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大王岭原始森林PM2.5中多环芳烃污染特征、来源及风险评价
韦玮;吕海连;余雷;谭微;史兵方;为了了解我国南方高山地区大气PM2.5中多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)的污染特征,在2023年11月—2024年10月,分别采集大王岭原始森林的大气样品,并采用高效液相色谱分析了16种PAHs的质量浓度。在此基础上,解析原始森林大气颗粒物PM2.5中PAHs的来源和健康风险。结果显示:大王岭原始森林大气颗粒物PM2.5中ΣPAHs质量浓度为5.3~128.2 ng/m3,不同季节PM2.5中ΣPAHs质量浓度均值存在显著差异,由高到低依次为冬季(45.3 ng/m3)、春季(38.3 ng/m3)、秋季(31.3 ng/m3)和夏季(26.6 ng/m3)。不同季节大气颗粒物PM2.5中不同环数的PAHs的质量分数呈现不同的变化规律,4~6环的PAHs占比较高(大于85%)。单种PAH以茚并[1, 2, 3-cd]芘、?、苯并[b]荧蒽和苯并[g, h, i]苝为主。在研究区域内,PAHs的Bap等效毒性(Benzo[a]pyrene Equivalent Concentration,BEQ)为1.59~5.96 ng/m3,低于我国大气中Bap的限值(10 ng/m3),且BEQ季节均值从高到低依次为:冬季、春季、秋季、夏季。大王岭原始森林大气颗粒物PM2.5中PAHs的污染源为煤、木材、柴油/汽油的燃烧及石油泄漏,其中煤、木材、柴油燃烧污染源的贡献最大(占83.1%),石油泄漏和汽油燃烧混合源贡献率为16.9%。
内河航道沙质岸线溢油吸附试验研究
王祥;童思陈;李昌耀;黄国鲜;蒋聘凤;为了定量揭示内河航道沙质岸线对溢油的吸附动力学特征及岸线厚度效应,并获取可用于岸线边界吸附模块的参数化关系,研究开展室内静水概化试验。设置沙质岸线厚度为5 cm、10 cm、15 cm,并在每种厚度下布设4级溢油质量工况。基于油膜图像灰度–厚度标定关系反演油膜厚度,结合油膜面积时序变化,计算单位岸线吸附质量与吸附速率,并进行经验拟合与归一化分析。结果显示:油膜灰度与厚度呈显著线性关系,R2 = 0.97;单位岸线吸附质量随时间单调增加并最终趋于稳定,吸附速率随时间呈自然对数衰减,R2均大于0.90。岸线厚度显著影响饱和吸附质量与达到稳态的时间,5 cm厚岸线约500 min达到吸附平衡,10 cm与15 cm厚岸线均约600 min达到吸附平衡;15 cm厚岸线的饱和吸附质量比5 cm条件最高提高约192%。研究表明,在静水条件下,沙质岸线溢油吸附呈现容量受限—速率衰减—最终趋稳的动力学特征,岸线厚度主要控制饱和吸附质量,并影响达到稳态的时间尺度。研究建立的吸附质量与吸附速率参数化关系可为内河溢油数值模拟中的岸线吸附参数确定提供依据。
基于BN-Sigmoid融合的受限空间作业动态风险评估模型
洪雨;原萌;王学岐;侯玉洁;董彬彬;李宣仪;王睿博;韩庚序;为解决传统静态评估方法难以适应受限空间作业风险动态演化特性的问题,本文提出一种融合离散贝叶斯网络与非线性风险计算公式的实时评估模型。通过构建涵盖“人–机–管–环”的多因素贝叶斯网络,以动态节点表征气体浓度与人员行为等关键参数,量化事故概率;并引入Sigmoid函数对传统风险公式进行非线性重构,精准刻画环境动态节点异常在临界阈值附近的风险突变与非线性跃迁效应。基于贝叶斯网络推理引擎与多源数据同步机制,实现事故发生概率的在线更新与风险值的实时计算。通过受限空间作业系统构建和试验验证可知,该模型在评估准确度与预警灵敏度方面均优于传统方法,尤其对“低概率–高后果”事件的风险的识别能力显著增强,为受限空间作业安全管理的动态风险预控提供有效评估工具。
大型外浮顶油罐油气泄漏扩散规律研究
陶静;向帅;胡光忠;郑水江;杨书韬;严月;薛寒;大型外浮顶油罐运行过程中面临多种复杂风险,其中油气泄漏是主要安全隐患之一,厘清泄漏后油气扩散规律对实现精准风险防控至关重要。本研究基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法,建立了油罐油气泄漏流体场仿真模型,分析了泄漏速度与外界风速对油气扩散质量分数分布的显著影响,并揭示了危险区域体积的动态变化规律。结果表明:泄漏速度越大,油气扩散范围越广,且泄漏口附近的油气堆积速率越快;外界风速越大,油气扩散速度越快,但同时也会使油气在下风向区域迅速稀释;在500 s内,油气云团可分为三个阶段:初期(0~<50 s)快速堆积、中期(50~<300 s)水平扩散、后期(300~500 s)油气逐渐稀释并趋于稳定。本研究为大型外浮顶油罐的安全运行管理和泄漏应急处置提供了一定参考价值。
隧道施工废水处理中旋流除砂器的结构优化及性能分析
刘义青;胡虹;陈传曾;吉阳;张玉萍;秦奇;龚正君;为了提高旋流除砂器对隧道施工废水固液分离的处理效能,研究通过配置模拟废水,考察锥角、溢流口直径、底流口直径等结构对固液分离效果的影响。结果显示:固液分离效率和分流比均随着锥角的增大而降低,较小的锥角有利于泥水分离与分流。增大溢流口直径可使固液分离效率和分流比下降,在锥角为20°和30°条件下,出水悬浮固体(Suspended Solids,SS)质量浓度和颗粒粒径均在溢流口直径为32 mm时最小。底流口直径对分流比的影响较大,随着底流口直径的减小,虽然固液分离效率轻微降低,但是分流比显著减小。综合考虑固液分离效率和分流比,选择10°锥角、32 mm溢流口直径、5 mm底流口直径为最佳旋流除砂器结构。利用上述结构旋流除砂器处理不同岩性隧道施工废水均有较好的分离效果,且颗粒粒径越大,分离效率越高。
油气管道建设对土壤–植被系统影响的meta分析
任磊;来源;杨璟轶;王宁;禚文艳;吴纪华;张勇;随着全球能源需求的持续增长,油气管道网络在全球范围内迅速扩张,其建设与运营对沿线土壤–植被系统产生了潜在且深远的影响。然而,现有研究对油气管道建设的生态影响方向和强度的结论并不一致,且缺乏系统性的定量整合评估。研究采用整合分析方法,以对数响应比作为效应值,通过比较管道扰动区与邻近对照区之间的差异,综合评估了油气管道建设对土壤理化特性及植被特征的影响。结果显示,油气管道建设导致土壤物理结构改变、土壤养分含量降低(总氮质量比下降61.4%、有机碳质量比下降63.8%),同时,铜、铁、锰、铅等金属离子质量比出现不同程度的累积(增加14.3%~69.6%)。在植被特征方面,油气管道建设总体上降低了植被盖度(下降38.1%)和生物多样性(辛普森指数下降60.6%),并导致农田生态系统作物减产(减产14.1%)。值得注意的是,不同生态系统类型呈现出差异化响应:油气管道建设在农田生态系统中使植物生物量减少31.5%,但在草地生态系统中却增加27.8%;土壤砂粒质量分数在草地生态系统中下降8.6%,在荒漠生态系统中则上升11.9%。此外,金属元素质量比在森林和草地生态系统中显著升高,但在农田生态系统中未见明显变化。因此,尽管油气管道建设对土壤–植被系统产生了一定影响,但这些影响的方向和强度主要依赖于生态系统类型。未来的研究与管理实践需根据实际情况,加强评估油气管道建设在不同生态系统中产生的生态环境影响差异,以为制定与实施高效且可持续的差异化生态修复与适应性管理策略奠定基础。
“双碳”目标下典型煤化工园区绿色低碳发展路径分析
王姗姗;吴宇航;郭千慧;卢可可;张瑞芹;在“双碳”目标背景下,高能耗、高排放的煤化工园区绿色转型是实现碳中和的关键抓手。研究基于多目标优化构建了产业–能源–技术–碳污效益综合分析框架,系统评估了产业结构调整、能源结构调整、能效提升、碳捕获、利用与封存(CCUS)、焦炭产量控制及原料结构优化等综合措施的减排潜力。分析显示,煤焦化与化学原料制造行业占园区能耗与碳排放总量的64%以上,是主要排放源。情景模拟显示:在低碳情景下,2035年园区能耗较基准情景下降13.8%,碳排放降低25.3%,各大气污染物减排潜力达14%~46%;在强化情景下,园区有望于2025年实现碳达峰。能源结构调整与产业结构调整是转型的核心措施,在低碳情景中,减排贡献率达74.4%。原料结构优化在强化情景中将成为仅次于能源结构调整的减排手段。建议煤化工园区优先推进产业结构与能源结构“双调整”,并加快绿色化工技术在焦化、化学原料制造等高耗能行业的应用,以推动全产业链绿色转型。
云南亚热带地区本土水生植物脱氮除磷效果研究
罗素芳;殷小锋;孙越;为了探究不同水生植物对污水氮磷污染物的去除效果,在云南省芒市选择4类10种本土水生植物,通过水培试验进行污水脱氮除磷能力比较,并基于动力学参数的功能性状划分生态位。结果显示,10种水生植物对污水总氮(Total Nitrogen,TN)的净化效率为62.56%~82.87%,对氨氮(NH3–N)的净化效率为65.44%~88.91%,对总磷(Total Phosphorus,TP)的净化效率为62.68%~82.77%。其中,芦苇和香蒲净化效率较高,穗状狐尾藻、竹叶眼子菜净化效果较弱,但均显著高于空白对照组。对于整体效果,挺水植物表现最好,漂浮植物和浮叶植物相当,沉水植物表现最差,这与植物生态位强相关。污染物浓度对净化效果具有显著影响,低浓度污水的净化效果更好。研究结果可以指导水污染治理与生态修复工程中水生植物群落选种搭配,提升工程效果,并为云南省的农村生活污水、农田退水、污染河湖库塘的治理提供技术参考与理论依据。
发电集团内部火电机组发电权交易低碳运营博弈研究
王然;王建军;白一坤;李莉;聂慧如;李思远;在“双碳”目标及2035年在碳达峰基础上实现7%~10%的国家自主贡献目标的碳减排约束下,火电机组在承担新型电力系统安全支撑功能的同时,面临效率与碳排放双重约束。尽可能保障高参数、大容量、低煤耗和碳捕集、利用与封存(Carbon Capture, Utilization and Storage,CCUS)技术改造后的火电机组多发、满发是充分利用火电机组存量资产低碳运营的新思路。针对这一问题,研究提出发电集团内部发电权交易机制,构建了由发电集团总部、发电权采购子公司及发电权转让子公司组成的三方动态演化博弈模型。在考虑三方主体策略集的基础上,建立各主体收益函数,推导复制动态方程,分析系统的演化稳定性与均衡特征。研究结果显示:实现内部发电权交易受采购子公司全部购买可能性和购买比例的影响,不同取值下的发电集团策略有所不同,总体秉承先干预提高购买比例,后不再干预,即双方子公司自由交易的趋势;初始意愿是三方主体策略演化的基础,不会对最终的策略产生影响;现货市场电价会延缓发电集团选择不干预策略和转让子公司选择转让策略的速度,加快发电权采购子公司选择购买策略的速度;碳价会延缓发电集团选择不干预策略的速度,加快双方子公司参与发电权交易的速度。研究结论为我国以火力发电为主的发电集团实现存量资产高效利用和低碳运营发展提供了参考。
基于D–S证据理论与贝叶斯网络的危化品道路运输风险评估
张俊军;李婷;徐倩文;常书晴;石婉芸;为了解决传统方法在危化品道路运输风险评估中处理多源不确定信息、高冲突证据融合及动态推理的不足,研究构建科学的风险评估模型并展开探讨。首先,基于50起事故案例,从人员、车辆、道路、环境、管理、危化品6个维度识别31项关键风险因素,建立“一级–二级”风险指标体系;其次,引入改进D-S(Dempster-Shafer)证据理论,并通过Jousselme距离函数量化专家意见冲突,构建相似性矩阵并计算专家可信度,进而加权融合得到客观指标权重;最后,利用Genie软件搭建3层贝叶斯网络,实现从多源风险因素到总体风险水平的动态概率推理,并依据危化品危险特性提出分类管控策略。结果显示,经五折交叉验证,模型平均准确率达83.38%,宏平均F1为0.813,并在实际事故分析中精准识别出“易燃性→敏感条件触发→培训不足→违规操作→安全附件失效”关键风险链。其中,管理因素与人员因素对总体风险贡献度最高。这表明该模型有效降低了主观偏差,克服了传统静态评价的局限性,可针对不同危险特性危化品实施精准管控,为危化品道路运输风险精准量化与科学管控提供了新路径。