湖南空气质量预报中的数据预处理和特征工程

为提高空气质量预报的准确率,建立了融合气象和环境观测资料、结合机器学习和数值天气预报,且预测时效较长、预测精度较高的机器学习模型库。以湖南6个城市(长沙、株洲、湘潭、益阳、常德、岳阳)的空气质量预报为例,将数据预处理、特征工程方法运用到模型之中,得出以下几点结论:①数据预处理工作包括样本收集、数据清洗、缺失值处理、异常值剔除等,对提高模型预测稳定性帮助很大。②点、线、面的特征组合有助于完整地描述污染物的生消过程。引入传输指数后,株洲市模型对传输型污染过程的预测性能得到明显提高,对轻度、中度、重度污染的分类准确度分别提升了23.6%、16.6%、30.0%。引入静稳指数后,长沙市模型PM_2.5浓度测试的相关系数由0.938提升至0.959,均方根误差由10.33下降至8.46,且模型对中度以上污染天气的极值预报结果更接近实况;益阳市模型在高浓度样本预测中存在的系统性偏低现象得到改善,对轻度以上污染天气的预报结果得到较大矫正。③随机森林的特征重要性排序功能可以大幅度减少特征的数量,使得模型的可解释性和稳定性增强。     

基于RSM模拟的含油废水电氧化影响分析与条件优化

含油废水有机物组成复杂，常规工艺处理难度大。文章采用SnO2电极搭建电氧化（EO）系统处 理含油废水，通过响应曲面法（RSM）模拟分析EO过程中电流密度、次氯酸钠体积浓度及反应时间对化学需氧量（COD）去除率和能耗的影响，并确定最佳工艺条件。RSM模拟结果显示，COD去除率和能耗均与3个变量 遵循二次多项式回归模型（犘 值≤0.0043），确定最佳工艺参数为：电流密度20mA/cm2，次氯酸钠体积浓度2.67％，反应时间1h，此时COD去除率为80.8％，能耗为120.8kW·h/m3。在分析EO反应机制时发现，单独次氯酸钠反应、单独EO反应、次氯酸钠＋EO组合反应时COD的去除率分别为18.4％，36.6％和87.5％， 显示次氯酸钠＋EO组合是高效处理含油废水的优势工艺，当装置放大后，处理能耗将显著降低。     

含聚污水中聚丙烯酰胺含量测定

全面研究常规油田中聚丙烯酰胺含量测定的三种方法(淀粉-碘化镉法、浊度法、紫外分光光度法),并对每种方法进行方法学实验。淀粉-碘化镉法,在0~60 mg/L范围内有良好的线性(r2为0.992 6),平均回收率在97.36%~103.68%,回收率的RSD范围为2.37%~3.38%,重复性实验RSD为4.48%;浊度法,在0~200 mg/L有良好的线性(r★为0.988),平均回收率在95.60~103.68之间,RSD的范围为2.26%~4.50%,重复性实验RSD为4.64%;紫外分光光度法,在0~300 mg/L有良好的线性(r~2为0.995 3),平均回收率在95.25%~104.72%之间,RSD的范围为2.40%~4.22%,重复性实验RSD为2.47%。实验结果表明:三种方法均能实现含聚污水中聚丙烯酰胺含量的准确测定。     

上海市浦东城区冬季颗粒物数浓度及其谱分布特征

采用APS-3321空气动力学粒径谱仪对上海市浦东城区2012年12月至2013年2月0.5~20μm大气颗粒物浓度及其谱分布进行了实时监测。结果发现,上海市浦东城区冬季大气颗粒物数浓度为360个/cm3,其中0.5~1.0μm颗粒物数为345个/cm3,占总颗粒物的95.7%;1.0~2.5μm颗粒物数为15个/cm3,占颗粒物总数的4.1%;2.5~20.0μm颗粒物数为0.6个/cm3,占颗粒物总数的0.2%。当空气质量为AQI≤50、50AQI≤100、100AQI≤200、AQI200时,颗粒物数浓度分别为77.5、243.2、522.6、868.5个/m3。随着空气污染的加重,小于PM2.5颗粒物数浓度增加显著且对总的颗粒物数浓度的贡献也有所增加,且AQI200时,PM2.5中1.0~2.5μm颗粒物数浓度贡献增幅最大;此外,不同空气质量条件下,颗粒物数浓度的日变化存在一定差异,这对于空气污染防治具有重要意义。     

胍胶压裂返排液特性及处理技术

基于胍胶压裂返排液水量大、组成复杂、黏度高等水质特性，常规处理工艺很难实现其氧化破胶和离子去除，因此亟需优化升级现有处理工艺。文章总结了胍胶压裂液体系的构成及作用，研究了国内外压裂返排液的处理方式，通过探究返排液回注与回配处理技术的发展趋势，明确了破胶降黏对返排液处理的关键作用，建议应结合氧化破胶和离子去除，研发利用高价金属离子的类芬顿氧化剂，实现返排液的高效降黏脱稳，协同控制高价金属离子的影响，为胍胶压裂返排液高效低成本的资源化处理提供支撑。