上海中心城区地表灰尘与土壤中重金属累积及污染评价

通过对上海中心城区土壤与地表灰尘和降雨径流样品的取样调查，探讨了城市不同土地利用类型中重金属Cu,Zn,Cr,Pb的累积特征及其环境效应.结果显示：地表灰尘、土壤重金属在不同土地利用类型中的富集程度均高于土壤背景值，且存在显著性差异.相比之下，灰尘重金属污染比土壤严重，同一土地利用类型灰尘重金属P值为土壤的3~4倍.土地利用方式对重金属在地表灰尘和土壤中的积累有较明显的影响.地表灰尘重金属在工业、交通、居住用地中的含量普遍偏高，而在绿地中的含量普遍较低；土壤重金属在交通、商业和绿地中浓度较高，而工业用地中浓度较低.不同土地利用方式对地表径流重金属含量的影响不同，与土壤相比，地表灰尘直接影响到降雨径流重金属含量，两者之间耦合关系明显.工业、交通、居住和商业用地地表径流中，重金属EMC值以工业用地最高，其次为交通用地，商业和居住用地较小，但Cr，Pb，Zn的平均EMC值都超过了国家Ⅴ类水的标准，具有潜在的环境危害.     

贵阳市道路灰尘中多环芳烃的分布特征及源解析

采用高效液相色谱法测定贵阳市道路地表灰尘中PAHs的含量,并对其分布特征及来源进行解析.结果表明,贵阳市道路地表灰尘中PAHs主要为化石燃料的燃烧所致,高环PAHs含量较高.工业区和重要交通干道的ΣPAHs含量最高,公园最低,在不同粒径道路地表灰尘中∑PAHs在630.3~1 870.1μg/kg之间,∑PAHs均值为1 154.5μg/kg,∑PAHs浓度最大值及质量负荷率的最大值出现在粒径范围0.074~0.150mm灰尘样品中.     

不同屋面雨水径流中PAHs污染特性对比分析

对南京市典型沥青屋面、瓦屋面径流中PAHs含量进行了9场降雨事件的现场取样监测,对比分析了2种不同屋面径流中PAHs的EMC值及其各组分的浓度,并对其初期效应及影响因素进行了分析和探讨.结果表明,沥青屋面径流PAHs污染较严重,其平均浓度为4 261.7 ng/L,而瓦屋面径流PAHs平均浓度仅为351.2 ng/L.沥青屋面、瓦屋面径流中PAHs均以4环组分为主,沥青屋面径流中3环组分占较大含量,而瓦屋面径流中5环和6环PAHs浓度仅次于4环PAHs.大多数降雨事件中总PAHs及各组分均存在较显著的初期效应;前期晴天数对PAHs在屋面的累积影响最大,瓦屋面径流PAHs含量受降雨强度影响较大,而沥青屋面径流PAHs含量受降雨量影响较大.     

上海市公路雨水径流中重金属的形态及分布特征

对上海市内环高架一段路面的5场降雨径流进行监测,分析了典型降雨-径流事件中固体颗粒物的粒径分布特征和各个颗粒粒径范围内重金属的含量.结果表明:径流中悬浮固体主要由粒径<250μm的颗粒组成;颗粒态重金属是径流中污染物输出的主要形态; SS和重金属都表现出了较强的初期冲刷效应.通过拦截路面径流初期20%～30%的径流量,能够去除路面径流中大部分的SS和重金属等主要污染物.因此,去除固体悬浮物是治理上海公路径流重金属污染的有效途径.     

典型峡谷城市地表灰尘中汞的分布及健康风险评价

以典型峡谷城市黔江区城区地表灰尘作为研究对象，分析了地表灰尘中汞的分布及健康风险评价。结果表明：黔江城区地表灰尘中汞含量平均值为0.173 mg/kg,高于重庆市主城区地表灰尘中汞的平均含量，为重庆市土壤背景值的3.3倍，表明黔江城区地表灰尘受到一定程度汞污染。地表灰尘中汞对儿童(6～17岁)和成人的总非致癌风险分别为1.90×10^-3和4.05×10^-4,均低于1,儿童的非致癌风险明显高于成人，表明黔江城区地表灰尘中汞对人体的非致癌风险在可接受范围内。从暴露途径来看，地表灰尘中汞通过手-口摄入方式风险最高；从功能区看，商业区地表灰尘中汞的非致癌风险值最大。     

常州市不同下垫面污染物冲刷特征

为研究城市硬化下垫面降雨径流对污染物的冲刷特征, 选取常州市5类典型硬化下垫面, 采样监测2015年3-8月期间6场降雨径流及污染物浓度变化过程, 得到以下结果。1) 地面径流污染物EMC均值高于屋面径流; 地面径流SS和COD浓度超过水质标准Ⅴ类1.34倍和2.59倍; 屋面径流COD和TN浓度超过水质标准Ⅴ类1.8倍和 2.6倍。屋面径流中溶解态COD和TN分别占全量的72.78%和57.99%; 地面径流溶解态TN占全量的61.59%。2) 径流初期污染严重, 随着降雨过程逐渐降低, 最终趋于稳定。各下垫面污染物初期浓度从大到小依次为水泥地面、沥青地面、铺装地面、平屋面、斜屋面。冲刷过程中, 随雨强增大, 各下垫面污染物浓度升高, 呈波动式变化。各下垫面污染物均有冲刷初期效应, 下垫面初期冲刷强度从强到弱依次为平屋面、斜屋面、水泥地面和沥青地面。前期降雨强度越大, 污染物初期浓度越大, 初期效应越显著。降雨强度为大雨时, SS 浓度呈指数型衰减。降雨强度为小雨时, SS浓度先稳定, 随着降雨变密集开始逐渐减小。降雨强度为暴雨, 但降雨过程集中在中后期时, SS浓度呈先增大随后减小的趋势变化。3) 指数冲刷模型对屋面和水泥地面污染物径流冲刷模拟效果较好, 斜屋面、平屋面、水泥地面全量污染物冲刷系数分别为0.871, 0.765和0.025 mm⁻¹, 屋面冲刷强度远大于地面。斜屋面溶解态COD与颗粒态COD冲刷系数相近, 冲刷强度大。平屋面、水泥地面的颗粒态COD冲刷系数均大于溶解态COD, 颗粒态COD冲刷强度更大。     

上海城市地表灰尘重金属粒级效应与赋存形态研究

以上海中心城区地表灰尘中Zn,Cr和Pb为研究对象,初步探讨粒级效应对其含量及赋存形态的影响.研究结果显示：(1) 各功能区地表灰尘粒径分布具有较高一致性,小于75 μm地表灰尘占总量的47.4%,高于其他3个粒径级别; (2) 上海地表灰尘重金属处于较高污染水平,Zn,Cr和Pb最高值分别出现在商业区、工业区和居民区; (3) 地表灰尘重金属累积具有明显的粒级效应,重金属主要富集在小于75 μm粒径颗粒物中,Zn,Cr和Pb相对质量分数分别为32.8%,36.0%和30.0%,其次为75~150 μm,相对质量分数分别为31.4%,28.7%和27.6%; (4) Zn,Cr和Pb五种赋存形态在各粒级中分布较一致,Zn以碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态为主,Cr以残渣态为主,Pb以铁锰氧化物结合态为主,生物活性Zn,Pb和Cr,粒径分布对Zn,Cr和Pb赋存形态影响较小.     

降雨径流的多重环境效应研究

为探究地表降雨径流的多重环境效应,选择广州市某校园教学区路面、生活区路面和办公楼屋面3种下垫面对其降雨径流进行监测,分析了微生物量、微生物活性、氮磷以及悬浮颗粒物的变化特征,并探讨了下垫面和雨前干期对微生物的影响、径流中氮磷营养盐的赋存形态以及污染物间的相关性。结果表明：不同下垫面降雨径流的环境效应存在较大差异,应针对其特征制定不同的径流控制对策;下垫面和雨前干期是影响降雨径流中微生物的重要因素,屋面径流微生物量与微生物活性的事件平均浓度EMC是路面径流的3.04倍与2.19倍;溶解态氮和颗粒态磷是降雨径流中营养盐的重要输出形态,降雨初期氮磷污染物浓度较高,随降雨时间延长浓度逐渐下降并趋于稳定值;随降雨径流迁移的主要是小于100μm的颗粒物,相关性分析表明TSS与TP、COD_cr呈显著正相关,去除悬浮物是控制降雨径流污染的有效途径。     

降雨径流的多重环境效应

为探究地表降雨径流的多重环境效应,选择广州市某校园教学区路面、生活区路面和办公楼屋面3种下垫面对其降雨径流进行监测,分析了微生物量、微生物活性、氮磷以及悬浮颗粒物的变化特征,并探讨了下垫面和雨前干期对微生物的影响、径流中氮磷营养盐的赋存形态以及污染物间的相关性。结果表明:不同下垫面降雨径流的环境效应存在较大差异,应针对其特征制定不同的径流控制对策;下垫面和雨前干期是影响降雨径流中微生物的重要因素,屋面径流微生物量与微生物活性的事件平均浓度EMC是路面径流的3.04倍与2.19倍;溶解态氮和颗粒态磷是降雨径流中营养盐的重要输出形态,降雨初期氮磷污染物浓度较高,随降雨时间延长浓度逐渐下降并趋于稳定值;随降雨径流迁移的主要是小于100μm的颗粒物,相关性分析表明TSS与TP、CODcr呈显著正相关,去除悬浮物是控制降雨径流污染的有效途径。     

北京市中心城区某沥青屋面和金属屋面径流污染特征

为评价不同类型屋面径流污染特征,通过2016～2018年雨季期间对北京中心城区某沥青屋面和金属屋面径流进行监测,分析其径流污染特征,并评价初期雨水弃流对径流污染的控制效果。研究结果表明,沥青屋面径流和金属屋面径流中化学需氧量(COD)、总磷(TP)和氨氮(NH+4-N)的事件平均浓度(EMC)均远高于《地表水环境标准》中Ⅴ类水的水质标准,总体略高于同类型屋面径流的相关研究报道;研究监测的6场降雨事件,沥青屋面径流中悬浮固体(SS)、COD、TP和NH+4-N的初期冲刷强度均高于金属屋面,在前期晴天数较高或降雨强度和降雨量较大时更为显著;通过提出的径流厚度和污染物排放率关系曲线方法,可定量评价不同初期弃流量对径流污染控制效果,金属屋面和沥青屋面径流弃流3 mm径流厚度后,可以有效控制(72. 75±20. 96)%和(80. 55±15. 94)%的SS污染负荷,以及(66. 91±21. 68)%和(85. 25±11. 28)%的COD污染负荷,弃流后径流污染控制效果较好;但按照3 mm径流厚度弃流后,仍不能一定保证弃流后径流中SS和COD浓度在国家相关规范要求的初期弃流后雨水径流污染物浓度范围内。     

不同环境下光伏组件自然积灰特性模拟

研究光伏组件自然积灰特性,可为光伏组件清灰提供理论指导。以本校光伏组件系统为研究对象,利用COMSOL软件对其积灰物理模型进行了数值模拟,其模拟与试验结果对比表明：二者变化趋势一致、数量级相同且相对误差在允许范围内,验证了模拟方法的合理性。籍此,模拟分析了湿度、污秽浓度、颗粒粒径、风速等因素对光伏组件积灰特性的影响。结果表明：湿度变化对光伏组件表面积灰影响较小;在其它条件相同时,光伏组件表面积灰量与污秽浓度呈正相关变化;粒径对污秽颗粒沉积的影响大于风速对污秽颗粒沉积的影响;小风速时加剧光伏组件表面积灰,大风速时则有一定的清洁作用。     

鄂尔多斯地区公路两侧土壤重金属污染特征

对内蒙古鄂尔多斯地区4个公路段土壤中的重金属元素(Pb、Cd、Cr、Cu、Hg、Zn、Ni)和类金属(As、Se)污染特征进行研究。结果表明:4个公路段都存在不同程度的土壤重金属污染,相对污染程度最低的东胜段公路而言,树林召段公路土壤中铬(Cr)存在显著性污染,棋盘井段公路土壤中汞(Hg)存在显著性污染,薛家湾段公路土壤中铬(Cr)和类金属砷(As)存在显著性污染。通过分析发现,虽然机动车辆的尾气排放能够造成公路土壤中的重金属污染,但是此次调查的4个公路段土壤中的重金属污染来源主要是机动车辆运载煤时的煤尘飘落以及当地的工业排废。所以应该以加强对运煤车辆管理和工业污染源的控制为着力点,治理和降低公路绿化及公路旁耕地中重金属污染。     

镇江地区土壤环境中重金属 Ni 和 Hg 污染状况与空间分布

对镇江地区表层土壤环境中的镍（Ni）和汞（Hg）进行采样监测,以了解镇江地区土壤环境中重金属Ni和Hg的污染状况与空间分布。结果表明,镇江地区表层土壤环境中Ni含量为20．3～99．8 mg/kg,Hg含量为0．03～0．82 mg/kg,与江苏省土壤环境背景值相比,均有一定程度的富集。从Ni和Hg的来源分析,镇江地区土壤环境污染的一个重要来源是大气降尘污染。     

天气现象影响公路低能见度的特征

 公路能见度的优劣与气象条件密切相关,影响公路能见度的天气现象主要有雨、雪、雾、霾、沙尘等。本研究利用全国间隔为5km的气象站2002年9月至2010年3月逐日地面气象观测资料,以及全国2413个自动气象站2008年1月1日至12月31日逐小时能见度及地面气象观测资料,分析了天气现象对公路能见度的影响。根据高速公路上行驶车辆对能见度的要求,结合中国大陆地区的实际情况,确定低能见度范围是水平能见度距离小于1000m,考虑到不同距离的低能见度对交通运输造成的影响程度不同,将低能见度划分为3个等级。利用统计学方法分析了影响高速公路的天气现象(雨、雪、雾、沙尘)的时空分布特征,以及全国1h降水与能见度的相关关系。研究结果表明,不同天气现象影响低能见度的时段不同;影响公路低能见度的主要天气现象中,就影响程度而言,雾对低能见度的影响最大;从影响范围上,各区域有所不同,新疆南疆盆地、内蒙古西部、青海北部等地区主要受沙尘影响,东北、华北、西南等地受雨雪影响较大,江南和华南等地主要受降雨影响。     

贵州盘县大气降尘重金属污染含量特征与来源分析

通过2012年对贵州盘县大气降尘样品逐月收集,并利用微波消解、ICP-MS对降尘中重金属元素（Al、Mn、Fe、Cu、Zn、As、Pb、Ni、Cr、Cd、Hg）的含量进行测定,运用富集因子、相关性和主成分分析其来源与贡献。结果表明：盘县降尘重金属以Fe、Al为主,春季Fe含量最高为33784 mg/kg,其他依次为Zn〉Cu〉Mn〉Pb〉Ni〉Cr〉As〉Cd〉Hg。与贵州省土壤背景值相比,降尘中Zn、Cr、Pb的含量较低,Cd、Hg、Cu的含量较高。富集因子法表明：降尘中Hg富集程度较高,Cu、Mn、Ni、As、Cd、Zn、Pb有一定程度的富集,Fe、Cr属于自然源。通过相关性和主成分分析,认为Ni、Cu、As与燃煤相关,Pb、Hg与金属冶炼相关,Cr与地面扬尘相关,其贡献率分别为50.41%、28.86%、20.72%。与其他城市相比较,盘县降尘中Mn、Cr、Pb、Zn的含量偏低,As、Hg、Cd的含量偏高。     

莱芜市城区街道灰尘重金属含量及其健康风险评价

对莱芜市城区交通干道灰尘中重金属的污染特征及其基本理化性质进行了研究,分析了重金属元素的空间分布及其相关性,并对街道灰尘重金属的健康风险进行了评价.结果表明,街道灰尘中Hg,As,Cr,Pb,Zn和Cu的平均含量分别为0.170、11.7、60.6、52.9、96.3和30.3mg·kg~(-1),街道灰尘呈碱性,pH的平均值为9.40,有机质平均含量为54.06g·kg~(-1),街道灰尘中6种重金属的平均含量均符合土壤环境质量标准(GB 15618-1995)二级标准,除Cr外其他元素平均值均超过山东省土壤背景值.除Pb外,各元素含量均表现为从西向东降低的趋势;Cr、Zn和Cu两两之间具有显著的相关性,Hg和As与其他元素的相关性较弱;交通和工业生产可能是城区街道灰尘重金属的主要来源.健康风险评价的结果表明,不同暴露途径非致癌风险熵均由大到小表现为口摄入途径、皮肤接触途径、吸入途径,口摄入为城区街道灰尘暴露风险的主要途径;各重金属对于人体的非致癌风险由大到小表现为As,Cr,Pb,Cu,Hg,Zn,儿童的非致癌风险大于成人,但均小于风险阈值1;As和Cr形成的致癌风险较低.     

深圳市常见园林植物滞尘效应研究

以深圳市6种常见的园林植物为对象, 研究其单位面积滞尘量及其粒径组成特征, 探究植物叶片表面的微观形貌结构以及滞留颗粒物的组分和分布特征, 分析气象因子对植物滞尘的影响。结果表明: 1) 6种园林植物的单位叶面积滞尘量排序为黄金榕(0.74±0.21 g/m²)>鹅掌藤(0.42±0.26 g/m²)>对叶榕(0.24±0.26 g/m²)>龙船花(0.20±0.07 g/m²)>沿阶草(0.18±0.10 g/m²)>鸡蛋花(0.15±0.10 g/m²); 2) 6种园林植物滞尘以粒径α>10 μm的颗粒物为主, 质量占比为59.21%~88.92% (黄金榕除外), 鹅掌藤对α>10 μm 颗粒物的滞尘能力最强(0.34±0.20 g/m²), 黄金榕对3 μm<α<10 μm (0.51±0.15 g/m2)和 0.15 μm<α<3 μm (0.14±0.07 g/m2)颗粒物的滞留能力最强; 3) 6种园林植物叶表面的气孔、褶皱、沟槽、絮状凸起和绒毛等微观形貌有利于叶片对颗粒物的截留, 叶片滞留颗粒物的元素组成主要为O, Si和Al; 4) 6种园林植物叶表滞留的大颗粒物(α>10 μm)易受风速和温度的影响。研究结果对深圳市园林植物配置具有指导意义, 并可为通过植物滞尘效应改善空气质量提供一定的理论依据。     

基于梯度方向恒定性的运动车辆阴影检测

交通参数的视频检测是智能交通系统的一个研究重点,其中运动车辆的分割是视频检测过程中的一个关键环节。目前,运动车辆阴影的检测与剔除是准确、有效的分割出运动车辆所面临的一个难题。本文发现并证明了梯度方向恒定性原理,在此基础上提出了一种基于梯度方向恒定性的阴影检测与剔除方法。首先建立路面背景梯度矢量图,根据与当前帧图像的梯度矢量图的比较结果,判断是否是路面背景或是运动车辆,然后对运动车辆区域进行形态滤波,弥补内部空洞和剔除杂点,进而准确分割出车辆。试验结果表明,该方法适应性强,车辆分割效果好。     

Characteristics of clouds,precipitation, and latent heat in midlatitude frontal system mixed with dust storm from GPM satellite observations and WRF simulations

A heavy dust storm originating in Mongolia and Inner Mongolia traveled to Northeast China and met a midlatitude frontal system on May 3, 2017. The potential ice nuclei (IN) effects of mineral dust aerosols on the vertical structure of clouds, precipitation, and latent heat (LH) were studied using Global Precipitation Mission (GPM) satellite observations and Weather Research and Forecasting (WRF) model simulations. The WRF simulations correctly captured the main features of the system, and the surface rain rate distribution was positively correlated with data retrieved from the GPM Microwave Imager. Moreover, the correlation coefficient increased from 0.31 to 0.54 with increasing moving average window size. The WRF-simulated rainfall vertical profiles are generally comparable to the GPM Dual-Frequency Precipitation Radar (DPR) observations, particularly in low layers. The joint probability distribution functions of the rain rate at different altitudes from the WRF simulation and GPM observations show high positive correlation coefficients of ~0.80, indicating that the assumptions regarding the raindrop size distribution in the WRF model and DPR retrieval were consistent. Atmospheric circulation analysis and aerosol optical depth observations from the Himawari-8 satellite indicated that the dust storm entered only a narrow strip of the northwest edge of the frontal precipitation system. The WRF simulations showed that in carefully selected areas of heavy dust, dust can enhance the heterogeneous ice nucleation process and increase the cloud ice, snowfall, high-altitude precipitation rate, and LH rate in the upper layers. This effect is significant at temperatures of ?15 °C to ?38 °C and requires dust number concentrations exceeding 106 m?3. It is important to accurately classify the dusty region in this type of case study. In the selected vertical cross section, the WRF-simulated and DPR-retrieved LH have comparable vertical shapes and amplitudes. Both results reflect the structure of the tilted frontal surface, with positive LH above it and negative LH below it. The simulated area-averaged LH profiles show positive heating in the entire column, which is a convective-dominated region, and this feature is not significantly affected by dust. DPR-based LH profiles show stratiform-dominated or convective-dominated shapes, depending on the DPR retrieval product.     

废茉莉花茶渣对Cr(VI)的吸附研究

以废茉莉花茶渣作为吸附剂,对含Cr(VI)溶液进行了吸附研究。分别考察了吸附时间、茶渣投加量、Cr(VI)初始浓度、茶渣粒径、温度、pH值等因素对废茉莉花茶渣吸附Cr(VI)的影响。在吸附时间2小时、茶渣投加量为30g/L、Cr(VI)初始浓度为40mg/L、茶渣粒径60目、 pH值2.5时,茶渣对Cr(VI)吸附率达98.7%。温度越高,茶渣对Cr(VI)吸附效果越好。废茉莉花茶渣对Cr(VI)具有较好的吸附能力,是比较合适的重金属离子吸附剂。