH₄)、臭氧(O₃)与硫酸盐(SO₄^2-)气溶胶等短寿命气候强迫因子特征及其对北极气候变化的影响。报告指出:BC、O₃和CH₄共同促进了北极地区的快速变暖,而SO₄^2-气溶胶对北极气候变化具有致冷效应,由此减缓了由CO₂和SLCFs导致的部分增暖效应。全球人为源CH₄排放量以及北极大气中的CH₄含量持续增加,苔原退化、泥炭地融化、森林火灾频发等导致北极地区BC和有机碳气溶胶排放日益增多,气候变暖进一步导致更大范围且更加频繁的森林火灾和冻土退化,对BC与CH₄等释放以及气候效应形成正反馈。因此,SLCFs减排将有利于北极地区生态环境的健康可持...     

长江中下游六省大气甲烷柱浓度时空分布

甲烷(CH4)是造成气候变暖的主要温室气体之一。为了了解长江中下游水稻种植区CH4浓度的分布情况,本次研究基于温室气体观测卫星(greenhouse gases observing satellite,GOSAT)和大气红外探测仪(atmospheric infrared sounder,AIRS)卫星反演的数据产品,对我国长江中下游六省大气CH4柱浓度的时空分布特征进行了研究。研究结果表明,由GOSAT反演的长江中下游六省大气CH4浓度呈逐年增长趋势,其年均浓度由2011年的1817×10^?9增长至2018年的1875×10^?9,高于东三省、华北平原和全国平均水平。区域平均年增长量为8.2×10^?9 a^?1。各省年际增长幅度略有差异,纬度偏低的江西、湖南和浙江三省大气CH4浓度高且增长量偏大,纬度偏高的湖北、安徽和江苏三省大气CH4浓度略低且增长量偏小。长江中下游六省大气CH4呈现较强的季节变化特征,湖北、湖南、江西和浙江峰值出现在9月,安徽、江苏峰值出现在8月。垂直方向上长江中下游六省CH4浓度随气压降低,浓度逐渐减小,呈现出明显的季节变化特征,近地面层GOSAT反演的最高值出现在夏季,最低值出现在春季;高层最高值出现在秋季,最低值出现在春季。AIRS反演的大气CH4浓度空间分布上北高南低,与GOSAT反演结果不一致,可能由于AIRS主要反映了对流层中层大气状况而GOSAT更多的反映了近地面层大气CH4的变化。其垂直方向上呈现高度越高,浓度越低,不同高度上秋季浓度均最高。     

新冠疫情减排时期河南省大气污染物分布及健康效应研究

由新冠(COVID-19)疫情引发的全国性大封锁为研究大规模工业减排对大气污染的影响提供了契机。对河南省2020年疫情前、封锁期间及逐步复工复产期间与2019年同期6种主要大气污染物(PM_2.5、PM₁₀、CO、NO₂、SO₂与O₃)的时空差异开展对比分析,运用基于健康风险的空气质量指数(HAQI)法,研究河南省主要大气污染物的健康效应。结果表明,河南省大气污染物分布整体呈现北部高南部低的空间变化特征,PM_2.5受一次污染和二次污染影响较显著。减排初期(春节疫情期间),除NO₂浓度迅速减少外,其他污染物没有明显变化, PM_2.5浓度比2019年同期增加15%,是不利的气象条件与大气氧化度增加促进二次化学过程的结果。春节后疫情期间, PM_2.5浓度迅速降低至疫情前的50%左右,为2019年同期的50%左右。基于HAQI结果,研究期间(冬–春)影响河南省大气健康效应的关键因素是PM_2....     

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。     

若尔盖高原草甸土与泥炭土氧化CH4研究

若尔盖高原草甸土氧化大气CH₄的速率为-0.092～0.125 ng·g^-1·h^-1,氧化速率随着土壤深度的增加而减小,深度超过25cm的土层没有氧化大气CH₄的潜力;而高原泥炭土CH₄排放速率为0.236～1.088 ng·g^-1·h^-1,排放速率亚表层土(10～25 cm)最大.两种土壤均能氧化高浓度CH₄,泥炭土氧化大气浓度CH₄的速率是草甸土的15～22倍.两种土壤不同层次氧化高浓度CH₄的潜力都没有显著差异.降水减少或人为排水导致的泥炭地水位下降,将加强若尔盖高原土壤氧化CH₄从而减少CH₄排放.     

天津市重力数据反演解释

重力数据反演是获取地下地质信息的有效手段。本文通过对天津市全区密度和电性参数的统计分析,了解天津市地层的物性分布规律。在对研究区布格重力异常数据采用归一化总水平导数垂向导数（NVDR-THDR）技术处理的基础上,对断裂构造进行了识别,对构造单元进行了划分。然后结合研究区地质资料,应用Geosoft软件中的密度界面反演模块对各构造单元内的密度界面起伏进行反演。并以GOCAD软件为平台,构建了天津市三维可视化地质模型,借助大地电磁（MT）测深点虚拟钻孔,实现了对主要地质界面和构造的标定。最后利用布格重力异常数据拟合同位置地质剖面,验证了模型的可靠性。应用上述反演成果,结合区内地质认识,推断宝坻断裂（F₁）、蓟运河断裂（F₂）、F₃、杨柳青断裂（F₄）、F₇在中生代后活动性较强,沧东断裂（F₆）和天津断裂（F₃₀）在古近纪后活动性较强。     

岩溶洞穴系统SO42-、NO3-来源及其对水岩作用的影响

为揭示洞穴系统中SO₄2-和NO₃-离子来源及其对洞穴碳酸盐溶解的影响,通过对麻黄洞6个水点自2018年8月至2019年7月进行为期一个完整水文年的系统监测,对于监测结果进行综合分析.结果表明:（1）麻黄洞洞穴水水化学类型为HCO₃-Ca·Mg以及HCO₃·SO₄-Ca·Mg型;（2）通过实地调查与元素比值法综合分析可知,麻黄洞NO₃-与SO₄2-各水点来源存在一定差异,其中麻黄洞NO₃-主要源于农业活动和大气N沉降,而SO₄2-主要以农业活动、石膏溶解为主要来源,SO₄2-和NO₃-均参与了岩溶作用,加速了基岩的溶蚀,这一过程主要受离子浓度、径流大小以及补给模式影响;（3）基于水化学计量法和稳定同位素技术估算可知,SO₄2-和NO₃-洞穴水DIC的贡献为0.05~0.61,释放DIC的同时改变了水中离子浓度,对于岩溶作用形成扰动,总体呈现出旱季>雨季、滴水>裂隙水的特征.同样,由于岩溶区的复杂和不可知,在对其进行系统研究时应当注重多种方法的结合与比较,提高研究精度与可信度.      

2018年冬季安徽省典型城市PM2.5来源解析的数值模拟研究

细颗粒物(PM_2.5)是决定环境空气质量的关键污染物。随着近年来环保措施的实施, PM_2.5的来源特征也随之发生变化,探究PM_2.5的主要来源及其贡献值对制定有效的PM_2.5治理方案具有重要的现实意义。本研究使用CMAQ-ISAM模型,考察2018年冬季不同来源区域和来源种类对合肥市区PM_2.5及其关键组分的贡献。结果表明,合肥市区冬季PM_2.5的主要区域来源为长三角外的远距离传输(52.6%),其次为合肥市的本地排放(26.3%)和安徽省其他城市的传输(12.3%)。远距离传输对硫酸盐、硝酸盐和有机C的贡献最大(57.9%、68.2%和69.5%),而铵盐和元素C主要来自本地排放(37.1%和52.9%)。合肥市本地及周边区域的6类排放源中,工业源对PM_2.5的贡献最大(21.3%),其次为农业源(11.6%),其中工业源的贡献主要来自本地排放,而周边区域农业源的贡献大于本地农业源。硫酸盐、硝酸盐和元素C的主要来源种类为工业源(33...     

济南市新旧动能转换区浅层地下水硝酸盐污染特征

为查清济南市新旧动能转换先行区浅层地下水NO₃^-污染问题,对研究区7种污染源类型64件浅层地下水样品水质结果进行统计分析后认为:受人类活动影响,地下水中NO₃^-含量的高低往往与几种特定的水化学类型存在对应关系。4类主要污染源类型浅层地下水NO₃^-含量一般顺序为:垃圾渗滤液>禽畜养殖>生活污水>农业种植。垃圾渗滤液下渗导致的NO₃^-污染对应的主要地下水化学类型为HCO₃·Cl^-Na·Mg型,粪便渗滤液及尿液下渗主要对应产生HCO₃·SO₄-Na·Mg型、生活污水入渗对应产生HCO₃·Cl^-Na·Ca型,农业种植区主要对应HCO₃-Na·Ca型。离子相关性分析表明,NO₃^-含量与Ca²⁺、Cl^-存在相关关系。研究区以农业种植为主,大量氮素化肥和石灰等土壤改良剂的使用是导致浅层地下水NO₃^-与Ca²⁺相关的主要因素。NO₃^-与Cl^-在地下水中同属较稳定离子,由长期的人类活动排放、入渗积累或蒸发浓缩富集,是一个地区人类活动密集程度和历史长度的综合反映,提出了NO₃^-与Cl^-质量浓度联合评价地下水污染的基本方法。     

大气甲烷的冰芯记录

冰芯包裹气体的提取分析提供了历史时期大气CH₄含量变化最直接的信息.“三极(南极、格陵兰及青藏高原)”冰芯的大气甲烷记录的恢复,刻画了自然变化时期大气CH₄含量的详细变化情景及不同纬度间的变化差异,并以此可进一步分析大气CH₄含量变化与气候变化的关系以及陆地CH₄排放随时间的变化特征.冰芯研究揭示,工业革命以来大气CH₄含量的急剧增长及其现阶段的大气含量是过去几十万年来任何气候变化时期从未发生过的.     

京津冀水源涵养区水化学环境分析——以承德市兴隆县为例

水环境及其水质特征是水源涵养的主控因素。选取承德南部京津冀水源主要发源地——兴隆县为典型研究区,利用2019年实地采集的79组水样（井水占31.6%,泉水占58.3%,地表水占7.6%,尾矿水占2.5%）测试结果,采用统计分析、GIS空间分析及水文地球化学图解法,综合分析了区内水化学空间分布特征、主要组分的物源及成生条件等,旨在结合岩性从水化学角度分析水源涵养状况。研究结果表明:研究区的水化学类型以HCO₃—Ca·Mg型为主（占62%）,主要受碳酸盐岩展布控制;地下水水化学组分主要来源于大气降水淋滤过程中水岩相互作用的产物;区域水质涵养条件总体优良,但有3组SO₄2-（占3.80%）、2组NO₃-（占2.53%）超限,与局部矿业活动和人为活动有关;研究区水样TDS总体较低,变质岩及侵入岩分布区富集Sr、Se等有益元素,形成京津冀水源涵养的优势条件。     

长江源区大气氮湿沉降时空变化特征

长江源区作为亚洲第一长河的发源地,探究其氮沉降特征,对于保护我国水源地安全具有十分重要的意义.本文在野外采样、数理分析的基础上,利用氮源分析及后向轨迹模型判断氮沉降的环境意义.结果表明:(1)2016年4月-2018年7月,NO₂^--N、NO₃^--N、NH₄⁺-N的平均浓度分别为1.01 mg/L、2.45 mg/L、1.30 mg/L;NO₂^--N、NO₃^--N、NH₄⁺-N的平均沉降量分别为0.02 kg/hm²、0.09 kg/hm²、0.30 kg/hm².曲麻莱氮浓度占源区比重最高,沱沱河次之,直门达最小,且春、夏季氮沉降量高于秋、冬季.(2)氮沉降浓度与降水量之间呈对数函数关系,沉降量与降水量之间呈正向幂函数关系;NO₂