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黑龙江省能源碳排放核算及驱动因素分析

中国环境科学 2024年第7期44卷 4117-4126页

作者：刘浩东邱微陈爽哈尔滨工业大学环境学院城市水资源与水环境国家重点实验室黑龙江哈尔滨150090

基于联合国政府间气候变化委员会的方法,核算了黑龙江省2005~2020年能源消费的碳排放,借助LMDI分解模型、STIRPAT模型深入剖析了能源碳排放与经济、人口等驱动因素的关系,并进行情景模拟,探寻黑龙江省未来发展的合理途径.根据LMDI因素... 详细信息

基于联合国政府间气候变化委员会的方法,核算了黑龙江省2005~2020年能源消费的碳排放,借助LMDI分解模型、STIRPAT模型深入剖析了能源碳排放与经济、人口等驱动因素的关系,并进行情景模拟,探寻黑龙江省未来发展的合理途径.根据LMDI因素分解结果,各驱动因素对能源碳排放的累计效应中经济水平效应最大;由STIRPAT模型以及情景模拟分析可得,四种情境中综合情景为最优情景.最后,根据“双碳”目标以及研究结果,对相关的调控策略给出建议.

关键词：碳排放能源消费因素分解情景模拟

基于脂质生物标志物评估河道型水库表层沉积物有机质来源

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湖泊科学 2024年第1期36卷 137-148,I0001页

作者：宿苧仁 Emilie Jardé 尹月鹏 Marine Liotaud 张雯成都理工大学生态环境学院国家环境保护水土污染协同控制与联合修复重点实验室地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059 法国国家科学研究中心(雷恩第一大学) 雷恩35000

水电开发导致河岸生境破碎化程度加剧和水库沉积物截留问题日益突出,而目前关于河道型水库有机质(OM)溯源及分布特征的研究较少,进而造成OM在水库复杂环境介质中迁移机理尚不清楚。本研究将脂质生物标志物分析方法应用于大渡河瀑布沟水... 详细信息

水电开发导致河岸生境破碎化程度加剧和水库沉积物截留问题日益突出,而目前关于河道型水库有机质(OM)溯源及分布特征的研究较少,进而造成OM在水库复杂环境介质中迁移机理尚不清楚。本研究将脂质生物标志物分析方法应用于大渡河瀑布沟水库表层沉积物,经过气相色谱-质谱法对沉积物OM脂质组分进行了分析,将其量化并分为自然、成岩、热源和污水标志物4种来源。结果表明:OM平均含量坝前(10.7%±4.8%)>坝后(7.3%±0.9%)>库中(6.7%±1.8%),说明水库对沉积物OM的截留有显著影响。可提取脂质组分主要来源于自然标志物(45.9%±13.9%),碳偏好指数、陆源/水生比和陆生与水生植物输入比显示OM主要来源于陆生高等植物,占自然定量分子的70.5%±9.1%。此外,坝前汉源城镇下游D6和D7点位人为标志物(44.6%±25.1%)分子明显比自然标志物(24.2%±3.7%)含量高,并进一步通过比例研究强调了污水标志物的贡献率较为突出(31.6%±12.8%),这与该地住宅区生活污水处理设施覆盖率较低相关,表明OM污染源组成变化与水库滞留效应的耦合作用有关。

关键词：有机质水库脂质生物标志物来源分布特征

短程硝化过程的光谱特征波段选择与间隔偏最小二乘法建模

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光谱学与光谱分析 2024年第8期44卷 2224-2232页

作者：宋彧李卫华薛同站余丽申慧彦安徽建筑大学环境与能源工程学院安徽合肥230602 环境污染控制与废弃物资源化利用安徽省重点实验室安徽合肥230601

序批式活性污泥反应器(SBR)是目前应用较广的活性污泥处理装置。通过SBR反应器处理人工模拟高氨氮废水研究短程硝化反应系统启动过程中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮含量的变化,利用紫外光谱采集所得数据为基础建立模型,以期快速预测SBR反应器... 详细信息

序批式活性污泥反应器(SBR)是目前应用较广的活性污泥处理装置。通过SBR反应器处理人工模拟高氨氮废水研究短程硝化反应系统启动过程中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮含量的变化,利用紫外光谱采集所得数据为基础建立模型,以期快速预测SBR反应器出水中硝酸盐氮、亚硝酸盐氮含量。采用实验室配置的不同浓度硝酸盐氮和亚硝酸盐氮混合溶液,以三种不同波段选择的区间偏最小二乘法(iPLS)构建标准混合液的校正模型。研究结果显示,所建模型对混合液中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮实测值与预测值相关性均较好。测定反应器出水指标,同样以三种不同波段选择的偏最小二乘法算法构建紫外光谱与硝酸盐氮和亚硝酸盐氮含量的模型。利用校正集相关系数、交叉验证均方根误差(RMSECV)、预测集的相关系数以及预测均方根误差(RMSEP)评价指标来评价模型结果。在iPLS、siPLS、biPLS三种模型中利用联合区间偏最小二乘法(siPLS)将全光谱分别等分为24、19个区间时,分别联合子区间[24]、[38]建立的模型预测拟合结果最优,其校正模型r=0.9393、RMSECV=1.6504,r=0.9507、RMSECV=0.4421,预测模型r=0.9992、RMSEP=1.3418,r=0.9119、RMSEP=2.6770。该模型对硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的预测效果总体较好,表明利用紫外光谱建立区间偏最小二乘法模型可以实现对短程硝化反应器出水硝氮和亚硝氮含量的快速预测。

关键词：短程硝化硝酸盐氮亚硝酸盐氮紫外光谱联合区间偏最小二乘法波段选择

我国城市地区PM_(2.5)和O_(3)污染相关性:2017~2022年时空演变特征与协同防控启示

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中国环境科学 2024年第6期44卷 3004-3011页

作者：张恺乐褚旸晰储王辉张浩迟茜元李红中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 国家气象中心北京100081

基于2017~2022年全国地级及以上城市空气质量监测数据及各省(自治区、直辖市)污染排放数据,计算PM_(2.5)日均浓度(DA PM_(2.5))和O_(3)日最大8h滑动平均值(MDA8_O_(3))间的皮尔逊相关系数(R_(p)),分区域分时段研究了二者相关性的时空变... 详细信息

基于2017~2022年全国地级及以上城市空气质量监测数据及各省(自治区、直辖市)污染排放数据,计算PM_(2.5)日均浓度(DA PM_(2.5))和O_(3)日最大8h滑动平均值(MDA8_O_(3))间的皮尔逊相关系数(R_(p)),分区域分时段研究了二者相关性的时空变化特征,从污染排放等方面分析其原因.结果表明:从时空变化上看,全国范围内DA PM_(2.5)和MDA8_O_(3)第一、四季度在统计上无显著相关性(R_(p)=-0.11~0.03),仅西南、华南地区为正相关(R_(p)=0.11~0.32).全国范围内DA PM_(2.5)和MDA8O_(3)在第二季度(R_(p)=0.26~0.36)、第三季度(R_(p)=0.46~0.55)呈正相关,汾渭平原及西北地区在部分年份不相关.污染排放是影响PM_(2.5)和O_(3)污染相关性的主要因素.从时间变化上看,全国和各区域一次PM_(2.5)、二氧化硫排放特征值(ECV_(PM_(2.5))、ECV_(SO_(2)))下降而氮氧化物、挥发性有机物排放特征值(ECVNOx和ECVVOCs)上升,这与大部分省(自治区、直辖市)R_(p)平均值上升的趋势一致.从空间分布上看,在ECVPM_(2.5)和ECVSO2低而ECV_(NOx)和ECV_(VOCs)高的地区,PM_(2.5)与O_(3)污染正相关性较强.提出全国不同区域差异化的污染防控启示.京津冀及周边、长三角、东北和西南地区(第二、三季度)以及华南地区(全年),需关注NO_(x)和VOCs排放控制.京津冀及周边、长三角、东北和西南地区(第一、四季度)以及汾渭平原和西北地区(全年),需加强一次PM_(2.5)污染减排.

关键词：细颗粒物 O_(3) 关联性重点区域空气污染特征

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非分散红外分析仪设计建模分析和应用

光学学报 2024年第18期44卷 331-338页

作者：张猛刘洋盛训超汤玉美胡源中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室合肥中科环境监测技术国家工程实验室有限公司国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室

阐述了基于气体滤波相关的非分散红外（NDIR）检测技术。首先，依据NDIR技术原理建立仿真模型，利用模型仿真构建系统核心件参数与探测信号之间的关系，得出参考光路和测量光路的光强比值，为后续放大电路设计提供参考。其次，通过系统... 详细信息

阐述了基于气体滤波相关的非分散红外（NDIR）检测技术。首先，依据NDIR技术原理建立仿真模型，利用模型仿真构建系统核心件参数与探测信号之间的关系，得出参考光路和测量光路的光强比值，为后续放大电路设计提供参考。其次，通过系统响应函数评估系统的测量误差最大不超过1×10-6，并定量评估外界温度变化对系统造成的误差。外界温度变化10℃会导致反演的CO2气体体积分数最大变化约为9×10-6，研究表明，为了保证仪器的精度和漂移要求，对长光程测量气室进行控温是必要的。所研制的NDIR分析仪使用模拟参数，并采用恒温技术将测量气室的温度控制在（45±0.1）℃，NDIR分析仪的测试结果表明，仪器检出限达到0.075×10-6，示值误差为0.19%，精密度（相对标准偏差）为0.11%,24 h内零点漂移低于0.033%ξFS(ξFS为满量程)，且量程漂移也低于0.3%ξFS。NDIR技术测试结果和激光技术测试结果显著相关，其线性拟合度R2为0.94。实际设计的仪器测试结果表明，该仿真方法具有一定的应用价值。

关键词：光学设计非分散红外技术温度控制检出限漂移

压电效应在过硫酸盐高级氧化技术中的应用与展望

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科学通报 2024年

作者：唐玲芳李志朱明山暨南大学环境与气候学院广东省环境污染与健康重点实验室

基于过硫酸盐氧化的高级氧化技术(persulfate-based advanced oxidation processes, PS-AOPs),作为一类新型高级氧化技术,被广泛应用于去除水中难降解有机污染物.然而,过硫酸盐氧化技术需要一个活化过程,而目前的主流活化方法(如紫外活... 详细信息

基于过硫酸盐氧化的高级氧化技术(persulfate-based advanced oxidation processes, PS-AOPs),作为一类新型高级氧化技术,被广泛应用于去除水中难降解有机污染物.然而,过硫酸盐氧化技术需要一个活化过程,而目前的主流活化方法(如紫外活化、微波活化、热活化和过渡金属离子活化)需要大量的能耗或物耗.近年来,基于压电效应,研究人员利用介电材料其固有的压电特性,可以实现将机械能转化为化学能,并成功应用于过硫酸盐活化过程中.该活化方法具备利用自然界中绿色可再生机械力,包括风、潮汐、水流等潜力,是一类新型绿色、清洁的过硫酸盐活化技术.本文围绕这一技术,深入总结了压电/PS-AOPs这一新兴技术的基本原理、催化剂调控、机械力来源与潜在应用场景,为推动这类新技术在水处理中的进一步应用提供理论和技术支撑.

关键词：过硫酸盐氧化压电效应压电活化水处理有机污染物

基于振动信号深度表征学习的高层建筑结构振动识别

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工程力学 2024年第9期41卷 134-143页

作者：熊青松熊海贝孔庆钊陈琳丁叶蔚袁程同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

振动识别对于实现结构振动控制、性态监测评估具有重要作用。“智慧城市”背景下的高层建筑结构对其振动响应识别提出了更高的要求,传统基于时频域转换与图神经网络的振动识别方法在计算成本和工程适用性上的局限性愈发显著。该文提出... 详细信息

振动识别对于实现结构振动控制、性态监测评估具有重要作用。“智慧城市”背景下的高层建筑结构对其振动响应识别提出了更高的要求,传统基于时频域转换与图神经网络的振动识别方法在计算成本和工程适用性上的局限性愈发显著。该文提出了一种基于振动信号深度表征学习的振动识别方法。在该方法中通过搭建自编码网络对一维频域信号进行自监督学习用以获取振动表征信息,然后基于原始信号和重构信号进行振动敏感参数定义和计算,其结果作为特征工程输入到线性分类器模型中进行训练,进而实现对振动的快速识别。该文以某超高层建筑在不同环境激励下的振动响应识别为例,验证了所提出方法的可靠性。同时为证明提出方法的优越性,引入了目前普遍认为最优的MFCC+CNN振动识别方法进行对比,结果表明,该文提出的方法在计算时间上节省了近20倍,并且整体识别精度从0.74提高到0.95以上。

关键词：振动识别表征学习高层建筑结构自编码器深度学习

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大气烷基硝酸酯的实地测量

化学学报 2024年第3期82卷 323-335页

作者：李春萌毕哲王海潮陆克定中国计量科学研究院环境计量中心中山大学大气科学学院北京大学环境科学与工程学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室国家环境保护大气臭氧污染防治重点实验室

烷基硝酸酯(ANs)是对流层大气中重要的污染物,其收支过程对大气氮、碳的分布,光化学循环以及二次有机气溶胶生成等具有重要影响.大气ANs种类繁多,浓度低且化学性质活泼,因此ANs的准确测量是大气监测领域的巨大挑战.概述了大气ANs化学机... 详细信息

烷基硝酸酯(ANs)是对流层大气中重要的污染物,其收支过程对大气氮、碳的分布,光化学循环以及二次有机气溶胶生成等具有重要影响.大气ANs种类繁多,浓度低且化学性质活泼,因此ANs的准确测量是大气监测领域的巨大挑战.概述了大气ANs化学机理,系统梳理并总结了ANs单物种和总量的实地测量技术进展,主要包括气相色谱电子捕获技术、质谱技术、荧光光谱技术和吸收光谱技术.研究表明吸收光谱技术具有结构简单易维护的特征,是具有较大发展潜力的ANs总量测量方法,质谱技术在ANs分物种测量方面具有其独特优势,但物种化的标准源和标定技术是亟待突破的关键瓶颈.最后,系统归纳了不同环境类型的ANs浓度分布特征,并对ANs化学研究难点和发展趋势进行展望.

关键词：烷基硝酸酯化学机理单物种测量总量测量实地测量

湛江红树林沉积物中全/多氟烷基化合物的赋存特征及生态风险

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中国科学:技术科学 2024年第10期54卷 1979-1990页

作者：刘芬刘思曼李慧珍游静暨南大学环境与气候学院广东省环境污染与健康重点实验室

全/多氟烷基化合物(PFASs)已成为全球最受关注的新污染物之一,其由于难降解性、生物累积性和毒性,广泛存在于环境各介质中,危害生态系统健康.“海岸卫士”红树林沉积物是内陆新污染物重要的汇,探究PFASs等新污染物在红树林生态系统中的... 详细信息

全/多氟烷基化合物(PFASs)已成为全球最受关注的新污染物之一,其由于难降解性、生物累积性和毒性,广泛存在于环境各介质中,危害生态系统健康.“海岸卫士”红树林沉积物是内陆新污染物重要的汇,探究PFASs等新污染物在红树林生态系统中的污染状况和风险水平,对于红树林的保护、管理和污染控制至关重要.本研究选择我国华南最大的湛江红树林为研究区域,旨在探讨红树林沉积物中PFASs的赋存、空间分布特征、可能来源和潜在生态风险.沉积物中PFASs的总浓度为0.29～0.79 ng/g dry wt.,与周边沉积物相比,湛江红树林沉积物中PFASs浓度处于中等水平.全氟羧酸的浓度显著高于全氟磺酸,短链PFASs浓度显著高于长链PFASs,其中全氟丁酸(PFBA)占比最高,其次是全氟辛酸(PFOA)和全氟戊酸(PFPeA).湛江中心城区(金沙湾)、旅游区(特呈岛)和农业区(高桥)红树林沉积物中PFASs浓度略高于养殖区(湖光镇).进一步通过相关性和主成分分析探讨了红树林沉积物中PFASs的可能来源.沉积物中全氟辛酸和全氟辛烷磺酸(PFOS)的风险商均低于1,生态风险较低.本研究为湛江红树林PFASs污染风险评估和管理提供重要数据.

关键词：红树林沉积物全氟化合物赋存特征来源生态风险评估