基于支持向量机的湖泊生态系统健康评价研究

利用支持向量机在处理分类问题、小样本问题和泛化推广方面的优势,构建了基于支持向量机的湖泊生态系统健康评价模型.同时,对广州市最大的人工湖——白云湖的水质及生物群落情况进行了监测,最后运用该模型对白云湖生态系统健康状况进行了评价.评价结果表明,白云湖生态系统处于病态状态,不能达到其净化水质的设计作用.建议从提高进水水质、实施湖区截污和丰富生物量3方面改善白云湖生态系统健康水平.与传统熵权综合健康指数法和熵权模糊综合评价法相比,所建模型更加客观、科学地评价了湖泊生态系统健康状况,能够为湖泊生态系统健康管理提供一定依据,具有广阔的应用前景.     

三维空气质量模型污染来源追因技术概述

为应对区域大气复合污染的严峻态势,亟需建立健全空气污染来源追因系统。三维空气质量模型可以克服外场观测与烟雾箱模拟高成本与低时效的缺点。主要介绍了使用空气质量模型解决大气污染物来源分析的方法,其中:过程分析(PA)可用于估算各物理过程与净化学过程对污染物浓度的影响;臭氧来源解析技术(OSAT)和颗粒物来源解析技术(PSAT)通过标记不同地区各类排放源一次污染物的排放,得出不同受体点位主要一次与二次污染物的来源或主要排放源区对区域各项污染物浓度的贡献。     

基于概率神经网络的城市湖泊生态系统健康评价研究

概率神经网络(PNN)是一种结构简单、训练简捷、应用十分广泛的人工神经网络,并且在水质分类等环境领域已取得一定研究成果.本文选取广州市最大的人工湖——白云湖作为研究对象,结合其水质监测数据及生物监测数据,建立概率神经网络模型对其进行湖泊生态系统健康评价,得到不同监测时间点的湖泊生态系统健康评价结果.分析表明:1白云湖生态系统比较脆弱,目前净化水质的效果有限;2各监测点的评价结果均呈季节性变化,丰水期湖泊生态系统健康状态好于枯水期,年际变化不显著.实验结果表明,利用概率神经网络对湖泊生态系统健康状态进行评价是可行的,与传统评价方法相比,其具有训练时间短、权重确定客观、输出结果稳定等优势,可以运用到更多相关领域.     

广州市白云人工湖生态修复工程设计

广州市白云湖是广州市最大的人工生态服务湖泊,通过对白云湖生态修复工程进行设计,采用了炭素纤维生态草、微纳米气泡发生装置及纯氧发生器和人工干预与生物处理相结合生态浮床等环保新技术对白云湖水体进行综合生态修复,并对白云湖水质进行跟踪监测。结果显示,白云湖水质提升工程实施之后,白云湖各项水质指标都有一定的改善。白云湖生态修复工程的设计经验对于类似人工水体的水质改善和生态修复工程建设具有参考意义。     

城市污水污泥处置方式的温室气体排放比较分析

针对我国现在主流的城市污水污泥处置方法:填埋,焚烧,堆肥。用IPCC中推荐的方法和缺省值,对处置过程中产生的温室气体的直接排放、间接排放和替代排放做了计算和分析。填埋过程计算排放的温室气体有CH4,焚烧过程计算排放的有温室气体CO2和N2O,堆肥过程计算的排放的有温室气体CO2和N2O,最终比较的结果都折算成CO2的排放。结果表明,污泥填埋、焚烧、堆肥所产生的CO2的净排放量分别为695.847 kg CO2/t、443.643 kg CO2/t、511.817 kgCO2/t。由于考虑了堆肥以后的有机肥利用,从减排以及污泥资源化的角度分析,得出堆肥是相对好的污泥处置方式。     

天津市PM2.5-O3复合污染特征及来源分析

为了解天津市PM_2.5-O₃复合污染特征及来源,基于2017～2019年高时间分辨率PM_2.5、 O₃和挥发性有机物（VOCs）在线监测数据,对复合污染下天津市VOCs浓度水平、化学组成及O₃和二次有机气溶胶（SOA）生成潜势来源进行分析.结果表明,2017～2019年,天津市复合污染日为34 d,分布在每年的3～9月,年度变化呈现稳中略升趋势;小时ρ(PM_2.5)在75～85μg·m^-3时,小时ρ（O₃）存在峰值区(301～326μg·m^-3).复合污染下ρ（VOCs）为72.59μg·m^-3,烷烃、芳香烃、烯烃和炔烃质量分数分别为61.51%、 20.38%、 11.54%和6.57%; VOCs中浓度较高的前20种物种的浓度均上升,其中乙烷、正丁烷、异丁烷和异戊烷等烷烃类物种质量分数上升,烯烃和炔烃类质量分数略下降,芳香烃类中的苯和1,2,3-三甲苯质量分数略升....     

2019年天津市挥发性有机物污染特征及来源

为了解天津市环境空气挥发性有机物（VOCs）污染特征及来源,基于2019年城区点位高时间分辨率在线监测数据,对天津市VOCs浓度水平、化学组成及来源进行分析.结果表明,2019年天津市VOCs年均浓度为48.9 μg·m^-3,不同季节浓度水平依次为：冬季（66.9 μg·m^-3） > 秋季（47.9 μg·m^-3） > 夏季（42.0 μg·m^-3） > 春季（34.6 μg·m^-3）.化学组成包括烷烃、芳香烃、烯烃和炔烃,年均浓度占比分别为：65.0%、17.4%、14.6%和3.0%,其中烷烃、芳香烃和炔烃占比分别在秋季、夏季和冬季最高,烯烃占比在夏季和冬季均较高.春夏季烷烃、烯烃、芳香烃和炔烃的臭氧生成潜势贡献分别为：16.9%、48.6%、33.5%和1.0%,乙烯、丙烯、间/对-二甲苯、1,2,3-三甲苯、甲苯、异戊二烯、反-2-丁烯、顺-2-戊烯、邻-二甲苯和间-乙基甲苯的臭氧生成潜势较高;秋冬季芳香烃对二次有机气溶胶（SOA）生成潜势贡献高达91.5%,邻-二甲苯、甲苯、间/对-二甲苯、乙苯、邻-乙基甲苯和苯是主要贡献物种.PMF解析结果表明,春夏季VOCs主要来源分别为：机动车排放源、LPG/NG和汽油挥发源、溶剂使用源、石化工业源、燃烧源和天然源,贡献率分别为：29.2%、19.9%、16.4%、10.3%、7.3%和6.6%;秋冬季VOCs主要来源分别为：LPG/NG和汽油挥发源、机动车排放源、燃烧源、溶剂使用源和石化工业源,贡献率分别为：32.4%、21.9%、18.5%、13.3%和8.4%.与春夏季相比,秋冬季VOCs来源中LPG/NG和燃烧源贡献率分别显著上升62.8%和153.4%,其他源贡献率下降18.4%~25.0%.结合解析得到的各源类成分谱结果,春夏季石化工业源和溶剂使用源排放以烯烃和芳香烃为主,为臭氧防控重点管控对象;秋冬季燃烧源和溶剂使用源排放芳香烃类物质较多,为SOA重点防控源.     

天津市PM2.5污染特征与来源解析

使用2013—2018年大范围长期连续PM_(2.5)观测数据分析了天津市PM_(2.5)污染特征,并使用SMOKE/WRF/NAQPMS模型研究了天津市不同季节PM_(2.5)来源情况。天津市近年PM_(2.5)浓度逐年下降,2013—2018年的年均浓度从96μg/m3下降到52μg/m3,均呈现冬季浓度最高,春、秋季较高,夏季最低的趋势;空间分布上呈西高东低、南高北低的分布特征。本地排放是天津市PM_(2.5)主要来源,不同季节占比为30%～40%,周边城市的跨省输送特征明显,沧州市的贡献约为10%,廊坊市的贡献在、秋冬季较大,为10%～14%,山东省在冬季以外的季节也有10%左右的PM_(2.5)贡献,国外及海洋的贡献在夏季较大(23%),但在其他季节的贡献较小。多数时期二次生成的PM_(2.5)贡献比例最大,贡献为30%～40%,说明天津所在的华北地区二次反应较强烈。另外,居民源与工业源的排放占比也较大,特别是冬季的居民源,占比高达42%。制定防治措施时可考虑不同季节的地区联防联控,但由于本地的排放占比均较大,在任何季节都应该强化本地排放的控制,控制重点是居民源与工业源。     

天津市PM2.5组分污染特征与模型模拟对比

文章选用2015-2018年天津市复康路站点的长期连续PM_(2.5)组分观测数据,分析了天津市的PM_(2.5)主要组分污染特征,并分析了WRF/NAQPMS模型对天津市不同季节的PM_(2.5)组分的模拟情况。研究发现天津市近年的PM_(2.5)及其主要组分浓度整体在逐年下降,与2015年相比,2018年PM_(2.5)、OM与EC分别下降了27%、30%与28%。Cl~-、F~-、NO_3~-、NO_2~-、SO_4~(2-)等均有较大降幅,2018年与2015年相比分别下降了51%、72%、28%、54%与48%,但Ca~(2+)、Mg~(2+)、K~+浓度均有所上升,升幅分别是177%、170%与76%。这些组分浓度的变化表明燃烧源等人为源排放控制较好,沙尘等影响在加大。大部分PM_(2.5)组分呈现冬季浓度最高,夏季浓度最低的季节变化规律,但Na~+与Ca~(2+)等离子在5-6月也出现了一个峰值,可能与沙尘或海风的影响相关;K+离子在2月出现峰值,可能与烟花或生物质燃烧有关;硝酸盐与铵盐在3月出现了另一个峰值,可能与农业活动有关。总体上数值模式对天津市PM_(2.5)及其主要组分模拟的结果比较理想,NAQPMS模式可以较好地模拟出NO_3~-、OM、NH_4~+、SO_4~(2-)等的变化趋势与浓度水平,但对EC高估了约2倍,这可能主要由于清单对EC排放的估算过高导致。     

天津市臭氧污染特征及来源解析研究

使用天津市2013—2017年的连续臭氧观测数据,分析了天津市的臭氧污染特征,并使用基于排放清单处理模型(SMOKE)/中尺度气象模型(WRF)/多尺度空气质量模型(CAMx)的臭氧来源解析技术对天津市不同季节的臭氧来源情况进行研究。结果表明,天津市臭氧污染整体波动变化,年均浓度总体呈现先下跌后上升的趋势;天津市臭氧夏季浓度较高,春季、秋季浓度较低,冬季浓度最低。天津市臭氧污染区域性特征明显,区域输送贡献远大于本地贡献,本地臭氧来源贡献率仅占8%～20%。河北省、山东省、内蒙古自治区等地区污染物排放对天津市臭氧污染有较大贡献。天津市本地源对臭氧的贡献季节差异较大,其中工业源贡献较大,其在春季、秋季对臭氧贡献率分别为49%、43%。夏季天然源、工业源、交通源与电厂源对臭氧贡献率较为接近,均在20%～30%;冬季其他源(包括生物质燃烧源、居民燃烧源等)对臭氧贡献率最大,为54%。未来应根据臭氧污染来源的地域特征和季节特征采取不同臭氧污染防治策略。