A statistic comparison of multi-element analysis of low atmospheric fine particles (PM2.5) using different spectroscopy techniques

Over the past few decades, the metal elements (MEs) in atmospheric particles have aroused great attention. Some well-established techniques have been used to measure particle-bound MEs. However, each method has its own advantages and disadvantages in terms of complexity, accuracy, and specific elements of interest. In this study, the performances of inductively coupled plasma–optical emission spectrometry (ICP-OES) and total reflection X-ray fluorescence spectroscopy (TXRF) were evaluated for quality control to analyze data accuracy and precision. The statistic methods (Deming regression and significance testing) were applied for intercomparison between ICP-OES and TXRF measurements for same low-loading PM_2.5 samples in Weizhou Island. The results from the replicate analysis of standard filters (SRM 2783) and field filters samples indicated that 10 MEs (K, Ca, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, and Pb) showed good accuracies and precision for both techniques. The higher accuracy tended to the higher precision in the MEs analysis process. In addition, the interlab comparisons illustrated that V and Mn all had good agreements between ICP-OES and TXRF. The measurements of K, Cu and Zn were more reliable by TXRF analysis for low-loading PM_2.5. ICP-OES was more accurate for the determinations for Ca, Cr, Ni and Pb, owing to the overlapping spectral lines and low sensitivity during TXRF analysis. The measurements of Fe, influenced by low-loading PM_2.5, were not able to determine which instrument could obtain more reliable results. These conclusions could provide reference information to choose suitable instrument for the determination of MEs in low-loading PM_2.5 samples.     

Year-round observation of atmospheric inorganic aerosols in urban Beijing: Size distribution, source analysis, and reduction mechanism

To investigate particle characteristics and find an effective measure to control severe particle pollution, year-round observation of size-segregated inorganic aerosols was conducted in Beijing from January to December, 2016. The sampled atmospheric particles all presented bimodal size distribution at four pollution levels (clear, slight pollution, moderate pollution and severe pollution), and peak values appeared at the size range of 0.7-2.1 μm and >9.0 μm, respectively. As dominant particle compositions, NO₃⁻, SO₄²⁻, and NH₄⁺ in four pollution levels all showed significant peaks in fine mode, especially at the size range of 1.1-2.1 μm. Secondary inorganic aerosols accounted for about 67.6% (36.3% (secondary sulfates) + 31.3% (secondary nitrates)) of the total sources of fine particles in urban Beijing. Severe pollution of fine particles was mainly caused by the air masses transported from nearby western and southern areas, which are industrial and densely populated region, respectively. Sensitivity tests further revealed that the control measures focusing on ammonium emission reduction was the most effective for particle pollution mitigation, and fine particles all showed nonlinear responses after reducing ammonium, nitrate, and sulfate concentrations, with the fitting curves of y = -120.8x - 306.1x² + 290.2x³, y = -43.5x - 67.8x², and y = -25.8x - 110.4x² + 7.6x³, respectively (y and x present fine particle mass variation (μg/m³) and concentration reduction ratio (CRR)/100 (dimensionless)). Overall, our study presents useful information for understanding the characteristics of atmospheric inorganic aerosols in urban Beijing, as well as offers policy makers with effective measure for mitigating particle pollution.     

保定市PM2.5和臭氧污染特征分析

为深入了解保定市空气质量状况,揭示PM_2.5与臭氧(O₃)的变化特征及相互关系,利用小波分析法对保定市2013—2020年每年4—9月AQI、PM_2.5、O₃-8 h (O₃日最大8 h滑动平均值)和NO₂浓度的逐日数据进行分析. 结果表明:①2013—2018年保定市O₃污染呈逐年加重趋势,最大日浓度达到347 μg/m3;随着治理措施的颁布与实施,PM_2.5超标天数由2013年的97 d减至2020年的1 d,PM_2.5超标情况逐年改善. ②O₃超标天数由2013年的3 d增至2018年的95 d,2020年减至61 d;O₃超标天数占PM_2.5和O₃超标总天数的比例从2013年的3%增至2020年的98%,说明O₃逐渐成为影响保定市空气质量的主要污染物. ③2013年保定市O₃-8 h浓度低于“2+26”城市均值,2014—2020年O₃-8 h浓度高于或接近“2+26”城市均值,说明近年来保定市O₃-8 h浓度的升幅已超过“2+26”城市的平均水平. ④小波分析发现,2013—2020年(除2015年和2018年外)AQI与PM_2.5污染序列的第1主周期相近,从2017年开始,AQI与O₃-8 h污染序列的第1主周期和第2主周期均一致,说明近年来保定市空气污染逐渐由PM_2.5污染转为PM_2.5与O₃复合污染. ⑤在同一时间尺度范围内,PM_2.5与O₃-8 h污染序列的震荡频率基本一致,说明二者存在较明显的正相关关系;2015—2019年,NO₂与O₃-8 h污染序列的震荡频率趋于一致,说明保定市O₃-8 h浓度受前体物NO₂影响较大,2020年震荡频率有较大差异,这可能与新冠肺炎疫情复工后生产规模尚未完全恢复,致使NO₂、PM_2.5等污染物排放强度同比降低有关. 因此,减少NO₂排放,协同控制多污染物是实现保定市空气质量改善的主要途径.      

多尺度分割与特征优选下的盐碱地提取

土地盐渍化作为一种土壤灾害,严重制约着社会经济与农业的发展。对盐碱地进行实时监测,可为盐碱地的评价改良提供科学依据。由于盐碱地的信息复杂、提取精度不高,因此本文以高分六号（GF-6）卫星遥感影像为数据源,采用分形网络演化算法（fractal net evolution approach,FNEA）进行影像对象的多尺度分割,从面向对象的角度减少高分影像分类结果中的椒盐噪声问题,通过计算图像对象的局部方差和变化率来确定适宜的盐碱地分割尺度。利用基于特征选择的相关性算法（correlations-based feature selection,CFS）与Relief F算法分别对由光谱、纹理、形状、遥感指数构成的初始特征空间进行特征优选,精简特征子集,解决特征数量冗余问题,以此来优化随机森林对盐碱地提取精度。结果表明：CFS约简后的特征子集更小,精度更高,说明在盐碱地提取过程中,筛选特征数目能够减小冗余数据对提取精度的影响。CFS优化后的随机森林对盐碱地的提取效果较好,该方法总体分类精度达到83.7%。     

包容性区域创新体系研究

实现包容性增长是中国未来发展的必然选择,其关键在于为长期处于社会网络边缘的贫困人群提供平等参与的机会.包容性创新充分利用贫困人群中蕴藏的巨大消费、生产、创业潜力,既为企业带来难以模仿的竞争优势,又让穷人参与到价值创造的过程中,帮助其公平合理地分享经济增长.但包容性创新活动面临着市场信息匮乏、知识和技能不足、制度体系不完善、基础设施落后、金融服务欠缺等特殊挑战,需要包容性区域创新体系为其提供支撑.包容性区域创新体系由创新主体子系统、创新支撑子系统、创新环境子系统三个子系统构成,在技术选择、改进与扩散,当地信息获取,知识传播和吸收,信任合作关系确立等方面发挥作用,并为包容性创新活动提供完善的基础设施,教育与培训体系,健全有效的制度环境以及必要的金融服务.为构建一个以消除贫困为导向的包容性区域创新体系,政府需要从提供有益于包容性创新的制度框架,消除包容性创新面临的特有障碍,提高包容性区域创新提供的效率与扩散范围以及增加贫困群体能力等四个方面入手.     

青藏铁路沿线格尔木-南山口段环境地质评价

通过对青藏铁路沿线格尔木-南山口段环境地质背景及环境地质问题的调查,环境地质背景因子选择为岩土结构、断裂发育程度、水质水量;环境地质问题因子选择为沙漠化、土壤盐渍化、污染源;评价集选择优、良、中、差;利用二级层次分析-模糊综合评价法得出了青藏铁路沿线格尔木-南山口段的环境地质质量评价等级图,不同环境地质等级分布面积分别占总面积的25.2%、53.6%、3.5%、17.5%。     

化工园区安全标准化管理体系的探讨

针对化工园区存在的安全风险,构建了包括9个一级要素和40个二级要素的安全管理标准化指标体系,设计了化工园区安全标准化管理考核评价标准,并对镇江某化工园区进行实证分析,得出该园区安全标准化等级为二级.依据考核结果,对该园区的安全管理提出了相应的对策措施.     

中国高碳资源低碳化利用的环保思索

我国煤炭资源的不合理开发利用以及煤化工过热无序的发展,已经引发了诸多环境问题,如气候变暖、酸雨、汞污染、灰霾等,本文在对煤炭利用与煤化工产业发展存在的环保问题进行深入分析后,提出了相应的对策建议。分析认为,我国煤炭利用存在方式单一、资源利用率低、与水资源和消费市场逆向分布的矛盾突出、环境污染严重等问题,现有煤化工企业落后产能比重大、能耗高、污染重。文章通过介绍新型煤化工,指出其是实现高碳资源低碳化的有效途径,不仅可替代能源和石油化工产品,而且通过多联产可以削减电力、石化、建材、冶炼等行业的污染源和民用分散污染源以及汽车的污染排放,可有效利用劣质资源和回收大量资源,实现循环经济。文章建议,应本着循环经济与可持续发展的理念,站在推动能源替代的战略高度,前瞻性地规划布局,推广高碳资源低碳化的实用技术,建设超大型、循环经济型、多联产新型煤化工综合产业群,制定资源、贸易与环境经济政策,引导煤炭及相关资源合理利用,用可持续的绿色理念优化经济发展。     

基于分解模型与VEC模型的沈阳经济区经济与环境时空关系研究

选择GDP、工业废水排放量、工业废气排放量、工业废物产生量4个指标,从横向的空间作用关系及纵向的时间作用关系对沈阳经济区经济增长与环境演化关系进行了动态综合分析.对于空间作用关系,采用完全分解模型,利用沈阳经济区内8个城市的面板数据,将经济与环境关系分解为经济规模效应、空间结构效应和技术效应,判定了由于经济增长造成的工业废物排放的增减变化而带来的区域环境压力扰动程度.对于时间作用关系,选择协整与向量误差修正模型(VEC),依次对指标序列进行了单位根检验、VAR估计、Johansen协整检验及向量自回归的VEC修正,进而对沈阳经济区经济与环境指标前期与当期作用关系进行了长期修正与短期校正.结果表明:对于工业废物排放,技术效应发挥了最突出的减量作用,经济效应的增量效应凸显,而空间结构效应的作用不明显;GDP与工业废水排放量、工业废气排放量、工业废物产生量之间的作用关系均经历了由波动到平稳的过程,但在研究期内GDP与工业废水排放之间的稳定性相对较弱,保持GDP与工业废气排放、工业废物产生各自的均衡关系,对各变量的优化有促进作用,而保持GDP与工业废水排放的均衡关系,则对各变量的优化有抑制作用.