南极冰层取心钻探钻井液对雪层影响的模拟研究

深冰层取心钻探是极地科学考察的重要组成部分。在极地勘探取样过程中做到在获得高质量冰岩心样品的同时,将钻井液对极地环境的污染降低到最低程度,对保护极地原生环境具有重要意义。依据南极科学钻探的地层条件,应用Visual Modflow建立了污染物在雪层中的运移模型,在污染物浓度保持恒定时,对钻孔内污染物进行了数值模拟,预测了10年后污染物在雪中污染羽扩散范围。在此基础上,对比分析了不同弥散系数时,雪对污染物弥散的能力。极地科学钻探使用的钻井液粘度通常是水的10倍,随着污染物粘度的增大,其扩散的距离也将相应减少。研究结果为深入开展极地冰层取心钻探钻井液对极地环境影响评价研究奠定了重要的理论与技术基础。     

卫生填埋场防渗层工作性能的数值模型研究

粘土衬垫的防渗性能和吸附阻滞性能对卫生填埋场防渗系统工作性能有着重要影响。通过建立一维对流-弥散模型,分析了渗透系数、扩散系数、入渗强度、吸附能力对渗漏量及衬垫击穿时间的影响。考虑实际工程的复杂性,建立能反映土体分层、土体非均质性、地下水运动及宏观弥散等复杂因素影响的污染物运移二维分析模型,并对各参数的敏感性进行分析。计算结果表明,保持填埋场在低渗滤液水位下运行,对提高衬垫的防渗效果及耐久性有重要意义;受材料本身性质、施工质量等因素的影响,粘土衬垫的渗透系数变异性往往较大,渗透系数提高一个数量级时,衬垫击穿时间显著缩短;渗透系数恒定时,衬垫击穿时间与材料阻滞因子成线性变化关系;地下水分布及运动情况对污染物运移及分布有重要影响,地下水位越低,竖向入渗越明显,入渗区下部土体的吸附性能发挥越充分,到达地下水及下部土体的污染物浓度越低。     

青藏高原持久性有机污染物的研究进展

由于青藏高原特殊的地理条件,对研究持久性有机污染物 (POPs) 的迁移与转化等地球化学过程有着独特的意义。平均海拔高于4 000 m,高山冷凝效应在高原上得到集中体现。大面积的人迹罕至的环境,POPs的分布很少受到人为二次影响。高原地区特有的多冰川的存在,完整地记录了POPs的沉降历史。随着近年来对青藏高原POPs的监测和研究工作的开展,研究者逐渐认识到对高原POPs研究的重要性和认识的不足之处。本研究就目前为止对高原地区POPs的研究现状进行综述,着重介绍对青藏高原不同环境介质中POPs的监测及研究成果,同时总结了高原POPs的物质来源与迁移等研究成果,并根据研究现状提出了展望。     

大变形黏土防渗层中的污染物迁移和转化规律研究

国内湖泊疏浚污染底泥堆场一般以较厚的黏土层作为主要防渗层,由于在上覆底泥作用下黏土层会发生较大的固结变形,因此,在研究黏土防渗层中的污染物运移和转化规律时,应该考虑土体变形的影响。基于Gibson一维大变形固结理论和饱和多孔介质中的污染物对流扩散方程,建立了二者耦合的可变形多孔介质中污染物的运移和转化模型,其中首次考虑了土体自重和生物降解作用的影响。利用所建立模型的数值解,研究了在可变形黏土防渗层中的污染物运移和转化规律,同时分析了模型中不同项和主要参数的作用和影响。研究结果表明,土体大变形对黏土防渗层中污染物的运移有着较复杂的影响,一方面土体变形会加速污染物的运移;另一方面土体固结带来的渗透性减小会增加污染物的穿透时间,二者的不同作用取决于众多的影响因素,如土层厚度和吸附作用等。研究结果对于评估天然黏土防渗层对污染物的阻隔作用有重要的指导意义。     

西安市环境空气质量变化特征及其与气象条件的关系

采用2002-2011年大气污染物的现状监测资料以及同期气象观测资料,分析西安市空气污染的时空分布特征及其与气象条件的关系,并探讨了空气质量为优及轻微污染以上的天气事件对应的高空典型环流形势,研究污染成因及污染物传输规律。结果表明：西安市污染较为严重的污染物为PM₁₀,较大浓度值出现在冬季采暖期,雨水能够对污染物起到有效的湿清除作用,且空气质量状况具有明显的延续性,天气系统具有延续性是造成空气质量的延续性的可能原因;逆温的存在、最大混合层高度的降低造成大气层结稳定,风速较小,阻碍空气的对流运动,使污染物在垂直方向上的扩散能力很弱,不利于污染物扩散,易造成环境空气质量下降引起空气污染的发生。     

1980—2008年莱州湾主要污染物的时空变化

莱州湾水质受河流入海、生活排污和养殖业等多方面影响,污染问题日益突出而备受关注。论文以1980—2008年间相关文献和监测数据为基础,研究了莱州湾主要污染物———无机氮、无机磷、COD浓度的变化趋势,并用网格化方法还原文献数据讨论污染物的区域分布特征。结果表明:莱州湾无机氮丰水期与枯水期浓度比1.26,无机磷1.07,COD 1.06,污染物主要是由陆源向海输运产生。无机氮是莱州湾的主要污染物,1990年代无机氮的年均浓度是1980年代的3.2倍,2001—2008年又增加了38%,2004年以来超出三类水质标准。NH4-N在1990年代之后占DIN比例由70%～85%下降到20%左右。无机磷、COD浓度近15a来保持在一类水质,但无机磷有潜在上升趋势。从区域分布看,第1区块受黄河口、小清河口影响是无机氮、无机磷的高值区。第2、3区块水质较好,而第4区块的无机氮、无机磷浓度自2004年之后已远远超过第1区块,莱州湾的主要污染源有黄河口向湾底诸河口转移的趋势,应引起重视。第4区块始终是COD的相对高值区。     

葫芦岛市空气质量分析及其与暴雨的关系

针对暴雨对空气质量的影响的问题,结合葫芦岛市环境监测中心站2010年市区空气质量逐日监测资料与葫芦岛市气象局气象观测资料,采用空气污染指数和空气质量指数法,分析了葫芦岛市空气质量时间分布特征及其与暴雨的关系。结果表明,在影响葫芦岛市空气质量的主要3种污染物——二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)和可吸入颗粒物(PM10)中PM10为首要污染物;3种污染物变化趋势基本一致,都是夏季污染最轻,冬季污染最重,春秋两季居中;暴雨与污染物浓度变化有着密切的关系,4次暴雨过程所在日3种污染物浓度都较低,且在强降水过后第一天污染物浓度继续降低。     

能源计量器具的检定与管理

能源计量与节能减排、能源统计、能源利用是能源管理工作的基础,而能源计量器具是完成这一基础工作的必备手段。怎样科学合理地配备能源计量器具并能准确可靠地提供能源计量数据,则需计量技术机构进一步加强能源计量器具的检定与管理。     

渤海滩涂湿地沉积物胶体对石油污染物的吸附特征

为了研究滩涂湿地沉积物胶体对石油污染物的吸附作用,根据渤海天津段滩涂湿地沉积物的结构和组成,选择代表性沉积物提取胶体,对胶体的粒径、ζ电位、电泳淌度进行了表征,系统测定胶体对可溶性油吸附的动力学曲线和吸附等温线。结果表明,滩涂湿地沉积物胶体平均粒径为345.04nm;ζ电位、淌度中值分别为-0.47mV、-0.03μs-1V-1cm;交换吸附动力学模式适用于滩涂沉积物胶体对可溶性油的吸附作用,其吸附平衡时间约为20~24h,胶体对可溶性油吸附速率常数为9.434L/(g·h);胶体对可溶性油的等温吸附线为直线型,当水相中石油烃浓度低于某一值时,胶体不但不吸附溶液中的石油烃,反而使胶体中的残留石油烃释放出来。     

半横向通风方式隧道内污染物分布的数值仿真

某城市公路隧道采用半横向通风方式进行火灾排烟,其排风孔位于隧道侧壁顶部。针对该城市公路隧道,运用CFD数值仿真方法建立1：1的三维数值仿真模型,模拟不同工况下,开启不同形状排风孔时,隧道内的风速、风压以及污染物浓度的分布情况。研究表明,排风孔所在位置的隧道横断面上,形成一个左侧区域负压较高、压强变化梯度大而右侧区域负压较小的＂排风横断面＂;随着排风孔开口高度的增加,排风横断面上负压分布向右侧扩大,右侧区域风速增加,有利于右侧区域内污染物的稀释,而左侧区域竖直方向风速减小,左下角区域风流方向紊乱,左侧区域污染物不能得到有效稀释,浓度较高。