课程文献中心 更多>>

关键词： 大气污染   颗粒物预测   时域卷积神经网络   循环神经网络  

摘要： 在当前全球环境问题不断恶化的背景下,大气污染已成为人类面临的挑战之一.颗粒物作为大气污染物的主要成分之一,其排放和浓度的增加对人类健康和环境产生了严重的负面影响.准确预测颗粒物浓度成为重要的需求,以制定有效的环境管理和污染治理措施,保障公众健康和生态环境的持续发展,对于人类的可持续发展有着重要意义. 本研究针对颗粒物浓度的预测问题,结合时域卷积神经网络(TCN)和长短时记忆神经网络(LSTM),构建了一个用于颗粒物浓度预测的模型—TCN-LSTM模型.以陕西省西安市为例,选取气象数据和污染物浓度数据进行建模,对大气中的颗粒物浓度进行预测.首先对获取的数据进行预处理,包括缺失值处理、异常值检测和数据标准化等步骤,确保数据的质量和准确性.然后,将预处理后的数据输入到TCN-LSTM模型中进行训练和测试,实验结果表明TCN-LSTM模型能够有效地捕捉时间序列数据中的长期依赖关系和非线性特征,与CNN-LSTM、LSTM、RF和SVR模型预测结果相比,提高了颗粒物浓度预测的准确性.此外,还对TCN-LSTM模型的泛化性和鲁棒性进行了验证.利用不同地区的数据集进行测试,并评估了模型的表现.实验结果显示,TCN-LSTM模型在不同数据集上展现出了良好的泛化能力.通过交叉验证,进一步确认了模型具备良好的稳定性. 本研究还对西安市颗粒物浓度在新型冠状病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019,COVID-19)爆发前后进行了敏感性分析,发现各影响因素在不同时期对颗粒物浓度的影响存在差异,为颗粒物浓度的预测提供了重要参考,比如重大灾害的发生会对大气污染物的变化造成影响,研究污染物浓度变化应考虑到疾病灾害等因素. 最后,根据影响因素的敏感性高低进行了递减实验.逐步删除敏感性较低的因素,结果显示模型预测精度没有发生显著变化.表明根据敏感性分析的结果去除对模型输出贡献较小的变量,可以提高工作效率的同时降低建模成本.

摘要： 京管发〔2024〕3号各有关单位:为规范北京市氢燃料电池汽车车用加氢站建设审批,现将《北京市氢燃料电池汽车车用加氢站建设审批暂行办法》印发给你们,请抓好贯彻落实。特此通知。2024年7月18日北京市氢燃料电池汽车车用加氢站建设审批暂行办法第一章总则第一条为规范本市氢燃料电池汽车车用加氢站(以下简称加氢站)建设审批程序,确保氢能产业健康发展,本着科学合理、安全规范的原则,根据国家相关管理规定,结合本市氢能产业发展政策,制定本办法。

关键词： 气候变化   绿地空间格局   固碳效益   未来情景   优化策略  

摘要： 人为活动加剧导致的气候变化改变了城市碳循环过程,进而威胁到城市的可持续发展。研究显示,通过优化城市绿地空间格局和提升生态连通性,能够显著提高城市固碳效益。然而气候变化的不确定性,使得预测绿地空间格局及其对固碳效益的影响变得更为复杂。绿地空间格局的规划是否能够有效提升城市未来的固碳效益,当前研究尚未得到有效证实。因此,探索未来情景下城市绿地空间格局的优化策略,对于增强城市固碳效益和促进可持续发展具有重要意义。 本研究以杭州市主城区为例,在定量分析2002-2020年绿地空间格局的基础上,根据CMIP6气候数据,对高碳排放(ssp126-ssp370lu)与低碳排放(ssp370-ssp126lu)情景下绿地空间格局的变化进行预测。研究以总初级生产力(GPP)为固碳效益指标,通过时空地理加权回归模型分析2002-2060年绿地空间格局对GPP的影响;敏感性分析考察气候变化的不确定性对预测结果的影响;地理探测器方法评估绿地空间格局变化对GPP的交互作用及风险区划分。得到研究结果如下: (1)在ssp126-ssp370lu情景下,预计到2060年绿地面积的减少和破碎化将导致平均GPP减少至0.592 g C/m2。在ssp370-ssp126lu情景下,绿地面积的增加和紧凑性的提高将使平均GPP增至0.641 g C/m2。 (2)在气候变化的影响下,绿地空间格局能有效提升GPP,但在未来情景下具有复杂的波动性变化。 (3)绿地空间格局对GP存在交互作用的影响,其中绿地形态特征、平均斑块距离和分裂度具有不确定性影响。 (4)通过综合考虑多种因素并合理控制风险范围,可以有效提升绿地空间格局对GPP的解释能力,进而改善固碳效益。 本研究在两个未来情景下,预测了杭州市主城区绿地空间格局的变化对固碳效益的影响。杭州市主城区绿地规划应具备灵活性和适应性,以应对气候变化和社会经济变化的不确定性,确保城市生态系统的稳定性和持续性。针对当前规划中在生态性和管理方面的不足,应通过多要素组合和控制范围,制定适应不同未来发展路径的绿地空间格局优化措施。本研究提供的优化策略和数据支持,可为城市规划者提供科学依据,进一步提升城市的固碳效益和可持续发展能力。

关键词： 松毛虫   灾害   风险   气候变化   昆虫响应   风险管理  

摘要： 气候变暖使得地球系统各圈层环境向易于成灾的趋势演化,自然灾害风险显著增加。松毛虫(Dendrolimus spp.,属鳞翅目,枯叶蛾科)是我国重大林业害虫之一,危害范围广泛。山东省作为重要的林业基地,大面积种植的人工纯林和低山丘陵区为松毛虫提供了良好的取食和生存条件,导致每年均有发生不同程度的松毛虫灾害,对当地生态系统构成持续威胁。经过多年营林,山东省部分地区现已实现“有虫不成灾”。然而,松毛虫作为一种变温动物(也称外温动物,Ectotherms),在气温变暖为主要特征的气候变化背景下,预计其种群数量增加、发生期提前、适生区发生改变和存活率提高,使松毛虫灾害的发生特征及其风险趋向不稳定。因此,开展松毛虫灾害风险预估以及制定适应对策是减少松毛虫灾害潜在危害的有效途径。 本研究基于区域灾害系统理论和自然灾害风险形成理论,利用当前时期的气象、遥感、灾害统计、基础地理和社会经济数据,明晰了山东省松毛虫灾害发生规律及风险形成机理。基于此,耦合Max Ent最大熵模型和综合加权评价法开展了山东省松毛虫灾害危险性、暴露性、脆弱性、防灾减灾能力及风险评价。其次,结合CMIP6(Coupled Model Intercomparison Project Phase 6)未来气候模式数据,分析了不同气候变化情景下(中、高强迫情景SSP2-4.5与SSP5-8.5)未来近期(2021-2040)、中期(2041-2060)和远期(2081-2100)的山东省气候变化特征,预估并揭示了山东省松毛虫灾害风险及其演变特征。最后,阐明了松毛虫种群变化、风险变化及其原因,结合山东省相关规划文件提出了松毛虫灾害的分区风险管理措施,并探讨了未来不同时期的适应对策与建议。主要研究结果如下: (1)山东省松毛虫灾害规律与风险形成机理分析 山东省松毛虫频繁活动或成灾于鲁中南地区(如泰安市、莱芜市、济南市、淄博市、潍坊市和临沂市)和鲁东地区(烟台市、威海市和青岛市),并且有周期性和聚集性发生特点。1987-2020年期间,山东省松毛虫灾害发生面积呈减少趋势,2010年后以轻度发生为主。松毛虫寄主树林龄多为幼龄林,其次为中龄林,少数为近熟林。对松毛虫暴发易感性较高的地区主要分布在鲁中山区,鲁东和东南部地区为中等易感性,其余地区易感性较低,总体上表明低至中海拔、日照充足、缓坡和干旱区域更易发生松毛虫灾害。 (2)山东省松毛虫灾害风险评价 以松毛虫种群分布和数量为致灾因子、气候和地形因子作为孕灾环境,山东省松毛虫灾害危险性的评价结果表明,鲁中南、鲁东南和鲁东地区危险性等级较高且呈现连续片状分布,中等危险性沿其周围分布。以山东省松毛虫寄主树(赤松、侧柏、油松、黑松和日本落叶松)为承灾体开展暴露性评价,结果表明鲁东南和鲁中地区为较高暴露等级聚集区,中暴露等级沿其周围分布。此外,脆弱性以中和较低等级为主,防灾减灾能力整体较弱。山东省松毛虫灾害综合风险评价结果表明,鲁东地区和鲁中南地区显示出较高风险等级,沿海地区主要为中等风险。各市级区域的风险统计结果显示出临沂市和烟台市面临着较高等级的松毛虫灾害风险。 (3)气候变化背景下山东省松毛虫灾害风险预估 未来SSP2-4.5和SSP5-8.5两种情景下,山东省气候变化特征为气温上升、降水量增加和湿润化趋势。松毛虫种群呈现发育起始时间提前和世代数增加趋势。松毛虫灾害较高危险性在未来时期仍集中分布于鲁东和鲁中南地区,但呈现出危险性等级降低趋势。松毛虫灾害暴露性在未来各时期显示出一定的稳定性,但鲁东地区的中等暴露面积有所扩大。松毛虫灾害脆弱性在两情景下均以中等以下脆弱性为主,但存在空间差异性。防灾减灾能力在两情景下均以较高等级防灾减灾能力为主,且存在空间差异性。松毛虫灾害风险预估结果显示,松毛虫灾害风险在SSP2-4.5情景近期、中期和远期均表现出较为稳定的分布,较高风险等级在全省森林范围内较为均匀分布,相比之下,在未来中期和远期SSP5-8.5情景的风险呈现减少趋势,反映了不同气候变化情景对松毛虫灾害风险的差异化影响。 (4)气候变化对山东省松毛虫灾害风险的影响及适应对策 针对气候变化对松毛虫活动模式的影响,研究强调了制定区域化、多层次的管理措施和适应策略的重要性,以降低气候变化带来的风险和损失。就松毛虫灾害危险性因子而言,SSP2-4.5和SSP5-8.5两情景下松毛虫发育起始时间的提前程度随时间推移而加大,且较高纬度(38-38.5°N)和较高海拔(>1000 m)地区的松毛虫发育起始时间对气温变化较敏感。松毛虫世代数在SSP2-4.5和SSP5-8.5两情景下预计分别增加0.5-0.75世代和1世代,且较高纬度(37-38°N)和较高海拔(>1000 m)地区的松毛虫世代数对气温变化较敏感。山东省松毛虫灾害危险性等级总

关键词： 燃料电池   铂合金催化剂   氮掺杂碳载体   氧还原反应  

摘要： 质子交换膜燃料电池（PEMFCs）作为一种高效清洁的能源转换装置,因具有功率密度高和工作温度较低等特点,得到了广泛的应用。但是发生在阴极的氧还原反应（ORR）过程缓慢使得电子堆积,产生了较高的过电势,因此需要催化剂加速反应,以提高燃料电池的性能。目前商业化的铂（Pt）碳催化剂存在价格高,活性和耐久性不足的问题。因此,许多研究者们对Pt基金属活性组分的晶体结构、形貌特征和电子结构进行了优化。同时,为了改善载体抗腐蚀能力,大量研究者们对碳载体的物理结构和电荷分布进行了改性。通过对催化剂组分进行调控,可以有效提高ORR性能。 基于这些研究基础,本论文通过调控金属活性组分和改性碳载体,包括限域效应,合金结构和N掺杂策略,使碳载体与金属产生强相互作用,从而实现降低Pt使用量的同时提升催化剂的ORR性能。通过对载体和催化剂的形貌特征,物理结构和电子结构以及电化学性能进行测试分析,得出载体与金属活性组分的构效关系。主要的研究内容如下: （1）为了提高催化剂中Pt金属的利用率,在金属纳米颗粒周围和碳载体表面生长ZIF衍生碳保护层,通过限域效应得到粒径较小且分散均匀的Pt合金催化剂3-Co-PtCu/NC。通过对ZIF保护层的层数和厚度进行调控,根据TEM和AFM得到,当包覆层数为3层时,ZIF保护层的厚度约为3 nm,此时的包覆效果最好,使得金属纳米颗粒部分被包覆,又没有被碳层完全覆盖。这可以更好地固定和保护金属纳米颗粒,使其在合成和反应过程中仍能保持小尺寸,提高了Pt金属的利用率。此外,ZIF前驱体高温煅烧后转变为N掺杂碳结构,引入了Co和N元素。其中Co物种一部分与Pt和Cu形成合金,另一部分与N以Co–N键形式存在。合金结构和N掺杂效应能够分别调节Pt的晶体状态和电子结构,从而改变Pt–Pt键间距,并增强了金属-载体的相互作用。这些效应的共同作用下3-Co-PtCu/NC表现出0.69 A mg 的质量活性,在10000个电位循环后表现出优异的稳定性。 （2）为了改善载体在酸性介质和高电位下发生氧化腐蚀现象,自主制备了氮掺杂多孔碳材料,负载PtCu合金后得到合金型PtCu/Co-NPC-1催化剂。以PS微球为造孔模板,ZIF-67为碳源和氮源,通过原位掺杂的方式制备出氮掺杂多孔碳载体。通过对造孔模板PS微球的尺寸进行调控,得出当苯乙烯投入量为1 g,PS微球直径约为150 nm时,分段煅烧后得到的载体Co-NPC-1具有较高的比表面积和介孔含量,能够暴露更多的活性位点并利于传质,因此这个尺寸的PS微球造孔效果最好。此外,前驱体ZIF-67热解后引入Co和N元素,其中金属Co与PtCu形成合金,部分Co离子与N形成Co–N键作为活性位点。根据BET得到Pt合金NPs主要在介孔中被还原,介孔结构的尺寸效应能够有效抑制NPs在高电位下的聚集生长现象,使NPs能够保持较小的尺寸。此外N掺杂可以优化碳材料和Pt的电子结构,从而提高碳材料的稳定性并增强金属-载体的相互作用。通过模板法,实现调控粒径大小保持在2-4 nm,可以有效提高Pt的利用率,因此PtCu/Co-NPC-1表现出0.68 A mg 的质量活性,在稳定性测试后质量活性仅损失13%。 （3）为了进一步提升载体和催化剂的结构稳定性,自主制备了十二面体氮掺杂多孔碳载体。通过以ZIF作为自我牺牲模板,同时作为氮源和碳源,Zn Co-ZIF热解后得到氮掺杂多孔碳十二面体,负载PtCu金属后得到合金型催化剂PtCu-Co/NC。调节Zn Co-ZIF前驱体中Zn与Co的添加比例,高温煅烧后,根据形貌和物理表征得出,当Zn∶Co=10∶1时,制备出的Co/NC具有最大的比表面积。由于Zn金属沸点较低,遇热蒸发后为碳载体制造孔隙,同时对Co造成空间隔离,缓解了Co在高温条件下的聚集现象,这种结构具有较大的比表面积,可以更好的分散Pt合金NPs,同时有利于电解液和反应物的传输。此外,合金结构和N掺杂效应降低了Pt的氧吸附能,促进了ORR进程。PtCu-Co/NC表现出0.62 A mg 的质量活性,10000圈电位循环后载体的形貌结构稳固,无坍塌,催化剂质量活性仅下降10%。 （4）为了增强催化剂中金属与载体的相互作用,制备了高氮含量的催化剂。以CuCo-ZIF作为氮源和碳源,采用原位掺杂的方式在ZIF上负载Pt金属后得到高氮含量的合金催化剂PtCuCo/NC。在Co基ZIF前驱体中掺杂第二种金属Cu后,根据SEM和XRD发现,Cu的掺入没有对ZIF的形貌和物理结构产生影响。浸渍还原法负载Pt后,通过XPS测试得到,PtCuCo/NC比Pt Co/NC拥有更高含量的N元素,这是由于N物种倾向于与Cu形成金属–N键,更多的N元素得到了固定。催化剂中N掺杂量的提高,能够缓解高温热解过程中N物种

摘要： 2021年1月一个寒冷的夜晚，阿米尔·阿什拉菲扎德听到叫喊声。在多伦多的女王大街上，这位无人机操作员正在对一幢15层的住宅楼进行能源审计，其间拍摄了1500多张热成像图和可见光图像。审计过程很顺利，直到一位不明状况的住户报了警。2“我没有责怪他。”阿什拉菲扎德说，“当时已经凌晨两点，他看见自家窗外灯光闪烁，楼下还有个手拿遥控器的人。”所幸，阿什拉菲扎德手续齐全。

关键词： 脑卒中   发病   大气污染物暴露   关系   时间序列分析  

摘要： 目的 了解大气污染物暴露与山东省青岛市居民脑卒中发病的关系,为脑卒中的预防控制提供参考依据。方法收集国家慢性病监测网络报告系统中青岛市2014年1月1日—2020年12月31日上报的脑卒中新发病例相关数据以及同期青岛生态环境监测中心大气污染物监测数据和青岛市气象台气象监测数据,应用分布滞后非线性模型（DLNM）分析大气污染物暴露与青岛市居民脑卒中发病的关系,同时控制长期趋势、星期几效应等混杂因素的影响分析单污染物模型大气污染物对脑卒中发病的效应。结果青岛市2014—2020年共报告51 120例脑卒中新发病例,平均日发病数为（19.99±15.53）例。暴露-反应关系分析结果显示,PM25暴露浓度>121.90μg/m3、CO暴露浓度> 1.56μg/m3和O3暴露浓度<64.00μg/m3时脑卒中发病风险均呈上升趋势,而O3暴露浓度>64.00μg/m3时脑卒中发病风险呈上下波动趋势（均P<0.05）。单污染物模型分析结果显示,PM2.5和CO暴露与脑卒中发病风险升高的易感滞后期为Lag2d～Lag5d,O3暴露与脑卒中发病风险升高的易感滞后期为Lag3 d～Lag6d,PM10暴露与脑卒中发病风险升高的易感滞后期为Lag3d～Lag4d,SO2暴露与脑卒中发病风险升高的易感滞后期为Lag6 d;PM2.5暴露浓度每升高32.01μg/m3、PM10暴露浓度每升高52.21μg/m3,脑卒中Lag3 d发病的RR值分别为1.018（95%CI=1.005～1.031）、2.027（95%CI=1.232～3.334）;O3暴露浓度每升高53.00μg/m3、CO暴露浓度每升高0.39 mg/m3,脑卒中Lag4 d发病的RR值分别为1.155（95%CI=1.080～1.234）、1.033（95%CI=1.016～1.050）,SO2暴露浓度每升高14.93μg/m3,脑卒中Lag6d发病的RR值为1.431（95%CI=1.049～1.951）。敏感性分析结果显示,T、AP和RH的df变为4、5、6时对PM2.5、O3、CO、PM10、SO2和NO2暴露与青岛市居民脑卒中发病风险关系效应值的影响均较小,模型结果较为稳定。结论PM2.5、PM10、O3、CO和SO2等大气污染物暴露对青岛市居民脑卒中发病具有滞后效应。