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Uranium speciation in coal bottom ash investigated via X-ray absorption fine structure and X-ray photoelectron spectra

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Journal of Environmental Sciences 2018年第12期30卷 88-94页

作者： yinglong sun Menxin Wu Lirong Zheng Bangda Wang Yi Wang National Meteorological Center China Meteorological Administration Key Laboratory for Solid Waste Management and Environment Safety Ministry of Education of China Tsinghua University Beijing Synchrotron Radiation Facility Institute of High Energy Physics Chinese Academy of Sciences

Similar to chromium contamination, the environmental contamination caused by uranium in radioactive coal bottom ash（CBA） is primarily dependent on the chemical speciation of uranium. However, the relationship between uranium speciation and environmental contamination has not been adequately studied. To determine the relationship between uranium speciation and environmental contamination, X-ray absorption fine structure（XAFS） and X-ray photoelectron spectra（XPS） analyses were performed to determine the uranium speciation in CBA exposed to different chemical environments and simulated natural environments. The leachability of the different forms of uranium in the CBA was studied via a simulated acid rain leaching experiment, and the results showed that 57.0% of the total uranium was leached out as U（VI）. The results of a linear combination fit（LCF）of the X-ray absorption near edge structure（XANES） spectrum revealed that in the raw CBA, the uranium mainly occurred as U_3O_8（71.8%）. However, in the iron-rich particles, the uranium mainly occurred as UO_2（91.9%） after magnetic separation. Magnetite is a ubiquitous ferrousbearing oxide, and it was effective for the sorption of U（IV）. The result of FeSO_4 leaching experiment indicated that 96.57% of total uranium was reduced from U（VI） to U（IV） when infiltrated with the FeSO_4 solution for 6 months. This result clearly demonstrated the changes in chemical valence of uranium in the coal ash and provided a conceptual principle for preventing uranium migration from ash to the surrounding soil and plants.

关键词： Coal bottom ash Uranium speciation XAFS Uranium migration

2000-2023年京津冀蓝天等级日数遥感研究

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应用气象学报 2024年第5期35卷 606-618页

作者：延昊刘桂青曹云莫建飞孙应龙陈紫璇程路国家气象中心北京100081 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081 广西壮族自治区气象科学研究所南宁530022

利用2000年12月—2023年12月卫星遥感反演的气溶胶光学厚度逐日资料,结合2023年每日中午地面观测蓝天资料,基于气溶胶光学厚度得到的蓝天等级监测指标,分析2000—2023年京津冀地区蓝天日数的时空变化特征及其变化趋势。结果表明:2001—2... 详细信息

利用2000年12月—2023年12月卫星遥感反演的气溶胶光学厚度逐日资料,结合2023年每日中午地面观测蓝天资料,基于气溶胶光学厚度得到的蓝天等级监测指标,分析2000—2023年京津冀地区蓝天日数的时空变化特征及其变化趋势。结果表明:2001—2023年京津冀蓝天日数年平均值分别为144.2 d·a^(-1)、96.3 d·a^(-1)和119.6 d·a^(-1),北京蓝天日数最多,河北次之,天津最少。空间分布上,河北北部年平均蓝天日数最多,河北南部蓝天日数最少。京津冀蓝天日数具有明显季节变化,冬季和秋季蓝天日数最多,春季次之,夏季最少。2001—2023年京津冀蓝天日数年平均值均呈显著增加趋势,每10年分别增加18.1 d、22.3 d和16.3 d,其中2001—2013年无显著趋势变化,2013—2023年呈增加趋势,每10年分别增加26.9 d、46.5 d和36.4 d。

关键词：蓝天等级气溶胶光学厚度大气污染季节变化年际变化趋势

Distribution and mode of occurrence of uranium in bottom ash derived from high-germanium coals

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Journal of Environmental Sciences 2016年第5期28卷 91-98页

作者： yinglong sun Guangxia Qi Xuefei Lei Hui Xu Lei Li Chao Yuan Yi Wang Department of Environmental Engineering School of Environment Tsinghua University Department of Environmental Science and Engineering School of Food and Chemical EngineeringBeijing Technology and Business University

The radioactivity of uranium in radioactive coal bottom ash（CBA） may be a potential danger to the ambient environment and human health. Concerning the limited research on the distribution and mode of occurrence of uranium in CBA, we herein report our investigations into this topic using a number of techniques including a five-step Tessier sequential extraction, hydrogen fluoride（HF） leaching, Siroquant（Rietveld） quantification, magnetic separation, and electron probe microanalysis（EPMA）. The Tessier sequential extraction showed that the uranium in the residual and Fe–Mn oxide fractions was dominant（59.1%and 34.9%, respectively）. The former was mainly incorporated into aluminosilicates,retained with glass and cristobalite, whereas the latter was especially enriched in the magnetic fraction, of which about 50% was present with magnetite（Fe_3O_4） and the rest in other iron oxides. In addition, the uranium in the magnetic fraction was 2.6 times that in the non-magnetic fraction. The experimental findings in this work may be important for establishing an effective strategy to reduce radioactivity from CBA for the protection of our local environment.

关键词： Coal bottom ash Uranium Radioactivity Tessier sequential extraction Magnetic separation

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从闽台动物化石看两岸亲缘关系

东南文化 2006年第2期 14-17页

作者：孙英龙东山县博物馆福建东山363401

祖国大陆与台湾的历史关系可追溯到人类历史的早期阶段——旧石器时代,从对闽台鹿角化石的考古研究,发现4万年前台湾海峡已有古人类活动的遗迹,而闽南东山岛就是古代连接两岸的一个桥梁。

关键词：闽台考古旧石器古人类活动东山岛

近50年京津冀气候舒适度的区域时空特征分析

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生态学报 2019年第20期39卷 7567-7582页

作者：曹云孙应龙吴门新国家气象中心

受气候变化影响,区域气候舒适期势必会发生不同程度的变化。从气候舒适性的视角出发,利用京津冀地区1966—2015年的170个观测站点50年逐日气象资料,以温湿指数、风效指数、着衣指数及其综合指数为气候舒适性的评价指标,统计分析区域气... 详细信息

受气候变化影响,区域气候舒适期势必会发生不同程度的变化。从气候舒适性的视角出发,利用京津冀地区1966—2015年的170个观测站点50年逐日气象资料,以温湿指数、风效指数、着衣指数及其综合指数为气候舒适性的评价指标,统计分析区域气候舒适期的起止日期、天数及其年际间变化规律,揭示京津冀区域气候舒适度的时空变化特征,为区域人口合理分布和气候资源评价提供科学依据。此外,以日为时间尺度进行气候舒适期分析,有利于气候变化背景下区域间横向和区域内纵向的比较研究。结果显示:(1)京津冀气候舒适度指数近50年来的变化趋势基本相同,综合指数呈显著增加趋势;但各地间变幅存在一定差异,其中天津气候舒适度指数变化幅度最为明显,北京变化相对平稳。(2)从气候舒适度综合指数来看,京津冀地区气候舒适期年内分布呈“M”型,舒适期相对集中在4—5月、9—10月,舒适和较舒适等级的月累计日数均达到28 d以上,其中5月气候最为舒适,舒适等级日数最多,达到24—26 d;北京年平均舒适天数最多(100 d),天津最少(91 d)。(3)从单一气候舒适度指数来看,京津冀舒适和较舒适等级的初始日期大多呈显著的提前趋势;终止日期和天数大多略有增加,但变化趋势不显著。而综合指数显示,1966—2015年较舒适等级的初始日期变化最为显著,大约每10年提前3—4 d;天津和河北终止日期变化也达到显著水平,大约每10年推迟1—2 d,北京增加趋势不明显。(4)京津冀气候舒适期的空间分布显示,舒适等级的日数从西北向东南地区呈减少特征,河北北部舒适等级的年平均日数最多达115—120 d,东南部最少,不足90 d。

关键词：气候舒适度温湿指数风效指数着衣指数舒适综合指数

准单晶硅铸锭过程中加热功率及硅料堆积孔隙率对籽晶熔化的影响

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人工晶体学报 2022年第Z1期51卷 1755-1768页

作者：孙英龙郑丽丽张辉清华大学航天航空学院清华大学工程物理系

本文在考虑硅料的堆积孔隙率和熔化变形等因素的基础上，建立了基于多孔介质的堆积硅料简化模型，对光伏太阳能用准单晶硅铸锭系统的硅料熔化过程进行了数值模拟，研究了不同侧/顶加热器功率比、堆积孔隙率以及加热器总功率对籽晶熔化... 详细信息

本文在考虑硅料的堆积孔隙率和熔化变形等因素的基础上，建立了基于多孔介质的堆积硅料简化模型，对光伏太阳能用准单晶硅铸锭系统的硅料熔化过程进行了数值模拟，研究了不同侧/顶加热器功率比、堆积孔隙率以及加热器总功率对籽晶熔化的影响。研究结果表明：硅料的熔化时间和籽晶的熔化比例取决于侧/顶加热器功率比，降低侧/顶加热器功率比和堆积孔隙率有助于籽晶的有效保留，但会导致籽晶的熔化界面形状发生变化，使杂质在籽晶熔化界面形状为“凹”的区域内聚集，进而影响后续晶体生长的质量；当加热器的总功率低于临界值之后，籽晶的熔化界面形状会在靠近坩埚壁面的边缘区域发生变化，导致不均匀成核的发生，不利于准单晶硅铸锭的生产。在实际工况条件下，可以根据由侧/顶加热器功率比、堆积孔隙率、加热器总功率、籽晶的熔化比例和状态绘制的等值线图对工艺参数进行合理配置。

关键词：准单晶硅铸锭加热功率堆积孔隙率籽晶熔化界面形状熔化状态

光伏玻璃温室自然通风条件下的CFD模拟验证

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农机化研究 2015年第4期37卷 176-179页

作者：孙迎龙王新忠江苏大学现代农业装备与技术教育部重点试验室江苏镇江212013

基于计算机流体力学(CFD)数值方法,以光伏连栋玻璃温室为研究对象,在自然通风的条件下对室内温度场进行模拟验证。采用离散坐标(DO)辐射模型对光伏温室室内温度场的时空分布和变化规律进行了三维CFD模拟和试验验证。结果表明,光伏温室... 详细信息

基于计算机流体力学(CFD)数值方法,以光伏连栋玻璃温室为研究对象,在自然通风的条件下对室内温度场进行模拟验证。采用离散坐标(DO)辐射模型对光伏温室室内温度场的时空分布和变化规律进行了三维CFD模拟和试验验证。结果表明,光伏温室室内温度试验结果和模拟结果绝对误差均值为0.96℃,相对误差均值为2.94%。模拟结果和试验结果吻合,验证了模型的可行性。

关键词：光伏温室计算机流体力学(CFD) 模拟自然通风 computational fluid dynamics (CFD)

2000-2020年黄河流域植被生态质量变化及其对极端气候的响应

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生态学报 2022年第11期42卷 4524-4535页

作者：曹云孙应龙陈紫璇延昊钱拴国家气象中心北京100081

黄河流域处于我国生态保护和建设的重要战略地位,但流域生态环境脆弱,特别是在人类活动和气候变化等因素影响下,流域生态特征逐步发生变化,生态安全面临重大挑战。为了掌握极端气候变化对黄河流域植被生态特征影响,以植被生态质量指数(E... 详细信息

黄河流域处于我国生态保护和建设的重要战略地位,但流域生态环境脆弱,特别是在人类活动和气候变化等因素影响下,流域生态特征逐步发生变化,生态安全面临重大挑战。为了掌握极端气候变化对黄河流域植被生态特征影响,以植被生态质量指数(EQI)为评价指标,利用2000—2020年黄河流域气象数据和遥感数据,采用线性趋势分析、Hurst指数和相关分析等统计方法,分析了黄河流域植被生态质量的时空变化特征,探讨了气候变化背景下极端气温指标和极端降水指标与植被EQI变化关系。结果表明:(1)2000-2020年,黄河流域季尺度和年尺度植被生态质量指数均呈波动增加趋势(P5/10a的面积占比为37.4%,且流域Hurst指数达到0.8,表明流域植被生态质量指数具有强持续性,未来大部分流域植被将持续改善。(3)流域植被生态质量指数与极端气温类指数以负相关为主,相关系数多介于-0.3-0.3之间,其中霜冻日数(FD0)和夏日日数(SU25)与植被生态质量具有负相关性的站点最多,占比达到78%。(4)流域植被生态质量指数与极端降水类指数多呈正相关,其站点比例平均达到85%,达到显著水平的站点比例平均为37%,且相关程度也要明显高于极端气温类指数。(5)2000年以来黄河流域降水和气温变化波动较大,但是总体上呈增加趋势,分别每10年增加31.8 mm、0.33℃,是流域植被生态质量改善的重要自然因素,其中降水影响更为显著。

关键词：生态质量指数极端气候事件极端气温极端降水气候变化时空变化相关分析

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零价铝还原处理偶氮染料活性蓝222废水

环境科学研究 2016年第7期29卷 1067-1074页

作者：袁超李磊孙应龙王邦达徐辉王毅清华大学环境学院北京100084 西北核技术研究所陕西西安710024

为有效处理难生物降解的碱性偶氮染料废水,以典型偶氮染料RB222（活性蓝222）为处理对象,在碱性条件下直接采用零价铝进行还原处理,并系统评价了溶液p H、反应温度以及零价铝粉投加量等因素对偶氮染料分子降解效果的影响.结果表明：随着... 详细信息

为有效处理难生物降解的碱性偶氮染料废水,以典型偶氮染料RB222（活性蓝222）为处理对象,在碱性条件下直接采用零价铝进行还原处理,并系统评价了溶液p H、反应温度以及零价铝粉投加量等因素对偶氮染料分子降解效果的影响.结果表明：随着p H从7.00增至12.00,脱色率从62.6%升至98.4%;零价铝粉投加量从5 g/L增至50 g/L,脱色率从90.8%升至98.8%.零价铝还原处理偶氮染料最优条件：温度为60～80℃,零价铝粉投加量为10～25 g/L,体系p H为11.在该条件下,经过2 h处理,脱色率超过99%,溶液可生化性〔ρ（BOD5）/ρ（CODCr）〕从0.169升至0.386,易于后续生化处理.电喷雾电离质谱（ESIMS）和傅立叶变换红外线光谱分析仪（FTIR）分析表明,偶氮染料中—NN—（偶氮键）被破坏,还原产物中有苯胺类小分子.根据试验结果推测偶氮染料的还原路径：水中的质子接受零价铝表面的电子生成活性氢,活性氢攻击—NN—,将偶氮化合物还原裂解成易于生物降解的苯胺类小分子物质.通过处理江苏某地所取得的实际印染废水,废水的可生化性从0.126升至0.388,提高明显.

关键词：零价铝还原处理活性蓝222 含锑废水活性氢