基于Prophet模型的空气污染物浓度预测方法

准确预测大气污染物浓度的时空变化趋势是制定、修订大气污染防控措施和持续改善空气质量的关键。笔者以内蒙古呼和浩特市为研究区,基于2015-2020年城市环境空气质量自动监测站的月度数据,运用Prophet模型,研究确定环境监测数据的突变点和Prophet模型饱和预测上下限等特征,完成了"十四五"期间研究区PM_2.5、 PM₁₀、 NO₂、 SO₂、 O₃5项污染物的浓度预测。采用可决系数、均方根误差及平均偏差误差对预测模型结果进行精度评估,并重点分析了2025年各项污染物浓度的时空变化规律。结果表明:Prophet模型可以较为精准地对5项污染物浓度进行预测,预计2025年呼和浩特市PM_2.5、 PM₁₀、 NO₂、 SO₂、 O₃质量浓度分别为41.64,、71.71、36.85、21.66、123.24 μg/m³,与以往该地区各项污染物时空特征一致,未来该市PM_2.5、 PM₁₀、 NO₂、 SO₂全年浓度均呈U形分布,具有冬季高、夏季低的特点,O₃全年浓度呈倒V形分布,具有夏季高、冬季低的特点。除此之外,研究还发现未来该市西部地区污染程度高于东部。预测结果表明:当前内蒙古对空气污染的治理措施为空气污染的持续改善提供了保障,O₃污染有加重趋势但尚在可控范围内,需要进一步加强防控。该研究揭示了呼和浩特市"十四五"期间5项空气污染物的浓度和时空变化趋势,可为呼和浩特市空气质量持续改善提供数据参考。     

2001—2020年合肥市空气质量变化趋势研究

为系统分析合肥市长时间序列空气质量变化特征,对合肥市2001—2020年SO₂、NO₂和PM₁₀,以及2013—2020年CO、O₃和PM_2.5的浓度特征开展研究。采用Mann-Kendall(M-K)时间趋势检验法分析了6项污染物的时间变化规律,同时考虑了人为活动对污染物小时浓度的影响。结果表明,PM_2.5和O₃是目前影响合肥市空气质量的首要污染物。2014年以来,合肥市PM₁₀、PM_2.5、CO和SO₂年均浓度均呈逐年下降趋势,但NO₂和O₃污染有加剧趋势。合肥市SO₂和颗粒物浓度表现为冬春季节高、夏秋季节低;O₃浓度变化趋势与之相反;NO₂和CO浓度呈秋冬季节高、春夏季节低。     

山西省大气污染特征及对公众健康的空间影响

利用山西省11个地级市大气环境监测站的PM_2.5、PM₁₀和O₃浓度数据,分析了2015—2020年山西省PM_2.5、PM₁₀和O₃浓度时空变化特征,采用空间计量模型和岭回归方法,分析了空气污染对公众健康的空间影响。结果表明:PM_2.5和PM₁₀年均质量浓度总体下降,两者在2017年最高,2020年最低;O₃年均浓度总体增加。在季节尺度上,PM_2.5和PM₁₀质量浓度在冬季的12月和1月最高,夏季的8月最低;O₃浓度在6月最高。空间上,相较2015年,2020年山西省各地级市PM_2.5污染程度均有改善,其中长治改善效果最好;2020年山西各地级市PM₁₀污染兼有加重和减轻的情形,所有地级市PM_2.5和PM₁₀污染水平均超过国家二级污染浓度限值;2020年山西多数地级市O₃浓度升高。山西公众健康水平具有明显的空间离散特征,PM_2.5和PM₁₀浓度的局部空间自相关特征高度一致,呈现"南高北低"的格局,O₃浓度分布呈"南部高,中北部低"的格局。大气环境质量和经济发展水平均对医疗机构诊疗人数和健康体检人数的变化有正向影响,每万人卫生技术人员数量和公共财政支出比例对公众健康均有负向影响,其中经济发展水平和大气环境质量的影响最显著。山西省PM_2.5治理取得一定成效,但大部分城市PM_2.5和PM₁₀达标率较低,O₃浓度有持续升高的趋势,PM₁₀和O₃污染改善缓慢,深度减排仍面临挑战。PM_2.5和PM₁₀是危害山西公众健康的主要大气污染物,未来需要加强PM_2.5、PM₁₀和O₃的精细化管理及协同治理。     

中国主要城市疫情管控期间大气环境改善效应研究

利用我国31个省会(省府)城市、直辖市站点大气污染物数据,对全国主要城市2020年新冠疫情管控期间以及复工复产后的大气污染状况进行统计学分析。结果表明:叠加疫情管控影响,相比往年,2020年春节假期前后全国主要城市整体上PM₁₀、NO₂、SO₂、CO平均质量浓度降幅分别达到22.46%、60.13%、13.71%、17.64%;疫情管控期间全国主要城市PM_2.5与PM₁₀偏相关系数为0.952,PM_2.5与SO₂、NO₂、CO的偏相关系数分别为0.705、0.791、0.831。复工复产初期相较疫情管控期间仅有NO₂平均质量浓度上升;随着复工复产进程深入,PM₁₀、SO₂、NO₂平均质量浓度则均有大幅度上升。采暖区SO₂和CO平均质量浓度在疫情管控期分别为非采暖区的2.6倍及1.6倍,两大区域在复工复产后各大气污染物质量浓度变化情况有所差异,也反映出采暖区与非采暖区的大气污染情况的不同。     

2016年长沙市环境空气质量的“周末效应”及“假日效应”

通过获取2016年长沙市连续在线观测得到的PM₁₀、PM_2.5、NO₂、O₃、CO和 SO₂逐时浓度资料,对工作日、周末、节假日（尤其是春节）的空气质量优良天数、污染物浓度变化特征进行对比分析,长沙市2016年6项污染物均表现出一定的"周末效应"现象,周末日平均浓度均低于工作日及全年的日平均浓度,其中PM_2.5最为明显;PM₁₀和PM_2.5浓度均星期一最高,星期六最低,CO和 SO₂浓度周末也均处于相对最低水平,NO₂和O₃在周末的平均浓度略低于工作日水平或与其持平。国庆假期,由于城区人口、车辆减少,长沙大气环境质量相对较好,而春节假期,由于受到烟花爆竹集中燃放的影响,PM₁₀、PM_2.5和SO₂浓度远超过全年平均水平,这在一定程度上说明人类活动对污染物浓度及大气环境质量变化具有一定的影响力。     

2014—2018年洛阳市大气污染变化特征及影响因素研究

研究采用空气质量指数法对2014—2018年洛阳市大气污染变化特征进行了分析,构建了空气污染物浓度的影响指标体系,采用灰色关联法研究了空气污染物浓度与影响因子之间的关联度,得到了影响空气污染物浓度的主要指标因子,并提出了改善洛阳市空气质量的措施。结果表明:洛阳市空气质量指数类别主要为良和轻度污染。2014—2018年空气质量为优良的天数主要出现在春季、夏季和秋季,重度污染和严重污染主要出现在冬季。2018年PM₁₀、PM_2.5、NO₂、SO₂和CO这5项污染物浓度随时间变化呈"V"型,污染主要集中在1—5月和11—12月。O₃浓度随时间变化呈倒"V"型,污染主要集中在4—9月。研究期内PM_2.5、PM₁₀和O₃是主要污染物。市区总人口、工业(综合)能源消耗量、人均生产总值、城市机动车总数、城市房屋施工面积、人均公园绿地面积、建成区绿化覆盖率和一般工业固体废物产生量等8项指标因子与PM_2.5、PM₁₀和O₃的浓度表现出高关联度或较高关联度。     

西安市大气颗粒物PM2.5与降水关系的探讨

对西安市2011年的降水及PM_2.5进行采样,并对其进行了pH及无机水溶性离子测定。结果表明,西安市酸雨的污染类型以硫酸型污染为主,连续性降水对大气颗粒物的去除效果明显,pH随降水量的增加而减小。对采样日降水前和降水后3 h的PM_2.5监测结果表明降水对PM_2.5质量浓度与其中的离子有一定去除作用。西安市的PM_2.5呈酸性,并且与降水的pH有着很好的相关性;另外降水前PM_2.5的质量浓度、SO₄^2-浓度与降水pH呈负相关,NO₃^-与降水pH的相关性不明显。近几年PM_2.5和降水中的SO₄^2-/NO₃^-当量值变化趋势表明西安市大气污染已步入煤烟和机动车尾气混合型污染类型,且机动车污染对大气污染和酸雨的贡献比例有所增加。     

哈大绥城市“十三五”期间大气环境容量分析

根据2016—2020年哈尔滨市、大庆市、绥化市(以下称哈大绥)国控环境空气自动监测站的SO₂、NO₂、PM_2.5监测资料,统计年鉴中行政区划、污染物排放及气象等监测数据,分析哈大绥区域环境空气质量的变化趋势和测算因子,采用A值法核定了哈大绥区域SO₂、NO₂、PM_2.5的大气环境容量。结果表明:哈大绥SO₂、NO₂、PM_2.5 3项污染物采暖季的大气环境容量均呈逐年递增趋势。通过计算环境承载能力发现,哈大绥SO₂、NO₂、PM_2.5 3项污染物在非采暖季均具有高承载能力,哈大绥非采暖季环境容量高于采暖季。哈尔滨的个别污染物仍然处于临界超载状态,为减少重污染天气,应进一步削减采暖季污染物排放量。     

西藏自治区“十二五”和“十三五”环境空气质量变化特征

"十二五"以来中国先后颁布了一系列大气污染防治政策并实施相应的大气污染治理措施以提高环境空气质量。为研究西藏自治区"十二五"(2011-2015年)和"十三五"(2016 -2020年)时期环境空气质量变化状况,评估大气污染防治措施实施效果,笔者对2011-2020年西藏自治区7个城市(地区)主要大气污染物浓度和优良天数比例变化进行分析。结果表明:随着一系列大气污染防治措施的实施,西藏自治区环境空气质量显著提升,与"十二五"时期相比,"十三五"时期西藏自治区年平均优良天数比例由97.5%±2.0%提升至99.3%±0.4%,SO₂、 NO₂、 PM₁₀、 PM_2.5浓度年均值和CO 浓度第95百分位数均呈下降趋势,其中CO、PM₁₀和PM_2.5浓度下降幅度较大,O₃日最大8h滑动平均值第90百分位数略有上升。西藏自治区环境空气质量与人口、经济发展程度呈负相关关系。受污染源排放、气象条件和区域传输等因素影响,西藏自治区O₃浓度春、夏季较高,而其余污染物浓度冬季较高。     

黑龙江省“十三五”时期生态环境质量变化及趋势预测

以黑龙江省生态环境监测网监测结果为基础,总结归纳了"十三五"期间黑龙江省生态环境质量变化特征,并采用随机森林和GM(1,1)预测模型对"十四五"期间黑龙江省生态环境质量状况进行了预测。结果表明:"十三五"期间,黑龙江省环境空气、水环境和声环境质量全面好转。其中,环境空气主要污染物PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂和CO的年均质量浓度均呈现出明显下降的趋势,"哈大绥"重点区域PM₁₀、SO₂、NO₂和CO年均质量浓度呈现下降趋势。地表水水质总体呈波动变化趋势,水质状况均为轻度污染。"十四五"期间,黑龙江省生态环境质量将处于稳中向好的趋势。环境空气主要污染物及地表水主要污染指标年均质量浓度均呈现明显的下降趋势,道路交通声环境质量也将得到进一步改善。     

淮南市秋季大气可吸入颗粒物中多环芳烃的污染特征分析

2007年秋季在淮南市五个采样点采集大气可吸入颗粒物样品,用色谱-质谱法分析多环芳烃中16种优控污染物.结果显示,交通区PAHs浓度最高;PAHs以四环为主,二环所占比例最小;PM10与ΣPAHs成显著正相关关系,与苯并[a]芘成显著正相关;采用比值法对准南市PM10中的PAHs进行来源分析,得到PAHs主要来源于交通源及燃煤排放.     

河流沉积物中有机污染物的分析研究进展

总结了近年来河流沉积物中有机污染物的研究进展 ,集中评述了国内有关沉积物中多环芳烃、有机氯农药和多氯联苯的分析研究现状 ,包括样品采集、样品前处理和样品分析 ,并对今后河流、湖泊及水库沉积物中污染物的分析工作作了展望     

PCR技术对水中病原体的检测

水中有病毒、细菌、原生动物、蠕虫等多种病原体。常规的检测方法是用大肠菌作为病原体的指示生物,但是大肠菌的生存特性与病毒、原生动物差异较大,难以指示病毒、原生动物的存在与否。对每一种病原体单独进行检测,费时、费力。由于PCR技术具有快速、灵敏、特异的特点,使得它对于水中病原体的检测具有较高的应用价值。     

天津市空气颗粒物中酞酸酯的分布特征

采用气相色谱-质谱仪(GC-MS)对天津市空气颗粒物中15种酞酸酯(PAEs)夏季和冬季的浓度进行了分析测定,研究了酞酸酯污染水平的季节变化,不同季节酞酸酯的功能区差异,15种酞酸酯在颗粒物中的分布特征,以及DBP和DEHP在夏冬两季中的污染特点,分析了产生上述结果的原因,基本说明了天津市空气颗粒物中酞酸酯的污染状况和特点。     

Variations in the level of some trace elements in hair of participants in the Italian expeditions in Antarctica

As a part the Italian National Programme of Research in Antarctica (PNRA) a monitoring study has been undertaken to quantify the concentrations of some selected trace elements in human hair of participants in the Antarctic expeditions. Such concentrations may vary as a consequence of the extreme environmental conditions and changes in lifestyle experienced by participants in the expeditions, as some evidence in previous investigations seems to suggest. The present study regards samples collected on the occasion of the 2002-2003 expedition to the Italian Base of Terra Nova Bay (now Mario Zucchelli Base), i.e., just before the expedition and about one month later. Seven essential elements were taken into account, namely, Ca, Cu, Cr, Fe, Mg, Mn and Mo. Determinations were performed by Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry (ICP-AES) and Dynamic Reaction Cell Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (DRC-ICP-MS). Data obtained were statistically treated by using the non-parametric Friedman test. The concentrations of Ca, Cu and Mg were found to decrease (P < 0.05). The stress caused by the severe environmental conditions might well play a role in the observed decrease.     

Determination of Heavy Metals in Water from Boreholes in Dumasi in the Wassa West District of Western Region of Republic of Ghana

Concentrations of heavy metals in the borehole at Dumasi in the Wassa West District of the Republic of Ghana have been measured in this study. The concentrations of the following metals in the ground water from Dumasi borehole are: Iron (Fe) – 7.52 ppm, Manganese (Mn) – 1.11 ppm, Arsenic (As) – 4.52 ppm, Chromium (Cr) – 0.026 ppm, Cobalt (Co) – 0.01 ppm, Zinc (Zn) – 0.007 ppm, Cadmium (Cd) – 0.002 ppm and Lead (Pb) – 0.005 ppm. The results of the study show that resident adults and children who use water from the boreholes are at serious risk from exposure to health hazards associated with exposure to the above metals in the boreholes in Dumasi. If the results of this study are applied to other mining communities, which lie on the Birimian and Tarkwaian rock system, then the residents are at serious risk from exposure to toxic metals from drinking water from the boreholes dug for them by mining companies operating in their communities.     

石家庄市冬季大气中VOCs污染特征分析

为弄清石家庄市冬季大气中VOCs的污染特征,采用美国环保局TO-15方法对石家庄市冬季大气中VOCs组成进行了定性和定量分析。在此基础上,进行了VOCs的月度变化分析、春节期间的变化分析,并进行了VOCs与空气质量指数AQI、PM2.5等之间的相关性分析;根据VOCs组成及变化情况和相关性,分析了其可能的来源。结果表明,石家庄市冬季大气中VOCs的质量浓度为145.7~1 410.7μg/m3,VOCs组分主要有丙酮、二氯甲烷、苯、乙酸乙酯、甲苯、1,2-二氯丙烷、三氯甲烷。春节期间,大气中VOCs的浓度有大幅的下降,比日常均值下降了40.9%。AQI较高时,大气中VOCs浓度有所升高。石家庄市冬季大气中丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯等主要来源于医药化工生产活动,苯、甲苯主要来源于煤燃烧。     

Measurements of 210Pb concentrations in airborne in Kuwait

The concentrations of ²¹⁰Pb in the atmosphere of Kuwait Cityhave been monitored over a period of five years (January 1994 toDecember 1998) using cellulose air filters for analysis with liquid scintillation counting for gross beta. Results show thatthe distribution of daily averaged ²¹⁰Pb concentrations varied from 0.002 to 2.53 mBqm^-3 with an average of 0.896 mBqm^-3 and a geometric mean of 0.687 mBqm^-3. The studysuggests that the existence of ²¹⁰Pb in air in Kuwait originates mainly from re-circulated fraction of ²¹⁰Pb whichwas already deposited on ground surface, not from direct decay of radon.The long-term trend pattern for the five years shows a seasonalvariation with maximum concentrations occurring in the autumn season.     

湖泊微生物群落构建机制及研究展望

湖泊微生物生态过程研究是深入了解湖泊生态系统结构与功能的关键。论述了湖泊微生物多样性时空分布规律及群落构建机制研究进展,总结了微生物群落构建机制的分析方法,介绍了微生物生态网络构建原理及应用。群落构建机制分析方法分为统计分析法、模型推断法和生态网络分析法。统计分析法包括群落结构差异分析、群落结构-环境因子关联分析和方差分解分析等,此类方法能够初步识别驱动群落组成与结构时空差异的影响因子,判别空间因素与已知环境变量对群落构建过程的相对贡献;模型推断法包括中性群落模型方法和零模型方法等,能够进一步实现对群落构建生态过程的区分,量化和比较随机性因素及确定性因素的相对重要性;生态网络分析法可用于揭示物种共现模式,探究作为确定性因素的生物相互作用,也可用于物种-环境响应关系的研究,探究环境选择过程对群落结构的影响。     

水中苯胺类化合物分析的难点

结合实验研究了水中苯胺类化合物的测定难点和影响因素,包括样品保存和水样中悬浮物的影响。苯胺类化合物易被氧化,样品不易保存且受悬浮物的影响。研究结果表明：样品中未加入抗氧化剂进行保存时,部分苯胺类化合物迅速降解;当样品中加入80 mg/L硫代硫酸钠进行保存时,部分苯胺类化合物的保存时间可以延迟2~3 d后降解。样品中悬浮物对联苯胺萃取影响较大,回收率偏低,可以通过调节样品pH至酸性后过滤,再将滤液调至中性后进行萃取,回收率明显提高。笔者同时讨论了消除与补偿基质干扰的方法,包括色谱分离条件和检测器条件的选择、优化,内标法、空白基质匹配标准校正法和工作曲线法等定量方法的选择。