基于不确定性分析的土壤-水稻系统镉污染综合风险评估

从不确定性角度评估土壤-水稻系统镉(Cd)累积风险有助于风险决策的科学性和合理性.本研究应用物种敏感性分布模型(SSD)、健康风险评价模型及Monte Carlo模拟方法分析湖南省攸县土壤-水稻系统Cd富集特征,土壤Cd累积风险和稻米Cd健康风险.结果表明攸县稻米Cd富集因子(PUF)平均水平为1.86,多数Cd超标稻米样品来自土壤酸化严重的区域;土壤Cd污染负荷系数为2.4,隶属于强污染水平;在当前土壤Cd累积条件下,10年后研究区土壤Cd含量处于中度污染水平的概率达到90.4%;健康风险评价显示研究区成人经食用大米Cd平均摄入量(以BW计)为2.9μg·(kg·d)-1,有93.9%的概率高于WHO推荐标准.稻米Cd健康风险指数(HRI)主要集中在2.1~4.7之间,健康风险水平较高.当土壤pH5.5时,HRI1的概率为95.3%,土壤pH6时,HRI1的概率降为68.1%.     

黄河经济带生态文明建设与城市化耦合关系及空间特征研究

通过研究系统耦合协同评价体系,构建一个适宜大区域的评价生态文明建设和城市化情况的指标体系,借助该指标体系,从时空两个维度分析黄河经济带2008—2016年生态文明建设和城市化耦合协调发展状况、格局及空间关系。实证结果表明：（1）2008—2016年,黄河经济带生态文明建设成效并不显著,压力依然很大;城市化有所提升,但发展速度依然偏慢。两方面均不存在明显的龙头城市,且空间差异明显。（2）2008—2016年,研究区生态文明建设与城市化处于低度耦合阶段,协调度处于轻度失调状态,生态文明建设普遍滞后于城市化,表现出明显的空间异质性和行政指向性。（3）协调度表现出一定的空间依赖,存在一定的空间溢出效应,地理临近的区域更容易受高协调度区域的影响。     

水泥在铜污染事故应急处理中的应用

采用水泥对含铜废水应急快速处理进行了研究,考察了投加量、时间、pH等条件对去除铜的影响,从铜与水泥的结合形态探讨水泥抗酸冲击性,并开展了水泥应急处理含铜废水的方法学研究。结果表明铜浓度为100 mg/L,最佳投加量为0.8 g/L,此时出水铜浓度已达到《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)一级标准,去除率达99.41%,其在3⁵ min即可快速去除铜离子且在pH 45 min即可快速去除铜离子且在pH 4⁵时无明显差别。水泥处理酸性重金属溶液后pH值升高,利于天然水体pH值的稳定。和氢氧化钠沉淀相比,水泥抗酸冲击性较强,这是由于处理后水泥和铜以碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机物结合态居多。因此,水泥高效、快速、抗酸冲击的处理特点及其廉价易得的优点使其在突发铜污染事故的应急处理中具有较好的应用前景。     

基于机器学习方法的小麦镉富集因子预测

应用机器学习方法解析区域土壤-小麦系统镉(Cd)富集特征有助于风险决策的准确性和科学性.基于区域调查,构建了Freundlich-type转移方程、随机森林(RF)模型和神经网络(BPNN)模型对小麦Cd富集因子(BCF-Cd)进行预测,验证不同模型的预测精度并评估其不确定性.结果表明,RF(R²=0.583)和BPNN(R²=0.490)模型预测性能均优于Freundlich转移方程(R²=0.410).重复训练结果显示RF和BPNN平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)较为接近,但RF(R²为0.527～0.601)较BPNN(R²为0.432～0.661)模型精度和稳定性更高.特征变量重要性分析显示多重因素的共同作用导致小麦BCF-Cd的异质性,其中土壤磷(P)和锌(Zn)是影响小麦BCF-Cd变化的关键变量.参数优化可进一步提高模型精度、稳定性和泛化能力.     

原油对土壤团聚体粒径及稳定性的影响

为探究原油对土壤团聚体粒径和稳定性的影响,以模拟污染土壤为研究对象,研究了在不同原油污染量(2%、5%、10%)和污染时间(2,15,30 d)条件下,土壤机械稳定团聚体和水稳定团聚体的粒径和含油量等参数的变化。结果表明:原油提升了土壤粒径＞2 mm的机械稳定团聚体和水稳定团聚体含量,降低了粒径＜0.25 mm的机械稳定团聚体和水稳定团聚体含量。随着污染时间增加,粒径＞2 mm的团聚体含量显著增加,粒径＜0.25 mm的团聚体含量显著降低。相同粒径团聚体的含油量随着土壤总原油量的增加而增加,原油量为10%的土壤各粒径团聚体的含油量最高;原油在不同粒径团聚体中的分配顺序为:2 mm以上>0.25~2 mm>0.25 mm以下,且粒径＞2 mm的团聚体中分配的原油量占原油总量的60%以上。总体来说,原油污染改变了土壤团聚体的粒径分布,增加了团聚体的稳定性,促进了土壤中粒径＞2 mm的大团聚体的形成,而原油主要赋存在大团聚体中。     

贵州砂页岩母质黄壤镉吸附及表面络合模型研究

重金属在土壤中的吸附行为受土壤表面酸碱性质的影响. 贵州酸性黄壤镉(Cd)污染形势严峻,研究黄壤中Cd的吸附特征及形态变化对镉的防控和治理具有重要意义. 本文以贵州省百花湖镇不同深度的砂页岩母质黄壤为供试土壤,基于连续酸碱电位滴定试验,利用1-site/2-pK_a表面络合模型(SCM),探讨土壤表面酸碱性质;基于不同pH下黄壤Cd吸附试验,运用SCM模拟Cd的吸附行为及其形态分布;同时解析黄壤组成与表面酸碱性质的相关性. 结果表明:①SCM计算所得腐质层(0~45 cm)、淋溶层(>45~57 cm)、淀积层(>57~81 cm)、风化层(>81~110 cm)、母质层(>110~183 cm)土壤表面位点浓度(H_s)随深度的增加大致呈下降趋势,各层H_s分别为0.120、0.090、0.097、0.056、0.055 mol/L,而电荷零点(pH_pzc,SCM)变化趋势与之相反,分别为4.83、4.71、4.61、4.96、4.98,pH_pzc,SCM与试验测定数据(pH_pzc,M)接近且变化趋势一致,说明1-site/2-pK_a SCM适用于黄壤的表面酸碱性质研究. ②Cd吸附试验表明,随pH的增加,Cd从溶解态逐渐转向吸附态,并在pH=7附近达到完全吸附;SCM拟合得到的不同pH下Cd的溶解态和吸附态浓度与吸附试验数据吻合良好(相关系数R≥0.995),且Cd的吸附行为与不同pH下黄壤表面位点3种形态(≡SOH₂+、≡SOH、≡SO?)分布的模拟结果一致,≡SOH₂+、≡SO?分别为pHpzc、pH>pH_pzc时的主要形态,揭示了黄壤表面酸碱性质对Cd吸附行为的影响机制,进一步说明SCM适用于描述Cd随土壤pH变化的吸附特征. ③相关性分析表明,有机质、游离氧化铁对H_s起主要作用,不同深度土壤的电荷零点(pH_pzc)则主要由土壤中的黏土矿物、石英等无机胶体控制. 研究显示,利用1-site/2-pK_a SCM可以准确描述贵州省酸性黄壤的表面酸碱性质以及Cd的吸附特征及其形态分布,可为重金属在土壤中的迁移转化行为研究提供新思路.      

商用车铝合金与钢制轮辋生命周期环境影响评价对比分析

基于生命周期评价(LCA)理论,运用Ga Bi软件建模,采用EDIP 2003评价体系,对某款商用车铝合金轮辋和钢制轮辋的生命周期环境影响进行了评价和对比分析.结果表明:在原材料获取阶段铝合金轮辋对环境的影响要远远大于钢制轮辋;制造阶段两种轮辋对环境的影响相差不大;使用阶段钢制轮辋对环境的影响大于铝合金轮辋;综合所有阶段来看,当车辆总行驶里程低于11.6万km时,铝合金轮辋对环境的影响更大,超过11.6万km后,钢制轮辋对环境的影响更大.     

福州滨海地区菜地和果园土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量学特征

不同农业土地利用方式土壤生态化学计量学特征对于表征土壤养分供应水平具有一定的指示作用,对农田生态系统养分资源管理具有重要意义.为了揭示菜地和果园两种农业土地利用方式土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其生态化学计量学特征,以福州市滨海地区菜地(芋头地、红薯地)和果园(橘树园、西瓜地、梨树园)为研究对象,对菜地和果园农业土地利用方式下土壤C、 N、 P含量及其生态化学计量特征进行测定与分析.结果表明,土壤C、 N含量基本表现为果园>菜地(P<0.05),其中橘树园土壤C含量最高(4.44 g·kg^-1),西瓜地土壤N含量最高(1.46 g·kg^-1).而土壤P含量基本表现为菜地>果园(P<0.05),其中红薯地土壤P含量最高(0.19 g·kg^-1);土壤碳氮比(C/N)、碳磷比(C/P)和氮磷比(N/P)均表现为果园>菜地(P<0.05),其中,橘树园土壤C/N(7.40)、 C/P(61.43)最高,西瓜地土壤N/P最高(10.27);不同农业土地利用方式下土壤N含量与容重和电导率...     

三门峡某铅厂遗留场地土壤重金属空间分布特征及来源解析

我国各大城市目前正在进行大规模的工业企业搬迁,并产生了众多污染搬迁遗留场地,其中重金属污染尤为严峻.为了分析三门峡某铅厂遗留场地土壤重金属的污染状况、空间分布和污染来源,采用地统计学分析场地土壤重金属的空间变异规律和分布特征,并利用PMF模型解析场地土壤重金属的主要来源.结果表明,土壤中As、Cd、Cu、Pb、Hg和Ni的平均值远超过河南省土壤环境背景值,As、Cd、Pb和Hg含量超过场地土壤污染风险筛选值,As、Pb和Hg含量超过场地土壤污染风险管控值.Cr的高值区位于废渣堆场北侧,Ni和Cd高值区位于废渣堆场北侧和场地南侧,As的高值区位于废渣堆场南侧与生活区之间,Cu和Pb高值区较为分散,主要集中于中部的原料堆场和炼炉区,Ni和Cd、Cu和Pb具有相同的空间分布特征.基于PMF模型可知,7种重金属有3种主要来源,Cd以废渣堆积源为主,贡献率为87.60%;Cu、Pb和Hg以土壤母质源为主,贡献率分别为92.50%、75.20%和95.40%;Cr、Ni和As以原料粉尘废气源为主,贡献率分别为80.80%、83.30%和62.00%.     

基于FPP-Grey的地铁车站火灾安全灰色聚类评价

针对地铁车站火灾安全评价指标的模糊灰色性,从消防设计、消防设备、环境因素、管理因素4个维度建立地铁车站火灾安全评价指标体系,界定地铁车站火灾的安全等级,提出了基于FPP-Grey的地铁车站火灾安全灰色聚类评价模型。首先借助三角模糊数让专家对指标的表达更贴近实际,构建模糊判断矩阵,通过模糊优先规划得到指标权重并验证指标权重的科学性;然后运用灰色白化权函数解决指标的灰色性、不透明性问题,实现信息的透明化,聚类分析出地铁车站火灾的安全等级;最后将其运用于郑州地铁2号线柳林站火灾的安全评价,结果表明该车站火灾安全等级属于很安全状态,但需要重点关注防火分类和耐火等级状况、消防系统、车站内部环境、日常安全管理4个评价指标。该研究丰富了地铁车站火灾安全评价方法,可为地铁车站火灾安全管理提供依据。