基于可解释性机器学习的纳滤膜去除有机微污染物研究

纳滤膜对微污染物去除效率受膜特性、微污染物性质和实验条件等因素影响,优化这些影响因素对纳滤工艺的成功应用至关重要,然而实验优化过程不能同时兼顾多因素对去除效能的交互影响.为此,基于线性、非线性和集成学习算法,开发了4种纳滤膜对有机微污染物去除效率的预测模型,并验证了模型的预测性能和可行性.在拟合程度、稳健性和外部预测能力等方面对开发的模型进行了对比分析研究,结果表明,用集成学习算法开发的XGBoost模型能够准确识别影响膜分离过程中的关键因素,在预测纳滤膜对微污染物的去除效率方面表现出强大的潜力(R_adj²=0.977,Q_ext²=0.877,Q_LOO²=0.875).此外,利用SHAP解释方法定量解析了各驱动因素对纳滤膜去除微污染物效率的贡献,证明纳滤膜的截留分子量、膜表面接触角和污染物的尺寸是微污染物去除过程中重要的影响因素.首次将模型解释方法应用于特征变量的选择过程,使集成算法(XGBoost)模型的性能得到进一步优化.所开发的机器学习模型,有利于优...     

基于随机森林模型的中国PM2.5浓度影响因素分析

选取气溶胶光学厚度、海拔、年降水量、年均气温、年均风速、人口密度、GDP密度和NDVI作为影响因子,基于随机森林模型、特征重要性排序和偏依赖图技术,研究中国PM_(2.5)浓度空间分布的影响因素及其区域差异.结果表明:①与多元回归、广义可加模型和BP神经网络相比,随机森林模型估算的PM_(2.5)浓度精度最高,可用于PM_(2.5)污染的影响因素研究.②PM_(2.5)浓度随气溶胶光学厚度、人口密度和GDP密度的增加呈先上升后平稳的趋势,随降水、风速和NDVI的增加呈先下降后平稳的趋势,随海拔和气温的增加呈下降→上升→下降的趋势.③气溶胶光学厚度对PM_(2.5)浓度空间分布的影响最大,可解释37.96%的PM_(2.5)浓度空间分异;年降水量对PM_(2.5)浓度空间分布的影响最小,解释率仅为5.75%.④影响因子与PM_(2.5)浓度的关系存在空间异质性,同一影响因子对不同地理分区的PM_(2.5)浓度的影响程度有所不同.气溶胶光学厚度对华南地区PM_(2.5)浓度的空间分布影响最大,对东北地区影响最小.     

基于MGWR模型的中国城市PM2.5影响因素空间异质性

基于全国297个地级市2018年PM_2.5浓度数据、自然与社会经济数据,采用多尺度地理加权回归（MGWR）模型分析了各影响因素对PM_2.5浓度的作用尺度与影响效果的空间异质性.结果表明,MGWR模型适用于中国地级市PM_2.5浓度影响因素研究.在作用尺度上,人均GDP、技术支持水平作用尺度最大,其次是相对湿度、居民地比重、人口密度与风速,降水量、第二产业比重、植被覆盖状况、温度与能源消费强度作用尺度最为局限.在影响效果上,相对湿度、人口密度与居民地比重全部为正向作用;第二产业比重和能源消费强度主要为正向作用,分别占总样本的70.71%与64.98%;风速、温度既存在正向作用也存在负向作用,空间上呈两极分化,其中正向作用分别占总样本的49.83%与57.91%;降水量、植被覆盖状况主要为负向作用,分别占总样本的91.58%与69.70%;人均GDP、技术支持水平全部为负向作用.研究结果表明各因素对于中国城市PM_2.5浓度的影响均存在着不同程度的空间异质性.     

氮磷比对湖泊富营养化模型参数敏感性的影响

运用Morris方法研究了蓝藻暴发期不同氮磷比条件下,巢湖富营养化模型中蓝藻、溶解有机碳、营养物和溶解氧的参数敏感性.结果表明：蓝藻的敏感参数随氮磷比不同有显著差异;氮缺乏情况下,蓝藻对氮转化过程相关参数较敏感;磷缺乏情况下则反之.在任何氮磷比条件下,溶解有机碳、营养物和溶解氧等非生物变量都是对直接参与其自身转化过程的参数最为敏感,它们在不同氮磷比情况下的敏感参数差异较小.相比较蓝藻生长过程的参数,基础代谢过程的参数对所有变量的影响都更强.此外,各个参数的敏感性与它们的相互作用强度呈显著正相关,且这种相关性在极端氮或磷缺乏情况下尤为显著.本研究的结果有助于深入理解湖泊富营养化现象、改善富营养化模型模拟效果和精度.     

基于卷积神经网络的幼儿园户外环境安全评价

幼儿园户外环境是幼儿日常游戏的主要场所,其环境的安全与否影响到幼儿身心健康.幼儿户外环境的安全评价可以查找安全隐患,进而采取针对性的改进措施.传统的环境安全评价方法为访谈法、观察法、问卷法和案例法,具有较强的滞后性和主观性.为此,研究提出了基于卷积神经网络的幼儿园户外环境安全评价方法(S EB CNN).该方法以幼儿在运动环境中的影像为基础,利用卷积神经网络准确生成幼儿户外运动状态的大数据,进而利用算法处理后的大数据对运动环境进行安全性分析和风险预测.经对南方某幼儿园实验验证,该方法具有数据颗粒度高、数据准确完备及鲁棒性高的特性,为幼儿园户外环境安全性分析和预测提供了新的路径.     

国家环境经济政策进展评估报告2021

本年度报告采取实地调研法和政策分析法,针对2021年我国环境经济政策实践开展系统评估,总体认为2021年环境经济政策体系建设不断健全,环境经济政策改革与创新工作取得了重要进展,在深入打好污染防治攻坚战、持续改善生态环境质量、支撑服务全面绿色低碳发展转型中发挥了重要作用,成为生态文明与美丽中国建设的重要动力机制。在快速变化的宏观经济社会形势和新冠肺炎疫情的巨大冲击下,环境经济政策改革与创新需要进一步统筹国内国际发展新形势,在协同推进高质量发展和高水平生态环境保护工作中发挥更加重要作用。     

电磁兼容测量结果可追溯性技术探讨

无线电波因其具有较强的方向性和反射性等传播特点,往往会引起电磁兼容测量结果的不稳定甚至有较大的偏差,如果不对测量过程中的测量和试验布置、试品的工况、记录报告等要素进行可追溯性分析和控制,势必会造成测量结果的随意和不确定性.因此在电磁兼容测量实验室,非常有必要对测量过程和测量结果进行可追溯性研究、分析和控制,一是提供准确可再现的测量数据,对客户负责,二是通过可追溯性控制,再现试验和测量过程,验证测量结果,对实验室的风险进行预见和预防.本文主要立求通过实际案例的分析,畅述和分析在电磁兼容测量实验室如何建立可追溯性的控制体系.     

三江源区生态资源非使用价值评价

采用权变评价法评估了青海三江源区生态资源的非使用价值,并分析了其影响因素.结果表明,三江源区生态资源的非使用价值为453.06亿元/年,其中存在价值为236.36亿元/年,遗产价值为125.91亿元/年,选择价值为90.79亿元/年,人均支付意愿为76.30元/年.Logit模型和Tobit模型分析表明,对该区的了解程度、关注程度、重视程度、年龄、个人收入、教育程度等因素均影响其非使用价值评价.     

气升式反应器中微生物对H2S的脱除研究

筛选驯化得到具有高效脱硫性能的菌群,在气升式反应器中进行了H2S脱除实验研究. 在温度为28 ℃、初始pH 8.0的条件下考察了不同通气量对反应体系中H2S脱除能力、脱除效率的影响以及H2S进气负荷和通气量对SO2-4生成率的影响. 结果表明,最佳通气量为0.2 L/min.在此通气量下,当H2S进气负荷为5.76 kg m-3 d-1时,脱除负荷可达5.62 kg m-3 d-1,而脱除率可以保持在97.8%以上;当H2S负荷为4.37～4.93 kg m-3 d-1时, H2S去除率可达到99%以上,且主要副产物为单质硫.通过增大进气负荷、降低通气量可以获得较高的单质硫回收率.图3表2参15