上海市TSP-Pb空气质量监测点位优化研究

通过对上海市23个站点的TSP-Pb监测数据的分析,发现TSP与Pb之间具有良好的相关性.因此考虑只用TSP数据对站点进行优化.通过对各站点TSP数据的聚类分析,将所有站点分为6类,然后对包含多个站点的类,将类中各站点与本类均值一同进行再聚类,选取代表站点.最终选取6个站点作为上海市TSP-Pb污染水平的代表站点.优化前后的对比分析表明,优化结果合理,信息损失量小.     

区域水化学条件对淮南采煤沉陷区水域沉积物磷吸附特征的影响研究

在淮南潘谢采煤沉陷区水域的潘集(PJ)、顾桥(GQ)、谢桥(XQ)各选一研究站点,研究区域水化学条件下溶液离子组分对表层沉积物磷(P)吸附特征的影响.等温吸附实验分别在纯水、NaCl、CaCl2、NaHCO3和NaHCO3+CaCl2共5组环境溶液中进行,其中前4组设置为探讨各组分对P吸附的单独作用,最后1组代表各组分的综合作用.结果表明,环境溶液设置对P的吸附特征有重要影响,Ca2+能显著增强沉积物对P的吸附潜能,而弱碱性环境(NaHCO3组)则不利于沉积物对P的吸附,实际水化学条件下的作用则表现为二者的综合,但Ca2+增强作用要显著大于碳酸盐弱碱性缓冲体系的弱化作用.3个站点沉积物P的零吸附平衡浓度(EPC0)的均值分别为0.059、0.032和0.040 mg·L-1,总体上有向水体释磷的趋势,PJ站点释放潜能要高于GQ和XQ站点,与研究水域营养水平密切相关.由于特殊的沉积环境,研究水域P释放潜能比富营养化程度较高的湖泊要弱,接近于营养水平较低的水体.     

乐清湾养殖区富营养化现状分析与评价

通过对乐清湾春、夏、秋、冬(2007～2008年)4个航次的调查,分析研究了乐清湾养殖区富营养化现状和变化趋势.研究结果表明,乐清湾水域营养盐含量十分丰富,全年无机磷、无机氮均超四类海水水质标准.基于8个监测站点的有机污染指数(A值)和富营养化指数(E值)的计算结果,发现整个乐清湾水体污染已达到严重污染程度.     

北京市PM10自动监测网络优化研究

以北京市26个PM10监测站点2007-07-01～2008-06-30的监测数据为基础,应用正矩阵因子分析法将这些监测站点划分区域,使得每个区域具有独特的季节变化特征,并依据各类区域的去除偏差识别冗余信息站点,优化监测网络.结果表明,北京市PM10监测网络包括10个具有独特季节变化特征的区域.通州、延庆、密云水库、房山良乡和平谷世纪广场为5个独立区域;丰台花园、丰台云岗、门头沟滨湖广场、海淀北部新区和石景山古城5个西部站点为一个区域;东城东四、东城天坛、西城官园、西城万寿西宫、朝阳奥体中心、朝阳农展馆和顺义站点构成一个区域;南部站点大兴亦庄开发区、大兴黄村和大兴榆垡为一个区域;密云奥林匹克广场和怀柔站点为一个区域;西北部站点海淀香山、昌平定陵、海淀万柳和昌平镇站归为一个区域.每个区域PM10在2007～2008年具有独特的季节变化特征,PM10浓度由北向南逐渐升高.根据去除标准,设置2种PM10监测网络优化方案.方案1以监测网络不确定度为去除标准,12～18个站点即可完全代表26个站点的监测信息;方案2以2倍不确定度为去除标准,各典型月份需要保留的站点数目为10～13个.     

基于PSO-DE算法的突发水域污染溯源研究

利用PSO-DE混合优化算法结合移动监测平台研究了污染物源项识别问题,包括单点固定源和多点固定源位置的反演.该方法把源项识别反问题转化为非线性优化问题,用N个移动平台检测并记录所在水域的污染物浓度,将各自位置的坐标值记为此移动平台的p_(best),每一个移动平台均对应一个p_(best),即共有N个p_(best),将N个移动平台获取的污染物浓度值进行对比,选择最大污染物浓度值对应的水域坐标,记为g_(best),以此作为初始种群先进行PSO优化获得的种群,再进行DE优化,取两者浓度高的作为g_(best),直到获得浓度值最高的点,即污染物初始投放点.多个算例的计算结果表明,采用该算法对含点源的二维水域污染源溯源问题能够得到精度较高的反演结果.     

磁混凝工艺处理市政废水中的污染物去除特征研究

本研究对2个磁混凝站点进行了水质分析与溶解性有机物（DOM）的系统表征，考察了市政废水在磁混凝过程中的污染物去除效果与DOM去除特征，分析了强化磁混凝过程关键作用.研究发现：磁混凝可显著去除浊度、悬浮态有机物和磷，2个站点TCOD和TP去除率分别为52.53%/76.78%和64.41%/81.59%.市政废水DOM组成复杂，内源性DOM占比较高，两个站点DOM种类相似，但B站点进水有机物含量略少，且芳香类DOM占比较低.磁混凝对DOM具有显著的去除效果，主要去除高腐殖化程度、芳香性、聚合度、疏水性的大分子有机物，络氨酸类蛋白是主要的去除物质.B站点强化药剂的投加显著提升DOM和氨氮的去除效果，TOC和氨氮的去除率可达40.01%和36.08%，同时磷和TCOD的混凝效果也得到一定强化.本研究揭示了磁混凝过程污染物去除特征，促进了磁混凝过程的理解，为磁混凝在水处理中的推广应用提供了有效支撑.     

辽河铁岭断和柴河饮用水源中小环藻、针杆藻的形态结构

通过对辽河（铁岭段）珠尔山断面和柴河饮用水源地水域中小环藻，针杆藻的形态结构及生态环境适应性的实验室研究和分析，得出结论：（1）小环藻和针杆藻在辽河水域中平水期形态结构特征最明显；枯水期的形态结构特征比较明显；丰水期形态不明显。在水源水域中，枯、丰水期形态结构都明显。（2）在同水期中，小环藻和针杆藻在辽河和水源两个水域形态结构特征和数量变化很大，因此用上述观察结果可以断定不同水域的悬浮物的污染程度。     

河西走廊西部夏季降水发生概率时空变化的隐马尔科夫模型分析

使用隐马尔科夫模型分析了河西走廊西部地区5个站点1955—2013年共59年的夏季逐日降水数据。结果表明4个隐状态能较好地描述研究区域的夏季日降水发生模式,状态1与2描述的区域环流特征区分了地理位置对日降水模式的影响,状态3与4表征了大尺度大气环流模式下5个站点同时下雨或都不下雨的情形。5个站点的日降水模式存在显著性的区域差异,日降水发生概率呈由东向西逐渐减小的趋势。隐状态的年际变化分析表明,所有站点(包括西部站点)的降水发生概率都存在增加趋势,东部站点湿润而西部站点干燥的情景呈显著性减少趋势,这可能与全球变暖导致的夏季风北移使该区域不同站点降水模式趋于一致有关,其原因有待进一步研究。     

PFU微型生物群落水质鉴别及群落参数变化模式的研究

基于ＰＦＵ微型生物群落参数调查数据，对湖北省汉江两条污染带１１个站 和湖南常德市水系１５个站点所属水质组别进行了综合分析研究。所得典型鉴别函数能够对水质组别作出有效的鉴别，分类函数对站点的水质组别分类正确率达到９６％；群落参数对化学综合污染指数的响应不呈简单的线性关系，群落的变化存在一定模式。     

减少不利于环境影响的一本内陆溢油应急手册

美国每年大约有２０００次溢油事故发生在内陆水域，影响显著，近年来，美国石油学会设立了一些课题专门研究内陆水域发生的溢油事故。收获之一就是根据所得成果编写了一本内陆水域溢油应急手册。手册的重点在于确定能减轻不利于生态环境影响和溢油造铖的影响的技术措施。该书有助于决策者评估各种应急方法对减轻溢油影响和加环境恢复的有效性。手册中还提供了一套表示４个油种，２０多种应急技术和１０种内陆水域之间的关系的矩阵。     

南极长城湾附近和台湾以南部分海域水样中丁基锡化合物分析

对南极长城站附近水域及中国台湾以南海域采集的水样进行了分析研究。应用顶空固相微萃取（SPME）技术富集丁基锡化合物，由气相色谱分离后，表面发射火焰光度检测器测定，在两个水域均未检出三丁基锡，但存在一定量的三丁基锡降解产物，即二丁基锡和一丁基锡。     

太湖典型入湖河道附近水域污染带模拟研究

通过二维水质模型对入太湖河道附近水域产生的污染带进行模拟，给出不同风场作用下，典型入湖河道排放口排放量与污染带面积的关系曲线，并用方程拟合曲线，同时得出入湖河道附近水域污染带变化的一些基本规律，为排放单位和水质管理部门对污水处理程度，最佳排放方式提供科学依据，便于污水排放实行优化管理。     

基于SD模型的交通密集水域安全脆弱性影响因素阈值测度方法研究

交通密集水域事故频发，为科学界定水域交通安全系统薄弱环节的安全底限，通过基于脆弱性理论的交通密集水域安全研究，提出一种基于系统动力学(SD)模型的交通密集水域安全脆弱性影响因素阈值测度方法。以交通密集的长江口南槽航道水域为例，首先根据该水域交通事故案例，基于海事预控理论识别该水域交通安全脆弱性的影响因素；然后分析各影响因素间相互作用关系，构建该水域交通安全脆弱性SD模型，并结合专家咨询确定该水域交通安全脆弱性警级；最后选取关键因素进行灵敏度分析，评估这些关键因素的脆弱性阈值。结果表明：阈值仿真结果与专家评价结果的误差绝对值在10%以内，总体符合专业经验认知，表明提出的阈值测度方法合理，可适用于其他交通密集水域，为海事监管部门的交通安全脆弱性动态监测与实时预警提供理论依据，对于保障辖区交通的安全高效运行具有重要的参考价值。     

城市空气质量监测网络评估方法

通过研究借鉴多个国家/城市的研究实践,提出了城市空气治理监测网络（UAAMNA）评估管理的方法,包括评估思路与流程,评估关键指标,针对不同污染物的评估方法等.以沈阳市及周边6个城市共46个国控监测站点的监测网络为背景,基于2013~2018年日尺度空气质量数据,考虑监测成本,对沈阳市PM_2.5监测网络进行评估,结果表明,沈河区增加1个最高浓度站点,大东区增加1个高人口密度区站点,皇姑区增加1个跨界传输点;在沈阳-铁岭,沈阳-本溪,沈阳-辽阳方向增设跨区域站点.未来建立空气质量监测网络定期评估制度、加强跨区域边界站点布设、实施区分监测点位类型评估、区分污染物类型评估是UAAMN的发展方向.     

长江口及邻近水域富营养化现状及变化趋势的评价与分析

根据2000～2002年6个航次的调查资料,分析研究了长江口及邻近水域富营养化现状及其变化趋势。研究结果表明,长江口及邻近水域营养盐含量十分丰富,平均56％水域无机氮含量已超过海水水质四类标准,磷酸盐也有40％以上已达到或超过海水水质四类标准。基于20个监测点有机污染指数（E值）和富营养化指数（A值）的计算结果,发现长江口及邻近水域从西向东、从北向南污染程度逐步降低;同时根据多年平均的A值划分,大约60％水域已达到重污染水平,受轻度和中度污染的水域均为20％左右。     

安徽及邻区GPS时间序列特征分析

利用安徽及邻区的10个GPS连续观测站数据,分析了站点NEU坐标时间序列、基线座标时间序列变化特征。结果显示,站点的NEU座标时间序列水平方向变化趋势与"中国大陆构造环境观测网络"25个站点的研究结果是一致的;基线座标时间序列在各个构造地质区域内的变化特征是不同的。     

基于EnKF排放清单反演方法的关键影响参数评估与优化

以中国一氧化碳(CO)排放反演为例,利用敏感性分析手段评估了集合数目、局地化半径､膨胀因子、观测站点密度和观测数据时间分辨率对排放清单反演的影响.结果表明:站点密度是影响排放反演的最重要参数.在不同站点密度下,反演的中国CO排放总量差异可达34%.同时,站点密度还会影响排放反演对其他参数的敏感性.随着站点密度的降低,排放反演对局地化半径、集合数目和膨胀因子参数变得更为敏感,但对观测数据时间分辨率的敏感性则有所下降.因此在站点稀疏地区,局地化半径是排放反演的主要影响参数,集合数目和膨胀因子次之;但在观测站点密集地区,局地化半径和观测数据时间分辨率是主要的影响参数,而膨胀因子和集合数目的影响相对较小.该研究能够为不同尺度的排放反演开展参数优化提供借鉴.在中国CO排放反演案例(站点密度为1.55个/10⁴km²)中,建议反演参数设置为:集合数目为50、局地化半径为100km、最大似然估计膨胀方案(MLE)、日均或小时观测数据.     

两淮采煤沉陷积水区水体初级生产特征

在淮南潘谢矿区设置3个研究站点(PXPJ、PXGQ和PXXQ),在淮北朱-杨庄矿区内设置2个研究站点(HBZH和HBNH),于2012年和2013年分4个季度对两淮采煤沉陷积水区水体的初级生产力及碳(C)的形态特征进行了研究,其中C形态分溶解无机碳(DIC)、溶解有机碳(DOC)和颗粒有机碳(POC),并以此为基础分析了初级生产力与C形态及其它环境因子的相关关系.研究结果表明:受区域地理气候、水化学特征和矿区生态环境等方面影响,5个研究站点水体营养状态、初级生产力及C形态等存在着较大的跨度范围. 5个站点4个季度研究期间叶绿素a(Chla)浓度均值范围为3.7~71.5mg/m3,POC浓度均值范围为0.9~4.0mgC/L,总初级生产力(GPP)均值范围82.4~2305.4mgC/(m2?d), 淮南沉陷积水区水体营养状态和初级生产力明显高于淮北沉陷积水区.5个研究站点水体初级生产力和氮磷含量、Chla、DOC和POC具有显著的正相关性.最后根据研究结果针对性地提出了两淮矿区水生态区生态系统重建、恢复与保护的差别化原则.     

基于周边站点优化选取的随机森林PM2.5小时浓度预测研究

空气中的PM_2.5是威胁人体健康的主要大气污染物,对其进行有效预测和及时预警具有重要意义.大量研究表明,纳入周边站点信息的随机森林模型在单站点PM_2.5预测中显示出良好的效果,但在周边站点选取问题上目前尚缺乏针对性研究,部分选取方法带有主观性.本文提出了一种基于时间滞后互相关分析的周边站点优化选取方法,并以上海十五厂空气质量监测站（国控站）为例,构建了预测该站未来1~24 h PM_2.5浓度的随机森林回归模型集,比较分析了预测模型中各输入因子的重要性.研究发现,预测站点当前PM_2.5浓度值对未来1~16 h的预测最为重要,而气象要素中的风向则对于未来17~24 h的预测重要性最高;周边站点PM_2.5信息随着预测时间的延长,其重要程度排名有明显提升,且不同站点对不同时间预测的影响具有显著差异,在建模时应区别对待,优化选取.比较结果表明,使用本文方法选取周边站点建立的预测模型不仅在RMSE等精度指标上具有一定优势（12 h和24 h预报RMSE分别降低11.8%和13.3%）,还在有实用价值的污染事件空报率上有明显降低（12 h和24 h预报空报率分别降低16.1%和25.6%）,具有业务应用潜力.     

基于观测的我国典型地区臭氧局地化学生成及其关键前体物来源

为研究近年来我国重点区域(京津冀及周边地区、长三角地区、珠三角地区、成渝地区及汾渭平原)臭氧局地化学生成的控制因素，利用2014-2019年这些区域共8个代表性站点的夏秋季臭氧及前体物浓度数据，比较分析五大重点区域8个站点的挥发性有机物(VOCs)组成特征及其与臭氧化学生成之间关系.结果表明：(1)这5个重点区域的VOCs浓度主要由烷烃组成，而活性组分则以烯烃、含氧VOCs和芳香烃为主.(2)以泰安和成都作为郊区和城市站点的案例研究表明，环境条件发生变化(平均温度增加2℃、辐射增加20%或天然源排放增加20%)可能对当地臭氧生成量产生一定影响，但它们并不足以改变对臭氧生成控制区的判定.(3)通过采用VOCs来源解析技术和相对增量反应活性的方法，发现机动车尾气、工业和溶剂使用等人为源类别是影响局地臭氧化学生成的关键VOCs排放源，而在农村或郊区(如望都、泰安等站点)，天然源VOCs对臭氧生成贡献很大.研究显示，实现降低各城市臭氧峰值浓度，则需要制定并实施差异化的前体物减排策略，以便根据每个城市的VOCs排放特征及其对当地臭氧生成的影响来进行有效控制；同时认为，重点控制人为源VOCs是有效...