合肥董铺水库大气VOCs成分变化特征及源解析

利用固相微萃取-气相色谱质谱法(SPME/GC-MS)对合肥市董铺水库监测站大气挥发性有机物（volatile organic compounds, VOCs）进行了连续检测,研究了一定时间内该地区大气VOCs的组成及变化特征。研究结果表明该地区VOCs主要由苯系物、醛酮类和烷烃构成。并用PCA/APCS（principal component analysis /absolute principal component scores）受体模型对大气中VOCs的来源进行了分析。结果表明该地区大气中VOCs主要有4个来源,分别为机动车排放源、化学试剂源、工业生产源和医用酒精挥发源,其贡献率依次为38.9%、49.48%、8.13%和3.49%。     

南通市臭氧浓度特征及气象因素影响分析

利用2017―2020年南通市国控点的逐时臭氧(O₃)浓度监测资料和同期的南通市国家基本气象站的逐时气象资料,分析了南通市O₃污染的年际变化、月变化、日变化以及O₃污染特征与气象因素的关系。研究结果表明：(1) O₃浓度季节变化幅度表现为夏季>春季>秋季>冬季,日变化呈现出单峰特征,通常在上午06:00―07:00出现最低值,而在15:00左右出现最高值;(2) O₃浓度与温度呈正相关,与相对湿度呈负相关,当温度大于20℃,相对湿度在30%～50%之间,风速处于0～4 m/s之间时,O3浓度较高,容易出现超标的情况。     

湘潭市PM2.5 中二次水溶性无机离子及其 气态前体物的污染特征

2013年12月3日至2014年1月14日, 在湘潭市2个功能区(交通、商业、居民区和工业区) 采样点对大气PM2.5进行了采集, 并同步采集了SO₂、NO₂; 进而利用离子色谱法对PM2.5中二次水溶性无机离子(SO₄²⁻、NO₃⁻ 和 NH₄⁺ ) 的浓度进行测试分析。通过分析不同空气质量级别下硫、氮氧化速率(SOR 和 NOR) , 探讨了PM2.5中硫酸盐和硝酸盐的来源、形成机制和影响因素等。结果表明, 采样期间湘潭市PM2.5及其二次水溶性无机离子(SO₄²⁻、NO₃⁻ 和 NH₄⁺ ) 的质量浓度分别为148.34、56.19 g/m3, 其中 SO₄²⁻、NO₃⁻ 和 NH₄⁺分别占PM2.5 浓度的15.26%、14.06% 和8.57%, 三者累计值占PM2.5质量浓度的37.88%。随着PM2.5 浓度增加, 二次水溶性无机离子及其气态前体物SO₂、NO₂ 的浓度也逐渐增加, 且“重度”污染时SO₄²⁻、NO₃⁻ 和 NH₄⁺ 浓度较“良”时分别上升了1.93、2.41、2.03倍。不同空气质量级别下PM2.5中的SO₄²⁻、NO₃⁻ 主要以NH₄NO₃ 和(NH₄)₂SO₄ 的形式存在, 但在“轻度”和“ 中度”污染时可能存在其它的硫酸盐和硝酸盐。采样期间SOR 和NOR 的平均值分别为0.18和0.17, 不同污染级别下二者均在0.15 以上(大于0.1), 表明湘潭市PM2.5中的硫酸盐和硝酸盐主要是经转化形成的二次污染物。大气PM2.5中NO₃⁻ /SO₄²⁻ 为0.89, 不同空气质量级别下二者比值分别为0.78、0.99、0.82、0.97(均小于1), 表明湘潭市冬季PM2.5污染以燃煤源排放为主。     

新风量对室内VOCs浓度分布影响的模拟分析

本文分析了影响室内空气品质的污染物VOCs(挥发性有机化合物)的来源及危害，介绍了对其进行控制的几种方法，并用数值模拟的方法研究了新风量对室内VOCs浓度的影响。     

利用SOF-FTIR技术监测化工厂区VOCs排放

易挥发有机化合物(VOCs)的来源广泛且参与大气光化学反应,是光化学污染物的主要前体物,也是影响城市和区域大气质量的重要污染物,工业生产过程中多点源、面源和无组织源排放的VOCs是其重要来源。对于多点源、无组织排放源,其所包含的各种污染排放情况复杂且存在较多未知因素,一直缺乏便捷和快速的监测手段。利用车载掩日法通量遥测技术(SOF-FTIR),以太阳直射光的红外辐射作为接收光源,快速扫描工厂污染区域并进行实时的气体泄漏监测,具有结构轻便、便于移动测量、可进行多组分、低浓度、远距离遥测等优点。实验分析表明,该方法可快速大范围地对化工厂区的VOCs排放进行监测并给出其时空分布情况,可为试验地区相关的环保决策提供有效的数据支持。     

基于AIRS卫星的全球和东亚地区CO2时空特征分析

利用2002年12月到2016年11月的大气红外探测仪(Atmospheric infrared sounder, AIRS)卫星观测资料,分析了全球 和东亚地区(70~140^。E, 10~55^。N)CO₂浓度的时空变化和季节分布特征,并与地面观测 资料进行了对比。结果表明: 1) AIRS反演的CO₂资料与地表观测资料相关系数均在0.9以上,且年均值相对误差均 在1%以内。2)全球CO₂年平均浓度从2003年的375.16 ml/m³增加到2016年的401.24 ml/m³, 年平均增长率约2.01 ml/m³;同期,东亚地区CO₂平均浓度从2003年的375.13 ml/m³增加 到2016年的402.22 ml/m³,年增长率约为2.08 ml/m³,高于全球的年平均增长率。 在2010~2016年,北半球大部分地区CO₂浓度增长率低于2003~2009年的增长率。CO₂增幅较明显 的区域位于北半球高纬度地区如中西伯利亚和格陵兰岛等地上空。3)CO₂分布存在明显的区域性,高值区主要位于 北半球的中高纬度地区;低值区主要位于青藏高原上空。在南半球,CO₂浓度的高值区主要位于南美洲中纬度地区; 低值区主要出现在低纬度(0~20^。S, 50^。W~5^。E)的大西洋上空。在对流层中低层(4~6 km), AIRS反演的CO₂浓度的季节变化特征准确性较高,特别在冬季,北半球大部分地区的CO₂浓度随着时间 变化呈现先减小后增加的趋势。4)在东亚地区,CO₂高值区位于中国北方地区,呈带状分布。     

基于LIF方法对柴油车尾气羟基总反应性测量（封面文章）

基于激光诱导荧光原理搭建了用于机动车尾气测量的羟基(OH) 自由基总反应性直接测量系统(LP-LIF-k_OH), 并开展了典型柴油车尾气的转鼓测试, 获得了不同排放水平下重型柴油车尾气OH 自由基总反应性的特征。该系统使用中心波长为266 nm的紫外脉冲激光在流动管中光解臭氧产生过量OH 自由基, 使其与采样进入流动管中的活性气体反应发生浓度衰减; 利用中心波长为308 nm 的脉冲激光作为激发光, OH 自由基吸收激发激光能量后释放荧光光子信号, 利用激光诱导荧光技术记录OH 自由基衰减曲线对衰减过程进行测量; 而通过对衰减曲线进行指数拟合, 即可获得采样气的OH 自由基总反应性(k_OH)。在柴油车尾气中的活性有机物闭合测量实验中, 对国三与国五的柴油车尾气进行k_OH 的测量, 发现柴油车尾气k_OH 的值随着国家排放标准的升高而降低, 不同车辆的k_OH 差别较大, 同一车辆冷启动测得的k_OH 值大于热启动测得的k_OH 值。kOH 的主要贡献来自氮氧化物(55%)、一氧化碳(2%) 和一次排放的挥发性有机物(34%)。最后初步建立了一种利用k_OH 估算柴油车尾气碳氢化合物(HC) 排放因子的方法。     

利用近邻因子提高二氧化氮遥感反演浓度的精精度度——基于随机森林算法

NO₂是损害健康和破坏生态的主要大气污染物。本文基于NASA提供的Aura OMI遥感反演NO₂浓度,利用采样点8 km内的经济、人口、路网和坡度数据,以及气象、植被和高程的点值数据,采用随机森林算法、地理加权回归(GWR)和多尺度GWR方法提高NO₂浓度的预测精度。NASA原浓度R²为0.48,以上三种模型把交叉验证R²分别提高到0.74、0.71和0.70,其中随机森林算法的精度最高,该算法的均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)分别只有6.4μg/m³和4.98μg/m³,且其速度远快于多尺度GWR,预测精度也高于大部分现有的同等范围研究。在浓度修正方面,局部化经济人口路网因子对预测精度提高的贡献至少为11.24%。此外,基于随机森林算法还给出全国县级城市NO₂浓度估计值的分布图。     

基于SSA-LSTM模型的空气质量预测研究

为提高PM_2.5浓度的预测精度,提出了一种结合麻雀搜索算法(SSA)和长短期记忆神经网络(LSTM)的组合预测模型。以2023年5月至8月期间长沙市PM_2.5浓度数据为基础,构建了SSA-LSTM模型并与其他模型进行了对比实验。实验结果显示,SSA-LSTM模型的预测结果在拟合优度(R²)上相较于单一LSTM、PSO-LSTM和WOA-LSTM模型分别提升了45.93%、31.55%、19.12%,同样在均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)的结果上也表现更优,表明该模型在PM_2.5浓度预测方面具有高准确性和有效性,可为制定PM_2.5相关预防措施提供一定的参考价值。     

白光LEDs用(Ba/Sr/Ca)2.9Ce(PO4)3:0.1Eu2+的发光特性

采用高温固相法制备了(Ba/Sr/Ca)_2.9Ce(PO₄)₃:0.1Eu²⁺系列荧光粉,研究了材料的发光特性。在400 nm光激发下,增大x值,Ba_2.9-xSr_xCe(PO₄)₃:0.1Eu²⁺的主发射峰由515 nm红移至540 nm,色坐标从(0.312,0.607)变到(0.376,0.580);随着y值的增大,Ba_2.9-yCa_yCe(PO₄)₃:0.1Eu²⁺的主发射峰由515 nm红移到553 nm,色坐标从(0.312,0.607)变到(0.427,0.535),随z值的增大,Sr_2.9-zCa_zCe(PO₄)₃:0.1Eu²⁺的主发射峰值由540 nm红移...     

基于吸附管采样/冷阱聚焦方法的环境大气VOCs富集系统研究

研制出一种基于吸附管采样/冷阱聚焦方法的环境大气挥发性有机物(Volatile organic compounds, VOCs)富集 系统。环境大气中的VOCs先被吸附管采样,之后转移聚焦至冷阱中,冷阱热解析后VOCs随高纯载气进入GC-FID系 统中。使用标准气体(苯、甲苯、乙苯)测定系统性能,实验结果表明:本系统设计的冷阱对于VOCs(苯系物)聚 焦效率达到90%以上,标准样品相对标准偏差均小于3%,线性相关系数均大于0.99。该系统运行稳定,满足对环境 大气的VOCs富集的需求。     

利用SOF-FTIR监测重庆晏家工业区挥发性有机物排放

挥发性有机物(VOCs)是光化学污染物的主要前体物,是影响城市和区域大气质量的重要污染物。工业生产过程中排放的VOCs种类、来源和污染特征复杂,测量中存在许多未知因素,且一直缺乏便捷和快速的监测手段。利用基于太阳直射光的车载太阳掩星傅里叶红外光谱技术(Solar Occultation Flux-FTIR,SOF-FTIR)快速扫描长寿晏家工业区并进行实时VOCs监测,获得其垂直柱浓度,大多浓度最大值位于10~60 ppm·m区间,且该工业区易形成局地污染汇聚。     

基于贝叶斯的大数据模型在大气污染成因分析中的应用

提出了一种基于多维高斯贝叶斯分类算法的复杂系统影响因素的分析方法,并利用大数据方法建立了不同PM_2.5范围的分类模型,结合马氏距离开展了影响因素的关键性分析。以合肥市2013―2018年间的天气与空气质量数据为基础,筛选了PM₁₀、SO₂、NO₂、CO、O₃等8个大气污染的关键影响因素,采用散点矩阵对PM_2.5与这些影响因素的相关性进行了分析。利用高斯贝叶斯分类器建立了基于8个主要参量的PM_2.5大气污染分析模型,研究发现,PM_2.5与CO浓度具有较强的正相关性,对NO₂具有选择性,与O₃具有负相关性,而CO与SO₂对PM2.5的产生存在某种竞争机制。     

低人员密度条件下臭氧诱发室内复合污染特征实验研究

考虑臭氧与人体体表之间的化学反应作用影响下,掌握在低人员密度条件下臭氧诱发室内复合污染的规律是控制臭氧污染和改善室内空气品质的重要前提。针对室内人员密度为0.29人/m~2情况,基于实验研究的方法,对混合、置换和地板孔板3种通风方式下的臭氧和总挥发性有机化合物污染的变化特征规律进行了分析。研究结果表明,在同一种通风模式下污染物浓度与换气次数呈负相关,换气次数的减少会引起污染物浓度的特征规律发生显著变化。同时,总挥发性有机化合物浓度随臭氧浓度变化有明显的跟随性。     

高k栅介质增强型β-Ga2O3 VDMOS器件的单粒子栅穿效应研究

以增强型β-Ga₂O₃ VDMOS器件作为研究对象,利用TCAD选择不同的栅介质材料作为研究变量,观察不同器件的单粒子栅穿效应敏感性。高k介质材料Al₂O₃和HfO₂栅介质器件在源漏电压200 V、栅源电压-10 V的偏置条件下能有效抵御线性能量转移为98 MeV·cm²/mg的重离子攻击,SiO₂栅介质器件则发生了单粒子栅穿效应(Single event gate rupture, SEGR)。采用HfO₂作为栅介质时源漏电流和栅源电流分别下降92%和94%,峰值电场从1.5×10⁷ V/cm下降至2×10⁵ V/cm,避免了SEGR的发生。SEGR发生的原因是沟道处累积了大量的空穴,栅介质中的临界电场超过临界值导致了击穿,而高k栅介质可以有效降低器件敏感区域的碰撞发生率,抑制器件内电子空穴对的进一步生成,降低空穴累积的概率。     

APEC期间京津冀地区NO2浓度的时空变化特征研究

基于臭氧监测仪（ozone monitoring instrument,OMI）数据反演得到了京津冀地区2014年11月北京APEC会议前后5期的NO₂整层柱浓度,结合HYSPLIT4气流后向轨迹模式对NO₂污染物的来源及传输路径进行模拟和分析.研究结果表明:APEC前后京津冀NO₂垂直柱浓度空间分布极不均匀,APEC前高值、中值分别分布于京津周边及南部地区,北部及西北处于低值区;APEC期间高值区集中于京津冀南部地区,呈由南到北递减的趋势;APEC后高值区范围向北扩展到京津地区的中南部.APEC期间除京津冀南部的邢台、邯郸地区NO₂浓度升高外,其他地区NO₂浓度与会前一周相比平均下降42%.气流后向轨迹模式表明APEC前北京地区NO₂污染源主要来自于唐山、天津地区,APEC期间主要来自于俄罗斯、外蒙地区,APEC后主要来自于太原及京津冀西南地区.     

傅里叶红外系统监测大气中温室气体的污染特征

研制了一套90 m的开放光路傅里叶变换红外光谱(OP-FTIR)温室气体分析测量设备，并利用该设备开展了CO₂、CH₄和CO质量浓度的高精度检测。OP-FTIR系统反演CO₂、CH₄和CO的光谱区域分别为2102～2250 cm^-1、2920～3140 cm^-1和2172～2210 cm^-1。以采集到的中红外吸收光谱为反演基准，开展了与Picarro温室气体分析仪的对比测试。选取测量期间10 d的数据，研究了温湿度、风向风速与环境大气中CO₂、CH₄和CO质量浓度的关联度，并详细分析了污染物的日变化特征。实验结果表明：研制的OP-FTIR光谱系统监测温室气体质量浓度具有较高的可靠性；温度、相对湿度、风速和风向对当地污染物质量浓度影响显著；CO₂、CH₄和CO质量浓度的时序变化具有明显的周期性变化趋势。将CO、CH₄质量浓度分别...     

基于OMI及地面监测的贵州省污染气体浓度时空差异研究

贵州省属于典型的喀斯特山区,受地势和气候影响,省内不同区域污染气体浓度具有明显的时空差异。因此,利用交互式数据语言(IDL)+遥感图像处理平台ENVI、地理信息系统软件Arc GIS等,基于臭氧层监测仪(OMI)的L3 V003柱浓度数据和地面环境监测站数据,从时间和空间两个方面在区域尺度上评估分析了贵州省3种主要污染气体的浓度变化差异和时空演变特征。结果表明：(1) 2019年,贵州省二氧化氮(NO₂)、二氧化硫(SO₂)、臭氧(O₃)柱浓度较2005年呈下降趋势,且两种方法监测的NO₂、SO₂季节特征均表现为“秋冬高、春夏低”,受太阳辐射和天气过程影响,两种方法监测的O₃均表现为“春夏高、秋冬低”的季节特征;(2)对比分析表明,遥感方法反演的NO₂柱浓度极大值和SO₂柱浓度极小值较地面监测结果在时间上存在滞后性,但滞后时间较短,没有出现跨季节差异,总体上空间差异性大于时间差异性,且SO₂...     

W6+掺杂Pb(Sc,Nb)O3-Pb(Hf,Ti)O3陶瓷的制备和性能研究

该文采用传统固相反应法制备了W⁶⁺掺杂的0.07Pb(Sc_0.5Nb_0.5)O₃-0.93Pb(Hf_0.47Ti_0.53)O₃(PSN-PHT)陶瓷,详细分析了样品的晶体结构、压电和介电性能。实验结果表明,W⁶⁺掺杂可以提高钙钛矿结构中三方相的含量,有效增加晶粒尺寸,提高压电系数。当W⁶⁺掺杂量(摩尔分数)为1.0%时,样品具有最佳的压电和介电性能,即d₃₃=585 pC/N,T_C=323℃,ε_r=2 088。同时,样品的d₃₃在200℃去极化温度下仍保持570 pC/N的高值,且经过1 080 min保温后,压电常数略微降低,此时d₃₃仍可达到537 pC/N,变化仅为5.7%。上述结果表明,W⁶⁺掺杂不仅可以提高压电系数,同时也可增强陶瓷的温度稳定性,使该陶...     

焦炉烟气脱硫脱硝技术研究

焦炉烟气中的SO₂和NO_x是造成酸雨、光化学烟雾和雾霾等环境污染的元凶。根据国家标准《炼焦化学工业污染物排放标准》GB16171-2012规定,自2015年1月1日起,现有企业大气污染颗粒物排放限值由以前的不高于100mg/m³,调整为不高于50mg/m³,降低幅度达50%,现有能源企业均面临着巨大的环保压力。在役焦炉装置必须采取有效脱硫脱硝技术措施,以使烟气达到排放标准。