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水汽在涂层中的扩散传输行为和存在形式

物理化学学报 2002年第7期18卷 649-652页

作者：徐永祥严川伟高延敏曹楚南中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室沈阳110016

利用石英晶体微天平(QCM)为主要手段,研究了水汽在醇酸清漆和聚氨酯清漆涂层中的扩散传输行为.当相对湿度(RH)大于30%时,吸附和脱附动力学都符合Fick第二扩散定律,溶解性遵守Henry定律.计算出了平均扩散系数D.当吸水后的样品重新暴露于... 详细信息

利用石英晶体微天平(QCM)为主要手段,研究了水汽在醇酸清漆和聚氨酯清漆涂层中的扩散传输行为.当相对湿度(RH)大于30%时,吸附和脱附动力学都符合Fick第二扩散定律,溶解性遵守Henry定律.计算出了平均扩散系数D.当吸水后的样品重新暴露于干燥空气时,总有一部分水残留于涂层中.傅利叶变换红外光谱仪(FTIR)测定表明吸水前和脱水后涂层分子结构发生了变化.残留水与涂层分子中的羰基C=O形成了氢键.水在涂层中有相当部分可能是以相互置换的链传递方式传输.形成氢键的速度比扩散速度快得多,当RH大于30%时,涂层中水的浓度足以支持其反应,扩散为吸水过程的控制步骤,此时表现为符合Fick第二扩散定律;当RH低于30%时,涂层中水的浓度不足以支持其反应,反应速度降到和扩散速度可相比,此时吸水过程开始偏离Fick第二扩散定律.

关键词：扩散传输水汽有机涂层石英晶体微天平傅利叶变换红外光谱金属腐蚀

气候变化对新型污染物扩散传输的影响及环境政策建议

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皮革制作与环保科技 2024年第12期5卷 164-166页

作者：钟宇翔张惊宇燕亚平内蒙古生态环境科学研究院有限公司内蒙古呼和浩特010010 内蒙古自治区受损环境鉴定评估与修复企业重点实验室内蒙古呼和浩特010010 内蒙古环保投资集团有限公司内蒙古呼和浩特010010

本文主要探索气候变化通过温度、降水和极端天气事件影响新型污染物的扩散传输,其后果包括生态系统破坏、人类健康风险和经济影响。应对这些挑战需要采取多方面的方法,包括减少工业排放措施、将气候变化纳入污染控制、促进可持续实践及... 详细信息

本文主要探索气候变化通过温度、降水和极端天气事件影响新型污染物的扩散传输,其后果包括生态系统破坏、人类健康风险和经济影响。应对这些挑战需要采取多方面的方法,包括减少工业排放措施、将气候变化纳入污染控制、促进可持续实践及国际合作。通过实施这些环境应对措施,可以减轻气候变化对污染物传播的影响,保护生态系统,保护人类健康。

关键词：气候变化新型污染物扩散传输环境政策建议

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油污染物在港湾中扩散传输的计算

油污染物在港湾中扩散传输的计算

洞庭湖湿地洪水期甲烷扩散和气泡排放通量估算及水环境影响分析

第十八届全国水动力学研讨会

作者：陈虹福州大学土建学院

联合利用二维水流波浪数学模型和油污染物扩散传输模型,对河口港湾中的油污染物在水流波浪联合作用下的扩散和传输行为进行数值模拟,取得良好的效果,为进一步保护河口港湾地带环境与生态提供科学合理的决策依据。

关键词：二维水流波浪数学模型油污染物扩散传输

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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湖泊科学 2019年第4期31卷 1075-1087页

作者：任艺洁邓正苗谢永宏朱莲莲陈晓蓉张称意陈心胜李峰邹业爱中国科学院亚热带农业生态研究所农业生态过程重点实验室长沙410125 中国科学院亚热带农业生态研究所中国科学院洞庭湖湿地生态系统观测研究站长沙410125 中国科学院大学北京100049 中国气象局国家气候中心北京100081

水体甲烷(CH4)主要通过气泡和扩散传输排放到大气,这两种途径在CH4总排放中的相对贡献及环境影响因子目前关注较少.本文以洞庭湖湿地3种生境类型(光滩、苔草、芦苇)为研究对象,通过静态箱法和扩散模型法估算洪水期CH4总排放通量、扩散... 详细信息

水体甲烷(CH4)主要通过气泡和扩散传输排放到大气,这两种途径在CH4总排放中的相对贡献及环境影响因子目前关注较少.本文以洞庭湖湿地3种生境类型(光滩、苔草、芦苇)为研究对象,通过静态箱法和扩散模型法估算洪水期CH4总排放通量、扩散排放通量和气泡排放通量,并分析其水体环境因子影响.结果表明:苔草地CH4总排放量最高,为6.49±3.12 mg (C)/(m^2·h).在3个生境中,CH4扩散排放占总排放通量的1.34%~3.91%,气泡排放占96.09%~98.66%.扩散排放通量受水体pH、电导率和水温的影响,而CH4的总排放和气泡排放主要受水温的影响.当水温低于11.7℃时,水体CH4以扩散排放为主,但当水温高于11.7℃时,水体CH4主要通过气泡排放.但这一温度阈值是否同样适用于其他类型湿地还需要更多实验验证.本研究对于揭示中低纬度内陆湖泊水体CH4排放过程有重要意义.

关键词：甲烷通量气泡传输扩散传输水温洞庭湖湿地

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土壤颗粒表面电场对铵传输与硝化的影响

土壤颗粒表面电场对铵传输与硝化的影响

作者：张芹西南大学

学位级别：硕士

施用氮肥对提高作物产量、改善作物品质具有重要的作用。随着农业的快速发展,对氮肥的需求必然越来越多。但氮肥利用率普遍较低,造成了肥料资源的巨大损失。导致氮肥利用率低的根本原因:一是部分水溶态铵离子随水流失进入水体:二是一部... 详细信息

施用氮肥对提高作物产量、改善作物品质具有重要的作用。随着农业的快速发展,对氮肥的需求必然越来越多。但氮肥利用率普遍较低,造成了肥料资源的巨大损失。导致氮肥利用率低的根本原因:一是部分水溶态铵离子随水流失进入水体:二是一部分吸附态铵离子将随胶体颗粒的流失进入水体;第三是相当部分铵离子发生硝化作用形成硝态氮随载体以地表径流和地下径流的方式进入水体,由此引发地下水和江、河等水体的氮污染。由于NH4带正电荷,土壤的强大负电场将大大降低铵离子的活度,从而在理论上可以阻止其随水移动及向硝酸根的转化。然而土壤电场的这种“阻止”效应到底有多大,至今没有进行过定量的、系统的研究。目前,随着固体颗粒表面位和电场强度的测定方法的建立,使我们对此进行系统的定量的研究成为了可能。首先,本文采用流恒法对中性紫色土、中性紫色土+5%蒙脱石和中性紫色土+10%蒙脱石三种土样的表面电荷总量、表面电位、表面电荷密度、表面电场强度以及比表面积进行了测定和计算,并进行比较分析;最后,采用流恒法研究铵离子在不同表面电场(中性紫色土、中性紫色土+5%蒙脱石和中性紫色土+10%蒙脱石)和双电层离子构成(K,Mg)下的扩散传输过程,分析土壤表面电场和双电层离子对铵离子扩散传输及其速率的影响情况;研究铵离子在不同表面电场(中性紫色土、中性紫色土+5%蒙脱石和中性紫色土+10%蒙脱石)和双电层离子构成(K,Mg)下的硝化情况,分析土壤表面电场和双电层离子对铵离子硝化过程及其速率的影响。研究结果表明: (1)采用恒流法测得在1.09×10mol.m的NHCl电解质中,中性紫色土、中性紫色土+5%蒙脱石和中性紫色土+10%蒙脱石这三种样品的表面电位分别约为-0.31V、-0.33V、-0.36V;表面电荷密度分别为0.26C m、0.39C m、0,69C m;表面电场强度分别为-1.2×108V/m、-1.77×108V/m、-3.17×108V/m。加入蒙脱石后,中性紫色土的表面电位、表面电荷密度、表面电场强度等均增加,且加入蒙脱石的量越多,其增加量越多。 (2)沿电势降低方向传输(吸附过程)中,铵离子在中性紫色土、中性紫色土+5%蒙脱石和中性紫色土+lO%蒙脱石这三种样品中扩散的动力学分析发现,铵离子扩散的负一级动力学表现不出来,且不存在零级动力学过程。在一级动力学中:NH在中性紫色土+10%蒙脱石土样中的吸附量最大,扩散速率最快;在中性紫色土中吸附量最小,扩散速率最慢。NH在K饱和体系中的随时间变化的瞬时吸附量大于在Mg饱和样中的瞬时吸附量,在K饱和样中的扩散速率大于Mg饱和样中的扩散速率。从这可以看出,土壤表面电场及双电层离子构成影响铵离子沿电势降低方向的扩散传输,且电场强度越强,沿电势降低方向的扩散(吸附)速率越快。 (3)沿电势升高方向传输(解吸过程)中,铵离子在中性紫色土、中性紫色土+5%蒙脱石和中性紫色土+10%蒙脱石这三种样品中扩散的动力学分析发现,在这三种不同表面电位的土样中,NH在中性紫色土+10%蒙脱石土样中的解吸量最小,扩散速率最慢;在中性紫色土中的解吸量最大,扩散速率最快。NH在MgCl2体系中的释放量大于在KCl体系中的释放量,NH在MgCl体系的扩散速率大于在KCl体系中的扩散速率。从这可以看出,土壤表面电场及双电层离子构成影响铵离子沿电势升高方向扩散传输,且电场强度越强,沿电势升高方向的扩散(解吸)速率越慢。 (4)铵离子在中性紫色土、中性紫色土+5%蒙脱石和中性紫色土+10%蒙脱石这三种样品中硝化情况为:在初期阶段,中性紫色土中总硝态氮量最大,铵离子的平均硝化速率最快;中性紫色土+10%蒙脱石中,总硝态氮量最小,铵离子的平均硝化速率慢。KCl电解质体系中的硝态氮含量比在MgCl电解质体系中的低,且铵离子的平均硝化速率比MgCl电解质体系中的低。但是,该研究表明,不同表面电场和电解质类型下,土壤的硝态氮总量大约十天后趋于一致。土壤表面电场及双电层离子构成影响初期阶段铵离子的硝化及速率。

关键词：表面电场表面电位双电层扩散传输硝化

天气尺度环流与局地风场对大气污染物扩散影响的研究

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天气尺度环流与局地风场对大气污染物扩散影响的研究

作者：赵则正国防科技大学

学位级别：硕士

空气质量越来越受到全球各个国家社会范围的重视,关于天气条件与大气污染相互作用的相关工作也日渐受到人们的广泛讨论。之前的工作更多局限于单一尺度天气条件,忽略了多尺度天气条件对多种大气主要污染物的系统的、综合的影响。本文通... 详细信息

空气质量越来越受到全球各个国家社会范围的重视,关于天气条件与大气污染相互作用的相关工作也日渐受到人们的广泛讨论。之前的工作更多局限于单一尺度天气条件,忽略了多尺度天气条件对多种大气主要污染物的系统的、综合的影响。本文通过使用T-model斜交旋转主成分研究分析环流分型方法,对长三角（长江三角洲）、两湖（洞庭湖与鄱阳湖周边地区）以及北京（以北京为中心的部分华北地区）进行环流分型,以探究大尺度天气环流与当前主要污染物PM和臭氧的关系。结果表明,当研究区域处于西北高压型、东北高压型、北方高压型和弱压场型的环流型控制下时,PM浓度较高;在东南高压、西南低压和东部低压的控制下,臭氧浓度易超标。利用Allwin&Whiteman风场分类法（AW法）,将长江三角洲地区主要的四个工业城市（徐州、南京、上海、杭州）的风场进一步划分为三类:过流、阻塞和回流。结合大尺度天气环流与局地风场探究其对大气污染的影响。长三角地区对于大多数情况下受到的是阻塞型和回流型局地风场影响,从区域传输条件角度来看,对大气污染物颗粒的扩散起不到积极良好的促进作用。PM受当地风场影响很大,在阻塞和回流风场的影响下,易出现严重雾霾事件;而臭氧污染受局地扩散条件影响较小,对局地风场和湿度相关性不大,而对温度的变化更为敏感,在长三角地区,当温度水平明显高于10℃时,更易出现臭氧污染。结合2016年11月上海市区的一次严重雾霾事件（雾霾红色预警事件）,2017年7月南京地区的一次臭氧污染事件以及2019年3月徐州地区的一次臭氧污染事件,使用污染物轨迹模拟拉格朗日数值模式（HYSPLIT）探究污染物粒子轨迹,进一步验证了环流型、局地天气条件与空气质量之间的关系。新型冠状病毒疫情期间,隔离和封城措施使社会生产活动被大幅度限制,这为我们提供了一个难得的机会来比较天气条件和人类活动对该地区空气质量的影响。发现疫情期间,两湖地区空气质量明显改善,PM浓度明显下降。表明人类生产出行减少,导致排放降低,减少了PM的浓度;而臭氧的浓度在该时期增加,主要因为颗粒物、气溶胶等浓度降低,大气遮光率减小,有利于光化学作用的发生,导致臭氧大量生成。针对北京地区的九种环流型,选取了2015年以来每种环流型下最严重的一次PM污染事件进行Flexpart-WRF污染物粒子印痕分析,发现在对应高PM环流型的控制下,粒子在北京市内存在长时间驻留现象。并首次利用气候预测资料结合天气环流,对2022年北京冬奥会期间的空气质量进行了分析预测,发现冬奥会期间北京的环流型总体上有利于污染物扩散,空气质量良好,而2022年2月17-19日的环流型不利于污染物扩散。预测结果可以为政府提供有力的决策依据,制定排放措施,以提高冬奥会期间空气质量。

关键词：空气质量天气环流型扩散传输 PM2.5 臭氧

亚热带农业小流域温室气体扩散及碳氮溯源研究

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亚热带农业小流域温室气体扩散及碳氮溯源研究

作者：赵强安徽师范大学

学位级别：硕士

本研究以国家自然科学基金面上项目―亚热带丘陵区典型农业小流域水系温室气体产生、扩散与排放机理研究‖(41475129)和―基于多同位素和BSIMM解析典型农业流域水系CH和NO关键产生途径及碳氮来源‖(41775157)为支撑,选取亚热带典型农业... 详细信息

本研究以国家自然科学基金面上项目―亚热带丘陵区典型农业小流域水系温室气体产生、扩散与排放机理研究‖(41475129)和―基于多同位素和BSIMM解析典型农业流域水系CH和NO关键产生途径及碳氮来源‖(41775157)为支撑,选取亚热带典型农业小流域脱甲河为研究对象,利用双层扩散模型法对4级河段(S1、S2、S3和S4)表层水体水-气界面CH和NO溶存浓度和扩散通量的时空特征进行了研究。此外,借助稳定性同位素方法和水体理化参数探讨了4级河段水体溶存CH和NO的关键产生途径及碳氮元素的主要来源。本研究主要结论如下:(1)脱甲河水体氮素具有显著时空分布特征,以城镇区、农田区水体污染较为显著,支流污染较为严重,源头水质较好。流域水环境受居民生产和生活影响较为显著,水体氮素以外源输入为主,生产生活污水、农业面源污染以及家禽和养殖废弃物可能是水体氮素污染的主要来源。(2)水体CH、NO浓度和通量均具有显著时空变异,CH通量呈现春季>冬季>夏季>秋季,S2>S3>S4>S1河段,均值为53.88μgC?m?h;NO通量表现为夏季>春季>秋季>冬季,S2>S4>S3>S1,均值是15.29μgN?m?h。脱甲河水系为大气CH、NO的排放源。CH通量与水体NH-N和DOC浓度呈显著正相关(P<0.01);NO通量与水体温度、EC、NH-N和DOC呈显著正相关(P<0.01),与水体pH呈显著负相关(P<0.01)。(3)脱甲河S14河段乙酸发酵途径对甲烷的贡献分别为87%、78%、76%、81%,各河段虽存在一定差异,但均以乙酸发酵产CH过程为主导。硝化过程中δO-NO在S14河段分别是-7.01‰、-0.17‰、-0.28‰和-0.60‰;水体硝态氮浓度与其δN-NO呈较弱正相关,其δN-NO与δO-NO的比值在S14河段分别为0.66、-41.01、-30.23和9.39。根据硝化反硝化过程判别依据,硝化过程对脱甲河水系NO的产生贡献较大(4)脱甲河不同河段NO-N来源存在显著差异,S1河段主要来源于土壤原生氮,S24主要来源为土壤流失氮、铵态氮肥和粪肥。河流沉积物有机质氮素来源与S14河段土地利用类型相关,靠近源头区的S1主要来源是土壤有机质,而S24受农业面源排放及生活排污影响,污水可能是主要氮素来源。初步判定脱甲河底泥沉积物碳素来源可能为C3植物、C4植物及陆源和水生混合有机质。

关键词：脱甲河流域 CH4和N2O 扩散传输关键产生途径碳氮来源

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互花米草和短叶茳芏植物体甲烷传输研究

互花米草和短叶茳芏植物体甲烷传输研究

作者：黄佳芳福建师范大学

学位级别：硕士

对闽江河口湿地短叶茳芏与互花米草不同生长阶段植物体甲烷传输特征进行研究,表明互花米草与短叶茳芏均有发达的通气组织,但由于植株大小以及植物气腔大小决定了互花米草传输甲烷能力远大于短叶茳芏。互花米草髓腔内甲烷浓度远大于大气... 详细信息

对闽江河口湿地短叶茳芏与互花米草不同生长阶段植物体甲烷传输特征进行研究,表明互花米草与短叶茳芏均有发达的通气组织,但由于植株大小以及植物气腔大小决定了互花米草传输甲烷能力远大于短叶茳芏。互花米草髓腔内甲烷浓度远大于大气,并且有自下而上递减的浓度梯度;互花米草传输甲烷主要释放部位在半株高以下部位,尤其是0-20cm高处;而半株高以上部位在开花期以后释放比例有逐渐上升的趋势;这都与其通气组织的状况有关。不同生长阶段互花米草传输甲烷能力显著不同,这是由植物生长状况、植物通气组织状况、气温等环境因素共同决定的。互花米草新鲜植株传输甲烷能力大于立枯。落潮后互花米草传输甲烷能力显著高于涨潮前。冬季阴天日间互花米草因温度低有可能采用扩散传输机制传输甲烷,风大的夜晚可能使用对流传输机制。短叶茳芏夏季日夜间传输甲烷能力差异显著,日间大于夜间,表明短叶茳芏以白天对流传输、夜间扩散传输相结合的方式传输甲烷。冬季则发现短叶茳芏采用植物光合作用泌氧变化驱动的扩散传输方式传输甲烷。夏季短叶茳芏甲烷传输能力大于冬季。不同生长阶段短叶茳芏传输甲烷能力差异不显著,植物传输对湿地排放贡献率变化程度比互花米草小,贡献率均在50%以下。以7月最高,之后有逐渐下降的趋势。冬季短叶茳芏传输甲烷释放主要部位是茎,而且在茎上各个高度释放比例类似,这是由短叶茳芏通气组织状况决定的。

关键词：互花米草短叶茳芏扩散传输对流传输甲烷闽江河口

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影响街道峡谷内交通污染物扩散的研究综述

汽车实用技术 2019年第22期45卷 218-220页

作者：智慧楠王冠师甜长安大学汽车学院

本综述结合国内外学者的研究,应用图表描述和文字表达的方法,总结了影响城市街道峡谷内污染物扩散规律的各个因素,对比了不同影响因素下城市街道峡谷内污染物传输扩散结论的相同点和不同点,发现影响城市街道峡谷内污染物扩散规律的因素... 详细信息

本综述结合国内外学者的研究,应用图表描述和文字表达的方法,总结了影响城市街道峡谷内污染物扩散规律的各个因素,对比了不同影响因素下城市街道峡谷内污染物传输扩散结论的相同点和不同点,发现影响城市街道峡谷内污染物扩散规律的因素主要包括气象条件、建筑物几何结构、道路类型及植被覆盖等,这些因素会显著的影响街道峡谷内湍流的结构、污染物的扩散效应及浓度等,因此文章针对较为全面的影响因素集合进行了详细的论述,为揭示街道峡谷空气污染物扩散规律提供依据和参考。

关键词：城市峡谷污染物浓度扩散传输影响因素