大气环境质量分析与评价研究的新进展

简要地介绍了人工神经网络（ANN）、物元可拓集（MEES）、集对分析（SPA）、遗传算法（GA）和投影寻踪技术（PP）等的基本思想和特点，评述了近年来国内外将这些新理论和新技术应用于大气环境质量分析与评价取得的最新成果，指出了大气环境质量分析与评价研究的可能发展前景。     

南方小城镇生活垃圾热解焚烧灰渣中微塑料与重金属的赋存特征

采用密闭限氧热解方法处理生活垃圾正成为小城镇广泛应用的垃圾处理方式.本文选择南方地区江西省典型小城镇的生活垃圾热解焚烧处理厂作为研究区,以垃圾热解焚烧后堆放地的灰渣样品及其周边环境灰渣土、表层土为研究对象,采用浮选分离、扫描电镜、ICP-MS、BCR三步连续提取法等方法研究微塑料的丰度等特征及重金属Cu、Cd、Pb、Zn、Cr等元素的不同形态赋存特征.结果表明,不同来源样品中微塑料的丰度存在一定差异,不同垃圾厂灰渣中的微塑料丰度范围为131.00—176.00 n·kg~(-1)dw(每kg干重土样中微塑料的数量),均显著高于周边环境中灰渣土、表层土中的微塑料丰度;微塑料的形态类型主要以碎片类(38.5%)为主,其次为薄膜类(17.6%)、纤维类(26.7%)和发泡类(17.2%);颜色及比例分别为黑色(29.4%)、白色(12.2%)、透明色(20.8%)、蓝色(12.4%)、红色(25.3%)等5种;不同大小粒径微塑料丰度所占比例分别为: 5 mm(11%)、2.5—5 mm(13%)、1—2.5 mm(19%)、0.5—1 mm(24.2%)、≤0.5 mm(32.8%),随着微塑料粒径的减小,微塑料丰度在各类样品中的数量呈增加趋势.扫描电镜与能谱(SEM-EDS)分析结果发现,大多微塑料边缘均具有明显撕裂痕迹、表面有较多突起及一定划痕等特点,重金属Cu、Cd、Pb、Zn、Cr等元素在不同微塑料表面均有吸附.不同形态重金属的占比也存在显著差异,5种重金属元素有效态所占比例依次为Pb(88.27%) Cd(73.48%) Zn(55.69%) Cu(38.8%) Cr(38.02%).微塑料的丰度与重金属的赋存相关性分析结果表明,垃圾热解灰渣中的微塑料与重金属具有一定相关性,不同特征的微塑料与重金属含量间的相关性具有一定差异,其中黑色微塑料、粒径0.5 mm的微塑料与大多数重金属元素间存在着显著相关性(P0.05).     

鄱阳湖湿地水体与底泥重金属污染及其对沉水植物群落的影响

对鄱阳湖南矶山湿地、吴城自然保护区、白沙洲国家湿地公园及鄱阳湖龙口等典型湿地进行沉水植物群落的调查与采样,并测定各样点水样及底泥重金属含量,采用地累积指数法和潜在生态危害指数法对底泥重金属污染进行评价,采用Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数等方法对研究区沉水植物群落结构进行评价,对水体、底泥重金属含量与沉水植物的生物量、物种多样性等进行Pearson相关性分析,评价鄱阳湖湿地水土环境重金属污染现状,探讨水体与底泥重金属Cu、Pb、Cd等污染物对其水体沉水植物群落的影响。结果表明：各采样点水体与底泥中Cu、Pb、Cd等3种重金属元素中含量最高的为Pb;各样点水体（除白沙洲水体ρ(Pb)外）ρ(Cu)、ρ(Pb)和ρ(Cd)等均未超出地表水环境质量Ⅲ类标准限值,水体重金属含量最高的区域为鄱阳湖东部的白沙洲（ρ(Cu)为50.826μg·L-1,ρ(Pb)为68.660μg·L-1,ρ(Cd)为0.337μg·L-1）,最低的区域为鄱阳湖西南部的南矶山湿地（ρ(Cu)为4.316μg·L-1,ρ(Pb)为7.301μg·L-1,ρ(Cd)为0.167μg·L-1）。两种重金属污染评价方法的结果均表明,受纳乐安河下游来水的龙口区域为底泥重金属污染最严重区域;但两种评价方法的结果存在一定差异,地累积指数法评价龙口区域的结果为偏中度或轻度污染,潜在生态危害指数法的评价结果为轻度污染。研究区野外调查中共发现11种沉水植物,隶属7科9属,其中南矶山湿地的沉水植物物种多样性较丰富,但其物种分布的均匀度较低,水体与底泥重金属含量与其水体中沉水植物的生物量或物种多样性间无显著相关性。     

鄱阳湖-乐安河湿地水土环境中重金属污染的时空分布特征

选取流域两岸富含有色金属矿产资源的乐安河及至鄱阳湖段的典型湿地区域,分别于2012年4月(平水期)、8月(丰水期)、11月(枯水期)等不同时段采集不同样点底泥、表土、上覆水等环境样品,监测分析重金属Cu、Pb、Cd的含量,并借助统计分析方法识别乐安河湿地重金属污染的时空分布特征及其来源.结果表明,乐安河流域各样点的重金属Cu含量最高,且各样点重金属的含量值均表现为Cu>Cd>Pb.以丰水期的重金属污染最严重,平水期次之,枯水期的重金属污染最轻.重金属Cu含量的高值区出现在乐安河上游;而重金属Pb含量的高值区出现在乐安河下游及入湖区域;重金属Cd的高值区出现在乐安河中游.表征重金属Cu污染的主成分贡献率为36.99%,表征重金属Cd的主成分贡献率为30.12%.底泥Cu和上覆水Cu、河滩表土Cu含量具有较强的相关性;底泥Cd和表土Cd的含量也表现出强相关性.以上结果反映出水体、底泥和土壤中的Cu污染或Cd污染的来源具有一致性,主要来源于矿山开采排放的重金属酸性污废水;而其余组分间的相关性则表现不甚明显,反映出不同污染物的来源存在一定的差异性.     

乐安河-鄱阳湖段湿地表土重金属污染风险及水生植物群落多样性评价

以鄱阳湖重要支流饶河-乐安河段及其入鄱阳湖口的典型湿地作为研究区,采用单因子污染指数法、地累积指数法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态危害指数法评价湿地表土重金属Cu、Pb和Cd的污染风险,分析比较不同评价方法的优缺点,并结合各样地水生植物群落的调查结果,分析水生植物群落物种多样性与底质重金属污染的相关性.结果表明,乐安河-鄱阳湖段湿地表土重金属污染以Cu污染为主,Pb和Cd污染程度相对较弱,Cu污染的主要来源为铜矿开采区汇入大坞河的酸性重金属废水.4种评价方法对乐安河段上游受矿区酸性废水污染较严重的6个样点的评价结果表现出一致性,均为极度污染;而对重金属污染相对较弱区域的评价结果则出现微弱差异,总体表现为自乐安河中游至下游,各样点重金属污染的生态风险等级逐渐降低.4种评价方法中潜在生态危害法的评价结果较为客观.各样点水生植物群落物种多样性与综合潜在生态危害指数、Cu的单项潜在生态危害指数呈显著负相关.     

进化蚁群算法及其在湖泊富营养化评价中的应用

蚁群算法是近年提出的一种新型的仿生算法,已在许多组合优化问题中得到成功应用,但是传统蚁群算法解决连续优化问题的能力较差.为提高其解决连续优化问题的能力,拓宽应用范围,引入带可变邻域搜索项的进化策略对其进行改进,进而提出进化蚁群算法.随后从2个方面对进化蚁群算法的性能进行测试:①采用多个经典测试函数测试进化蚁群算法用于解决连续优化问题的效果;②将进化蚁群算法应用于千岛湖的富营养化程度评价,以测试该方法解决实际问题的效果.函数测试结果表明,进化蚁群算法可以成功用于解决连续优化问题,并且优化过程所需初始个体的数量少,优化速度快;千岛湖富营养化程度评价实例的结果表明,进化蚁群算法应用于湖泊富营养化评价是可行的,可用于解决实际问题.      

城市空气中悬浮颗粒物的预报方法研究

为适应环境状况报告发展的需要，阐述了空气质量预报的发展、要求、意义和类型，在此基础上，论述了悬浮颗粒物预报的重要性和难点， 并对其预报方法进行了初探。     

基于免疫禁忌优化算法的生态环境评价指数公式及其应用

通过模拟流域生态环境自然发展的演化过程,结合巢湖流域的具体情况,提出了适用于多个指标的巢湖流域生态环境评价指数公式。通过设定公式中生态环境指标“参照”值,采用免疫禁忌搜索算法对公式中的待定参数进行优化,使生态环境评价指数公式形式简单、方便实用,并具有一定的普适性。生态环境质量评价结果表明,合肥市和巢湖流域整体生态环境质量为Ⅲ级(及格),而巢湖市和六安市生态环境质量较差。