河道疏浚工程对污染物颗粒运移影响模拟

疏浚工程是中小型流域污染治理效率较为理想的一种方式,然而当前的技术手段很难对疏浚工程后区域水环境污染程度和河流流态等指标进行预测,为工程评价带来不便。因此,本文研究了一种二维流体力学有限元模型和拉格朗日粒子模块,建立了垂直平均水动力模型,探讨了两种河道疏浚方案(DS1和DS2)对污染物运移影响和河流流态的影响效果。结果表明:在没有河流流入和风的情况下,将排水口设置到主要疏浚河道中,能够明显缩小污染物的运移;工程实施后对离河流出口最近的A5节点影响最大,最大疏浚前后区域水深变化剧烈,加深了近6m,且流速明显减小。该研究成果可为相关工程提供参考。

超声波空气污染物颗粒采样器的新结构及其特性

超声波空气污染物颗粒采样器具有可采集低浓度颗粒污染物、采样速度快、重复性好、结构简单、易分析被采集物以及不破坏污染物成分等优点。为了进一步提高其采样效率,该文提出了一种超声波空气污染物颗粒采样器的新结构。该采样器由超声换能器、被粘接在换能器声辐射面上的圆形声辐射板以及与声辐射板平行的采样板组成。该采样器利用声辐射力和声学流场驱动空气中的污染物颗粒快速聚集到采样板上。样机测试表明,该结构在空气污染物颗粒初始浓度为4 mg/L以及辐射板中心位置的振动速度为0.29 m/s时,对烟雾中PM2.5和PM2.5-10颗粒的采样效率为16.3 mg/m^2·min·W。与不采用高阶弯曲振动圆形声辐射板的结构相比,其采样效率增加了110%。

大气颗粒污染物的扩散条件及浓度时空变化监测技术研究

为了深入了解颗粒物在大气中的传输和分布规律,揭示其扩散过程中的影响因素,研究大气颗粒污染物的扩散条件及浓度时空变化监测技术。收集河北省2017年-2022年空气质量数据,分析对大气颗粒污染物扩散产生影响的主要因素。同时在河北省各个区域内设定大气颗粒污染物监测点,根据地理位置以及气候条件等因素获取大气颗粒污染物的污染和时间变化特征。经过分析表明,河北省在2017年-2022年期间内PM_(10)和PM_(2.5)年均浓度逐年递减,从逐时变化来看,冬季全天的PM_(10)和PM_(2.5)浓度高于国家日均值标准,夏季浓度最低。

云滴数浓度对大气颗粒污染物浓度的气象数值模拟研究

通过气象数值模拟过程,分析云滴数浓度对大气颗粒污染物浓度的影响。利用高斯扩散模型分析云滴数浓度对大气颗粒物浓度值的影响,再根据大气颗粒污染物粒径建立污染物浓度值方程。实验中,使用石英滤膜采集大气污染物样本后,利用HNO_(3)、H_(2)O_(2)和HF分解污染物质。模拟在云滴数浓度为20%、40%、60%、80%时,不同污染物粒径范围内的污染物浓度随时间的增长情况。结果表明:大气中的颗粒物在吸收云滴水分后,会出现增大或凝并现象。随着云滴数浓度增高,污染物浓度值呈现衰减趋势。当云滴数浓度较小时,重金属颗粒污染物浓度相对更高。

新一代运载火箭航天煤油颗粒污染物快速检测方法研究

针对传统重量法已不能满足中国新一代运载火箭高密度发射对快速全面检测航天煤油中固体颗粒污染物需求的问题,将基于能谱分析-形貌特征的辨识技术应用于航天煤油中固体颗粒污染物的检测。首先,通过扫描电镜和能谱分析对航天煤油中固体颗粒污染物的形貌及组成进行分析,直观给出航天煤油在各个环节受污染的情况;然后,采用统计学的方法依据固体颗粒污染物的形貌特征对其进行分类,建立预估重量模型;最后,对发射场某批次航天煤油中的固体颗粒污染物进行测定。结果表明,此方法能够直接给出煤油中固体颗粒污染物的组成、尺寸和分布,依据形貌特征与其尺寸、组成之间关联性所建立的重量预估模型能够准确计算出固体颗粒污染物的质量浓度。

城市机动车道颗粒污染物扩散对绿化隔离带空间结构的响应

通过设置绿化隔离带以减少道路污染物的扩散是目前采用的道路生态防控措施之一。如何减少道路污染对机动车道行人的影响等问题则少有关注。基于对城市非机动车道行人生态安全的考虑,采取现场模拟方法研究道路绿化隔离带对道路中心颗粒污染物向非机动车道扩散的影响。试验地点选择太原市城区,具体方法是在机动车道和非机动车道之间设置遮阳网。通过增减遮阳网的层数调整模拟隔离带的宽度和疏透度,每50 cm间隔1层遮阳网。为了更接近实际的绿化隔离带和更利于调整疏透度,近机动车道一侧的遮阳网均匀捆扎新鲜的离体植物枝条。实验采用三因素、四水平正交设计方法,通过测定绿带两侧污染物含量的变化评价绿带对非机动车道的净化效应。结果表明,道路绿化隔离带对于减少道路颗粒污染物向非机动车道的扩散具有明显的作用。道路绿化隔离带的诸因子净化非机动车道环境的作用有明显的差异。其中疏透度和高度所起的作用较为显著。本试验中净化PM10过程中三因子的重要性排序依次为高度、疏透度、宽度。净化TSP过程中的重要性依次为疏透度、高度、宽度。三因子净化非机动车道颗粒污染物的最佳水平分别是:疏透度20%,高度350 cm,宽度250 cm,对TSP和PM10的净化百分率分别达到46.10%和42.94%。各因子不同水平的净化效应排序分别为:疏透度20%、30%、40%、10%,高度350 cm、250 cm、150 cm、50 cm,宽度250 cm、350 cm、150 cm、50 cm。

不同类型降雨公路径流中颗粒粒径及污染物的分布特性

在对南京机场高速禄口高架桥段雨天路面径流水质进行连续监测的基础上,考察了不同粒径段颗粒分布,重点分析了颗粒粒径分布随径流过程的变化特征及其与污染物分布的关系,并探讨了温度和pH值对粒径分布的影响.结果表明,径流中粒径小于75μm的颗粒较多,其中0.45～20μm粒径段的颗粒最多,占总颗粒的37.5%.小雨事件中,粒径小于等于75μm的颗粒体积在径流过程的前40 min内波动较明显;中雨事件中,粒径小于等于150μm的颗粒在径流过程的前40 min内变化较明显;大雨事件中,粒径小于等于150μm的颗粒在径流过程的前30 min内体积变化明显.各粒径段小颗粒(≤150μm)与对应粒径段颗粒中COD及TP的相关性均显著于大颗粒(>150μm)的,且21～75μm粒径段颗粒对COD及TP吸附与富集的能力较为突出.温度对0.45～20μm及大于300μm的颗粒粒径分布的影响较明显.pH值对21～75μm及76～150μm粒径段的颗粒粒径分布的影响显著.

颗粒污染物对变压器油击穿电压的影响

变压器油中存在的固体颗粒物极易劣化油液的理化性能,尤其是金属颗粒对绝缘性能的影响更为显著。根据ISO4406标准,采用均匀设计法,配制了24组含Cu、Fe、SiO2的不同粒径不同污染度的颗粒污染物油样并对其进行了击穿电压性能测试,获得了不同组分、颗粒含量对油液击穿电压的影响规律;根据测试数据建立了油样中不同粒径、含量的颗粒物与油样击穿电压之间的支持向量机数学模型。结果表明实验验证集利用所建模型获得的决定系数为0.9551、均方根误差为0.181×10^-2;随着Cu、Fe、SiO2颗粒含量的增加,油液的击穿电压减小;颗粒污染物在5-25μm范围内对油液击穿电压影响较为显著,且粒径越大,油液击穿电压值也越大。

颗粒污染物对变压器油理化性能的影响

变压器油中存在颗粒污染物极易使油液劣化,影响设备的安全运行,从实验角度探讨了颗粒污染物对油液性能的影响规律。根据均匀设计法,配制了不同颗粒含量、不同污染度的含Cu、Fe颗粒油样和含Cu、Fe、SiO_2颗粒的油样各24个,测试了油样的40℃运动黏度、击穿电压以及热氧化实验前后酸值,并比较了含和不含SiO_2颗粒油样的这些理化性能变化的差别。结果表明,颗粒污染度对油液理化性能的影响较大。随着污染度的增加,含Cu、Fe、SiO_23种颗粒油样的运动黏度呈下降趋势,其变化幅度为0.96mm^2/s;击穿电压呈下降趋势,其变化幅度为25.4kV;油液热氧化后酸值升高,变化幅度为0.073mgKOH/g。含SiO_2颗粒的油样的击穿电压和酸值的变化趋势与不含SiO_2颗粒的油样的基本一致,含有SiO_2颗粒的油样的击穿电压比不含SiO_2颗粒的油样击穿电压要大,SiO_2颗粒对油液热氧化前后酸值的影响不大。

颗粒污染物对变压器油氧化安定性的影响

氧化安定性是标志变压器油抵抗外界氧化性物质能力的指标,油液中颗粒物的存在极易影响油液的氧化安定性能。根据ISO4406标准,采用均匀设计法,配制了24组含Cu、Fe、SiO_2的不同粒径不同污染度的颗粒污染物油样并对其进行了热氧化实验,测试了热氧化前后油样的酸值,获得了不同组分、不同含量的颗粒物对油液氧化安定性的影响规律;并采用偏最小二乘法建立了油中不同组分、不同粒径、不同含量的颗粒物与油样氧化安定性之间的数学模型。结果表明应用建立的Cu、Fe颗粒与油液氧化安定性之间的数学模型对验证集的决定系数和均方根误差分别为0.939 9、0.442 1×10^(-2);含有SiO_2非金属颗粒油液的热氧化后酸值小于含金属颗粒油液的热氧化后酸值,金属颗粒在粒直径为15μm时对变压器油氧化安定性能的影响最为显著,变化范围为0.066×10^(-3),油液氧化安定性随着铜、铁颗粒含量的增加而降低;油中SiO_2颗粒的存在延缓了油液的老化速度,一定程度上提高了油液的氧化安定性。

颗粒污染物净化技术经济分析

为治理颗粒污染物的同时选择最为经济实用的除尘器类型提供理论依据,分析了现有的主要颗粒物净化设备对总悬浮颗粒物(TSP)和可吸入颗粒物(PM10)的净化效率,并从基建设备投资、运行费用、折旧费用3个方面进行了经济分析,得出不同除尘设备对TSP及PM10的治理成本.在高效除尘设备中,文丘里除尘器的治理成本最高,静电除尘器治理成本最低;中效除尘器的PM10治理成本明显高于TSP治理成本,高效除尘设备的这种差异不明显.

成都市大气颗粒污染物与气象要素的关系

通过对2004年成都市API指数及API>100日数百分数的再分析,探讨了大气颗粒物污染季节分布、区域分布状况与气象要素的相互关系,并尝试用因子分析法研究了污染物浓度年际变化与气象因子的关系。研究表明,大气污染的季节分布为冬季>春季>秋季>夏季;API>100时数百分数的季节变化状况为春季>冬季>秋季>夏季,区域分布为城西北>城东>城北>城中心>城东南>城西>城南。城市发展对风向的改变比较明显,对风速的改变不明显。大气颗粒污染物年际变化与气象因子的相关性研究表明,PM10浓度与SO2、NOX、湿度、气压呈正相关,与风速、蒸发量、温度呈负相关关系。

污水生物处理系统中纳米颗粒污染物的影响

重点探讨了水处理系统中纳米颗粒(NPs)污染物的分布和归趋特点,及其对系统中微生物菌群结构与功能、有机物与氮磷去除效率的影响.结果显示:反应器可拦截进水中90%以上NPs;NPs短期内对水处理系统有机物去除效率无明显抑制,当50 mg/L的纳米TiO2和ZnO作用70 d可使得污水总氮去除率从80.3%,81.5%降至24.4%和70.8%,纳米ZnO甚至可使除磷效率完全丧失.NPs还会造成反应器内硝化细菌浓度和比重的下降,如50 mg/L TiO2作用70d可使反应器内氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌含量分别由8%,6%降至1%和3%,但对聚磷菌种群的相关显著影响尚未发现.NPs的生物毒性作用机制主要包括氧化胁迫、细胞膜破坏与酶活性抑制等,如50 mg/L的纳米TiO2可分别对活性污泥中的氨单加氧酶和亚硝酸盐氧化还原酶活性产生80%和55%的抑制率.

颗粒污染物对变压器油电气性能影响实验研究

配制了含铜粉、铁粉和二氧化硅粉等颗粒的不同污染度等级的变压器油,检测了其介质损耗因数、电阻率和击穿电压,分析了不同颗粒物对变压器油电气性能的影响。

变压器油中颗粒污染物的中红外光谱检测

配制了含不同颗粒污染等级的变压器油样,利用中红外光谱扫描获得油样的红外光谱数据,再采用连续投影算法提取油样红外光谱的有效波长变量,分别应用偏最小二乘法和支持向量机法方法建立了颗粒污染等级与中红外光谱有效波长的模型.所配置的油样红外光谱经过连续投影算法提取的有效波长具有特定颗粒污染物特征波长的特点,所建两种模型的预测效果均优于全谱的偏最小二乘法和支持向量机法模型,对验证集样本数据预测的决定系数分别为0.892 9、0.934 3,均方根误差为6.372×10-3、3.07×10-3,获得了较好的预测效果,为变压器油中颗粒物的检测提供了借鉴.

湖南主要经济林树种滞留PM2.5等颗粒污染物能力研究

以湖南省7种常见经济林树种为研究对象,研究其在单位叶面积上对空气中PM2.5等颗粒物的滞留量,为揭示湖南省主要经济林树种降低空气中PM2.5等颗粒污染物能力提供科学依据。结果表明:不同树种单位叶面积吸附PM2.5的量各不相同,主要受其叶表微结构、枝叶密集度、叶质地、叶面倾角等因素的影响。各树种单位叶面积吸附PM2.5量由大到小排序依次为板栗(0.144μg/cm^2)、柑橘(0.038μg/cm^2)、油茶(0.034μg/cm^2)、花椒(0.03μg/cm^2)、枣(0.029μg/cm^2)、杜仲(0.023μg/cm^2)、光皮树(0.019μg/cm^2)。各树种单位叶面积吸附TSP、PM1、PM10量大小排序规律基本相同。板栗单位叶面积吸附TSP、PM1、PM10量最大,分别达到1.088、0.04、0.47μg/cm^2,光皮树单位叶面积吸附的TSP、PM1、PM10量最小,分别为0.119、0.006、0.048μg/cm^2。就叶习性而言,单位叶面积吸附的TSP、PM1、PM10、PM2.5量表现为常绿树种大于落叶树种。

颗粒污染物对变压器油粘度的影响

运动粘度是表征变压器油流动性能的重要指标,颗粒污染物的存在对油液的粘度性能会产生较大的影响,甚至导致油液的劣化。按照ISO4406标准,采用均匀设计法配制了24组含Cu、Fe、SiO_2的不同粒径、不同污染度的颗粒污染物油样并对其进行了运动粘度测试(40℃),获得了不同含量的颗粒物对油液运动粘度的影响规律;采用支持向量机法建立了油中不同粒径、含量的Cu、Fe、SiO_2混合颗粒物与油样运动粘度之间的数学模型。结果表明建立的不同粒径、含量的Cu、Fe、SiO_2颗粒与油液运动粘度之间的SVM(Support Vector Machine)模型对验证集的决定系数和均方根误差分别是0.9951、0.0628;随着颗粒含量的增加,油液运动粘度值逐渐减小并趋于稳定;油中Cu、Fe、SiO_2混合颗粒物在粒径为15μm、25μm时对变压器油运动粘度的影响较大,变化幅度分别为0.455mm^2/s、0.56mm^2/s。

颗粒污染物对变压器油介质损耗因数的影响

介质损耗因数是变压器油电气性能的一项重要指标,颗粒污染物对油液的介质损耗因数性能的影响较为显著。采用均匀设计法按照ISO_4406标准配制了24组含Cu、Fe、SiO_2的不同粒径、不同污染度的颗粒污染物油样,并测定其介质损耗因数,获得了不同种类、不同含量的颗粒物对油液介质损耗因数的影响规律;采用支持向量机法建立了油中Cu、Fe、SiO_2混合颗粒物粒径和含量与油样介质损耗因数关系的数学模型。结果表明,建立的Cu、Fe、SiO_2混合颗粒物与油液介质损耗因数关系的SVM模型对验证集的决定系数和均方根误差分别是0.9913、0.0039;随着颗粒物含量的增加,油液介质损耗因数增加;油中Cu、Fe、SiO_2混合颗粒物在粒径为5、15μm时对变压器油介质损耗因数的影响较为显著,变化幅度分别为0.021%、0.019%。

K9玻璃表面颗粒污染物的激光清洗

采用光学显微镜、紫外-可见-近红外分光光度计、图像分析软件等,对K9玻璃表面的灰尘颗粒污染物进行了激光直接辐照清洗及激光诱导等离子体冲击波清洗研究。结果表明,经激光直接辐照清洗后,其透射率得到大幅度的提高,但对微小颗粒移除效果不佳,且易于引起元件的激光辐照损伤;激光诱导等离子体冲击波清洗,能取得更好的清洗效果,且没有出现基底损伤。经激光诱导等离子体清洗后(激光诱导等离子体距样品表面距离1 mm,等效激光作用脉冲数10个,激光波长1 064 nm,激光能量70.7 m J),K9玻璃表面的355 nm激光损伤阈值(50%损伤几率)由5.8 J/cm^2提高到8.0 J/cm^2,与基底阈值8.5 J/cm^2相当。

基于粒径谱仪的畜禽养殖场空气颗粒污染物测量研究

为了分析采用空气动力学粒径谱仪实时测量畜禽养殖场空气颗粒污染物的可行性及效果,首先使用APS和MOUDI在实验室对玻璃球粉末和植物油滴进行同步测量与对比分析,然后在畜禽养殖场实时地对下风向空气颗粒污染物进行测量。结果表明:在实验室中,APS测得的2种玻璃球粉末和植物油滴的结果较准确;通过线性回归证明这2种仪器测得的玻璃球粉末和植物油滴的累积质量浓度具有一定相关性,R2都大于0.9,表明拟合度较好。在使用APS实时测量畜禽养殖场的空气颗粒污染物时,APS能够较好地反映空气颗粒污染物的变化情况,能基于其实时测量的颗粒物几何平均直径、数量浓度和质量浓度等指标从多个角度对空气颗粒污染物进行分析。