基于广义隐马尔可夫模型的PM_(2.5)浓度预测

近年来,以PM2.5为主要污染物的重霾污染事件频频发生,给我国国民经济和居民健康造成了严重损失。在空气质量尚未得到根本性改善的情况下,对重霾污染的准确预警不仅能使公众合理回避污染危害,还能为政府实施应急管理提供时间裕量。针对影响PM2.5浓度的前体物及气象因素的非高斯分布特点以及传统隐马尔可夫模型(hidden Markov model,HMM)必须已知隐含状态个数的缺点,采用广义隐马尔可夫模型(generalized hidden Markov model,GHMM)对北京市除去定陵外的11个国控站点2013年1月~2017年1月的PM2.5浓度进行了预测。结果表明:GHMM对严重污染及以上PM2.5样本浓度预测准确率显著高于传统连续HMM,但针对中度污染及以下PM2.5样本浓度的预测准确率接近传统HMM。     

基于深度时间序列特征融合的西安市2015—2020年供暖季雾霾重污染过程预警

为准确预测雾霾重污染演变过程，本文提出深度时间序列特征融合模型（long short-term memory and multivariate linear regression，LSTM-MLR）并对西安市PM_2.5浓度进行了临近预测。该模型利用不同超参数长短期记忆网络（long short-term memory，LSTM）提取PM_2.5前体和气象因素时间序列中的深度特征；采用多元线性回归（multivariate linear regression，MLR）形式融合LSTM单元输出的深度时间序列特征，最终输出PM_2.5浓度预测值。为评估模型性能，采用西安市2015年1月至2020年3月采暖季数据进行建模并计算未来3h、6h、12h、24h的PM_2.5浓度预测精度。结果表明：LSTM-MLR模型对雾霾严重污染样本的准确预测率分别为94.12%、85.29%、77.57%和51.10%，显著高于随机森林（random forest，RF）、支持向量回归（support vector regression，SVR）、MLR、单变量LSTM（LSTM_PM_2.5）、多变量LSTM（M_LSTM）和LSTM-RF（long short-term memory and random forest）；融合系数显示当前PM_2.5浓度对未来PM_2.5浓度的影响随预测步长的增加从80.89%（t+3）急剧降低至16.34%（t+24），前体浓度影响力从5.23%（t+3）上升至29.43%（t+24），说明提前控制前体物排放强度对雾霾重污染事件消峰降速效果具有显著影响。     

“乌昌石”区域PM2.5污染特征及其与气象要素的关系

基于2015～2020年“乌昌石”区域PM_2.5逐时监测数据及气象资料，分析了区域内PM_2.5污染特征及其与气象要素的关系。结果表明：2015～2020年“乌昌石”区域PM_2.5年均浓度介于53.61～65.31μg/m³之间，2017年后区域PM_2.5污染得以明显改善，但2020年仍高于国家标准限值，4城市PM_2.5年均浓度呈西低东高的分布特征。6年4城市PM_2.5日均浓度总污染天数比例为24.40%，以轻度污染和重度污染天数为主，不同城市PM_2.5污染等级天数比例差异较大，且主要出现在秋冬季，五家渠和石河子的污染较乌鲁木齐和昌吉更严重。“乌昌石”区域风速、气温、日照时数和降水量与PM_2.5浓度呈极显著负相关，湿度和气压与其呈极显著正相关。研究显示，“乌昌石”区域PM_2.5污染改善显著，但重度污染尚未消除，构建PM_2.5污染发生时的气象要素数据库...     

安徽省大气细颗粒物污染特征及来源解析

基于2015-2020年安徽省空气质量监测和PM_2.5化学组分等逐小时数据，分析了安徽省颗粒物污染特征和污染来源。结果表明，2015-2020年期间全省呈现PM_2.5日均浓度低值日增多、高值日减少的趋势，其中浓度高值主要分布在秋冬季和春末夏初，局部短期污染和区域重污染过程显著，逐步向PM_2.5与O₃复合污染类型转变。2020年全省PM_2.5化学组分中占比较高的三个组分为有机物(28.2%)、硝酸盐(21.6%)和硫酸盐(12.1%)。PMF结果表明，安徽省PM_2.5最主要的来源是二次硝酸盐，其占比范围在26.3%～38.3%之间，其次为二次硫酸盐、燃煤、工业排放和机动车排放。     

深圳宝安国际机场大气污染物排放清单与扩散模拟研究

2018年深圳宝安国际机场CO、NO_x、PM_2.5、PM₁₀、HC的排放总量分别为1937.11吨、2922.30吨、333.96吨、1228.74吨、429.26吨，其中飞机发动机本身CO、NO_x、PM_2.5、PM₁₀、HC的单位排放量分别为45.9吨/万架次、74.5吨/万架次、2.6吨/万架次、2.7吨/万架次、6.2吨/万架次。利用AERMOD模型模拟得出，2018年深圳宝安国际机场排放的PM_2.5、PM₁₀对西乡监测站的年均贡献浓度分别为0.9μg/m³、1.4μg/m³，约占西乡监测站2018年实际监测浓度的2.9%、3.5%，其中机场对西乡监测站PM_2.5的贡献中二次贡献约占81.6%。针对深圳宝安国际机场颗粒物污染，应重点关注施工和裸露土地扬尘以及非道路移动机械等管控；针对深圳宝安国际机场臭氧污染，应重点加强飞机辅助动力装置、油库及...     

潮州市城区大气颗粒物的移动监测与分析

2020年9月、10月和11月利用车载Sniffer4D灵嗅大气移动监测设备对潮州市城区的大气颗粒物进行移动监测，分析了颗粒物的时空变化情况。结果表明，潮州市城区的PM_2.5日均浓度范围是15.80～60.80μg/m³,与潮州市国控站点相比偏高，但变化趋势基本一致；PM_1.0、PM_2.5和PM₁₀三者的日均浓度变化趋势高度相似，PM_1.0/PM_2.5比值在66%-74%之间，PM_2.5/PM₁₀比值在86%以上；城区PM_2.5的空间分布差异显著，路口、小巷子、施工区域、南堤路和绿榕南路等机动车车流多的地方，PM_2.5的浓度普遍偏高。     

化学团聚促进电除尘脱除PM2.5的实验研究

燃煤排放细颗粒物是大气环境PM_2.5增加的重要来源。采用燃煤热态实验系统,进行了在电除尘器入口烟气添加化学团聚剂以及协同脱硫废水蒸发处理促进电除尘脱除PM_2.5的实验研究。实验考察了团聚剂添加前后PM_2.5浓度及其粒度分布的变化,以及团聚剂浓度、添加点烟温、团聚剂溶液pH、烟气量、雾滴粒径等对PM_2.5脱除效果的影响。结果表明,添加化学团聚液后,通过润湿作用、液桥力和吸附架桥作用可增强PM_2.5之间的接触并促进团聚长大,PM_2.5增大到原先的4倍左右,典型工况下电除尘器出口PM_2.5浓度降低40%以上。增加团聚液浓度可促进PM_2.5的脱除;适当降低团聚液pH有利于PM_2.5的团聚。喷脱硫废水,电除尘器出口PM_2.5浓度变化不大,加团聚剂后出口细颗粒物浓度降低。     

阜新市城市空气污染特征及原因分析

依据2021年空气质量监测数据，对阜新市城区空气质量污染时间特征、空间分布特征、气象特征及污染原因进行了分析。PM_2.5、PM₁₀和O₃为阜新市城市空气质量主要污染物，PM_2.5污染主要发生在取暖期，早、晚时段污染相对突出，主要来源于本地低空面源排放。PM₁₀污染主要发生在取暖期和春季，污染主要来自煤和生物质燃烧、外来输入沙尘影响以及本地大风扬尘。O₃污染主要发生在春季和夏季，污染来源有待利用技术手段进一步确定。     

城市主干道夏季大气颗粒物日变化规律研究——以南宁市为例

以南宁市种植有茂密林带的主干道路为研究对象，对空气中PM_0.5、PM_1.0、PM_2.5、PM₁₀、TSP等的质量浓度随时间变化的规律进行了研究，结果表明：PM_0.5、PM_1.0质量浓度的日变化趋势基本相同，主要受绿色植物生理活动的影响，最高值都出现在凌晨4∶00,最低值则都出现在下午18∶00;PM_2.5质量浓度的高值出现在4∶00和8∶00;PM₁₀、TSP质量浓度的日变化趋势基本相同，变化曲线呈现双波峰的变化趋势，自由沉降在PM₁₀、TSP的除去中占主导地位，绿色植物生理活动的影响较弱，PM₁₀质量浓度的高值出现在8∶00和22∶00,TSP质量浓度的高值出现在10∶00和22∶00。     

湿法脱硫装置对燃煤锅炉PM2.5排放特征的影响

采用二级稀释采样方法对1台电厂煤粉炉、1台电厂CFB锅炉和2台工业层燃炉配备的WFGD前后烟气中PM_2.5进行现场采样。采用ELPI分析PM_2.5的数量及质量浓度粒径分布;通过SEM分析PM_2.5的显微结构,通过XRF、ICP-OES和离子色谱法分别对PM_2.5中次量、痕量元素及水溶性离子含量进行测定。研究结果表明,相比于WFGD前,煤粉炉和CFB锅炉WFGD后PM_2.5质量浓度减少,而层燃炉WFGD后PM_2.5质量浓度增加。WFGD后PM_2.5中存在大量块状、层状、片状、细小柱状和球形颗粒聚合体的结构,浆液成分及脱硫产物的附着会使PM_2.5的外观形貌特征发生显著变化。脱硫后由于脱硫浆液的参与,PM_2.5中Ca、S及相应Ca²⁺、SO₄^2-含量显著增加,Si和Al的含量下降;气相的As、Se和Hg也会发生不同的化学变化从而进入PM_2.5。湿法脱硫过程中浆液会捕集烟气中颗粒物,但脱硫浆液成分及脱硫产物会经由干化作用直接形成颗粒或与原有颗粒经碰撞聚合形成新颗粒。     

无氟无铵铝合金表面预处理新工艺

针对铝合金表面预处理过程存在污染严重、水耗高等问题,研究开发无氟无铵铝合金表面预处理新工艺。考察了碱性药剂配方组成及浓度、温度和时间对铝耗和铝合金表面形貌的影响,并通过正交实验确定了新工艺的优化方案。研究结果表明,经过“预处理-中和”两个步骤,铝合金表面平整、起砂细腻,铝耗仅为 2.0%。新工艺起砂效果优于传统碱蚀工艺,与传统酸蚀工艺细腻砂面相近。新工艺铝耗比传统碱蚀工艺降低约71%,与传统酸蚀工艺相近。新工艺操作时间比传统碱蚀工艺和酸蚀工艺分别缩短了23%和31%。最佳药剂配方为Na₂CO₃（80 g·L^-1）, NaOH（8 g·L^-1）,Na₂SO₄（25 g·L^-1）, Na₃PO₄（20 g·L^-1）, SDS（0.6 g·L^-1）, 甘油（5 g·L^-1）。 最佳操作条件为55℃和10 min。新工艺不仅从工艺源头消除了氟和氨氮污染,还实现了除油-起砂-去机械纹等多功能一体化集成。具有低污染、低铝耗、低水耗、短流程、高效率等优点,兼具环境友好和资源节约等优势。     

化学团聚促进电除尘脱除烟气中PM2.5和SO3

化学团聚技术是实现燃煤烟气超净排放的有效技术之一,采用燃煤热态实验系统,分析探讨化学团聚技术促进电除尘对PM_2.5和SO₃的脱除作用,考察了化学团聚剂添加前后细颗粒化学组分及粒径的变化,以及化学团聚室、电除尘出口PM_2.5和SO₃浓度变化,并分析促进PM_2.5和SO₃脱除的机理。结果表明：喷入化学团聚剂后,细颗粒粒径峰值由0.1 μm增大到3 μm左右,细颗粒化学组分基本保持不变;电除尘出口细颗粒物数量浓度由5.8×104 cm^-3降低到3.2×104 cm^-3,电除尘效率提高45%;烟气SO₃浓度由40 mg·m^-3提高到100 mg·m^-3时,单一化学团聚对SO₃的脱除效率由42%提高到68%,协同电除尘SO₃脱除效率由66%提高到86%。     

氨缓冲体系强化高纯重质碳酸锰的制备

以碳酸钠和高纯硫酸锰为原料,通过共沉淀法在氨缓冲溶液中制备高纯重质碳酸锰。当硫酸锰和碳酸钠溶液浓度都为1.5 mol·L^-1、碳酸钠过量系数为110%、溶液pH为8.5、温度为50℃、滴加速率为120 ml·h^-1时,得到的碳酸锰视密度达1.67 g·cm^-3,振实密度达2.15 g·cm^-3。氨缓冲体系增加了溶液的稳定性,抑制了溶液中氢氧化锰和偏氢氧化锰的生成,制备出的高密度碳酸锰形貌趋于球形,粒径分布均匀,D₅₀平均大小为30.32 μm。以本研究制备的碳酸锰为锰原料焙烧得到的四氧化三锰松装密度为1.09 g·cm^-3,振实密度为2.18 g·cm^-3,锰的含量可达71.85%。     

内聚甲醇固定化硫酸盐还原菌小球去除硫酸盐和铬

Cr~(6+)和SO_4~(2-)对生态环境构成严重威胁,制备内聚甲醇为营养源的固定化硫酸盐还原菌小球处理初始Cr~(6+)浓度为100 mg·L-1和初始SO_4~(2-)浓度为200 mg·L-1的废水,探讨内聚甲醇固定化硫酸盐还原菌小球处理含Cr~(6+)和SO_4~(2-)的效果。结果表明,内聚甲醇为营养源的固定化硫酸盐还原菌小球对废水中Cr~(6+)和SO_4~(2-)具有较好的去除效果,对Cr~(6+)和SO_4~(2-)的最大去除量分别达到301.20μg·g-1和1 284.89μg·g-1。SEM分析表明,硫酸盐还原和吸附在其中发挥了重要作用,Cr~(6+)和SO_4~(2-)去除率最高达99.40%和97.49%。内聚甲醇的固定化硫酸盐还原菌小球是一种良好的处理含Cr~(6+)和SO_4~(2-)废水的新型生物吸附剂。     

UV/O3工艺去除甲基叔丁基醚过程中BrO3-的产生与控制

引言臭氧用于饮用水处理已有悠久的历史,可有效去除色度和浊度,除异味,降解有机污染物和提高可生物降解性能。由于臭氧在紫外的激发下产生氧化能力更强的羟基自由基(·OH),该氧化剂与许多物质的反应速率常数在108～1010之间,因此,臭氧与紫外的联合作用能够迅速降解多种持久性有机物。面对水源地中出现的种类繁多的持久性有机物,UV/O3工艺受到了越来越多的关注。     

Structure and properties of forming adsorbents prepared from different particle sizes of coal fly ash

In this paper, different particle sizes of coal fly ash FA-R (D50=15.75μm), FA-A (D50=3.61μm) and FA-B (D50=1.73μm) were treated with NaOH solution to prepare the forming adsorbents FFA-R, FFA-A and FF...     

自产气气提与纤维床反应器耦合发酵生产丁醇

采用发酵产物中的二氧化碳（CO₂）和氢气（H₂）作为循环气提气源,对丙酮丁醇梭菌（Clostridium acetobutylicum CGMCC 5234）发酵产物进行原位气提,实现丙酮、丁醇和乙醇混合物（ABE）的连续纤维床固定化发酵生产。连续发酵实验进行了12批次共309 h,总溶剂ABE当量浓度为133.3 g·L^-1（其中丁醇 83.5 g·L^-1,丙酮38.4 g·L^-1,乙醇11.4 g·L^-1）,葡萄糖消耗率为1.29 g·（L·h） ^-1,总溶剂ABE产率为0.431 g·（L·h） ^-1,转化率为0.333 g·g^-1,其中丁醇产率为0.270 g·（L·h） ^-1,转化率为 0.209 g·g^-1,发酵液中丁醇浓度控制在8～12 g·L^-1,显著优于游离发酵的结果。气提提取之后冷凝的ABE溶液出现分层现象,其中丁醇相丁醇浓度高达603.7 g·L^-1,极大地减缓后续分离提纯的负担。结果表明,自产气循环气提与纤维床固定化耦合连续发酵生产ABE（特别是丁醇）的工艺具有可行性和竞争力。     

含硫酸亚铁废溶液的生物氧化过程中氮源对溶解性Fe（Ⅲ）生成量的影响

利用嗜酸性氧化亚铁硫杆菌将含硫酸亚铁废溶液中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺后用于脱除H₂S,同时实现了含硫酸亚铁废溶液的循环利用和H₂S的脱除。而溶解性Fe³⁺较高的生成量是保证该处理系统连续高效运行的关键因素。但在充足氮源和K⁺条件下大量Fe³⁺以黄铁矾沉淀形式存在。因此,本文通过控制氮源种类及投加浓度,减少沉淀生成,增大溶解性Fe³⁺生成量,以期提高H₂S的去除效率。结果表明（NH₄）₂HPO₄可替代以往研究中的（NH₄）₂SO₄作为氮源,确定适宜菌体生长的氮源浓度范围为0.33～1 g·L^-1。在1 g·L^-1 （NH₄）₂HPO₄条件下细菌生长无明显停滞期、Fe²⁺平均氧化速率为0.221～0.229 g·（L·h） ^-1,Fe³⁺生成量为7.62～7.72 g·L^-1,沉淀量为1.17 g·L^-1,因此确定（NH₄）₂HPO₄为1 g·L^-1时最能保证H₂S的脱除效率。为降低工艺成本,最低可采用0.33 g·L^-1为运行浓度。该优化方案不仅保证了菌体的Fe²⁺氧化活性,而且有效地减少了菌体培养过程中沉淀的产生,获得了较高的Fe³⁺生成量和增速,为使用含硫酸亚铁废溶液处理H₂S的工艺条件优化提供了依据。     

尾油循环的煤焦油加氢实验研究

利用小型固定床加氢实验装置,将煤焦油和其加氢后的尾油混合,在温度(360~420)℃、压力(13~15)MPa、氢油体积比(1 500~1 700)∶1和液体体积空速0.25 h-1条件下进行加氢处理,所得产品切割得到的汽油馏分、柴油馏分和尾油馏分,分别占产物质量的16.12%、78.83%和5.05%,且产品中硫、氮含量很低,汽油中硫含量16.7μg·g~(-1),氮含量36μg·g~(-1),柴油中硫含量102.6μg·g~(-1),氮含量97μg·g~(-1),可用作清洁燃料。结果表明,尾油循环在煤焦油加氢过程中对煤焦油具有稀释作用,不仅减轻了设备负荷,同时也可以提高汽油和柴油收率。因此,以煤焦油加氢尾油循环加氢是一种高效、绿色环保制备燃料油的方法。