基于改进GMM算法的林火烟雾识别研究

针对森林火灾烟雾场景光照突变时传统混合高斯模型(GMM)无法适应的问题,提出基于改进GMM的林火烟雾识别算法。通过六足机器人平台上的CCD摄像机读取当前帧图像,与混合高斯模型建立的前一个背景图像作差分得到变化区域,计算二值化后的变化区域中像素值为1的像素点占总像素点的比例,与设定的阈值相比较从而判别森林火灾场景中的光照是否发生突变。若场景内光照发生突变,采用一个较大的更新速率α,保持模型的稳定性;若场景内光照未发生突变,根据不同的情况自适应调整更新速率α的值,保证模型快速收敛。实验表明,改进的GMM算法可检测到场景中相对完整的动态烟雾区域,满足林火烟雾的检测要求,以期为图像处理在森林火灾巡检机器人上的应用和进一步研究提供参考。     

福州经济技术开发区产业低碳化转型研究

在构建福州经济技术开发区产业低碳化转型评价指标体系的基础上,运用主成分分析法与标准离差法进行模糊Borda组合评价的综合评价模型,对不同情景进行定量分析,提出福州经济技术开发区产业低碳化转型的重点调整部门和重点发展部门,为福州经济技术开发区的产业低碳化转型提供参考.     

土地利用变化下沿海地区吸附态磷负荷动态变化研究

吸附态磷是主要的面源污染物之一,它会导致水域环境质量恶化,是水体富营养化的重要污染源。科学估算吸附态磷污染负荷能够为治理沿海地区非点源污染,保护海洋生态安全提供理论依据。以遥感影像、降雨监测资料等多源数据为基础,综合考虑土壤侵蚀、泥沙输移率、磷富集系数等影响因子,构建吸附态磷负荷估算模型,估算了江苏沿海地区2000~2010年吸附态磷负荷量,分析了不同土地利用背景下吸附态磷负荷的动态变化特征,结果显示:(1)2000~2010年,江苏沿海地区吸附态磷负荷明显增加,平均吸附态磷负荷模数由105.89 kg/km2·a增长至201.67 kg/km2·a,吸附态磷负荷总量由3 284t增长至6 255t。(2)10 a间,研究区的吸附态磷负荷热点面积减小,呈现出收敛聚集的态势,但热点区的吸附态磷负荷总量却明显增加,说明研究区内吸附态磷负荷的空间极化现象更为显著。(3)10 a间,各土地利用类型的平均吸附态磷负荷模数都显著增长,不同土地利用背景下吸附态磷负荷总量排序为水田旱地林地草地未利用地园地。研究结果表明,不同土地利用背景下吸附态磷负荷存在显著差异,且不同土地利用类型相互转化时,吸附态磷负荷也随之发生变化,可通过调整土地利用结构,优化景观格局,减少和控制磷污染的发生。     

高原城市污水处理厂中5种典型有机紫外防晒剂含量及其去除

有机紫外防晒剂具有内分泌干扰效应、遗传毒性和生殖毒性等多种负面生物效应,其进入环境中的一个主要途径为工业废水排放及污水处理厂出水的排放。昆明地处高原,紫外线较强,有机紫外防晒剂的使用量逐年增多,因此选择了5种典型有机紫外防晒剂:胡莫柳酯(HMS)、甲氧基肉桂酸乙基已酯(EHMC)、二苯酮-3(BP-3)、4-甲基苄亚基樟脑(4-MBC)和奥克立林(OC)作为目标物质,利用气相色谱-质谱联用技术,检测了昆明市5座城市污水处理厂进水、二级生化处理及深度处理进出水中有机紫外防晒剂的含量,分析了不同二级生化处理及深度处理工艺对目标物质去除效率的影响。结果表明,目标物质的去除主要依靠二级生化处理工艺,3种工艺都有比较好的去除效果,其中缺氧-厌氧-缺氧膜生物反应器工艺相对来说更好。此外,深度处理也能有效去除目标物质,紫外消毒去除效果更好。5种目标物质的总去除率达58.76%~94.0%,可见还有一部分的有机紫外防晒剂迁移到了环境中,具有一定的环境与健康风险。     

TVS二极管HEMP响应能力实验研究

高空核爆炸产生的电磁脉冲（HEMP）上升前沿时间约为2.3ns,峰值场强可达50kV/m,会对电子设备的安全运行产生极大的影响。HEMP传导干扰的防护需要使用具有快速响应能力的电涌保护器件（SPD）,但常规SPD器件的指标主要针对雷电电磁脉冲（LEMP）,为了更详细地了解SPD的HEMP响应能力,选择一款具有快速响应能力的瞬态电压抑制二极管（TVS）,采用不同脉冲波形进行了测试,得到了这类TVS的HEMP响应特性,并与雷电电磁脉冲进行了对比。结果表明该器件对HEMP的响应时间约为6.5ns,损伤阈值电压约为30kV。实验研究结果对于HEMP防护中的器件选择具有参考价值。     

Ag/Ag2O/g-C3N4/BiVO4复合光催化体系降解盐酸四环素机理研究

为提高钒酸铋(BiVO₄)对盐酸四环素(TC-HCl)在水溶液中的降解效率,以银基材料(Ag/Ag₂O)和石墨相氮化碳(g-C₃N₄)共同改性BiVO₄,通过水热法、煅烧法、湿浸渍法、沉淀和热分解法分步制备了Ag/Ag₂O/g-C₃N₄/BiVO₄四元复合材料;采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线光电子能谱(XPS)及紫外-可见漫反射光谱法(UV-vis DRS)等方法对复合材料的形貌结构、元素分布及光学性质进行了表征. 结果表明:①沉积了Ag/Ag₂O粒子后,复合材料对TC-HCl的吸附能力显著提高. ②纳米Ag粒子的表面等离子体共振效应(SPR)以及g-C₃N₄的协同作用拓宽了光响应范围,表现出更好的光催化性能. ③相较于BiVO₄、g-C₃N₄及g-C₃N₄/BiVO₄,该复合材料对TC-HCl的降解效果最佳,降解率可达89.19%,且经过4次循环使用后仍能保持74.8%的降解率. ④UV-vis及XPS分析证明,该复合材料的可见光响应拓展至548 nm,可吸收更多可见光. ⑤体系自由基捕获试验证明,·O₂-和h+在光催化降解TC-HCl过程中发挥主要作用,且h+的作用大于·O₂-. 研究显示,Ag/Ag₂O/g-C₃N₄/BiVO₄是一种高效稳定的复合光催化剂,其在处理TC-HCl抗生素废水方面具有潜在的应用前景.      

温度和水分对大兴安岭多年冻土区森林土壤有机碳矿化的影响

温度和水分是影响土壤有机碳矿化的重要因素,而北方高纬度地区对气候变化响应敏感.本文选取大兴安岭多年冻土区落叶松和樟子松两种森林土壤(0～15 cm)为研究对象,通过测定不同温度(5、10和15℃)及水分(设置土壤含水率分别为30%、45%和60%)处理下的土壤有机碳矿化速率,以明确多年冻土区土壤有机碳矿化对不同梯度环境变化及其交互作用的响应.结果表明:研究区土壤累积碳矿化量为0.39～2.29 mg·g~(-1),落叶松林土壤高于樟子松林土壤,且矿化率随着培养时间延长呈先降低后稳定的趋势;土壤有机碳矿化程度随温度升高而显著增加(p0.001),但其对水分的响应因林型而异,落叶松土壤有机碳矿化程度随水分增加而降低,樟子松土壤有机碳矿化程度随水分增加而增加;温度和水分的交互作用对土壤有机碳矿化程度的影响未达到显著水平;土壤有机碳矿化的温度敏感性以土壤含水量为30%的落叶松土壤培养时最低(2.11),以土壤含水量为60%的落叶松土壤培养时最高(2.50),水分和林型对其影响不显著.     

南山湖沉积物磷形态时空分布特征

选取了扎龙湿地南山湖沉积物为研究对象,通过对15个表层沉积样品和1个沉积岩芯柱状样品中磷形态含量的测定,结合沉积物沉积岩芯的年代数据,研究了沉积物中磷的赋存形态、时空分布特征。结果表明:南山湖表层沉积物TP含量平均值为543. 13 mg/kg,OP和Ca-P是TP的主要赋存形态,分别占TP含量的34. 31%、31. 66%;表层沉积物中TP及各形态磷含量均存在明显的空间差异性,整体变化趋势为西北向东南递减,西部明显高于东部,北部高于南部,西部采样点A7区域为磷含量高值区;沉积岩芯磷含量自下而上垂直分布曲线揭示了人类活动对沉积物中磷含量的影响由弱到强的演变过程,TP及潜在可移动磷形态(NH_4Cl-P、Al-P、Fe-P和OP)含量整体呈增加趋势,尤其在L3阶段(2008—2016年)蓄积最明显,而稳定磷形态(Ca-P和Res-P)在L3阶段呈下降趋势,其中Ca-P含量下降明显,表层可释放内源磷含量增加,富营养化生态风险增大,值得当地相关部门重视。     

扎龙湿地沉积物重金属空间分布特征及其潜在生态风险评价

采用电感耦合等离子体质谱仪法(ICP-MS)测定了扎龙湿地表层沉积物重金属的含量,分析了其空间分布特征,评价了其潜在生态风险,并在此基础上探讨了重金属污染来源及环境影响因子.结果表明:①扎龙湿地沉积物Hg、Cd、As、Cu、Pb、Zn和Cr的平均值分别0.065、0.155、10.26、18.20、21.35、52.08和46.47 mg.kg-1,均超过松嫩平原土壤背景值,含量分布存在明显的差异性.从空间分布上看,重金属含量北部高于南部,东部高于西部,核心区含量低,其中东部重金属含量最高,尤其是Hg和Cd分别为整个区域最小值的20.8、32.4倍,存在明显的累积性.②潜在生态风险评价结果显示:单个重金属潜在生态风险顺序为Hg>Cd>As>Pb>Cu>Cr>Zn;整个研究区综合潜在生态风险指数(RI)介于76.9～473.5,平均值171.9,属于中等生态危害,并以东部潜在危害程度最大,将作为今后重金属污染防治的重点区域.③除Hg和Pb之外,各重金属含量间呈极显著正相关,表明这些元素污染具有同源性.④有机质是扎龙湿地表层沉积物中重金属的主要环境影响因子,但目前扎龙湿地盐碱化加剧,沉积物中重金属释放风险加大,应该引起当地政府及有关部门的高度重视.