基于静止轨道卫星监测中国大气污染物的模拟分析

针对对流层主要污染物(对流层臭氧、NO_2、SO_2及HCHO)的高分辨率、高频次监测需求,开展了基于静止轨道卫星监测中国大气污染物的模拟观测实验.在参考现有极轨卫星载荷的遥感监测能力和仪器参数基础上,根据静止卫星观测模型,利用正演辐射传输模式模拟观测光谱.根据最优估计反演理论,分析光谱仪的主要指标参数对各目标气体的反演敏感性和反演误差.基于各目标气体反演精度需求,提出光谱仪的观测波段、光谱分辨率和信噪比等关键指标参数的建议方案.为评估选定的光谱仪参数能否满足需求,利用大气化学输送模式模拟中国区域大气成分的三维分布,进行中国区域的模拟反演实验.结果表明,针对各目标气体,满足反演需求的实验数目均达到90%左右.臭氧总量和平流层臭氧的反演精度可达到2%,且各气体反演在太阳天顶角高于70°范围内仍可以获得有效数据.因此,我们所提出的静止卫星观测方案和仪器参数方案具有一定可行性,为优化将来中国静止轨道卫星光谱仪仪器指标提供了理论依据和模拟工具.     

鲁北平原地面沉降现状与机理分析

该文详细论述了鲁北地区水文地质条件、工程地质条件。以多期水准测量数据为基础,以校验后的多年insar解译数据辅助,获取了鲁北地区地面沉降速率及多年累积地面沉降量。结果表明,鲁北平原年沉降速率大于50mm/a的地区面积502.73km~2,区内存在2个显著的沉降中心,一个位于德州市城区西北部张庄,地面累积沉降量超过1.3m,一个位于广饶县县城东北部,多年地面累积沉降量达1.605m,200mm沉降等值线圈闭面积14 904km~2,占鲁北平原区面积的34.34%。分析了鲁北平原地区地面沉降机理,建立了地面沉降与地下水水位相关关系,并针对现状问题提出了防治措施与建议。     

中国区域投入产出效率的综合测度与时空格局

改革开放40多年来,中国经济发展与资源环境之间的矛盾日益突出,资源环境安全面临严峻的挑战。在此背景下,基于要素投入和经济、环境总产出的综合视角,构建区域投入产出效率评价指标体系,应用数据包络分析方法,采用CCR模型、Super-CCR模型,测算1995-2015年间不同时期中国各省区市的投入产出效率,并对其变化趋势及空间分异进行分析。结果表明,全国投入产出效率在波动中呈上升态势,特别是2010年之后投入产出效率提升较明显;2015年,中国区域投入产出效率呈较明显的由东向西、由北向南逐渐降低的空间格局分异。分区域看,东部地区投入产出效率相对最高,其中北京、天津、广东等省市的上升态势明显;东北地区投入产出效率整体偏低,特别是黑龙江的投入产出效率表现为持续下降;中部各省投入产出效率普遍不高,但河南相对较高且2010年较之前提升明显;西部地区投入产出效率的省际差异明显,其中西南各省投入产出效率下降态势较明显。     

基于虚拟城市模型的城市形态对污水系统影响研究

城市形态与污水设施的运行之间关系密切,探讨城市形态对城市内污水设施的影响对解决现有设施存在的水力失效及未来情景应对能力欠佳等问题具有重要价值。因此,论文测算了现阶段中国地级城市的城市形态,设置了城市形态情景和排水情景,使用Kruscal算法进行管网定线、SWMM软件模拟系统性能,构建自上而下的虚拟城市空间与污水系统耦合模型,探索了不同形态城市的污水系统生命周期成本、结构和性能的一般性规律,构建了系统经济性、有效性和适应性指标体系以综合评估城市污水系统。研究发现,在城市人口36.24万、面积35 km²的规模下,污水系统的生命周期成本约为6亿~7亿元。方形、长条形和星形的流速失效比分别为0.55、0.67、0.55,充满度失效比分别为0.35、0.42、0.36。在排水情景改变下,污水量变小时,系统流速失效情况均更为严重,而充满度失效情况均有所改善;当污水量变大时,流速失效情况均有所改善,而充满度失效情况更为严重。分析系统结构特性,发现越分散的污水系统连通性越好,长条形城市的污水系统相较于方形和星形城市更为集中。对指标作相关性分析,发现越分散的污水系统经济性和有效性更好,但适应性更差。从系统经济性和有效性角度出发,方形和星形城市更有利。从污水系统适应性角度出发,长条形城市优于方形和星形城市,结合2010—2015年的城市形态分析,长条→长条(变化前后城市形态均为长条形,以此类推)、星形→长条、方形→长条的86个城市的城市发展方向不够合理,各城市在未来扩建或新建规划中应在因地制宜基础上考虑内部污水设施,选择合理的城市形态。     

世界能源贸易网络的演化特征与能源竞合关系

详尽地探讨全球能源贸易网络的演化特征及国际贸易的竞合关系,可为中国能源贸易政策的制定提供科学支撑。论文运用复杂网络方法,从整体格局出发研究了世界能源贸易网络的演化特征,并重点从供给与需求两方面分析了贸易集团演化与供需大国的能源竞合关系。研究结果表明：20世纪90年代以来,世界能源贸易关系不断趋于复杂化。近年来,能源贸易主体数量基本保持稳定,当前占世界总数近80%的国家/地区均参与能源贸易;世界能源贸易网络同时具有小世界特性与无标度特性;世界能源的进出口格局已发生重塑,能源的出口重心逐渐由东亚、中东、澳洲和欧洲转向了东欧、中东、北美、澳洲和西非等地区,进口重心由东亚、西欧和澳洲向北美、东亚和西欧转移;世界能源贸易网络存在四大集团,分别是以美国为首的贸易集团、欧洲-俄罗斯等国家贸易集团、东亚-东南亚贸易集团和澳大利亚-印度-非洲贸易集团等。地理距离、制度差异、历史文化及政治关系等是贸易集团演化的重要原因;贸易集团内,核心国家间的贸易依赖存在着非对称性,能源需求国进口来源的多元化现象更为突出,东亚、东南亚市场是供给国共同争夺的对象。     

空白校正对元素分析仪测定海水中颗粒有机碳结果准确性的影响分析

颗粒有机碳（POC）在海洋生态系统乃至全球碳循环中发挥着重要作用,其准确获取至关重要。目前,元素分析仪测定POC是最准确和常用的分析方法,但取样忽略了水体溶解有机碳（DOC）可能带来的影响。针对空白样品如何获取才能有效去除DOC影响的问题,本文设计比较了5种取样方法对POC测定结果的影响,以及滤膜对数据的影响。结果显示,1）5种样品取样方法所得的结果差异显著,不进行空白校正会对结果产生较大误差;2）文献和本文设计的空白样取样方法均出现了空白值大于样品值的异常情况;3）样品继续抽人工海水100 mL即可有效洗去滤膜上吸附的DOC;4）未过滤的滤膜450℃灼烧5 h后可以有效去除滤膜上吸附的碳,但是存放时间越久滤膜从空气中吸附碳的概率越大。本研究确定的人工海水法可以有效去除DOC对测定结果的影响,样品测定结果重复性、精密度高,可准确用于海水POC样品的测定。     

Biodegradation of petroleum hydrocarbons at low temperature in the presence of the dispersant Corexit 9500

Our study examined the effects of Corexit 9500 and sediment on microbial mineralization of specific aliphatic and aromatic hydrocarbons found in crude oil. We also measured gross mineralization of crude oil, dispersed crude oil and dispersant by a marine microbial consortium in the absence of sediment. When provided as carbon sources, our consortium mineralized Corexit 9500 the most rapidly, followed by fresh oil, and finally weathered oil or dispersed oil. However, mineralization in short term assays favored particular components of crude oil (2-methyl-naphthalene > dodecane > phenanthrene > hexadecane > pyrene) and was not affected by addition of nutrients or sediment (high sand, low organic carbon). Adding dispersant inhibited hexadecane and phenanthrene mineralization but did not affect dodecane and 2-methyl-naphthalene mineralization. Thus, the effect of dispersant on biodegradation of a specific hydrocarbon was not predictable by class. The results were consistent for both high and low oiling experiments and for both fresh and weathered oil. Overall, our results indicate that environmental use of Corexit 9500 could result in either increases or decreases in the toxicity of residual oil through selective microbial mineralization of hydrocarbons.     

Effects of chitin on microbial emulsification, mineralization potential, and toxicity of bunker C fuel oil

Bunker C, one of the most frequently spilled petroleum products in the US, is difficult to remove from oiled surfaces and is relatively recalcitrant to biodegradation; therefore, emulsification and biodegradability must be optimized before bioremediation can be considered a viable treatment option. Sand from a freshly oiled beach near Dutch Harbor, Alaska, was incubated at 10 degrees C with nutrients (Bushnell-Haas (BH)) or nutrients with crab shell chitin (BH-C). BH-C amendment resulted in greater numbers of bunker C emulsifiers and greater mineralization potentials for hexadecane, phenanthrene, and fluorene than with BH only. Compared to BH alone, mineralization potentials for bunker C also were higher in BH-C, with an estimated 8% of fuel oil mineralized after 6 weeks. Microbially emulsified oil was more toxic than in uninoculated controls (p < 0.05) as measured by Microtox assays. However, toxicity was significantly lower in BH-C than BH after 4 and 6 weeks incubation (p < 0.05).     

Measurement of a Peak in the Cosmic Microwave Background Power Spectrum from the North American Test Flight of Boomerang

We describe a measurement of the angular power spectrum of anisotropies in the cosmic microwave background (CMB) at scales of 0&fdg;3 to 5 degrees from the North American test flight of the Boomerang experiment. Boomerang is a balloon-borne telescope with a bolometric receiver designed to map CMB anisotropies on a long-duration balloon flight. During a 6 hr test flight of a prototype system in 1997, we mapped more than 200 deg(2) at high Galactic latitudes in two bands centered at 90 and 150 GHz with a resolution of 26&arcmin; and 16&farcm;5 FWHM, respectively. Analysis of the maps gives a power spectrum with a peak at angular scales of 1 degrees with an amplitude 70 μK(CMB).