人工智能技术对长江流域水污染治理的思考

随着经济的快速发展和城市化进程的不断加速,促使水污染严重的长江流域需从污染物去除过程的建模与优化、污水处理过程的优化控制、水污染监测系统的构建开展水污染治理研究.传统的水污染处理技术存在污染物去除效率预测精度较低、污水优化控制成本较高、水污染监测滞后效应严重的问题.人工智能技术能够有效克服上述问题,因此通过梳理国内外学者利用人工智能技术在污水污染物去除过程的建模与优化、污水处理过程的优化控制及水污染监测系统的构建等方面的研究成果,为全面加强长江流域水污染治理能力提供科学可靠的技术指导.结果表明:①利用人工神经网络技术（径向基神经网络、多层前馈网络-人工神经网络、多层感知器神经网络）对污水污染物去除过程进行建模与优化,为精确预测长江流域重金属（Cr、Cu）、营养盐（TN、TP）、持久性有机污染物〔PBDEs（多溴二苯醚）、HCH（六氯环己烷）〕的去除率提供重要参考价值.②采用污水处理的自动控制技术与人工智能技术（递归神经网络、支持向量机、模糊神经网络等）构建污水智能控制系统,为长江流域实现高效节能的污水优化控制提供重要的技术指导.③利用在线监测仪器和人工智能技术（小波神经网络、多元线性回归-人工神经网络、叠层去噪自动编码器等）建立水污染智能监测系统,为解决长江流域水污染监测响应滞后问题提供有力的技术支持.因此,人工智能技术对长江流域提高污水污染物去除率,降低污水优化控制成本,提升水污染监测时效性具有重要的推广价值.      

长三角背景点夏季大气PM2.5中水溶性无机离子污染特征及来源解析

为研究长三角背景点夏季PM_2.5污染特征,于2018年5月30日—8月15日在上海市崇明岛对PM_2.5样品进行昼夜采集,并对其中水溶性无机离子(Cl-、NO₃-、SO₄2-、Na+、NH₄+、K+、Mg2+、Ca2+)进行了分析.运用PSCF(潜在源贡献)方法判别污染物排放源区,并结合PCA(主成分分析)和PMF(正交矩阵因子)源解析探究PM_2.5来源.结果表明:①观测期间崇明岛ρ(PM_2.5)平均值为(33±21)μg/m3,低于GB 3095—2012《环境空气质量标准》一级标准限值(35 μg/m3),但在部分时段存在显著超标现象,ρ(PM_2.5)最高值在120 μg/m3以上.②水溶性无机离子质量浓度平均值为(14±9.3)μg/m3,占PM_2.5的42.4%,其中SNA(SO₄2-、NO₃-、NH₄+三者统称)为主要离子,占水溶性离子总质量浓度的85.7%.③n(NH₄+)/n(SO₄2-)(NH₄+与SO₄2-的摩尔浓度比)显示,清洁期〔ρ(PM_2.5) < 15 μg/m3〕呈贫铵状态,过渡期〔15≤ρ(PM_2.5)≤35 μg/m3〕和污染期〔ρ(PM_2.5)>35 μg/m3〕均呈富铵状态;过渡期SNA主要以NH₄HSO₄和NH₄NO₃形式存在,而污染期则主要以(NH₄)₂SO₄和NH₄NO₃形式存在.④通过对两次典型污染事件进行离子相关性分析和PSCF分析发现,E1污染事件(5月30日—6月8日)为局地生物质燃烧型污染事件,E2污染事件(7月23日—8月1日)为区域传输污染事件.源解析结果进一步表明,两次典型污染事件期间气态污染物的二次转化对PM_2.5的贡献最显著,贡献率分别为62.8%和59.8%;其次是生物质燃烧,其贡献率分别为32.5%和20.1%;E2污染事件期间海盐源对崇明岛PM_2.5贡献率较高(16.6%),远超过E1污染事件期间对PM_2.5的贡献率(2.7%).研究显示,区域输送对崇明岛PM_2.5有显著贡献,二次颗粒物累积是崇明岛PM_2.5超标的主要原因.      

不同海拔对干热河谷土壤微生物量及活性的影响

以四川宁南县金沙江下游的河谷地带为研究区域,选择不同海拔下的土壤为研究对象,研究不同海拔下土壤微生物量及其活性的变异特征.结果表明,在干热河谷区,海拔对微生物量、基础呼吸强度、诱导呼吸强度(SIR)影响显著,且随着海拔高度的升高,上述指标呈显著线性增加.在海拔705~1005m处随着干热风影响的减少,微生物量及其活性逐渐增加,其后随着海拔的继续升高,干热风影响降低,微生物量及其活性总体趋于稳定.海拔1005~1400m可以作为是干热风影响的过渡区.微生物量、基础呼吸强度、SIR具有明显的干湿季变化且变化规律相似,其中干季微生物量及其活性显著低于湿季.干季代谢商(qCO2)随海拔先降低后升高并趋于稳定,湿季没有显著差异.干季和湿季土壤微生物量与理化属性具有较强的相关性,可以作为评价土壤肥力的指标.上述研究结果表明,在金沙江干热河谷区,干热风是影响土壤微生物量及其活性的主要因子之一,从生态恢复角度出发,应该尽可能的减少干热风和水分对土壤和植被的胁迫作用,促进该区域生态的可持续性发展.     

设施叶菜类蔬菜重金属镉、铅和砷累积特征及健康风险评价

近年来京津冀地区春季扬沙、秋冬季节雾或霾频发,大气可吸入颗粒物尤其是PM2.5可负载镉铅砷等重金属,易被叶菜类蔬菜(叶菜)吸收并在可食部位累积,设施叶菜类蔬菜可食部位重金属的累积是否同样受大气沉降的影响.对此,以京津冀地区常见6种叶菜类蔬菜——菠菜、油麦菜、生菜、小白菜、茼蒿和茴香为主要对象,采用田间试验,探索了大棚叶...     

混合质电镀污泥中金属分离富集与分质回收研究

对混合质电镀污泥进行了湿法分离和金属回收研究,拟采用硫化分离富集—分质回收的工艺路线实现重金属的全组元回收。结果表明,在常温下采用分段硫化可以实现电镀污泥中Cu、Ni、Zn、Cr的分离与富集,在控制pH为3.8时,浸出液中Cu、Ni、Zn的硫化沉淀率均大于98%,Cu、Ni、Zn与Fe、Cr取得了较好的分离,在pH为4.1时,Cr与Fe取得了较好的分离效果,Fe的硫化沉淀率达到了93.35%,Cr最终在铬泥中得到富集;富集了Cu、Ni、Zn的硫化渣和富集了Cr的铬泥容易实现金属的分质回收;对重金属含量较低的混合质电镀污泥,采用硫化分离富集—分质回收的工艺是可行的,可将Cu、Ni、Zn、Cr等重金属予以全组元回收,同时处理后废渣可作为一般工业固废进行处理。     

黑藻吸附Cu2+机制研究

生物吸附法是一种经济有效的去除废水中有害重金属离子的方法.以黑藻(Hydrilla verticillata)干样为生物吸附材料,研究了黑藻对水体中Cu<'2+>等温吸附的基本特征,并通过测定吸附前后溶液离子浓度变化以及pH值、基团屏蔽对Cu<'2+>吸附的影响,结合红外光谱技术,从静电吸附作用、离子交换作用、基团作用...     

聚焦ISO 14001标准 创建生态旅游岛

结合鼓浪屿区实施ISO14001标准,探讨了其意义,实施步骤和特点,可为其它风景名胜区建立环境管理体系所借鉴。     

用造纸污泥制备改性木质素磺酸钠

以甲醛作改性剂,用造纸污泥制备改性木质素磺酸钠,通过正交实验考察了各种因素对改性木质素磺酸钠减水性能的影响。实验结果表明：木质素磺酸钠进行羟甲基化反应时,在10g粗品木质素中加入甲醛7mL、反应温度为45℃、反应液pH为10—11的最佳条件下,改性木质素磺酸钠的减水率为25．2％。经测试,改性木质素磺酸钠的各项性能指标均达到普通减水剂的国家标准要求。     

湟水河西宁段河流表层沉积物天然放射性水平调查

采用低本底多道NaI(Tl)γ能谱仪对湟水河西宁段河流沉积物中天然放射性核素比活度进行测定,并按照相关标准进行评价。结果表明,湟水河西宁段河流表层沉积物中40K、226Ra和232Th的含量均小于西宁市土壤中相应放射性核素的含量,沉积物被用作建筑材料时其放射性核素比活度、内外照射指数、居民年外照射以及居民接受有效剂量均不存在超标现象。     

模拟氮沉降对苗圃地土壤动物群落的影响

通过人工喷施氮H4NO3建立了一个模拟氮沉降增加梯度系列,在近18个月的试验处理期间,研究了2003年7月、10月和2004年2月、5月这几个不同季度苗圃试验样地土壤动物群落对氮沉降增加的响应。实验分为5个处理组:对照、低氮、中氮、高氮和倍高氮,分别接受0、5、10、15、30g/(m2·a)的氮沉降量。土壤细菌和真菌的数量总体上随氮处理的加强而持续显著地增长,土壤有机氮含量也持续升高,土壤酸度则不断下降。采样期对土壤动物的个体数量、类群丰度和多样性存在显著的影响,总的来说,土壤动物群落随试验处理期加长而持续增长。土壤动物群落具有显著的垂直分异特征,土壤I层土壤动物个体数量、类群丰度和多样性显著高于II和III层。氮沉降增加对土壤动物群落有明显的影响,表现为施氮处理明显有利于土壤动物群落的发展,但也具有明显的阀值效应。与对照样地相比,各施氮处理样地土壤动物群落水平整体为高,而且随试验处理时间的增加这种差异有加大的趋势;氮沉降增加处理与取样期之间存在显著的交互作用,除了2月取样,中氮处理土壤动物群落水平都处于最高水平,而对照处理一般处于最低水平,这种趋势在最后一次取样中最为明显;氮沉降处理与土壤动物的垂直分布之间也有明显的交互作用:在土壤I层,从对照至倍高氮处理,土壤动物群