环境空气质量综合指数计算方法比选研究

环境空气质量综合指数是进行逐月城市环境空气质量比较和排序的重要方法,提出了4种涵盖SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3等6项污染物的综合指数计算方法,基于2013年74个城市逐月污染物浓度数据使用主成分分析方法进行了对比分析。结果表明,综合指数计算方法中污染物统计指标和标准化方法不同对于主要污染物的判定有重要影响,各种计算方法中PM2.5、PM10、O3是出现频率最多的主要污染物;除O3外其他5项污染物逐月统计指标间均有极显著的正相关性,冬季O3统计指标与SO2、NO2、PM10、PM2.5呈显著负相关,夏季则呈显著正相关;主成分分析结果表明,在去除冗余信息后,PM2.5、PM10的权重被相对削弱,SO2、NO2、CO的权重得到相对强化,O3的权重夏季得到强化、冬季被削弱;综合考虑不同方案下主要污染物频率分布情况和PM2.5、PM10、O3权重变化特征,建议计算逐月环境空气质量综合指数时,SO2、NO2、PM10、PM2.5宜以月均值除以年均值标准进行标准化,CO、O3宜以特定百分位数浓度除以日均值标准(或8 h均值标准)进行标准化;该方法可延伸到季、半年和年度的环境空气质量综合指数计算。     

地表环境汞污染的生物修复技术及展望

汞（Hg）及其化合物是一类重要的全球污染物，环境中高浓度的汞会对生态系统和人类健康造成严重危害。《关于汞的水俣公约》正式生效后，汞生产量、使用量和排放量将得到有效控制。然而历史排放汞导致的污染问题依然会对自然环境造成长期的生态风险，因此在减排的同时也亟需开发、发展有效治理汞污染的方法。本文总结了汞污染生物修复的技术及应用原理，分析了基于生物修复原理运用合成生物学手段改造生物将其运用到汞污染修复的优势和潜力，最后探讨了汞污染合成生物学修复应重点关注的问题和前沿研究方向。     

植被过滤带模式对内蒙农牧交错区截流减沙的影响及优选

为了提高农牧业交错带禾本植被过滤带截流减沙效果,在内蒙古中部巨宝庄试验基地设置过滤带茎间距(0.9cm、1.2cm、1.7cm)和宽度(3m、6m、9m)2个因素,包括空白对照共10个处理.研究了植被过滤带茎间距和宽度对截流减沙的响应,并运用熵权TOPSIS模型评价了不同植被过滤带模式的综合效益,筛选该地区禾本植被过滤带适宜茎间距和宽度.结果显示,在相同植被过滤带茎间距条件下,增加过滤带宽度显著降低径流与泥沙出流量,过滤带宽度为9m与6m处理比3m处理在过滤带末端平均泥沙含量分别减少了80.97%和60.66%,平均径流量分别降低了62.14%、33.59%,并分别推迟水沙出流时间7min和2min.在相同过滤带宽度下,减少植被茎间距有效提高截流减沙效果,其中过滤带茎间距为0.9cm处理比1.2cm与1.7cm处理在过滤带末端平均泥沙含量分别减少了35.4%和48.28%;平均径流量分别降低了16.5%和18.26%.茎间距与宽度对径流、泥沙拦截量影响极显著,过滤带宽度对径流影响更大,且两者交互作用对泥沙拦截量影响极显著.通过熵权TOPSIS评价得出过滤带宽度为9m,茎间距为0.9cm的禾本植被过滤带模式综合评分最高,经济与截流减沙综合效益最优,研究结果对当地植被过滤带建设有重要指导意义.     

强震地面运动的混沌特性分析

引入非线性动力学理论和混沌时间序列分析方法考察强震地面运动加速度时程的非线性特征。首先采用功率谱分析法、主成份分析法和Cao方法定性判断地震动加速度时程具有混沌特性,然后应用混沌时间序列分析方法定量计算了30条地震动加速度时程的三个非线性特征参数。计算表明,这些地震动时程的关联维数为2.0~4.0的分数维,Kolm ogorov熵K2为大于零的有限正值,最大Lyapunov指数在0~1.0之间。结果说明,强震地面运动具有混沌特性,地震动的高度不规则和复杂性是地震过程强非线性的反映。     

基于脆性理论的灾害作用下生命线系统耦联分析

一个城市或地区的承灾能力主要看其基础设施的承灾能力,其中最重要的一个部分就是生命线系统的承灾能力。在分析评价生命线系统承灾能力时,不仅要考察复杂性、均衡性和可靠性这些网络特征,还要考虑各子系统间的关联性。这种关联对生命线系统整体的承灾能力有削弱作用。根据复杂系统脆性理论的思想和脆性联系熵的方法,提出了用系统综合脆性联系熵来反映和评价生命线系统整体的关联特性,并通过判断各子系统间的相互影响关系,量化了生命线系统整体的易损性。经耦联关系分析和计算,灾害破坏下,从生命线系统相互作用来看,电力系统受其他子系统的影响最大;而由于供水系统的关键性和其影响方式的不确定性,灾后首先要恢复的是供水系统的工作或供给。证明了该方法为优化系统组织管理、控制灾后的修复工作和协调子系统间的关系提供了依据。