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春节期间天津市PM2.5中硫酸盐和硝酸盐的多同位素示踪研究

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春节期间天津市PM2.5中硫酸盐和硝酸盐的多同位素示踪研究

作者：郝新妮天津大学

学位级别：硕士

春节期间,城市地区人口及车流量大幅减少,工业生产、建筑施工等人为活动水平大幅下降,导致春节假期大气污染源排放结构发生明显变化。2020年春节期间叠加新冠疫情的影响,导致我国多数城市区域人为污染源(如机动车尾气等)排放进一步下降... 详细信息

春节期间,城市地区人口及车流量大幅减少,工业生产、建筑施工等人为活动水平大幅下降,导致春节假期大气污染源排放结构发生明显变化。2020年春节期间叠加新冠疫情的影响,导致我国多数城市区域人为污染源(如机动车尾气等)排放进一步下降。研究特殊时期或特殊事件对大气PM污染特征和来源的影响,对于深入理解大气灰霾污染的成因至关重要。在2018～2020年连续3个春节期间,本研究在天津市城区一采样点采集了每日24 h PM样品,同时采集了2020年春节假期后(连续5周)周四到周六的48 h PM样品。在测定PM中水溶性无机离子(WSIIs)浓度、硫酸盐硫同位素(δS-SO)及硝酸盐氮、氧同位素(δN-NO、δO-NO)组成的基础上,结合气态前体物浓度和气象条件,厘清了3个连续春节期间及同一个春节的不同阶段(假期前(BSF阶段)、假期中(SF阶段)及假期后(ASF阶段))上述硫氮物质浓度、同位素组成的变化特征及其影响因素,并阐明了春节期间天津市PM中SO和NO的形成途径。同时,结合δN-NO、δO-NO值并基于贝叶斯稳定同位素混合模型,定量分析了研究期间(特别是2020年春节)PM中NO来源的贡献比例。得到以下几点研究结果:(1)与2018及2019年春节期间相比,2020年PM平均浓度明显升高,这主要是受大气边界层高度、风速等气象因素以及大气氧化能力的影响。2018年及2020年SF阶段,由于受到周边农村地区烟花爆竹燃放的影响,致使PM及SO、NO和NH(SNA)浓度明显升高。此外,2019年SF阶段PM及SNA的浓度低于BSF,这主要是受SF阶段较高风速(WS)和较低相对湿度(RH)的影响,导致烟花爆竹排放的污染物容易扩散且不易发生二次转化。(2)采样期间SO、NO及NH占水溶性无机离子的70%以上,其存在形式以(NH)SO和NHNO为主,并且NHNO的质量浓度要明显高于(NH)SO,尤其在雾霾期间。2018年、2019年灰霾天SO、NO的生成以非均相氧化为主,而2020年灰霾天SO、NO的形成可能受均相与非均相反应的共同影响。(3)2018年、2019年春节期间,SO主要受到燃煤、交通排放以及生物质燃烧的影响。2020年δS-SO值较前两年有明显降低,除了源贡献的影响外,前体物SO的气相氧化过程可能是另外一个原因。春节期间3个阶段影响δS-SO的因素不同,其中BSF与ASF的δS-SO值主要受形成过程的影响,而SF阶段受到燃放烟花爆竹的影响。(4)2018～2020年春节期间的δO-NO值均高于75‰,表明以NO水解为主的非均相氧化途径主导了研究期间天津市NO的形成。其中,2020年δN-NO值较前两年明显降低,这可能是受到“代煤工程”的持续推进及叠加新冠疫情的影响。贝叶斯模型定量分析进一步发现,3个春节期间燃煤源与燃气源的贡献呈相反变化趋势,表明“代煤工程”的实施取得了显著的成效。同时,生物质燃烧和汽车尾气排放逐渐超过煤燃烧的贡献,成为春节期间天津市NO的主要贡献源。

关键词：春节 PM2.5 硫同位素氮氧同位素贝叶斯模型

天津冬夏季PM中二次无机离子的特征及重污染事件分析——基于连续两年的观测

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环境化学 2022年

作者：郝新妮肖浩李亲凯丁士元李晓东天津大学地球系统科学学院

本研究于2018、2019年的1月和7月在天津市采集PM样品,测定并分析了PM及水溶性无机离子浓度,并结合气象因素及氮/硫氧化率,揭示4次重污染过程SO、NO~-的二次转化机制.结果表明,2018及2019年冬季天津市PM浓度均低于2017年的,但夏季PM浓度...

本研究于2018、2019年的1月和7月在天津市采集PM样品,测定并分析了PM及水溶性无机离子浓度,并结合气象因素及氮/硫氧化率,揭示4次重污染过程SO、NO~-的二次转化机制.结果表明,2018及2019年冬季天津市PM浓度均低于2017年的,但夏季PM浓度变化不明显,这可能是冬季受“代煤工程”的影响.SNA(SO、NO~-、NH~+)是水溶性离子的主要组分,冬季NO~-占比最高,而夏季SO最高,并且浓度呈现出昼夜差异,这可能是受光照强度、温度及相对湿度等气象因素的影响.此外,冬季SNA主要以(NH)SO,NHNO和NHCl的形式存在,而夏季主要以(NH)SO和NHNO的形式存在.冬季NHNO的质量浓度明显高于(NH)SO,夏季样品呈现相反的特征.污染天NHNO的浓度明显升高,说明硝酸铵的升高是导致PM浓度升高的关键.此外,4次重污染事件中,SO、NO~-的生成机制有所不同,冬季污染的形成主要受到相对湿度的影响,而夏季除相对湿度外,还受到O及温度的影响.

关键词：

天津市2018—2020年春节PM中水溶性无机离子特征及重污染过程分析

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环境化学 2023年

作者：纪传文肖浩李亲凯郝新妮丁士元李晓东天津大学地球系统科学学院

为阐明大气污染重点整治和新冠疫情影响下我国华北地区城市春节期间重污染过程PM2.5中水溶性无机离子变化特征及其影响因素，本研究结合气态前体物浓度和气象要素，对天津市2018—2020年连续3年春节假期的2次重污染过程PM2.5中主要水溶... 详细信息

为阐明大气污染重点整治和新冠疫情影响下我国华北地区城市春节期间重污染过程PM2.5中水溶性无机离子变化特征及其影响因素，本研究结合气态前体物浓度和气象要素，对天津市2018—2020年连续3年春节假期的2次重污染过程PM2.5中主要水溶性无机离子(WSIIs)浓度进行对比分析.结果表明，2018年和2020年春节假期PM2.5平均浓度(98.32μg·m-3和137.7μg·m-3)显著高于2019年(49.97μg·m-3). PM2.5平均浓度在污染期Ⅱ(2020年为206.5μg·m-3)是污染期Ⅰ(2018年98.32μg·m-3)的2.1倍；2次污染事件中NO2浓度变化不大，而SO2浓度在污染期Ⅱ(14.89μg·m-3)是污染期Ⅰ(30.04μg·m-3)的49.6%. SNA在WSIIs中占比超过77%，主要以NH4NO3、(NH4)2SO4形式存在，其中NH4NO3为最主要的无机盐，且污染期Ⅱ的NH4NO3浓度远高于污染期Ⅰ.此外，污染期Ⅱ的PM2.5/CO、SOR、NOR均明显升高，表明更有效的SO42-和NO3-形成过程是导致污染期Ⅱ中PM2.5浓度偏高的主要原因之一.不利的边界层高度、相对湿度、风速等气象要素形成静稳、强逆温天气，导致大气环境容量减小，并使得污染期Ⅱ的二次无机气溶胶生成效率大幅提高，进而削弱了疫情效应与减排措施的影响.而污染期Ⅰ除了二次转化外，PM2.5浓度可能更多受到区域传输等影响.

关键词：春节水溶性无机离子 SNA 形成机制天津

天津冬夏季PM_(2.5)中二次无机离子的特征及重污染事件分析--基于连续两年的观测

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环境化学 2022年第10期41卷 3288-3298页

作者：郝新妮肖浩李亲凯丁士元李晓东天津大学地球系统科学学院天津300072

本研究于2018、2019年的1月和7月在天津市采集PM_(2.5)样品,测定并分析了PM_(2.5)及水溶性无机离子浓度,并结合气象因素及氮/硫氧化率,揭示4次重污染过程SO_(4)^(2−)、NO_(3)^(−)的二次转化机制.结果表明,2018及2019年冬季天津市PM_(2.5... 详细信息

本研究于2018、2019年的1月和7月在天津市采集PM_(2.5)样品,测定并分析了PM_(2.5)及水溶性无机离子浓度,并结合气象因素及氮/硫氧化率,揭示4次重污染过程SO_(4)^(2−)、NO_(3)^(−)的二次转化机制.结果表明,2018及2019年冬季天津市PM_(2.5)浓度均低于2017年的,但夏季PM_(2.5)浓度变化不明显,这可能是冬季受“代煤工程”的影响.SNA(SO_(4)^(2−)、NO_(3)^(−)、NH_(4)^(+))是水溶性离子的主要组分,冬季NO_(3)^(−)占比最高,而夏季SO_(4)^(2−)最高,并且浓度呈现出昼夜差异,这可能是受光照强度、温度及相对湿度等气象因素的影响.此外,冬季SNA主要以(NH_(4))_(2)SO_(4)、NH_(4)NO_(3)和NH_(4)Cl的形式存在,而夏季主要以(NH_(4))_(2)SO_(4)和NH_(4)NO_(3)的形式存在.冬季NH_(4)NO_(3)的质量浓度明显高于(NH_(4))_(2)SO_(4),夏季样品呈现相反的特征.污染天NH_(4)NO_(3)的浓度明显升高,说明硝酸铵的升高是导致PM_(2.5)浓度升高的关键.此外,4次重污染事件中,SO_(4)^(2−)、NO_(3)^(−)的生成机制有所不同,冬季污染的形成主要受到相对湿度的影响,而夏季除相对湿度外,还受到O_(3)及温度的影响.

关键词： PM_(2.5) SNA 形成机制重污染事件污染特征天津

基于功率谱熵的无线电引信目标与干扰信号分类方法

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北京航空航天大学学报 2024年第3期50卷 913-919页

作者：刘冰郝新红蔡鑫北京理工大学机电动态控制重点实验室北京100081

无线电调频引信在战场环境容易受到干扰信号的干扰导致早炸,丧失打击能力。为提升无线电调频引信抗干扰能力,准确识别引信目标与干扰信号,提出一种基于功率谱熵特征的无线电调频引信目标与干扰信号分类识别方法。利用实测采集的无线电... 详细信息

无线电调频引信在战场环境容易受到干扰信号的干扰导致早炸,丧失打击能力。为提升无线电调频引信抗干扰能力,准确识别引信目标与干扰信号,提出一种基于功率谱熵特征的无线电调频引信目标与干扰信号分类识别方法。利用实测采集的无线电引信检波端输出信号,通过提取目标和干扰信号的功率谱指数熵和Renyi熵特征构成特征向量,作为K邻近(KNN)分类器的输入进行目标和干扰信号分类识别,并利用5-折交叉检验方法对其进行验证。结果表明:目标和干扰信号的功率指数熵和Renyi熵具有显著差异性,使用KNN分类器对其进行分类识别时,最高的识别准确率可达99.47%。

关键词：无线电调频引信抗干扰功率谱熵特征目标分类 KNN算法

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基于多域特征的多雷达信号自动识别方法

北京航空航天大学学报 2024年第3期50卷 931-939页

作者：杨瑾郝新红陈齐乐北京理工大学机电动态控制重点研究室北京100081

为解决复杂电磁环境中多台雷达在相似的频段上同时发射各自的信号,导致侦察接收信号在时域和频域上重叠的问题,提出一种低信噪比(SNR)下自动调制识别(MR)方法。通过接收脉冲间列快速傅里叶变换(FFT)将接收信号的能量集中在各自的多普勒... 详细信息

为解决复杂电磁环境中多台雷达在相似的频段上同时发射各自的信号,导致侦察接收信号在时域和频域上重叠的问题,提出一种低信噪比(SNR)下自动调制识别(MR)方法。通过接收脉冲间列快速傅里叶变换(FFT)将接收信号的能量集中在各自的多普勒频率上,以达到分离多个截获信号的目的;将每个信号的Wigner-Ville分布(WVD)和模糊函数(AF)作为一幅图像的2层同时发送到训练后的残差神经网络(ResNet),以解决某些类型的信号仅采用单一时频分布时识别精度低的问题。理论分析和仿真结果表明:所提方法不仅能有效分离时域和频域重叠的多个雷达信号,而且能在SNR为-10 dB的条件下准确识别其调制模式。

关键词：电子战调制识别多普勒频率多域特征残差神经网络

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基于稀疏恢复的调频引信抗扫频干扰方法

兵工学报 2024年第6期45卷 2044-2053页

作者：杨瑾郝新红乔彩霞陈齐乐北京理工大学机电动态控制重点实验室北京100081 北京无线电计量测试研究所北京100081

针对连续波调频引信在扫频式干扰作用下的早炸或者瞎火问题,提出基于时域干扰剔除及信号稀疏重构的抗干扰方法。通过时域异常值检测定位干扰位置和持续时间,并剔除异常数据抑制干扰对引信的影响;进一步地针对干扰剔除引起的信号时域稀疏... 详细信息

针对连续波调频引信在扫频式干扰作用下的早炸或者瞎火问题,提出基于时域干扰剔除及信号稀疏重构的抗干扰方法。通过时域异常值检测定位干扰位置和持续时间,并剔除异常数据抑制干扰对引信的影响;进一步地针对干扰剔除引起的信号时域稀疏,建立基于稀疏正则项的差频信号重构优化方程,并提出基于交替方向乘子法的迭代重构算法;通过仿真和实测数据验证方法的性能。研究结果表明:该方法能够在信噪比-15 dB,置零样本率不高于70%的情况下,抑制扫频干扰的影响,准确实现目标距离-速度信息的获取,提高了调频引信抗扫频干扰能力。

关键词：稀疏恢复扫频干扰调频引信交替方向乘子法

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机器学习赋能的多维数据查询处理研究综述

计算机学报 2024年

作者：马超红郝新丽孟小峰张旭康中国人民大学信息学院

多维数据的查询和处理在数据库中普遍存在. 高效的多维数据查询处理，一方面依赖于精细的索引结构，例如R-tree、KD-tree等被广泛应用；另一方面，也有诸多工作探索利用硬件优势设计高效的数据布局，即研究面向扫描的数据处理策略，以... 详细信息

多维数据的查询和处理在数据库中普遍存在. 高效的多维数据查询处理，一方面依赖于精细的索引结构，例如R-tree、KD-tree等被广泛应用；另一方面，也有诸多工作探索利用硬件优势设计高效的数据布局，即研究面向扫描的数据处理策略，以及构建数据概要，避免高代价地访问原始数据. 然而，随着数字化社会的发展，网络Web服务更加普及，传感器网络无处不在，诸如网约车、电子地图等基于位置的服务愈发盛行，使得多维数据正在以前所未有的速度产生，对查询处理提出新的要求，包括更快的查询响应、更低的存储占用. 近年来，机器学习包括深度学习算法不断优化，且计算机等硬件环境持续发展，为多维数据查询处理带来更多的优化契机，不仅降低查询执行时间，同时能够节省存储资源，取得显著性优势. 因此，机器学习被广泛应用于构建更好的数据管理和数据分析任务解决方案. 该文提出机器学习赋能的多维数据查询处理研究框架，一方面介绍机器学习模型对多维索引结构的优化和改进，另一方面，介绍机器学习对不依赖索引结构的查询处理任务的赋能研究，包括数据布局策略和数据概要研究. 在总结已有研究现状的基础上，指出该领域面临的挑战和未来研究方向.

关键词：查询处理多维学习化索引数据布局数据概要机器学习

水平阻生上颌中切牙的临床治疗1例及文献复习

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山东大学学报（医学版） 2024年第1期62卷 82-88页

作者：郝新宇熊世江山东大学口腔医院儿童口腔科口腔生物材料与组织再生山东省工程研究中心山东大学口腔医院特诊科山东济南250012

目的探讨1例水平阻生上颌中切牙的病因、诊断及治疗过程并文献复习,以期为临床医生治疗提供参考。方法对此患者的口腔锥形束CT的检查资料、面相及口内照片和模型等数据、方案制定及治疗过程进行回顾性分析,并在中国知网(CNKI)、维普、... 详细信息

目的探讨1例水平阻生上颌中切牙的病因、诊断及治疗过程并文献复习,以期为临床医生治疗提供参考。方法对此患者的口腔锥形束CT的检查资料、面相及口内照片和模型等数据、方案制定及治疗过程进行回顾性分析,并在中国知网(CNKI)、维普、万方、PubMed数据库进行文献检索并文献复习。结果水平阻生上颌中切牙主要表现为替牙前中期上颌前牙区有中切牙缺失或乳牙滞留、缺牙间隙缩小、邻牙向缺失处倾斜,口腔锥形束CT检查示牙冠唇向生长,牙根处于发育期,根尖孔未闭合,牙根短且向上弯曲,与牙冠约呈65°。通过治疗,水平阻生上颌中切牙进入牙弓并排齐,未见牙根吸收,无叩痛、松动及温度刺激痛。结论采用扩弓矫治器牵引配合局部固定法排齐水平阻生中切牙是治疗水平阻生埋伏中切牙的有效治疗方式,可提高患牙保存率。

关键词：阻生上颌中切牙上颌扩弓局部固定法口腔颌面锥形束CT 闭合式开窗术