基于PCA-SOM的北京市平谷区地下水污染溯源

为了解北京市平谷区地下水污染物来源,以平谷区2010—2018年监测数据为基础,使用PCA(主成分分析法)识别了地下水水质指标因子,使用自组织映射识别了污染物的空间分布.结果表明:通过监测指标间的Pearson检验发现, 平谷区地下水电导率与ρ(Ca2+)(p=0.936)、总碱度与ρ(HCO₃2-)(p=0.981)、ρ(Mg2+)与总硬度(p=0.944)指标之间显著相关.地下水化学类型主要以HCO₃-Ca型为主,其次为HCO₃-Mg型.NH₄+、SO₄2-、Cd、Fe(Ⅱ)、NO₂指标空间分布离散性和差异性较大,存在局部富集现象.通过因子分析法筛选出影响平谷区地下水水质的8个公因子,首要影响因子为溶滤-富集作用(贡献率为22.398%),次要影响因子为农业、养殖业和填埋场等人为活动作用(贡献率为16.533%),雨水下渗作用(贡献率为8.035%)、工业源人为活动(贡献率为7.466%)对地下水也有一定影响.通过比较各指标的SOM(Self-Organizing Map,自组织映射)特征图像和监测井映射特征图像,发现NH₄+受山前地带林业、种植业和平原地带农业、养殖业的双重影响,Na+、Mn受平原地带人为活动的影响;同时,NH₄+、NO₃-、NO₂三者之间及Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)之间来源不同,Cd、Al、氰化物三者具有同一来源.研究显示,PCA-SOM(PCA与SOM相结合)可以对地下水化学组分来源进行定性识别与定量分析.      

焚烧飞灰重金属含量及浸出长期变化规律研究

通过对24个飞灰样品的重金属全量消解和高精度X射线荧光光谱法（HDXRF）快速检测结果进行线性回归分析,发现HDXRF法可较准确测定飞灰中Cu、Pb、Zn、Ni和Cd含量（线性回归决定系数R²³0.90）.采用HDXRF法对某焚烧厂飞灰重金属含量6个月快速检测及浸出毒性测定数据统计分析发现：飞灰重金属月均含量较稳定（变异系数CV<0.14）但日均含量波动较大（CV>2.54）;飞灰中Pb、Cu和Zn含量呈正相关（相关系数r>0.78）;金属浸出浓度受浸出液终点pH值影响显著,超标频率依次为Pb（68.9%）、Cd（66.1%）、Ni（24.0%）、Cu（14.2%）和Zn（1.6%）.短期飞灰金属含量和浸出毒性数据受焚烧工况,烟气处理工况和垃圾组分等多种因素共同影响,不具有代表性.为评估垃圾分类源头削减重金属效果,建议采用快速检测方法对焚烧飞灰重金属含量进行长期监测.     

我国土壤环境的风险评估技术分析与展望

随着我国工业化、城镇化及农业高度集约化的快速发展,耕地和场地土壤复合污染问题日益突出,土壤污染的风险日趋显现.本文在总结国内外土壤污染健康风险评估技术发展历程的基础上,探讨我国国内建设用地健康风险评估技术导则的异同点,分析目前国内外有关土壤环境风险评估技术研究的热点与不足,重点介绍了蒸气入侵模型的发展、土壤中有机污染物和重金属健康风险评估方面的研究工作.最后,本文提出根据场地利用场景并结合考虑生物可给性的模型校正开展精细化的土壤环境人体健康风险评估,同时也要加强土壤环境的生态风险评估以及地质高背景区的风险管控.本文为未来场地土壤环境的分级分类管理提供了前瞻性建议.     

基于响应面法的重金属螯合剂前体物合成条件优化研究

以小分子的乙二胺与环氧氯丙烷为原料,以黏度为考察对象,对高分子重金属螯合剂的前体物合成条件进行优化。采用单因素实验确定黏度的主要影响因素,然后采用响应面法对制备条件进行优化。结果表明:(1)拟合的模型回归项显著而失拟项不显著,拟合性良好。(2)最佳制备条件为环氧氯丙烷和乙二胺摩尔比1.1、反应温度82.8℃、反应时间9.2h、NaOH和乙二胺摩尔比1.2。(3)产物傅立叶红外光谱表明,特征官能团的存在证明了前体物的生成。(4)利用前体物进一步合成了螯合剂,该螯合剂的Pb去除和稳定效果明显优于市售螯合剂。     

鲜水河断裂带虾拉沱盆地断面地下水化学特征及控制因素

为研究鲜水河断裂带内地下水水化学特征及离子来源,在采集虾拉沱盆地内降水、地表水、地下水、温泉水样品的基础上,综合运用离子比值、相关性分析、Gibbs图、Piper三线图和饱和指数等方法,分析了地下水中主要离子特征,并结合氢氧同位素信息分析了地下水的补给来源.结果表明,虾拉沱盆地地下水均为弱碱性,阳离子以Ca~(2+)、Mg~(2+)和Na~+为主,Ca~(2+)占总离子2. 6%～53. 6%,平均为28. 84%,Mg~(2+)占总离子2. 7%～57%,平均为40. 6%,Na~+占总离子6. 2%～93. 1%,平均为28. 6%;阴离子以HCO_3~-为主,占总离子82. 4%～98%,平均为89. 6%,而章谷温泉主要以HCO_3~-和Na~+为主,分别占阴阳离子的93. 1%和98%,TDS介于116. 11～372. 75 mg·L~(-1),均值281. 91 mg·L~(-1);地下水水化学类型为HCO_3~-Mg·Ca和HCO_3~-Ca·Mg型,水文地球化学过程受碳酸盐岩风化溶解控制;温泉受断裂带控制明显,主要发育在鲜水河主断层附近,水化学类型为HCO_3~-Na型,水文地球化学过程受硅酸盐岩溶解控制.     

基于SWAT模型的湘江株洲段汞面源污染负荷测算

采用SWAT模型模拟了湘江株洲段汞的面源污染负荷,结果表明,SWAT模型可对地表径流量、产流量、土壤侵蚀量进行较好的模拟。研究区汞面源污染负荷总量约为789.7kg/a,其中受污染土壤是面源负荷量的主要来源,占总污染负荷的91.38%。汞面源污染受区域降雨量引起的土壤侵蚀的影响尤其明显。     

污染源自动监测异常数据识别规则及处理方法探索

基于大量污染源自动监测数据的特征分析与异常原因解析,探索建立针对自动监测异常数据的识别规则与标志处理方法,并通过模型训练实现了异常数据的自动标志。经实例验证,该方法可识别异常偏高、异常偏低、异常为0、迟滞不变、逻辑错误等5种类型的异常数据,按照数据有效性及异常原因进行标志处理,可以为后续数据分析及各类模型训练提供数据基础和保障。     

Ti/RuO2-IrO2电极电化学方法降解溶液中TBBPA及其降解机理探究

四溴双酚A(TBBPA)是世界上产量和用量最大的溴代阻燃剂之一,在河流、底泥及污水中持久存在,严重威胁环境和人体健康.探讨了阳极为Ti/RuO_2-IrO_2电极的电化学法对溶液中TBBPA的降解效率,并考察了电流密度(5~20 m A·cm~(-2))、初始pH值(3~11)、极板间距(1~3 cm)及电解质浓度(1~40 mmol·L~(-1))对降解速率的影响.研究结果表明,TBBPA的降解遵循一级动力学方程,在溶液初始浓度为5 mg·L~(-1)、电流密度为10 mA·cm~(-2)、电解质浓度为5 mmol·L~(-1)及极板间距为1 cm的条件下,60 min后TBBPA的降解率可达97.2%,且降解速率常数和半衰期分别为0.060 min~(-1)和11.6 min,能量消耗为105.3 k Wh·m~(-3).同时运用HPLC-MS/MS检测出中间产物双酚A(BPA)和2-溴苯酚,并推断其降解途径主要为在羟基自由基(·OH)作用下连续的脱溴过程中,苯环与异丙基之间的C—C键断裂生成BPA和2-溴苯酚.电化学法是一种高效的、有潜力的降解难降解有机污染物的方法,本文将为今后实际废污水中TBBPA的去除提供基础数据和技术参数.