Fuzzy experts on recreational vessels, a risk modelling approach for marine invasions

Understanding risks from the human-mediated spread of non-indigenous species (NIS) is a critical component of marine biosecurity management programmes. Recreational boating is well-recognised as a NIS pathway, especially at a regional scale. Assessment of risks from this pathway is therefore desirable for coastal environments where recreational boating occurs. However, formal or quantitative risk assessment for the recreational vessel pathway is often hampered by lack of data, hence often relies on expert opinion. The use of expert opinion itself is sometimes limited by its inherent vagueness, which can be an important source of uncertainty that reduces the validity and applicability of the assessment. Fuzzy logic, specifically interval type-2 fuzzy logic, is able to model and propagate this type of uncertainty, and is a useful technique in risk assessment where expert opinion is relied upon. The present paper describes the implementation of a NIS fuzzy expert system (FES) for assessing the risk of invasion in marine environments via recreational vessels. The FES was based on expert opinion gathered through systematic elicitation exercises, designed to acknowledge important uncertainty sources (e.g., underspecificity and ambiguity). The FES, using interval type-2 fuzzy logic, calculated an invasion risk value (integrating NIS infection and detection probabilities) for a range of invasion scenarios. These scenarios were defined by all possible combinations of two vessel types (moored and trailered), five vessel components (hull, deck, internal spaces, anchor, fishing gear), two infection modes (fouling, water/sediment retention) and six frequently visited marine habitats (marina, mooring, farm, ramp, wharf, anchorage). Although invasion risk values determined using the FES approach was scenario-specific, general patterns were identified. Moored vessels consistently showed higher invasion risk values than trailered vessels. Invasion risk values were higher for anchorages, moorings and wharves. Similarly, hull-fouling was revealed as the highest infection risk mode after pooling results across all habitats. The NIS fuzzy expert system presented here appears as a valuable prioritising and decision-making tool for NIS research, prevention and control activities. Its easy implementation and wide applicability should encourage the development and application of this type of system as an integral part of biosecurity, and other environmental management plans.     

不同锆负载量锆改性膨润土对水中磷酸盐吸附作用的对比

通过实验对比考察了不同锆负载量的锆改性膨润土对水中磷酸盐的吸附作用.结果表明,锆改性膨润土对水中磷酸盐的吸附动力学过程符合准二级动力学模型,整个过程可以分为快速吸附阶段、缓慢吸附阶段和平衡吸附阶段,其中缓慢吸附阶段的吸附速率受膜扩散和颗粒内扩散所控制.锆改性膨润土对水中磷酸盐的吸附等温实验数据可以采用Langmuir、Freundlich、Sips和Dubinin-Radushkevich等温吸附模型进行拟合.实验条件下,磷酸盐吸附性能随pH增加而降低.溶液共存的Na~+、K~+和Ca~(2+)促进了锆改性膨润土对磷酸盐的吸附,并且Ca~(2+)的促进作用远远大于Na~+和K+,而溶液共存的HCO-3和SO2-4一定程度上抑制了锆改性膨润土对磷酸盐的吸附.锆改性膨润土吸附水中磷酸盐的主要机制为配位体交换并形成内层磷酸盐配合物.锆改性膨润土对水中磷酸盐的吸附能力随着锆负载量的增加而增加,而锆改性膨润土中单位质量ZrO_2对水中磷酸盐的吸附量则随着锆负载量的增加而降低.当ZrO_2负载量由3.61%增加到13.15%时锆改性膨润土的最大单层单位吸附量(以P计)显著地由3.83 mg·g~(-1)增加到9.03 mg·g~(-1),而继续增加ZrO_2负载量至19.63%时锆改性膨润土的最大单层单位吸附量则缓慢地提高到9.66 mg·g~(-1)(以P计).当ZrO_2负载量由3.61%逐渐增加到19.63%时,锆改性膨润土中单位质量ZrO_2的磷酸盐最大吸附量[m(P)/m(ZrO_2)]由106 mg·g~(-1)逐渐下降到49.2 mg·g~(-1).综合考虑吸附剂的经济成本和吸附容量,ZrO_2负载量为13.15%锆改性膨润土更为适合作为吸附剂去除水中磷酸盐.     

水体pH值时空变化条件下絮凝除藻剂的pH值优化

研究了由光照、水深等造成的水体pH值变化对絮凝剂除藻效果的影响,并监测絮凝前后不同深度的水体pH值。结果表明:1)当水体pH值无垂向分层,但随光照在8.5~10.5变化时,表层水体终点pH值为5.8~7.9,除藻效率均高于80%,此时中下层水体pH值为5.4~8.0;2)当水体pH值有垂向分层,表层水体终点pH值为7.0~7.3时,除藻效率均高于80%,此时中下层水体pH值为7.0~7.1;3)水池实验中,当表层水体终点pH为6.8时,除藻率高达99.33%,此时中下层水体pH值为7.0~7.1,池水清澈见底。上述结果说明:不论水体pH值是否垂向分层,控制表层水体终点pH值为6.8~7.3时既能有效除藻,也不会使底层水体pH值过低;水体pH值有垂向分层时,絮凝剂的pH值应高于无垂向分层时的情况。     

基于神经网络的碳排放预测及影响因素分析

基于新疆1995—2014年农业生产碳排放源,建立碳排放关系数据库。应用广义神经网络(generalized regression neural network,GRNN)构建了排放量预测模型,结合平均影响值(mean impact value,MIV)方法对碳排放影响因素进行量化。结果表明:1)GRNN模型预测碳排放的平均绝对百分误差和拟合优度分别为2.7860%和0.8720;2)新疆人口、人均GDP、农业贡献值、农机总动力和农户固定资产投资等因素对农业生产碳排放的影响程度分别为0.6210、0.2377、0.3698、0.8500和0.1000。该成果可为新疆碳排放总量分析和影响因素量化方面提供参考。     

数显型电热板加热法在河流高锰酸盐指数应急监测中的应用研究

高锰酸盐指数常被作为地表水体受有机污染物和还原性无机物质污染程度的综合指标.采用数显型电热板加热法测定水中高锰酸盐指数,通过实验确定了加热时间和加热温度.并分别采用水浴法和电热板加热法对应急样品进行了高锰酸盐指数的测定,两种测定方法的比对研究结果表明,应急监测时采用数显型电热板加热法测定耗时更短,检测结果与国标法测定没有显著差异,是可行且有效的应急监测替代方法.     

基于生态系统服务功能的城市规划研究

健康的生态系统是城市可持续发展的重要基础,生态系统服务功能及价值评估是评价生态系统的重要指标,森林、草地、湿地等生态系统在调节气候、保持土壤、涵养水源等方面具有重要作用.以宁波市北仑区为例,应用市场价值化方法粗略地分析了该区域的生态系统服务功能现状,结果表明,13年间北仑区的生态服务价值下降11.35%,其中,草地的生态服务价值下降最快,降幅达79.84%.从生态经济学角度阐释森林等生态系统在城市开发建设中的重要性.     

浙中典型富硒土壤区土壤硒含量的影响因素探讨

通过对浙江省中部典型富硒土壤区的系统调查研究,总结了影响土壤硒含量的主要因素.结果表明,地质背景对土壤硒含量有控制作用,汤溪组、之江组和金华组分布区的土壤硒含量明显高于其他地质背景区.研究同时发现,土地利用方式对土壤硒的迁移富集有不可忽视的影响,旱地土壤比水田土壤更易富集硒元素.由于土壤有机质对硒的吸附与固定作用,致使其成为影响硒含量的重要因素之一.除此之外,研究认为土壤质地也是影响土壤硒含量的重要因素,土壤中黏粒含量越多,越黏重,硒含量往往较高.     

摩擦清洗修复铅污染土壤的参数优化及清洗效率评价

采用摩擦清洗法修复铅污染场地土壤,主要目的是将细颗粒和铅污染物从砂粒表面去除.通过正交实验优化清洗参数,并对3份不同铅含量土壤进行摩擦清洗实验.优化的清洗参数为:水土比70%干物质、温度25℃、搅拌时间30 min、搅拌速率1 200 r.mim-1.摩擦清洗前土壤经过筛分化验分析表明,3份土壤铅主要富集在砂粒和粉黏粒中;铅的分布与有机质有极大相关性.结果表明,经过摩擦清洗后,3份原状铅污染土壤砂粒的清洗效率分别为:67.61%、31.71%、41.01%,摩擦清洗从砂粒表面去除一部分细粒土壤和铅污染物,使铅浓缩至粉黏粒中;扫描电镜(SEM)分析表明,摩擦清洗后砂粒表面变光滑.以上结论说明摩擦清洗对于铅污染场地的砂粒土壤具有较好的清洗效果.     

咸潮预警值设定的研究

为研究咸潮预警,上海某饮用水源地安装了蓝色卫士水质综合预警系统。采用实验室配制人工海水模拟减潮,通过动态实验研究蓝色卫士的成潮预警值。试验证明,成潮预警值设定范围为1．6～1．8较好。经过连续1a自动监测,蓝色卫士共准确预警预报两次成潮,成功保障了该水源地的饮水安全。     

水中总氮空白的影响因素的探讨

本研究以水中总氮空白值为研究对象,不同厂家的过硫酸钾和不同试验用水条件下的总氮空白的变化规律。研究结果表明：无氨水和二次水蒸出来的总氮空白明显低于一次水蒸出来的总氮空白;这跟蒸馏水纯度有关系,一次水含有氨,所以消解时蒸馏水中的氨会被氧化,从而导致空白值偏高。同样有的厂家的过硫酸钾纯度不高,所以导致空白值高。