大气污染总量控制GA方法中的多源模拟系统

大气污染总量控制的GA方法,是利用遗传算法(GA)的自适应全局搜索寻优功能,通过模拟的自然进化机制来求算经过全局优化的区域允许排放总量以及区域允许排放总量在区域内各污染源之间的分配方案的一种新的大气污染总量控制方法。在基于遗传算法的大气污染总量控制中,需要运用一个高效而可靠的大气污染多源模拟系统,以便根据源强分布快速计算出准确的浓度场。文章介绍了该大气污染多源模拟系统的设计与实现技术。     

基于遗传算法的大气颗粒物的源解析

遗传算法是一种全局优化的随机搜索方法,适用于模型参数寻优。将遗传算法用于大气颗粒物源解析的CMB方程组中参数的优化,得到各污染源对大气颗粒物的优化贡献率。该方法应用于成都市大气颗粒物的源解析结果与用其他多种源解析法得出的结果基本一致。理论分析和应用实践表明了遗传算法用于大气颗粒物源解析研究具有简便、准确和实用性强等特点。      

Hybrid evolutionary computation for the development of pollution prevention and control strategies

Particle swarm optimization (PSO) is an evolutionary algorithm based on the behavior of social animals. Its key advantage is its computational efficiency compared to related techniques such as genetic algorithm (GA). Use of a modified PSO algorithm in selecting an optimal array of pollution prevention techniques for clay brick production is described. The model is formulated as a multi-constraint knapsack optimization problem. The optimization technique used in the study is a binary PSO augmented with a GA-based mutation operator.     

中国二氧化硫污染治理分析:基于卫星观测数据和空间计量模型的实证

中国经济的快速增长伴随着严重的环境污染问题,已经成为阻碍中国实现可持续发展的桎梏.为了客观地反映中国的SO₂污染状况,本文利用中国2005-2017年的卫星观测SO₂柱浓度数据来表征SO₂污染状况.首先,采用探索性空间数据分析方法进行SO₂污染的时空演变分析;然后,基于环境库兹涅茨曲线框架纳入社会经济驱动因素及环境规制,采用空间计量模型探究SO₂污染是否越过拐点,并借此探索环境规制对于中国SO₂污染治理的重要意义.结果表明：1华北地区是中国SO₂污染最严重的区域,但污染状况逐年改善.从长期时间趋势来看,尽管空气污染在个别年份中有所加剧,但整体上呈现向好的趋势.从空间上来看,SO₂污染在空间上明显存在正向的空间自相关现象.2环境库兹涅茨曲线实证结果显示,尽管回归结果呈现显著的倒N型曲线,但无实根解,说明无实质性的经济意义.从另一方面来说,在研究环境库兹涅茨曲线时,除了统计学意义之外,经济意义更为重要.3空间计量模型回归结果显示,经济增长与SO₂污染在样本期内存在单调递减关系.换言之,中国已经越过了环境库兹涅茨曲线的拐点.此外,严格的环境规制有利于降低SO₂浓度.地区技术水平的进步及先进外资的“光环效应”都可以有效地改善SO₂污染.然而,人口密度增加、第二产业发展、电力消耗及固定资产投资增加是造成SO₂污染加剧的重要因素.     

波浪作用下沉降型憎水性污染物床面释放机理研究:以二氯甲烷为例

以沉降型憎水性污染物为代表的危险化学品突发性水污染事故发生后,大部分污染物将以液态形式沉积于河床表面,这些物质将作为内源性污染源,缓慢地释放进入水体,持续性地导致区域水质严重污染。选取二氯甲烷为对象,通过波浪水槽实验分析了不同波浪要素(波高、波周期等)对其释放强度的影响程度及响应关系,并建立了释放通量与各波浪动力学因子间的数学回归模型。结果表明：波浪扰动将引起以二氯甲烷为代表的沉降型憎水性污染物明显释放;DCM悬浮颗粒总体积浓度(TVC)总体上随波高的增大而变大,随着波周期的增大而减小;相同波周期情况下,释放通量与波高呈显著指数正相关(R²>0.973);相同波高情况下,释放通量与波周期呈显著对数负相关关系(R²>0.967);进一步建立了释放通量与床面波切应力、床面波浪能量损耗率、近底波浪质点水平速度最大值、单宽总波能及波陡的数学回归模型。该研究可为沉降型憎水性污染物水质预报的源强确定提供理论依据及计算方法,进而为完善该类污染物水质预报及风险预警的理论体系提供思路及方法。     

基于遗传算法的PLS分析在QSAR研究中的应用

将遗传算法和偏最小二乘法结合应用于定量结构活性关系研究中 ,进行变量选择和建立最终模型 .以较少的变量个数包含较多的变量信息 ,且变量间没有线性相关问题 ,因而得到较好的 QSAR模型 .将这种方法应用于氯代酚和单取代苯 2种系列化合物 ,可以得到几种常规多元回归分析方法不能得到的质量较高的 QSAR模型 .     

水质模型在东莞污染源负荷估算中的应用

为解决水环境规划中经常碰到的污染源数据缺失问题,以水质数学模型为基础,通过污染源-水质响应关系,建立了从水质监测数据推算污染源负荷的计算方法.主要步骤包括：通过水质模型建立污染源负荷和水质数据之间的响应关系;提出估算污染源负荷的优化目标和约束方程;优化问题求解,评估污染源负荷估算效果,确定污染源负荷. 同时,以东莞市为例,对该市用水量和污染源特征进行了分析,并采用圣维南方程,建立了一维河流水质模型. 最后以东莞市2005年水质调查数据为基础,对比实测水质数据和模型模拟结果,对东莞市2005年的污染源负荷进行了评估. 结果表明,东莞2005年生活和工业污染源CODCr排放量为25.2×104 t,其中,生活源占60.4％,工业污染源占39.6％. 东莞污染源负荷估算结果能够较好地反映当时条件下的水质变化过程.     

水环境非点源污染模型研究

随着工业污染源的有效控制,非点源污染已经成为我国重要污染类型之一,如何科学地认识并有效控制非点源污染已成为研究课题.在此介绍了非点源的基础工具--非点源模型的主要类型、结构和特点,并对目前主要的非点源模型进行了比较分析,探讨了非点源模型发展的趋势.     

突发型大气污染源位置识别反演问题的数值模拟

在突发型大气污染事件中,能否根据临时监测数据对污染源的位置进行快速识别,对于城市大气污染源的控制管理以及改善城市空气质量意义重大.为了构建突发型大气污染源位置识别的空间反演算法,本文通过分析大气应急污染监测的临时采样数据,结合污染物浓度扩散模型,随机生成污染源和计算污染物浓度的空间分布,对突发型大气污染源进行定位并与实际测量结果进行对比分析,采用蒙特卡洛模拟(Monte Carlo simulation)对相关参数进行讨论,最终构建能对突发型大气污染源进行快速估计定位的空间反演算法.研究结果表明,本文构建的空间反演算法输出的污染源坐标与实际情况相符.因此,该算法可用于突发型大气污染源位置的快速识别.     

松花江流域水资源-水污染联合调控方案动态模拟研究

为解决松花江流域水资源消耗与水污染物排放联合调控过程中系统复杂特征难以刻画和系统状态变化难以量化的问题,本文从流域污染物排放的源头即农业、工业、畜禽养殖业及生活(城镇和农村)4个方面展开研究,研究其水资源消耗量和水污染物排放量联合控制的特征和机理过程.通过构建二者的耦合关系,建立了松花江流域水资源-水污染联合控制动态模拟模型.通过对该模型进行验证及设计的4种情景方案的模拟对比,充分说明实施开源、节流、治污、减排的综合措施,才是松花江流域经济社会与水环境系统协调发展的最佳策略.同时结果也证明了本文所提出的联合调控动态模拟模型的合理性和可行性.本研究对于解决松花江流域的水资源优化管理、水污染减排和总量控制具有重要的意义,同时可为制定松花江流域经济发展策略提供参考.     

我国土壤受试植物筛选与毒性预测

生态毒性数据缺乏是我国土壤基准与生态风险评估研究中一直存在的问题,开展本土受试植物的筛选可提供更多的生态毒理试验选材,从而获得不同物种的生态毒性数据.鉴于植物对土壤污染物的敏感性,从被子植物中依据分布范围、代表性和易于获得性等原则,对我国潜在的受试植物进行筛选,结果发现,13科53种被子植物分布广泛且易于获取,可作为本土受试植物;结合生态毒性数据的搜集与分析,其中12种受试植物的生态毒性数据相对丰富,并对部分典型污染物表现高敏感.此外在受试植物生态毒性预测模型研究方面,对12种受试植物两两进行建模预测,共得到132个物种种间关系估算模型(Interspecies Correlation Estimation,ICE),其中88个为显著性模型(F检验P<0.05);此处,回归分析了已构建ICE模型的评价参数,得出预测效果较好的ICE模型应满足交叉验证成功率≥ 80.00%、MSE ≤ 0.62、R² ≥ 0.76和分类学距离≤ 4的标准.最终筛选出25个符合上述标准的ICE模型,涉及禾本科-禾本科、十字花科-十字花科的相互预测,其中当燕麦Avena sativa、芜青Brassica rapa、普通小麦Triticum aestivum、玉蜀黍Zea mays和黑麦草Lolium perenne等作为替代物种时,预测物种的实际生态毒性值与预测值较为接近.受试植物的筛选与生态毒性预测模型的建立有助于生态毒性数据的产生,并为土壤污染管理和生态风险评估提供科学依据.     

基于投入产出与生命周期评价的集成电路产业环境影响分析

我国集成电路产业正蓬勃发展,在国家经济与高科技产业中占据重要地位。基于投入产出与生命周期评价,分别使用生命周期评价软件SimaPro7.0中的Eco-indicator 98与IMPACT 2002+2种评价模式作为量化影响评价方法,分析了我国集成电路产业的生产制造过程对环境的影响。根据Eco-indicator98分析结果,集成电路产业的各项环境影响中,重金属污染最高,其次为能源消耗、夏季烟雾、温室效应等;而IMPACT 2002+的损害评价结果显示,人体健康危害为集成电路产业最显著的环境损害,其次为生态系统质量、资源消耗及气候变化。在评估能源消耗与气候变化影响时,2种模式的结果一致。     

水质模糊贴近度模型中权值的遗传算法解

按照模糊综合评价中贴近度最小的原则,采用加速遗传算法优化权值。经过实例分析及对模型的验证、比较表明,用该法优化权值并进行水质评价,其结果与实际水质级别具有较高的一致性,评价方法更趋合理。     

镇江市公共场所噪声污染监测

选取镇江市商业城等5处主要公共场所进行噪声监测,结果显示镇江市公共场所均存在噪声污染超标问题,达到了中度污染水平。通过对监测数据加以细致分析,发现了公共场所噪声污染的特征,并针对性地提出了对策措施。     

流域复合污染控制的研究与发展趋势

流域环境的复合污染及其所导致的生态与健康风险,是当前国内外研究的重要课题.与发达国家不同,我国流域复合污染呈现大量常规污染物与微量有毒有害物质共存的突出特征,在污染成因、生态响应和控制途径上更具复杂性.本文综合论述了本方面的国内外研究进展,从流域环境问题研究的系统性和整体性、复合污染的生态与健康效应、解决流域环境问题的集成技术体系构建、流域环境保护与经济发展的协调模式等方面,阐述了需要研究的重要科学问题和技术发展方向.     

农业环境污染认知情况及其影响因素的实证分析研究

现代石油农业在取得巨大经济社会效益的同时,生产中化肥、农药的过度使用也引发了严重的环境问题.以中国综合社会调查(CGSS2010)的数据为基础,运用多元线性回归模型分析环境污染认识情况及其影响因素.结果表明,居民对农业环境污染认知处于高认可水平;个体的户口、年龄,社会经济地位的个人年收入和受教育年限,环境感知的环境问题严重程度、环境问题关注程度显著影响居民农业环境污染认知.提出通过引导居民形成高度的环境保护意识来改善农业生产环境,确保食品安全.     

浅谈室内空气环境污染与防治

室内环境污染是继煤烟污染和光化学污染之后的全球第三大空气污染问题,它对居民健康和整个社会经济均会造成重大的损失。本文简述了室内空气污染的种类及其对人体健康的危害,从4个方面提出了防治室内空气污染的措施。     

突发性大气污染事件的环境风险评估与管理

在综合分析国内外突发性大气污染风险源识别、有毒有害物质泄漏及大气扩散、突发性大气污染事件的人体健康和生态风险评价、突发性大气污染事件风险源控制与应急管理等方面研究进展基础上,结合我国环境保护形势提出了开展突发性大气污染事件环境风险评估与管理的主要研究内容及研究方法。并结合研究需要,提出了当前需要解决的关键性科学问题。     

大伙房水库表层沉积物重金属污染分析与评价

辽河流域大伙房水库是抚顺、沈阳两市重要的生活饮用水水源地,因其汇水区内的矿山开采活动而面临严重的重金属污染问题.为了解该区域的重金属污染状况,对大伙房水库表层沉积物中重金属Cr、Cu、Pb、Zn、Cd的含量及空间分布进行了研究,并采用地累积指数法、潜在生态危害指数法及基于多方的沉积物质量基准法对水库重金属污染程度及潜在...     

厦门湾环境容量研究中污染物迁移转化模式的确定及其应用

海洋污染日趋严重,研究污染物在海洋中的迁移转化机理,治理污染保护海洋环境已经迫在眉睫。目前国内外对污染物在海洋中迁移转化的研究,没有系统的总结,大部分都是定性的描述,缺乏定量计算;相关模型大多比较复杂、计算量较大,无法将其应用于海湾环境容量研究的数值模型计算中。本文针对这一问题,提供了一套能满足海湾环境容量数值模型计算的切实可行的污染物降解模式,并且提出要控制总氮、总磷的理论,应用于厦门湾海洋环境容量研究中。