Environmental forensic investigation of the air pollution from a cement manufacturing unit

Abstract

Cement manufacturing is a process that results in the emission of significant quantities of suspended particulate matter (SPM) to the ambient air. An environmental forensic investigation was carried out in the surroundings of a major cement manufacturing unit at a place called Coimbatore in the southern Indian state of Tamil Nadu. The investigation was carried out to identify the contribution of the cement manufacturing unit to the SPM concentration of the surrounding air environment. The sampling points’ selection and sample collection were done following the principles outlined in the INTERPOL Manual for Pollution Crime Forensic Investigation. On-site monitoring of the air samples was carried out using Mini Laser Aerosol Spectrometer (GRIMM, Mini-LAS Model 11R). The instrument was capable of measuring particles ranging from 0.25 to 32 µm and classifying them into 31 size channels. The test results at majority of the monitoring locations were well above the limits specified in the National Ambient Air Quality Standards of India. Microscopic studies of the dust samples were carried out for surface texture and particle shape. The spatial distribution of particles was analysed using geographic information system (GIS) for the visual identification of the extent of the pollution by keeping the cement factory as the focal point. The results from the GIS and microscopic analysis established the role of the cement factory in the particulate matter pollution of its surroundings, specifically in the areas North-West of the factory. The successfully adopted procedure can serve as a guideline for the environmental forensic investigation of similar pollution incidences.     

基于3S技术对太湖底质及水质总磷的研究

应用3S技术研究了太湖底质与水质总磷(TP)的分布情况,并结合水华频次分析了其相关性。结果表明:2016—2018年,太湖底质TP年均值在433~537 mg/kg波动,水质TP年均值从0.064 mg/L上升至0.087 mg/L。从空间分布来看,底质TP、水质TP和水华频次均呈现“西高东低”的规律,太湖西部区尤其是竺山湖区是需要开展治理的重点区域。3年间,太湖西部区水质TP上升,而底质TP与入湖河流TP下降,说明内源磷污染是太湖西部区水质TP升高的主要原因,须加强科学清淤。     

基于GIS的东辽河流域生态安全空间差异评价研究

生态安全建设是协调经济开发与生态保护的重要战略.区域生态安全评价与预警研究具有空间特性、非线性、随机性,研究过程中必须处理大量的空间信息,而空间分析和空间数据管理正是GIS的优势,它使各环境要素的分布态势及彼此间的拓扑关系一目了然,并且图文并茂地展示全流域的生态安全格局.在充分研究辽河流域生态环境状况基础上,选取东辽河流域11个县市区,借助GIS格网赋值技术,讨论了基于GIS的东辽河生态安全空间差异的评价方法.首先,拟定"压力-状态-响应"(P-S-R)指标体系,实地调查并收集资料;然后,数字化流域,运用模糊AHP法赋权并量化计算;最后,建立东辽河流域生态安全指数GRID数据库,进行GIS的空间Interpolate运算和Assembly分析.结果表明,公主岭市是生态安全区,约占全流域面积的10.78%;西丰市和东辽县是生态不安全区,约占流域面积的13.07%;其余8个地区为生态安全中等区,约占全流域面积的76.15%.评价结果与各地区现状生态环境评价基本-致.提出了相应的生态保护建议.     

Multi-objective transportation route optimization for hazardous materials based on GIS

Safety and security are of paramount importance, it is important to optimize and improve the routes of trucks that carry hazardous materials. In this study, we not only ensure the risk in the network, but also consider the transportation cost and the factors such as buildings and emergency facilities around the routes. The Geographic Information System (GIS) is used to quantify the factors on each section in the network. We present an epsilon constrained multi-objective mixed-integer linear programming optimization model to find the robust and stable transportation optimization solutions. At the end, we complete a case analysis of the proposed methodology to determine the motorway segments in Jiangsu province, China and test the above algorithm on the network, which has 144 nodes and 388 sections. The results we get show that the factors of buildings play a very important role in the model, and the multi-objective mixed-integer linear optimization model is reasonable and performs good quality.     

基于GIS的煤矿区景观格局时空变化分析——以呼伦贝尔市某煤矿为例

在GIS平台和Fragstats 4．1软件的支持下,本文以1989年和1999年的TM影像,2012年的资源三号卫星影像为数据源,利用景观／斑块类型面积、斑块所占景观面积的比例、斑块密度、最大斑块指数、总边缘长度、边缘密度、香农多样性指数、蔓延度指数等景观特征指标,对呼伦贝尔市某煤矿区的景观特征动态变化进行分析。结果显示：该煤矿区20多年来景观格局有了很大变化,景观类型由1989年的水域、草地、未利用地为主导变为2012年以未利用地、草地、耕地为主导,其中因人类工业活动和人工复垦导致工矿景观、道路景观、林地景观和耕地景观面积增加,而原来占绝对优势的水域景观面积则大幅减小。     

基于GIS的长沙市洪涝灾害风险动态评估

运用GIS技术的空间分析与建模功能构建洪涝灾害风险评估模型,以长沙市地理基础数据、遥感数据、气象水文、社会统计数据为基础,从洪涝灾害的危险性、暴露性、敏感性三个角度出发,对长沙市洪灾风险进行动态评价.结果表明：与1994年相比,2010年长沙市洪灾敏感性有所增加,暴露性上升,洪灾风险增大;从空间分布上看,长沙市区及望城区由于地势平坦,湘江干流贯穿其中,加之经济发达,因而洪灾风险较高;而西部的宁乡县和东部的浏阳市洪灾风险较低;提出了有针对性的防洪措施.该评价结果与实际情况相符,可为洪灾风险管理与决策提供科学依据.     

基于兵棋推演理论的城市危机应急管理体系设计

随着经济的发展、城市化进程的加快,城市危机的危害程度日益加剧。基于我国城市危机应急管理总存在的不足,提出将兵棋推演运用到城市危机应急管理中,结合兵棋推演技术、地理信息系统、现代计算机技术和信息技术。提出了一套城市危机应急管理体系框架,并讨论了该系统与城市公共安全体制的融合机制问题。该系统汇集中外危机处置案例,实现动态推演,弥补以往剧本式的应急演练的缺欠,为提高城市危机应急调度指挥的快速性、准确性和科学性,有效整合现有应急救援力量和资源提供了有效的辅助手段,为提升城市危机应急管理决策水平和综合能力提供参考。     

沿海城市多灾种耦合危险性评估的初步研究——以福建泉州为例

如何处理区域内多灾种之间的相互作用关系是当前多灾种综合风险评估研究的热点和难点之一。在梳理沿海城市多灾种之间相互作用关系的基础上,提出一种基于触发关系的多灾种耦合危险性评估方法。首先选取多指标建立单灾种分级方案,计算单灾种初始危险性指数;然后构建基于触发关系的多灾种耦合规则,结合GIS技术进行空间耦合,计算耦合后的危险性指数;最后对耦合后的多灾种危险性的综合进行了探讨。以福建省泉州市为例进行了案例研究,结果表明:该方法在多灾种耦合危险性评估中具有可行性,为后续多脆弱性和多灾种综合风险的研究提供支持,为决策者进行科学风险管理提供依据。     

基于GIS的上海市嘉定区暴雨积涝灾害风险区划研究

根据2006-2012年上海嘉定区9个气象站点的小时降水资料,结合嘉定区的社会经济与自然地理要素,构建一个集致灾因子、孕灾环境、承灾体及防灾减灾能力为一体的区域暴雨积涝风险评价模型。通过GIS技术实现各指标的栅格化,并利用指数模型对各因子基于500 m×500 m栅格的基本单元进行计算,编制嘉定区的暴雨积涝灾害风险区划图,构成嘉定区五个等级的风险,分别为高、次高、中等、次低和低。区划结果表明嘉定区的暴雨积涝灾害危险性指数从中心向外围成递减的趋势,且嘉定镇、新城和工业南区相对风险较高,华亭、徐行、南航和江桥风险相对较低。经嘉定区历年暴雨积涝灾情资料、典型暴雨积涝案例和专家的验证,均表明风险区划的结果和实际灾情符合度较高,对嘉定暴雨积涝的防灾减灾具有重要的现实指导意义。     

我国城市冬季PM2.5空间特征及其人为影响因子

以我国114个城市冬季(2013年12月-2014年2月)公布的PM25数据为基础,结合其他相关数据,运用空间自相关分析、克里格插值法和逐步回归分析法,研究我国冬季PM2.5浓度空间分布差异及其影响因素.结果显示,研究期间PM2.5在空间分布上具有高值集聚、低值集聚和高值邻域的低值集聚的变化特征,全局自相关系数Moran's I为0.27.PM2.5浓度分布由北到南、从内陆到沿海具有先升高后逐渐降低的变化趋势,高浓度区域主要集中在华北平原、长江中下游平原和陕西关中平原等地区,这些区域的冬季PM2.5平均质量浓度都达到150 μg·m-3以上,最高达250 μg·m-3.多因子逐步回归分析结果表明,人为活动对我国高浓度PM25(＞150μg·m-3)分布影响显著,对低浓度PM2.5(≤75μg·m-3)分布影响不显著.市辖区人口密度和第二产业GDP是显著影响我国高浓度PM2.5分布的主要人为影响因子.市辖区建成区面积、全市年末总人口和市辖区道路面积等是影响我国城市间PM2.5浓度分布差异的主要人为影响因子.