面向GF-1WFV数据的闽江下游叶绿素a反演模型研究

叶绿素a浓度是可直接遥感反演的重要水质参数之一,常用来评价水体的富营养化程度.为建立适合于闽江下游叶绿素a浓度的反演模型,利用地面采样数据,结合GF-1 WFV光谱响应函数,选用多元回归、BP神经网络和随机森林方法,构建了叶绿素a浓度反演模型;并根据验证数据与实测值之间的决定系数(R~2)、均方根误差(RMSE)和平均相对误差对模型反演结果进行了比较.结果发现,随机森林模型的R~2为0.895,RMSE为1.994 mg·m~(-3),平均相对误差为11.502%,是3种模型中最优的.为了评估模型的性能,进一步比较了WFV影像像元反射率反演的叶绿素a浓度值与相应的实测值.结果表明,随机森林模型同样具有较高的精度,其R~2为0.709,RMSE为3.540 mg·m~(-3),平均相对误差为25.616%.本研究可为闽江下游水环境的监测提供一定的理论依据和技术参考.     

判别分析方法在水质评价中的应用——以饮马河流域为例

应用判别分析方法对饮马河流域4个断面的水质进行了判别归类。经过变量的引入和剔除,依次选入溶解氧、硝酸盐、总磷、化学需氧量、高锰酸盐指数、氯离子6种因子为主要评价因子,并建立了地表水水质评价的数学模型,其判别函数可以成功地对地表水的水质进行判别。结果显示,饮马河和岔路河的水质较好,大部分属于II类水,少数为I类水;双阳河的水质较差,已达到V类水,少数为IV类水。研究表明,判别分析方法在水质评价中的应用具有一定的实际意义,筛选出的变量对判别水质有显著作用。     

鳌山湾沉积物间隙水营养盐的含量及其分布

根据2004年6月中旬鳌山湾的调查资料,分析了鳌山湾海域5项营养盐NO2-N,NO3-N,NH4-N,PO4-P,SiO3-Si的浓度分布特征。得知间隙水中NO2-N浓度分布在1.01￣48.86μmol·L-1,NO3-N为2.1￣108.16μmol·L-1,NH4-N为3.02￣18.28μmol·L-1,PO4-P为0.13￣1.42μmol·L-1,SiO3-Si为70￣168μmol·L-1之间,并将间隙水浓度与底层水相比较。结果表明:间隙水营养盐的浓度远远高于底层水营养盐的浓度,揭示了间隙水与上覆水体之间营养物质的交换并不是十分强烈。     

稳定天气形势下京津冀和长三角地区重度污染过程气象成因解析

基于空气质量数据、天气图、常规地面气象观测数据、秒探空资料以及高分辨率的降水数据,剖析了2015年12月19—27日发生在我国东部地区的一次大范围重度污染过程的特征及成因.结果表明,此次污染过程中,我国东部地区主要受到东路冷高压、均压场以及西路冷高压的影响,在东路冷空气及均压场的影响下,BTH(Beijing-Tianjin-Hebei)地区污染物不断累积,西路冷空气影响下污染物浓度开始降低,YRD(Yangtze River Delta)地区在稳定的均压场下污染物不断累积.污染期间,BTH及YRD近地层均有逆温现象发生,且逆温层越厚、强度越大,污染越重.此外,较低的近地面风速、较高的相对湿度,亦不利于污染物的扩散稀释,导致此次重度污染事件的发生和持续.YRD地区在重度污染发生时,有降水现象发生,导致YRD地区PM_2.5浓度呈现波动性变化.     

长春市城区近地表灰尘重金属健康风险评价

为评价长春市城区近地表灰尘中重属污染特征及其健康风险,采用网格化均匀布点系统采集了232件长春市城区近地表(约1.5m)灰尘样品,分别采用X荧光光谱法(XRF)、原子荧光光度法(AFS)和石墨炉原子吸收光谱法(GF-AAS)测定了近地表灰尘中Cu、Pb、Zn、Cr、As、Hg和Cd含量.结果表明:城市近地表灰尘中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb和Zn的平均含量分别为23.26、0.62、94.53、68.41、0.24、93.63和416.71mg/kg,且其变化范围较大,同时均显著高于研究区表层土壤重金属含量,已受到一定程度重金属污染.健康风险评价结果表明,儿童暴露剂量均明显高于成年人暴露剂量,是成人暴露剂量的7.3倍(As为7.9倍),经消化道摄入暴露是人体城市灰尘重金属暴露的最主要途径,其次是皮肤接触暴露;从各元素的健康风险指数(HI)来看,As的健康风险最高,其次依次为Cr、Pb、Cu、Zn、Cd和Hg;非致癌总风险指数平均值分别为1.11(儿童)和0.14(成人),表明长春市城区近地表灰尘金属污染已对儿童造成了潜在的健康风险,As对总风险的贡献最大.叠加后的致癌总风险指数平均值为6.35×10-5,超过了EPA的建议值,As污染是主要风险因素,但长春市城区近地表灰尘由重金属引起的致癌风险总体上尚可接受,不会对当地居民的身体健康产生较大危害,但应加强防范.     

黑臭河流沉积物磷、铁、硫的DGT同步分析研究

沉积物中磷(P)、铁(Fe)、硫(S)之间存在密切的耦合关系,但大部分研究并未提供直接的原位证据,需要借助高分辨的获取技术才能表征.为了探索三者之间的耦合关系,本文利用Zr O-Ag I DGT和Chelex DGT对东莞市黑臭河流沉积物中有效态P、Fe、S进行了高分辨分析.结果表明:应用DGT技术能够获得黑臭河流沉积物中有效态P、Fe、S的高分辨率浓度分布,并且实验结果可靠,有效地避免了主动采样方法和沉积物空间异质性对P、Fe、S同步分析的影响.各采样点沉积物中有效态P、S在垂向上的空间分布趋势基本相似,部分采样点出现有效态P、Fe、S同步变化的现象,同步获得的微界面浓度分布较好地反映了三者的耦合关系.对P、Fe、S在水-沉积物界面附近的含量分布进行相关性分析,结果表明三者之间具有显著正相关(p0.05),进一步证实了黑臭河流沉积物中也存在P、Fe、S同步释放的现象.大部分样点沉积物-水界面有效态P、Fe、S的扩散通量为正值,表现为由沉积物向上覆水释放P、Fe、S.沉积物中P、Fe、S的耦合释放表明其对黑臭的形成和内源磷释放至关重要.     

纳米F-PbO2修饰电极测定化学需氧量的应用研究

以制备的纳米F-PbO2修饰电极为工作电极，利用安培检测法测定水体中的COD值。该电极能够催化氧化水体中的有机物，根据氧化电流的大小可以对水样的COD值进行定量，在COD值为20-500mg／L的范围内，电极的氧化电流与水样的COD值成正比。检测限为10mg／L。该电极用于实际水样的检测，耗时短。方法简单，样品无需预处理，环境友好，测定结果与国家标准分析法比对，有较好的相关性。     

不确定性条件下地下水污染监测井网优化设计——基于XGBoost替代模型

在地下水污染监测井网优化设计中,应用模拟优化方法时客观存在的模型参数不确定性往往会影响到设计监测井网的可靠性.针对该问题,重点考虑了渗透系数和污染源释放强度的不确定性,应用模拟优化方法和蒙特卡罗方法求解上述不确定性参数影响下的最优监测井布设方案.为缓解蒙特卡罗方法多次调用模拟模型所产生的巨大计算负荷,本研究建立了XGBoost替代模型,代替模拟模型与优化模型进行耦合.为提高监测井网对实际污染羽的监测精度,污染监测井网优化模型以监测空间矩误差极小化为优化目标.此外,本次研究还考虑了监测井网设计中污染源释放强度的动态变化过程.最后,以抚顺市某煤矸石堆放场地为基础建立假想例子,验证所提方法的有效性.结果表明:1.XGBoost能够有效近似模拟模型的输入输出关系,显著降低了计算负荷.2.空间矩能够有效评估监测井网插值污染羽和实际污染羽的逼近程度,优化设计后的监测井网能够较为准确地捕捉到实际污染羽的状态.3.模拟优化方法结合蒙特卡罗方法能有效求解不确定性条件下最优监测井网的设计问题.本文为地下水污染监测井网设计提供了一种稳定可靠的方法.     

氯菊酯和氯氰菊酯对大鼠红细胞膜流动性的影响

关于拟除虫菊酯类杀虫剂(简称拟菊酯)毒性作用机理的若干研究表明,拟菊酯的许多细胞效应都涉及细胞膜成分的改变。最近,Stelzer等发现不同结构的拟菊酯可不同程度地降低脂质体膜的流动性。膜脂合适的流动性是膜蛋白正常功能表现的必要条件,而膜蛋白与膜脂的相互作用可使生物膜在某些性质上不同于单纯的脂膜。 我们利用荧光探剂DPH研究了在结构上仅为有无α-氰基之差的两种拟菊酯,即氯菊酯和氯氰菊酯,对大鼠红细胞血影膜流动性的影响,并在实验的基础上就温度效应和上述影响随时间的动态变化进行了初探。