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[硕士论文] 高三双
矿物加工工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:重金属离子Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)等从工业生产中随废水排放出来,对环境造成了极大的污染,因其具有高毒性、高稳定性和可传播性,并且可以通过食物链积累摄入人体,只要在非常低的浓度下都会对人的身体机能产生损伤,威胁着人类的健康,因此如何快速有效的定量检测出铅、镉的含量显得尤为重要。目前有多种方法可以检测重金属含量,其中包括质谱法、光谱法、液相色谱法和电化学检测法,然而,上述方法昂贵,耗时,不方便,并且需要复杂的预处理,而电化学检测是其中一种比较简单高效的检测方法,具有灵敏度高、选择性好、成本低廉、操作方便等优点,尤其适用于实时检测电极修饰材料能够改进电极的表面活性,提高检测效率,因此电极修饰材料的制备是电化学传感器研究的主要方向。
  碳基质材料被认为是用于重金属检测的最重要的电极材料之一,但即便如此,用于优化追踪镉和铅的碳纳米纤维电极材料仍然具有挑战性。因此,沸石咪唑骨架(ZIF-8)/聚丙烯腈(PAN)衍生的氮掺杂多孔碳纳米纤维和三聚硫氰酸,二氧化硅纳球和聚丙烯腈衍生的氮硫共掺杂的多孔碳纳米纤维作为测定矿区自来水,选煤废水和铅锌矿污染水中镉和铅离子浓度的新型电极材料。通过优化电化学测试条件,如沉积电位,沉积时间,缓冲溶液的pH值,以及负载在玻碳电极(GCE)上的氮掺杂多孔碳纳米纤维和氮硫共掺杂的多孔碳纳米纤维的含量可以获得镉和铅的线性响应曲线。由于氮掺杂多孔碳纳米纤维独特的结构特征和氮含量使其具有优异的镉离子(0.8μg L-1)和铅离子(0.3μg L-1)的检出限。
  为了体现传感器的实际使用效果,监测选煤废水和铅锌矿污染水中的镉和铅离子的浓度。根据ICP-MS结果,计算得到氮掺杂多孔碳纳米纤维的回收率在97.0-107%之间,表明氮掺杂多孔碳纳米纤维和氮硫共掺杂的多孔碳纳米纤维具有作为监测选煤废水和铅锌矿污染水中镉离子和铅离子浓度的能力。静电纺丝技术制备得到的氮硫共掺杂的多孔碳纳米纤维用于修饰玻碳电极对镉离子的检测显示出高度灵敏度。与裸露的玻碳电极和萘酚修饰的玻碳电极相比,氮硫共掺杂多孔碳纳米纤维修饰的玻碳电极在差分脉冲阳极扫描伏安法中显示出良好的灵敏度。在2-500μg L-1的Cd(Ⅱ)浓度范围内峰电流呈线性增加。这归因于大表面积(109m2g-1),多孔结构和高比例的氮硫含量。该方法用于测定铅锌矿污染水中的镉离子获得的回收率介于95%和103%之间。
[硕士论文] 刘曙光
大地测量学与测量工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:矿区沉陷水域一般为封闭系统,不与外界流通,不易排除有害物质,受煤尘及周边环境的影响较大,其主要水源携带周边污染物,进而影响工农业生产。高光谱遥感技术具备常规水域监测手段难以实现的特点,可对水质进行较高精度的检测。
  本文以淮南市潘集创大生态园沉陷水域为研究对象,通过地物光谱仪对水域采样点进行光谱数据采集,同时实地取样并进行实验室分析,测量出6种重金属元素(Cu、Pb、Zn、As、Cd、Cr)的浓度。以遥感变换数据和采样点实测数据的相关性统计为基础,选择特征波段及波段组合建立水体重金属含量的高光谱反演模型,由各反演模型的决定系数及均方根误差为评判标准,选出各重金属元素的最佳反演模型,并检验其精度。实验结果表明:
  (1)研究区水体重金属元素变异系数大小顺序:Cu>Zn>As>Pb>Cr>Cd。水体样品6种重金属元素含量偏度及峰度系数均不等于0;Cu与As、Pb与Cr的相关系数较高,其分布受到某些共同因素的影响,拥有相似的污染源和污染转移过程。
  (2)基于不同变换形式的光谱特征波段及双波段比对沉陷水域各重金属含量进行不同模型(线性、对数、二次、幂、指数)的拟合,得到6种重金属的最佳反演模型。水体重金属含量的单波段反演模型对Cr的预测精度最高;二阶微分变换形式的光谱反演模型效果最佳;二次项模型对各种金属含量预测精度相对较高。基于双波段比的反演模型较单波段反演模型对6类重金属含量的预测精度并不都是提高的,对部分重金属而言,甚至出现精度大幅降低的情况。
  (3)利用光谱二阶微分变换形式得到的各种金属的逐步多元回归模型稳定性较好,精度较高。水体重金属含量预测值与实测值的拟合程度较高,各回归方程的估测效果优于其他三种方法,可为本地区沉陷水域高光谱快速估测水体重金属含量提供依据及支撑。基于BNA波段深度特征指数反演重金属含量模型精度高于其他波段深度特征指数反演模型;重金属Cu的各类波段深度模型的决定系数均高于0.6,具有一定的参考意义。
[硕士论文] 孟雄
交通运输工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:汽车的诞生极大地方便了人们的出行,我国的汽车保有量在近些年也在快速增加,随之而来的是汽车尾气对环境的污染也愈加严重。制定适应我国国情的排放标准就显得极为迫切。由于实验室里是采用的标准测试循环,并不能准确反映机动车在实际道路上的排放,所以立足于实际道路上的排放研究意义深远,本文结合汽车在城市道路交通状况下的行驶工况特征、道路形态特征和车辆比功率,分析了汽车在城市道路上尾气污染物的排放规律。构建了汽车在城市实际道路上尾气污染物的排放模型,并对构建的模型进行了准确性验证。以SEMTECH-ECOSTAR车载尾气分析仪为基础搭建了对城市道路上轻型车尾气污染物准的排放确测量的平台,相比较在底盘测功机上固定工况下测得的排放数据,这种方法可以实时测量,更加准确,对汽车在城市道路上的行驶工况和三种尾气污染物的排放进行了宏观统计分析,得到汽车在市区道路上行驶时,加速工况所占比例最大,匀速工况次之,减速工况再次,怠速工况所占比例最小,分别为31.29%、30.93%、29.97%和781%。城市道路车辆平均行驶车速也比较低,基本在28km/h左右,各工况的排放率是加速工况下最高、匀速工况下次之、减速工况下再次之、怠速工况下最小。车辆在加速工况和匀速工况下对整个行驶过程的排放贡献率最高。不同路段下轻型车的排放情况也有很大的差异,在主干道上,NOx、CO、HC三者的平均排放率都比较高,这主要是因为主干道车速相对较高,但是车流量密集,车辆加减速频繁,所以都有利于三者的生成。而在快速路上,车辆的行驶速度达到最大值,约为50km/h,而且车速比较平稳,所以有利于NOx的生成,NOx的排放率较高。在次干道上,CO、HC的排放率较高而NOx的排放率相对较低,在支路上,坡道阻力大,所以三者的排放率都比较高。
  引入了排放因子的概念,并计算了各个路段的排放因子,得到试验车辆在城市道路上三种污染物的实际排放因子,并与国家排放标准限值作比较,试验车辆的三种污染物的排放严重超标,对于CO,实际的排放因子为3.13g/km,高于现行国Ⅴ排放限值2.27g/km,超出率约为38%;对于HC,实际的排放因子为0.47g/km,也是高于国Ⅴ排放限值O.16g/km,高出约3倍;对于NOx,情况就更加严重,试验车的实际排放因子约为国Ⅴ排放限值4.8倍。本文也研究了车辆在城市道路上行驶时三种尾气污染物随车辆的加速度和速度的分布规律,绘制了污染物随加速度、速度的三维联合分布图,引入了车辆比功率的概念,并且研究了加速度、速度、比功率三种因素分别对三种污染物排放因子的影响,通过回归分析法建立了车辆在城市道路典型工况下基于车辆行驶速度和车辆比功率的排放率模型、典型路段上基于比功率的排放率模型,并且对模型的准确性进行了分析,结果表明这些模型对于预测车辆在城市道路上的排放率有一定效果。
[硕士论文] 范亮
水利工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:近年来,随着水体富营养化的日益加剧,蓝藻暴发产生的微囊藻毒素(Microcystins,简称MCs)污染问题已经成为一个全球关注的热点。微囊藻毒素是蓝藻产生的次级代谢产物,具有强烈的致肝癌作用,其分子结构复杂、种类繁多,以痕量形式稳定地存在于各类不同程度富营养化水体中,传统的处理工艺很难有效去除,这对人体健康构成潜在威胁。因此,水体中微囊藻毒素的监测和季节性变化研究对预防和控制微囊藻毒素污染,减少藻毒素的危害,保护人体健康等具有重要意义。
  本文首先优化和验证了实验所需的酶联免疫试剂盒,基于优化后的酶联免疫方法对于桥水库、尔王庄水库和天津滨海新区人工湿地水体中微囊藻毒素的浓度进行长期监测;此外,利用石墨烯的偏振依赖吸收特性,基于还原氧化石墨烯(RGO)开发了微囊藻毒素检测的光学免疫传感器。主要研究结果如下:
  (1)在振荡条件下(400rpm)孵育抗体和微囊藻毒素共轭溶液成功优化酶联免疫(ELISA)试剂盒,经四参数曲线拟合标准曲线,测定结果准确度高达85%,批次内和批次间精确度小于15%,检出限(LOD)和定量限(LOQ)分别为0.011μg/L与0.032μg/L,测定不同浓度地表水样的加标回收率范围为70%-130%。试剂盒的变异性仅为1%。实验表明优化后的ELISA试剂盒性能很好。
  (2)在验证酶联免疫试剂盒的实验中,将实验所需的验证参数进行选择、分类和辨析,分别为必要参数:标准曲线/线性、准确性、精确性、检出限、定量限、加标回收率和仪器误差;非必要参数:真实性、稳定性、鲁棒性、特异性/选择性、灵敏性/反应性、交叉反应性/包容性、基质效应和偏差/干扰。同时,本研究设计了一个标准的ELISA试剂盒验证的流程,可适用于大多数的生化实验验证。
  (3)比较于桥水库、尔王庄水库和滨海新区人工湿地三个不同研究区域的微囊藻毒素浓度季节性变化,水体中微囊藻毒素浓度变化规律可概括为:夏季>秋季>春季>冬季,与研究区域的富营养化程度、水体功能区划分和微囊藻毒素浓度无关,为微囊藻毒素预防和治理建立科学的预警机制提供支持。
  (4)人工湿地系统对原水中(进水口)低浓度的微囊藻毒素具有稳定的去除效果,平均去除率为57.34%。人工湿地植物组合方式芦苇/千屈菜/鸢尾、香蒲/千屈菜/花叶芦荻/鸢尾、芦苇/千屈菜对水体中微囊藻毒素的平均去除率分别为:58.9%、57.5%、62.0%。
  (5)通过旋涂后的高温热还原法,制备得到厚度为8nm左右的还原氧化石墨烯。基于全内反射条件下石墨烯偏振依赖吸收特性,制得一种应用于微囊藻毒素检测的光学免疫传感器。该传感器具有较好的灵敏度和重现性,分别为0.08V/(μg/L)、3.7%,在微囊藻毒素LR浓度为0.15μg/L-5μg/L范围内呈现良好的线性关系,自来水样和水库水样平均加标回收率在80%-106%之间,具有良好的应用前景。
[硕士论文] 徐雨
电路与系统 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:NO2作为重要大气痕量气体,是生成臭氧、二次气溶胶等光化学污染的重要前体物,也是导致酸雨、光化学烟雾的主要来源,同时影响灰霾形成,俨然已是制约城市经济发展与居民身体健康的主要障碍。“十三五”环境规划中指出到2020年要实现氮氧化物(NOx∶NO,NO2)排放总量削减15%。因此,监测大气NO2浓度对评估城市大气污染程度,及推出相关防治举措都有至关重要的指导意义。
  鉴于传统光学探测设备成本高昂、体积庞大监测点灵活性差、受有线数传方式束缚的困扰,本文开展了以低成本电化学传感技术对NO2的探测研究,研制了用于城市大气测量的无线便携式大气NO2高灵敏电化学传感系统。
  系统以高灵敏四电极电化学传感器为NO2浓度传感载体,依托高信噪比调理电路为信号转换载体,利用差分算法补偿痕量浓度下零点电流漂移对测量的干扰,基于TMS320F28335DSP中控单元完成数据采集综合处理,搭载LoRa无线数传突破数据的远距离抗干扰传输,立足LabVIEW监控中心实现浓度反演、校正、显示与存储,基于低成本电化学传感技术攻克了对大气NO2的定量观测。实验表明,系统在摆脱有线数传束缚基础上可稳定探测NO2,对100ppbv的NO2标气响应时间T90<34s,标定探得其灵敏度为0.242mV/ppbv,时间分辨率为10s时检测限为1.5ppbv(3σ)。为验证准确性,将系统置于合肥市西北郊科学岛进行了连续2个昼夜大气NO2观测,并与参考设备CRDS系统对比,探讨了测量结果与演变机理,除去传感系统因环境湿度贴近极限工作湿度时测量结果奇异部分,二者表现出良好一致性,相关度R2达到0.940,线性拟合斜率为1.047±0.006,并证实了检测限的可靠性,最后解析了温湿度和其他痕量气体(O3、NO、SO2)等干扰源。研究结果表明,本系统可为城市大气NO2高灵敏监测在光学仪器之外,提供一种低成本便携、可量产的举措,未来搭载无线传感网络可助力区域性NO2分布特征及时空演变规律的归纳,为NO2污染预报预警、治理控制与环保部门制定政策标准提供科技支撑。
[硕士论文] 汤梦迪
环境工程 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:改革开放的实现,让我们的生活水平得到了极大的提高,国民对肉类的需求急剧增长,其中猪肉是我国国民饮食的重要组分部分,随着养猪场规模的不断扩大,养殖环境恶劣已成为限制养猪业可持续发展的根本问题。本研究于2017年1月~2018年1月期间分时段对武汉市江夏区两个养猪场保育猪舍中悬浮颗粒物的污染情况进行了监测与分析,考察了PM2.5和PM10的质量浓度、水溶性无机离子(Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、NO3-、PO43-和SO42-)、重金属元素(Fe、Zn、Cu、Mn、Ni、As、Pb、Cd、Cr、Co和V)和有机碳(OC)、元素碳(EC)的浓度水平及变化特征,所得的结果如下:
  1.采样期间,两个猪场保育舍内颗粒物浓度均较高,其中A猪场白天和夜间PM2.5的平均浓度分别高达521.3±142.9μg/m3和425.5±192.6μg/m3,PM10则分别为2574.5±556.3μg/m3和1769.8±207.0μg/m3;B猪场舍内PM2.5的平均质量浓度为140.6±85.2μg/m3,舍外为111.2±49.4μg/m3;舍内PM10的平均质量浓度为506.4±360.4μg/m3。B猪场保育舍内PM2.5/PM10的比值夏季为0.45±0.08,冬季为0.26±0.04,远小于户外大气中的比值,表明猪舍内颗粒物主要源于舍内,并且以机械作用产生的粗颗粒为主。
  2.总体来说,水溶性无机离子是猪舍内悬浮颗粒物的主要组成成分。在两个猪场颗粒物的水溶性无机离子中,均以NO3-和Ca2+为主要的成分;此外,猪舍颗粒中PO43-浓度较高,与室外大气中有所不同。离子平衡计算表明两个猪场的颗粒物均偏碱性。
  3.在所分析的重金属元素中,两个猪场的悬浮颗粒物中Fe元素所占比重最大。A猪场中,PM2.5重金属总浓度值为白天高于夜间,而PM10则为夜间高于白天;B猪场PM2.5中除了Fe、Cu和V,其他元素的舍内质量浓度均高于舍外。结合B猪场饲料中的重金属含量分析,猪场悬浮颗粒物的重金属含量可能会受到饲料重金属含量的影响,如Fe、Pb、Zn和Cu。
  4.两个猪场的颗粒物中,OC值均明显高于EC值,表明颗粒物中有机组分占比突出。此外,两个猪场颗粒物中SOC含量较高。
  5.A、B猪场虽然在养殖规模以及养殖方式上存在着不同,但是猪场内的悬浮颗粒物中都有着以下的特点:养殖场内颗粒物浓度普遍偏高;水溶性无机离子,总有机碳以及重金属元素都是颗粒物的重要组成部分。此外,个别成分存在着相似的情况,例如,与室外大气环境相比,保育猪舍内颗粒物中NO3-、PO43-、Ca+、OC/EC比值等都偏高,这与舍内颗粒物受粪便、饲料等的影响有关。
[硕士论文] 赵鸿云
植物保护 黑龙江大学 2018(学位年度)
摘要:本论文以我国大兴安岭高纬度多年冻土区土壤中16种PAHs为研究对象,分别探讨了土壤中PAHs的含量、组成和垂直分布规律,并对土壤TOC含量与∑PAHs浓度、单体PAHs与∑PAHs、16种PAHs单休之间进行了相关分析以及PAHs的来源解析。得出如下结论:我国大兴安岭高纬度多年冻土区土壤中∑PAHs的浓度范围为76.96~1637.41ng·g-1(干重),平均值为538.72ng·g-1(干重)。16种PAHs中以蒽、屈、苯并[a]蒽的含量较高,土壤中PAHs组成主要以3环和4环PAHs为主,2环和6环PAHs含量较低。多年冻土区土壤中PAHs的垂直分布规律表现为:∑PAHs以及不同环数PAHs浓度随着土层加深整体上呈现下降的趋势;但是高环PAHs浓度明显比低环PAHs下降幅度更大,说明土壤对高环PAHs的吸附力更强,且在淋溶作用下高环PAHs的迁移能力和渗透性不及低环PAHs;0~90cm各土层∑PAHs以及各环数PAHs浓度变化幅度大,90cm土层以下PAHs浓度变化趋于平缓,说明冻土能够有效的截留PAHs,阻止PAHs对地下水及深层土壤的污染,起到低渗透屏障的作用;PAHs浓度的第一个峰值出现在土壤表层或次表层与此层有机质含量丰富有关,PAHs浓度的第二个峰值出现在融冻交界层与冻土对PAHs的滞留作用有关;森林和湿地土壤中PAHs垂直分布规律同整个多年冻土区土壤中PAHs的垂直分布规律是一致的,农田土壤中无论是∑PAHs还是各PAHs单体在垂直方向上的浓度变化并不明显。本研究采用聚类分析法将200cm深的土壤至上而下划分为6层,2~3环等低环PAHs的浓度累积水平依次为0~20cm>30~50cm>80~90cm>20~30cm>50~80cm>90~200cm;4~6环等高环PAHs的浓度累积水平依次为30~50cm>0~20cm>20~30cm>80~90cm>50~80cm>90~200cm。土壤中∑PAHs浓度与土壤TOC含量有相关关系;苯并[a]蒽、屈、荧蒽、芘、苯并[a]芘和二苯并[a,h]蒽与∑PAHs的线性相关性最好,所以可以将这6种单体作为我国大兴安岭高纬度多年冻土区土壤中PAHs的主要代表物,以此来简化我国高纬度多年冻土区土壤中PAHs的监测工作;具有相同来源的PAHs,它们的相关性会更强。采用比值法和主成分分析法(PCA)对土壤中PAHs进行源解析,发现我国高纬度多年冻土区土壤中PAHs主要来源于高温燃烧源和石油污染源,以及少量的大气远距离传输的外来源。本论文对于分析PAHs的迁移转化规律及环境归趋具有重要的科学意义;其研究结果不仅有利于深入了解国家尺度下污染物的迁移转化规律以及环境归趋,同时也为我国应对气候变化、制定相关的环境污染控制政策提供科学依据,以减小持久性有机污染物对人类、动植物及生态环境造成的恶劣影响。
[硕士论文] 马东星
仪器科学与技术;测控技术与智能系统 东南大学 2017(学位年度)
摘要:大气层是孕育和呵护生命的基础,但人类无节制的活动使得目前大气组分经历着剧烈的改变。特别是在我国,由于长期忽视经济发展与环境保护之间的联系,环境污染尤其是大气污染问题尤为突出。如何有效监测大气中痕量污染气体的浓度,以了解大气中的理化过程,进而有效防治大气污染具有重要意义。
  由于传统的痕量气体检测技术具有诸多弊端,因此非接触式、实时性好、灵敏度高的光学检测方法逐渐成为痕量气体浓度检测的主流技术。腔衰荡吸收光谱技术通过谐振腔的光学特性增加等效吸收路径,具有极高的探测灵敏度。本文系统地研究并实现了腔衰荡吸收光谱技术,并在此基础上完成了CO2浓度检测,主要工作如下:
  首先研究了光腔衰荡光谱技术的基础理论,包括谐振腔稳定条件、模式理论、损耗特性及气体浓度测量的实现方法等,设计了结构简单、易于调节的光学谐振腔,并以此为核心搭建了CRDS系统实验平台。其次,研究了系统光路调节方法,通过扫描激光器频率实现了激光器与光学谐振腔的模式耦合,获得了稳定的透射信号并测量了空腔衰荡时间,完成了腔镜反射率测定和系统等效吸收光程的估算。然后分析了激光器扫描频率对透射信号的影响,确定了系统最佳扫描频率。配置标准浓度CO2气体并测量其衰荡时间,完成了CO2气体浓度的标定,最后通过测量不同浓度的气体对系统进行了检验,并通过卡尔曼滤波算法对系统进行了优化。结果表明,该实验系统能够完成CO2浓度的正确测量。
[硕士论文] 汪步斌
动力工程;工程热物理 东南大学 2017(学位年度)
摘要:航空发动机作为飞机的“心脏”,对安全飞行起着至关重要的作用,是国家科学技术水平、工业发展水平和国防综合实力的体现。航空发动机燃烧室的燃烧产物主要有CO、CO2、NO、NO2、H2O和残余空气以及固态细微颗粒。其中CO气体是反映燃烧特性的重要指示性气体。对燃烧室出口CO浓度分布的准确测量,是优化燃烧过程,提高燃烧效率的有效途径。同时,CO气体也是空气质量指数的主要评价因子之一。实现对工业生产过程中CO浓度的实时监测,有利于建立相应的监管方法和排放标准。可调谐半导体激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)技术具有灵敏度高、精度高、响应速度快、非侵入性等优点,适用于痕量气体检测和燃烧过程诊断等领域。单光路TDLAS系统只能测量路径上气体参数的平均值,将TDLAS技术与计算机断层诊断(Computed Tomography,CT)技术相结合,可以实现燃烧场气体参数分布的测量。本文基于TDLAS技术,展开了对高温环境中CO气体参数的测量方法研究。主要工作与创新点有:
  1、筛选出适用于测量燃烧火焰中CO浓度的吸收谱线,搭建了三段式高温管式炉测量系统,通过实验验证了免标定波长调制法测量CO浓度的准确性。根据选线原则,在CO气体的第一泛频带选择了孤立的吸收谱线4297.7046cm-1(R(10)),通过仿真定量分析了温度、压强对CO浓度测量的影响。分析了O2、H2O、CO2气体对CO谱线碰撞展宽和谐波峰值高度的影响。在773K~1473K的温度范围,测量了不同浓度的CO标准气体,实验结果与设定值吻合良好,相对误差小于2.0%。
  2、为了消除气体压强不确定性对组分浓度测量的影响,提出了一种气体压强和组分浓度同时测量的方法。通过理论分析和数值仿真,发现了CO吸收谱线的二次谐波中间峰值与旁瓣峰值的比值随压强线性变化的关系。结合免标定波长调制方法,实现了气体压强和组分浓度的同时测量。实验结果表明:气体压强和CO浓度的测量值与设定值基本符合,相对误差分别小于2.4%和1.9%。
  3、提出了适用于弱吸收情况下非均匀流场浓度分布重建的方法,实现了对航空发动机燃烧室出口CO浓度分布的测量。基于弱吸收情况下谱线中心处一次谐波归一化二次谐波信号的幅值(Sv02f/1f)具有可叠加性的特点,利用谱线R(10)的吸收信号结合代数迭代重建算法(Algebraic Reconstruction Technique,ART)对CO浓度分布进行重建。在正交和多角度两种光线布置方式下,展开了对CO浓度分布重建的仿真研究,将重建结果与设定分布的模型对比,验证了重建算法的可行性。系统地分析了路径矩阵误差和测量值随机噪声对重建结果的影响。通过热电偶和燃气分析仪测量了燃烧室出口不同位置的温度和CO浓度,验证了发动机燃烧的稳定性。根据现场环境,使用工业机器人搭建了多角度光线测量系统,实现了对航空发动机燃烧室出口CO浓度分布的测量。
[硕士论文] 熊涌泉
动力工程及工程热物理;工程热物理 东南大学 2017(学位年度)
摘要:近年来,随着工业的快速发展和人们经济水平的提高,资源和环境问题也日趋严峻。其中,温室效应会造成海平面上升、气候反常、海洋风暴增多、土地干旱、农作物产量下降等环境和社会问题,并已成为世界关注的焦点。而CO2是造成温室效应的主要气体之一,其主要来源于工业生产、冬季采暖以及汽车尾气等方面。因此,CO2的减排和回收已成为当前研究的热点。其中,对CO2排放量的监测是尤为重要的课题研究。现有的气体检测技术中可调谐半导体激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)技术具有环境适应性强、灵敏度高、响应速度快、非侵入等优点,不仅可用于大气环境的气体检测,还在燃煤锅炉、航空发动机燃烧室等流场诊断方面有广阔的应用前景。
  本文以CO2为目标气体,利用TDLAS技术对CO2在实际测量应用中遇到的问题展开研究:(1)固体光学标准具是TDLAS测量气体参数的重要工具,具有精细自由谱间距(Free Spectral Range,FSR)的光学标准具加工难度大,成本较高,并且FSR不易精确确定,无法准确获得分布反馈式(Distributed Feedback,DFB)激光器的频率响应特性,给TDLAS技术中的免标定波长调制(Calibration-free Wavelength Modulation Spectroscopy,CF-WMS)方法带来测量误差。(2)TDLAS技术一般采用波长调制结合双线法测量气体的温度,其应用在频分和时分复用两种方式下易产生频率串扰和降低时间分辨率等问题,在实际应用中有一定的局限性。(3)TDLAS技术对CO2浓度的测量研究主要是线平均测量,而在燃烧流场二维非均匀环境中的CO2浓度测量研究极少,并且在燃烧流场中近红外波段CO2的吸收较弱且容易受H2O的干扰,由于DFB激光器可调谐范围较小,同时扫描到CO2和H2O的吸收峰存在一定的难度,因此,不适合采用多峰拟合的方式获取积分吸收面积A以得到CO2的浓度。针对上述问题,本文开展的主要研究内容如下:
  1、针对通过固体光学标准具获取分布反馈式(DFB)激光器的频率响应特性(v(t))时存在的问题,提出了一种简易确定DFB激光器的v(t)的方法。通过CF-WMS测量CO2的浓度验证了获取的v(t)的准确性,并分析了该方法的适用条件。当环境温度已知时,在一定气体浓度范围内,利用扣除背景经峰值归一化的二次谐波信号(R2f/p)对气体浓度不敏感而仅对v(t)敏感的特性,通过最小二乘法拟合R2f/p来获取激光器的v(t),并选取CO2在5007.787cm-1(R(50))附近的吸收峰,结合获取的v(t)对不同CO2标气浓度进行了免标定测量。
  2、提出了一种基于波长调制(Wavelength Modulation Spectroscopy,WMS)技术的免标定单线测量法,只利用一条吸收谱线即可实现对气体温度和浓度的同时测量。以燃烧过程中的主要产物之一CO2为目标气体,根据提出的选线准则选择中心频率为5007.787cm-1(R(50))的吸收谱线对本方法进行了数值仿真和实验验证。所选谱线具有如下性质:R2f/p的线型主要由温度决定;一次谐波归一化的二次谐波信号(R2f/1f)的幅值与CO2浓度成正比的关系。据此,可以从R2f/p的线型中提取温度信息,进而再利用R2f/1f提取CO2浓度信息。
  3、提出了一种基于TDLAS技术的非均匀流场二维浓度分布的重建方法,实现了对航空发动机燃烧室出口CO2浓度分布的测量。研究表明CO2的吸收谱线R(50)具有如下特点:R2f/1f在中心频率处的幅值近似满足线性叠加关系。根据这一特点,利用单条吸收谱线的吸收信息结合代数迭代算法(Algebraic Reconstruction Technique,ART)对非均匀流场的CO2浓度场重建。通过数值仿真比较了2个角度和38个角度布置投影光线时的抗噪声能力。在此基础上,实现了航空发动机燃烧室出口的CO2浓度场测量。
[硕士论文] 王茂林
电子与通信工程 山东工商学院 2017(学位年度)
摘要:土壤有机物污染特别是重非水相液体(Densenon Aqueousphase Liquids,缩写为 DNAPLs)污染是当前我国土壤和地下水污染控制的难题之一,探索地球物理动态数据检测新方法与新技术迫在眉睫。为治理 DNAPLs土壤污染问题,首先要明确污染的程度和范围,建立有效的污染监测和评价方法十分必要。传统的检测如钻探取样加化学分析,不仅浪费了大量的人力物力和财力,还容易对土壤造成二次污染,且仅为静态检测,不能准确确定污染范围和实时监测,而复电阻率作为物理探测的一种新方法,可以很好的解决上述问题,但在土壤污染检测方面研究还很少,且目前复电阻率污染检测装置尚未成熟,因此迫切需要对复电阻率检测装置进行深入研究。本文研究以解决实际问题为出发点,针对 DNAPLs污染土壤,研究复电阻率检测新方法,并设计开发复电阻率监测装置,将地球物理学、环境化学以及计算机与信息科学的相关理论与方法结合在一起,探索适用于DNAPLs污染土壤监测的新途径。
  本文在分析土壤电性机理和极化机理的基础上,对土壤复电阻率法测量的原理进行分析,设计开发了一套基于LabVIEW的实验系统。该系统实现了复电阻率的实时测量和图形化显示,对采集信号进行频谱分析、相频分析,并实时显示和记录采集波形,实时保存复电阻率数据。利用设计开发的复电阻率测量装置,对DNAPLs污染土壤进行室内实验,实验样品采用细砂和5%膨润土均匀混合来模拟实际土壤,测量在低频下进行,频率范围为2-4--25Hz,结果表明,随着DNAPLs含量的增加,复电阻率幅值明显增大,复电阻率相位得到明显压制,但随着频率的变化其相位变化十分明显,且当污染到达一定程度时,其复电阻率参数到达一稳定值,可以很好的区分污染和未污染土壤。又通过可溶性金属盐溶液污染土壤实验,与 DNAPLs污染实验数据分析得到,土壤孔隙中填充物发生改变,其表现出来的极化效应不同,进而使测量得到的复电阻率幅值和相位发生变化,产生差异。说明可以通过污染物性质的不同来检测土壤污染。
  通过本文研究的复电阻率监测装置能够很好地在室内实验下区分 DNAPLs污染与未污染土壤,为野外复电阻率监测提供了基础性资料,同时也为复电阻率监测装置的研究提供了一定的参考和推动作用。
[硕士论文] 周炼
建筑与土木工程 重庆交通大学 2017(学位年度)
摘要:安全填埋作为目前危险废物末端处置的主要手段,其处置的环境风险主要为渗滤液泄漏污染地下水。由于渗滤液泄漏对地下水的危害表现出明显的长期性、潜伏性和不可逆转性,危险废物填埋场地下水环境风险研究受到了学术界的广泛关注。而在水污染防护性能较弱的岩溶裂隙地区,危险废物填埋场地下水污染风险管理与控制应更加严格。本文从填埋场全生命周期以及污染源-路径-受体的全过程管理角度出发,全面识别岩溶裂隙介质下危险废物填埋场地下水污染风险源;在此基础上,建立了一种基于情景分析的危险废物填埋场地下水污染风险评估方法,并以南方某岩溶裂隙介质下危险废物填埋场作为方法应用案例;从源头削减和污染路径阻断角度,提出了填埋场地下水污染防控的风险管理建议和应急措施。
  本研究主要内容包括:⑴根据危险废物填埋场地下水污染风险源识别结果,建立了一种基于情景分析的危险废物填埋场地下水污染风险评估方法。该方法整合了LandSim-GMS耦合模型,实现了在填埋场地下水污染风险评估中考虑最终覆盖系统、防渗系统与渗滤导排系统耐久性的不确定性以及不同封场与后期维护方案的影响。⑵以南方某岩溶裂隙介质下危险废物填埋场为方法应用案例,评估结果表明:情景S1与S2下,该危险废物填埋场在12年运营期以及封场后30年内渗滤液渗漏量维持在一个相对稳定状态(置信度为95%,渗漏量为25.47 L·d-1),此后,由于填埋场相关维护管理停止,填埋场渗滤液水头急剧上升导致渗滤液渗漏量增加,并在8a内就达到峰值(置信度为95%,渗漏量峰值为435.90 L·d-1);在灾害情景S3下,渗滤液渗漏量为7950.16 L·d-1;最不利情景S2发生后的第10a,填埋场库区及周边地下水中Cr6+浓度最高将达到0.0087 mg·L-1,低于《地下水质量标准》Ⅱ类准限值,污染较小;情景S3发生后的第10a,填埋场库区及周边地下水中Cr6+浓度最高将达到0.329 mg·L-1,其污染范围约为400.3m2,远高于《地下水质量标准》Ⅴ类水准限值,地下水污染严重。⑶为了减少渗滤液渗漏,对我国典型危险废物填埋场采用的复合衬层进行渗漏分析与污染物运移预测,结果表明:复合衬层渗漏率主要受到复合衬垫界面接触条件,渗滤液水位以及缺陷类型的影响;当复合衬层的漏洞密度为20个·hm-2时,半径为5.64 mm的圆孔型缺陷其最大渗漏率为22.7 m3·a-1·hm-2;当单位面积裂缝长度为200m·hm-2时,宽度为2mm长度为1 m的裂缝型缺陷其最大渗漏率为42.5 m3·a-1· hm-2; Cd2+可作为重金属污染物击穿复合衬层的指示性污染物,其击穿时间最长为2.74 a,最短为1.38 a;通过改变土工膜下伏土壤衬层的性能或增加土壤衬层厚度可延缓污染物击穿时间;为减少渗滤液渗漏,在填埋场防渗系统施工工程中,应严格按照建设规范要求尽可能减少因施工产生的缺陷,在填埋场运营中,应严格控制渗滤液水位。⑷当已建成运行的危险废物填埋场发生了渗滤液渗漏或渗滤液中的污染物已经对地下水产生污染时,可以采用水力截获与垂直防渗的技术阻断污染路径达到控制污染羽的目的。但在布置抽注水井时要重点关注抽水引起的地面沉降问题。
[硕士论文] 张颖
食品加工与安全 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:全氟化合物(Perfluorochemicals,PFCs)是一类持久存在于环境中的新型有机污染物。近年来,大量的研究显示,全氟化合物已被发现在食品、土壤、水、空气、接触材料等介质中。由于PFCs在环境的长久污染性和在生物体内的积累性,使其越来越受到人们的关注。由于近几年中国的氟化工行业的快速发展,在中国一些城市的饮用水污染现状均高于其他国家。所以在食品安全领域对水中痕量全氟类化合物的分析测定一直是研究的热点。在本研究中,使用了一种表面经羧基修饰过的新型功能化纳米碳球-羧基化纳米碳球(CNSs-COOH),使之作为固相萃取(SPE)吸附剂,联合液相色谱串联质谱仪(LC-MS/MS)建立了一种测定水中六种全氟类化合物的新方法,并对不同地方的实际水样品基质进行了检测分析,验证了该方法的实用性。本研究主要结果如下:
  1.通过对萃取条件(萃取时间、pH值)、解吸条件(解吸溶剂种类、解吸溶剂体积)、水样品的体积及羧基化纳米碳球的用量进行优化等条件优化,得到了最优实验条件为:400 mL pH=2的水样品,流速为6 mL/min,解吸溶剂为pH=10的丙酮7 mL,羧基化纳米碳球用量为300 mg。
  2.在最优实验参数下,建立的方法对于全氟癸酸(PFDA)、全氟壬酸(PFNA)、全氟辛酸(PFOA)、全氟庚酸(PFHpA)、全氟己烷磺酸(PFHxS)和全氟辛烷磺酸(PFOS)拥有0.01~1.20 ng L-1的低检出限,在0.5~200 ng L-1的线性范围内线性关系良好,相关系数(R2)为0.997~0.999,相对标准偏差介于3.70~8.80%。
  3.该方法被应用于桶装饮用水、自来水及池塘水样品的分析检测,在自来水样品中有PFHxS被检测出,在池塘水样品中有PFHxS和PFOS被检测出,而在桶装饮用水中6种全氟类化合物均未被检出。在100 ng L-1、50 ng L-1、10 ng L-1三个浓度下加标试验,回收率为82.2~109.7%。
[硕士论文] 李昌辉
土木工程;市政工程 重庆交通大学 2017(学位年度)
摘要:当前,在应用薄边界层模型时,薄边界层模型也存在许多使用的局限性和不确定性,本研究根据薄边界层模型的现有研究成果,研究了薄边界层模型参数对模型估算结果的影响,以及应用薄边界层模型研究水气界面温室气体通量与水体富营养化以及水质的关系,为应用和研究薄边界层模型提供理论参考。
  对薄边界层模型的研究结果表明,基于薄边界层模型的水气界面气体扩散速率的不同,可分为理论模型和经验模型,理论模型包括两-薄层模型、表层更新和表层散度模型。基于扩散速率的理论模型目前主要还处于研究阶段,实际应用较少。基于风速的气体扩散速率的经验模型是目前应用最广和研究最多的,用于海水的COARE模型是一个成熟的模型,实际应用较广。
  通过对基于风速的薄边界层经验模型参数的局部和EFAST全局敏感性分析。结果表明,对于CO2、CH4和N2O气体扩散通量,水表层气体分压和水面上10m处风速均为高敏感参数,监测时要求高精度,气体平衡浓度和水温为次敏感参数,模型指数敏感性最小。
  应用薄边界层模型,通过淡水水气界面CO2和CH4扩散通量对水体总氮、总磷和叶绿素a浓度线性回归和相关性分析。结果表明,当水体的总氮浓度约为1 mg/L,总磷浓度约为0.03mg/L时,限制水体富营养化的是磷含量而不是氮含量。当水体富营养化程度越重时,水气界面的CO2气体通量越低,水气界面的CH4气体通量也越低。
  应用薄边界层模型,分析水气界面CO2和CH4气体扩散通量与水质的相关性。结果表明,当水体的总氮浓度为1-10mg/L、总磷浓度为0.03-1mg/L,水体的溶解氧、PH值、总磷、叶绿素a和磷酸盐浓度等水质指标均为影响水气界面CO2和CH4扩散通量的因素。使用相关性和多元逐步回归方法,分析薄边界层模型参数水体表层CO2和CH4气体分压与水质的相关性,结果表明,当水体的总氮浓度为1-10mg/L、总磷浓度为0.03-1mg/L,水体的叶绿素a、PH值、水温、氨氮、溶解氧和磷酸盐浓度等水质指标均为影响水体表层CO2和CH4气体分压的因素。(1.国家自然科学基金青年基金项目,51609026,三峡水库中段泥沙沉降/淤积条件下CH4产汇机制研究2.重庆市教委科学技术研究项目,KJ1500506,三峡库区重庆主城段水中CO2、CH4产汇的微生态学研究)
[硕士论文] 井鑫琦
环境工程 内蒙古大学 2017(学位年度)
摘要:近年来内蒙古正蓝旗城镇化建设推进,工业化水平提高,地方特色草原旅游产业飞速发展,广大农牧民生活质量不断改善,但随之自然环境也受到了不同程度的影响。为了做好世界文化遗产元上都遗址周边生态环境保护工作,特对闪电河正蓝旗元上都遗址段水质进行监测分析。
  根据正蓝旗气候特征及该河段水量补给方式,监测时间选在2013-2016四年的7-9月集中降水期内,每月采样一次。采样地点选在水量较丰富,流速较稳定,且为元上都遗址段上游距离最近、人为活动影响最大的区域。根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)的基本监测项目,同时结合当地实际可能污染源,选定16项监测因子:溶解氧、pH、化学需氧量、五日生化需氧量、挥发酚、氟化物、硫化物、氨氮、六价铬、铜、锌、铅、镉、砷、汞、石油类。且根据该标准中对地表水水域功能区的划分,以上各检测因子结果评价执行Ⅴ类标准限值。
  通过监测得出结论:2013-2016四年期间,闪电河正蓝旗元上都遗址段水质总体变化较小,但部分检测因子存在明显变化且有超标情况。
  (1)理化指标:pH值基本上呈逐年增大趋势,且2016年存在超标现象;溶解氧呈逐年下降趋势。
  (2)还原性综合指标:生化需氧量(BOD5)、化学需氧量(COD)基本上呈逐年增大趋势;且2013、2015、2016三个年度均存在超标现象。
  (3)重金属类检测因子:六价铬、铜、锌、铅、镉、汞六项指标四年期间基本上无变化,检测结果均达标且多为检出限以下。
  (4)其他非金属类检测因子:挥发酚、硫化物、氨氮、砷、石油类五项指标四年期间均变化较小,且全部达标。而氟化物基本上呈逐年增大趋势,且2016年存在超标现象。
  通过对以上监测结果的讨论,总结导致部分检测因子超标及变化趋势的可能原因,并根据原因逐一分析排查,从而有针对性的提出该河段水质保护的建议及措施。
[硕士论文] 陆晗秀
仪器仪表工程 东南大学 2017(学位年度)
摘要:供水安全关乎民生大计,而随着经济的发展水质污染问题在我国日益突显,目前对供水安全进行有效监管已经成为各级政府的一项重要日程工作。经过数十年的发展,我国在水质监管方面已经处于逐步完善的阶段,但仍然存在着一些不足。移动巡检作为目前水质安全监管的主要手段之一,目前仍停留在眼看、手记、口头汇报的阶段,监管的随意性较大,不利于监管工作的实施和总结。
  本论文针对目前应用于水质监管的移动巡检方式所存在的问题,依托于国家重大科技专项课题“江苏省域城乡统筹供水技术集成与综合示范”,从实际应用的角度展开研究,结合物联网、移动互联网、传感器等技术,设计并开发了基于云平台智能化的水质监管移动巡检系统,并对其进行了较为全面的测试与分析。本论文完成的主要工作如下:
  (1)通过对水资源及水质监管现状的分析,根据国内外水质监管系统及移动巡检系统的发展现状,结合所依托的国家重大科技专项课题的既定要求,以云服务的角度,梳理出基于云平台的水质监管移动巡检系统的业务流程,并以Spring+Spring MVC+MyBatis框架为主体,采用B/S+App的架构方式,对系统逻辑架构、系统物理架构及系统数据库结构进行了详细设计;
  (2)对系统平台端及移动端的各个功能模块进行了开发,其中平台端实现了巡检任务的管理,基于JavaScript和百度地图API的巡检轨迹绘制,基于Socket和HTTP通信的巡检结果接收,以及用户管理功能;移动端实现了基于Socket通信的巡检任务接收和巡检报表上传,基于百度地图SDK的实时定位和巡检轨迹绘制,基于蓝牙通信的水质数据采集,基于Google zxing的二维码水质监测设备信息管理,基于最低位LSB图像隐藏算法的巡检图像信息隐写,以及基于HTTP通信的巡检图片上传。
  (3)研究了一种基于环境特征的水质监测设备维修增强现实系统,通过单目视觉SLAM/SINS组合系统,采用扩展卡尔曼滤波方法,提高了跟踪和定位精度,并结合维修信息控制,实现手机端基于增强现实的水质监测设备维修辅助功能。
  (4)对平台端应用程序与Android移动端应用程序分别进行功能性测试,对系统测试结果进行了分析,验证开发的水质监管移动巡检系统运行稳定并可以达到设计的要求。
[硕士论文] 江文静
环境科学与工程;环境工程 东南大学 2017(学位年度)
摘要:水体富营养化与其引发的蓝藻水华现象以及产生的藻毒素问题,对我国的水环境产生了长期不良的影响与危害,是目前仍旧面临的一个难题。在采取治理措施的同时,必须对发生蓝藻水华的水体进行即时监测,并对其发生的可能性提前做出预警,从而制定及时有效的治理手段。目前,尽管国内外针对富营养化湖泊中蓝藻水华的监测已经开发了多种方法,但是仍缺乏快速、简便和精确的监测方法。本研究建立了以核糖体蛋白质为生物标识物,以基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)为测试手段的鉴别蓝藻新方法,并探讨其在蓝藻毒性鉴别与蓝藻多样性分析的应用以及在监测方面应用的可能性。
  首先,本研究通过对蓝藻样品三种前处理方法的筛选,探讨使蓝藻样品的核糖体亚基蛋白质在合适的范围内被检测到并且信号达到最强,以及利用蛋白质组学分析核糖体蛋白质作为鉴别蓝藻的生物标识物的可行性。结果表明,采用机械破碎和高速离心的前处理可获得铜绿微囊藻标准株(Microcystis aeruginosa,NIES-843)的核糖体亚单位,通过对核糖体亚单位进行MALDI-TOF MS测定并与其理论计算值进行比较,全部52个核糖体蛋白质中有31个能够被成功地检测到,其中高频度且高强度出现的13个核糖体蛋白质(L32,S21,L33,L35,S18,L29,L31,L28,S16,S19,S15,S20和S14)被选作鉴别蓝藻的特征生物标识物。
  以建立的测定方法,对55株来自不同采集环境的M.aeruginosa进行测定和蛋白质组学分析,同时利用非加权组平均法(UPGMA)绘制出系统分类树,对其进行种内基因多样性分析。结果表明,不同M.aeruginosa株的同种核糖体蛋白质间存在不同类型(type);55株M.aeruginosa通过UPGMA分析被分为5个主要分支(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ和Ⅴ),其中,有毒藻藻株被分类至Ⅰ组和Ⅱ组,而无毒藻株则被分至Ⅲ-Ⅴ组。此结果表明利用核糖体蛋白质为生物标识物的MALDI-TOF MS鉴别法可以实现在株水平上对蓝藻的鉴别并可对有毒和无毒的藻株进行有效区分。
  为了探讨所建立的MALDI-TOF MS法在实际水体中鉴别蓝藻的可行性,先通过测定一系列不同细胞密度的M.aeruginosa NIES-843样品,确定该方法的敏感性及实际应用中样品体积的合理性,再通过测定4种不同种类的蓝藻在不同浓度下的模拟实际水体而配成的人工混合样品,确定该方法从混合物中检测出目标M.aeruginosa的可行性。结果表明:MALDI-TOF MS法的最小生物量检出限为1.955×106cells,特征核糖体蛋白质检出11个,检出率为84.6%,与此相对应的有蓝藻水华发生的湖泊水体采样体积为0.1-1L,在日常水质监测中属于合理的采样体积;同时,MALDI-TOF MS法对四种不同种属的蓝藻配成的人工混合样品的测定,证明了铜绿微囊藻NIES-843可以被有效地检测出,最低生物量检出限为2.88×106cells,相对应的混合样品3中M.aeruginosa的占比为37%,特征核糖体蛋白质的检出率为76.9%。
  最后,将基于13个特征核糖体蛋白质为生物标识物的MALDI-TOF MS法对采集于太湖夏季的四个不同地点的实际水样进行检测分析。结果表明,实际太湖样品1和4中能检测出9个特征标识峰,检出率为69.2%,太湖样品2和3中则能检测出11个特征标识峰,检出率为84.6%;同时,来自太湖的实际水样中同种核糖体蛋白质的不同类型也被检测到(L32,L35,L29,L28和S14),即在太湖不同地点存在不同株型的铜绿微囊藻,揭示了株水平上的多样性。
  综上所述,本研究所建立的新方法可简便、快速、高精度地鉴别蓝藻的优势种铜绿微囊藻,并可望实现用于实际湖泊水体中蓝藻的鉴别与监测的目的。
[硕士论文] 李亚军
水利工程 河北工程大学 2017(学位年度)
摘要:水质模型中参数敏感性分析旨在确定模型中各参数对模型精度的影响,精简模型中大量参数,这对提高模型运算效率及模拟精度,确定模型中参数范围具有积极作用。本文在对与参数敏感性分析相关文献的学习和分析基础上,以三峡库区典型支流革堂河为例,对草堂河中叶绿素与营养盐的时空分布进行归纳,建立相应的箱式水质模型,并分别利用局部敏感性分析方法(扰动法)和全局敏感性分析方法(Sobol指数法)对模型中相关参数进行了敏感性分析。
  本研究主要内容包括:⑴水体中全年叶绿素浓度一般在春秋季节较高,且主要分布在水体表层;研究区域水体中不同营养盐的沿程分布规律不同;对比发现水华暴发与水体中营养盐和溶解氧分布存在某种相关性,却并不是单一与稳定的相关关系,这说明了水华暴发原因具有随机性和复杂性。⑵研究中建立与研究区域相对应的箱式水质模型,其中包括模型的生态学部分及库湾物质交换部分。以水体中叶绿素浓度为例对模型进行了校验:除3月份及8月份模拟误差较大外,其他月份效果较好,模型总体模拟结果相对合理。⑶研究利用不同分析方法分析了目标函数分别为水体中叶绿素浓度及溶解氧浓度时模型中相关参数的参数敏感性,并发现在两种分析方法中参数敏感性分析结果存在较大差异,除参数敏感性级别不同外,其变化规律也不相同,这说明参数间的交互作用对模型中参数敏感性的影响不可忽视。⑷两种分析方法中,目标函数不同,同一参数对模型输出结果的影响程度不同;对同一目标函数中的同一参数,其参数敏感性级别也会在不同时期发生改变。模型中的目标函数不同时,各参数的敏感性级别及其随时间的变化规律并不相同,这说明在同一水质模型中,输出目标不同时,在调试模型参数时需要针对具体问题进行分析。⑸在对模型中参数进行率定时,模型中与浮游植物生长过程直接相关的生长率、死亡率、呼吸率等参数,与生长环境相关的光照、水温等参数是对模型输出结果影响较大参数,在进行参数率定时应优先考虑。⑹对模型中参数敏感性变化与水体中生态要素的季节变化进行相关性分析,发现各参数敏感性与水体中各生态要素正负相关性不同;在不同目标函数下,同一参数与水体中生态要素正负相关性也存在不同,这为参数率定过程中参数的调整方向提供了大致参考方向。
[硕士论文] 龙幸幸
水利水电工程 河北农业大学 2017(学位年度)
摘要:保定府河是白洋淀唯一一条常年有水汇入的河流,是影响白洋淀水质的主要河流,无机氮磷营养盐污染是主要问题之一。为探明入淀口水域氮磷污染特征,为确定氮磷污染主要防预期以及重点控制区提供参考,方便后续氮磷跟踪监测中的评价工作等方面,本研究以府河入淀口为研究对象,进行无机氮磷营养盐(氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、总磷、磷酸盐)连续监测试验。
  试验及调查数据综合运用GIS、Suffer、SPSS软件,并采用空间变异函数、克里格差值法和主成分分析法等,主要从氮磷的时空变化特征、空间变异性以及主成分综合评价三方面展开研究。本文主要研究结论如下:各水质参数在研究区内均表现出强烈的空间自相关性;在入淀口东南35°方向约1km处,为氮磷第二高浓度多发区,主要受府河来水的入淀方向控制;氮素高浓度多发期为春初和秋季,而磷素为春季和夏季;全年氨氮、总磷质量浓度平均值为2.017mg/L、0.876mg/L,分别为水功能区划定的水质目标Ⅲ类标准的2.02倍和46.05倍;氮磷主成分分析评价中所提取第一主成分特征值为3.817,累计方差达81.57%,能很好反映氮磷信息;综合评价得分分布与氮磷空间分布情况相统一,得分评价公式具有实际应用价值,可为相关部门的氮磷污染追踪监测与治理工作提供量化的综合评价指标。
[硕士论文] 王雪君
环境科学 河北农业大学 2017(学位年度)
摘要:为探究不同监测位点大气PM2.5污染特征及其组分差异,于2015-11至2016-10对保定地区养殖场、农田和道路三个监测位点大气PM2.5质量浓度的变化特征进行监测,并结合主因子分析、酸碱度分析、相关性分析、富集因子分析等方法,对PM2.5中的8种水溶性离子(NH4+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、NO3-、SO42-)和8种金属元素(K、Ca、Mg、Al、Fe、Mn、Cu、Zn)的动态变化规律、季节性分布特征、主要来源、富集程度以及二次气溶胶(NH4+、NO3-)的气态前体物(NH3、NO2)动态变化特征等进行了分析,以期通过对大气PM2.5及其化学组分时空分布特征的比较与分析,为京津冀地区大气PM2.5的来源解析与预防治理工作提供基础数据和科学依据。主要研究结论如下:
  (1)气态NH3月变化的整体趋势为养殖场的浓度显著高于农田和道路,气态NO2月变化的整体趋势为道路浓度明显高于养殖场和农田,但三个监测位点大气PM2.5中NH4+和NO3-与其前体物NH3和NO2的动态变化特征不相同。
  (2)三个监测位点PM2.5日均浓度污染水平为道路>养殖场>农田;三个监测位点大气PM2.5月均浓度呈现不同的变化规律,总体道路PM2.5浓度处在较高的水平;三个监测位点大气PM2.5质量浓度的季节性变化规律相似,均为冬季的浓度最高,其次为春季和秋季,夏季浓度最低,但单一位点不同季节之间浓度值差异明显,其中养殖场的差异最明显。
  (3)三个监测位点8种水溶性离子质量浓度的总体水平为养殖场>道路>农田,分别占大气PM2.5质量浓度的31.40%(养殖场)、30.45%(农田)、20.71%(道路);三个监测位点8种水溶性离子平均浓度水平大致为SO42->NO3->Cl->NH4+>Na+,Ca2+>Mg2+,K+;养殖场8种水溶性离子之间的相关性最好,三个监测位点PM2.5中产生了大量Cl富集,农田富集效果最强;二次气溶胶、生物质燃烧和土壤及道路扬尘是三个监测位点大气PM2.5中水溶性离子的主要来源;养殖场和农田颗粒物pH呈碱性,道理颗粒物pH呈酸性。
  (4)三个监测位点SNA(SO42-、NO3-和NH4+的总称)占水溶性离子总浓度的比例分别为64.71%(养殖场)、64.93%(农田)、62.93%(道路),与其它地区相比,二次污染物对PM2.5贡献相对较低,NH4+主要以NH4NO3和(NH4)2SO4的形式存在,二次颗粒物主要来源于燃煤等固定源,固定源对道路大气PM2.5贡献率最大。
  (5)三个监测位点8种金属元素质量浓度的总体水平为养殖场>道路>农田;总金属浓度的季节性变化差异明显;三个监测位点总金属浓度占PM2.5浓度的比值范围差异较小;8种金属元素平均浓度水平大致为K>Al>Ca>Mg,Fe>Zn>Mn,Cu;秋季不同监测位点间各金属元素的富集因子EF值均为最高,且位点间差异最大,其中农田金属元素受人为源影响最小,K、Ca、Mg、Mn主要受自然源和人为源的共同影响,Fe主要来自自然源,Cu、Zn主要来自人为排放。
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