基于LSTM-GCN的PM2.5浓度预测模型

应用机器学习算法开展空气质量预测已成为当前研究热点之一,空气质量监测数据具有显著的时空特征,即具有时间维度时序特征和空间维度传输演化特征。面向空气质量监测数据,联合LSTM提取的时间特征和GCN提取的空间特征,提出预测PM_2.5浓度的LSTM-GCN组合模型。以北京市35个空气质量监测站2018—2020年监测数据进行仿真实验,并将LSTM-GCN模型与LSTM模型、GCN模型以及时空地理加权回归模型(GTWR)进行对比,结果显示:LSTM-GCN模型相较于LSTM模型均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)分别降低了11.68%、7.34%;相较于GCN模型RMSE、MAE分别降低了40.22%、36.37%;相较于GTWR模型RMSE、MAE分别降低了17.52%、23.69%,表明所提出LSTM-GCN模型在准确率上有所提升。用LSTM-GCN模型预测2021年1—7月PM_2.5浓度,结果显示预测效果较好。     

预浓缩-GC/MS测定空气中的27种ODS和HFCs

优化预浓缩仪二级冷阱温度和柱温箱初始温度,建立了预浓缩-气相色谱 /质谱联用(GC/MS)技术测定空气中27种消耗臭氧层物(ODS)和氢氟烃(HFCs)的分析方法。结果表明,27种ODS和HFCs峰形良好,分离度较好,校准曲线相对响应因子标准偏差为1.7%~15.9%,方法检出限为0.016~0.172 μg/m³。空白加标样品连续测定6次的相对标准偏差为0.9%~13.4%,回收率为70.4%~116%。基体加标样品连续测定6次的相对标准偏差为1.0%~7.8%,回收率为94.3%~108%。实验楼周边的环境空气以及实验室内部工作环境空气均检出不同浓度的ODS和HFCs,该方法适用于空气中ODS和HFCs的测定。     

市政污水氧化沟处理工艺对人类致病菌群落组成的影响——以南京市某污水处理厂为例

人类致病菌(HPB)在市政污水中广泛存在,对人类健康产生严重威胁.以南京市某污水处理厂为例,采集1年内污水处理厂进水、污泥和生化处理出水样品,利用16S rRNA基因PCR扩增和高通量测序技术解析了 HPB群落组成特征,研究了生化处理过程中水质理化指标与HPB群落组成的相关性.结果表明,进水和生化处理出水中HPB的检出...     

百乐克(BIOLAK)活性污泥宏基因组的生物多样性及功能分析

百乐克(BIOLAK)是一种在全球范围内得到成功推广的多级活性污泥工艺,然而,迄今对于百乐克工艺的核心元件——活性污泥的生物群落及其功能尚鲜见报道.以连云港市大浦工业区废水处理厂为例,借助于新一代高通量测序技术,获得百乐克活性污泥中大规模的宏基因组数据(428 588条高质量DNA序列).鉴定出47个门类、872个属及1 351个物种.细菌域(289 933条序列)中包含33个门,其中变形菌门Proteobacteria是生物量最丰富的门(62.54%),其次是拟杆菌门Bacteroidetes(11.29%)、硝化螺旋菌门Nitrospirae(5.65%)和浮霉菌门Planctomycetes(4.79%),显示这些生物类群在百乐克废水处理系统中发挥着关键作用.在748个细菌属中,硝化螺菌属Nitrospira(5.60%)最为丰富,为活性污泥氮循环过程中的关键菌群.其次为芽单胞菌属Gemmatimonas(2.45%),是生物除磷过程的重要菌属.在古菌域(1 019条序列)中鉴定出3个门及39个属.在真核域(1 055序列),鉴定出10个门及60个属,其中,纤毛虫门Ciliophora是最大的门(257条序列).同时,检测到448条病毒序列,主要为噬菌体.在百乐克活性污泥中,参与氮、芳香化合物和磷代谢的功能基因比例分别为2.50%、2.28%和1.56%,均高于美国和澳大利亚两个废水处理厂活性污泥中功能基因的比例.在氮代谢的4个过程中,反硝化相关基因所占比重最高,达到80.81%,其次是氨化(12.78%)、硝化(4.38%)和固氮(2.04%).总之,在百乐克活性污泥中蕴藏着惊人的生物多样性,同时,参与氮、芳香化合物和磷代谢的功能基因非常丰富.     

《生态环境状况评价技术规范》修订的生态管理效用评估——以山东省为例

简述了生态环境状况评价指标构成以及新旧规范中生态环境状况指数影响因子的对比分析。通过对2014—2017年山东省市、县两级生态环境状况的评价与影响因子相关性分析,结果表明,新规范实施后,有林地、灌木林地、湖泊(库)、水田、中度侵蚀、重度侵蚀面积增加对EI评价结果的影响以正面影响为主,其它建设用地、盐碱地面积增加均对EI评价结果产生负面影响,以上8个影响因子对县级EI评价结果的影响明显大于对市级EI评价结果的影响;城镇建设用地面积增加对市级和县级EI评价结果的影响不同,但相比旧规范其负面影响均有所减小;相比旧规范,二氧化硫排放量增加对市级EI评价结果的负面影响明显减弱,但对县级EI评价结果的负面影响明显增大。     

高压密封消解-流动注射同时测定海水中总氮和总磷

建立了高压密封消解-流动注射同时测定海水中总氮和总磷的方法,方法采用特制聚四氟乙烯密封消解罐,经高压消解锅消解后,用流动注射分析仪同时测定海水中的总氮和总磷。结果显示,总氮和总磷在0~3.20 mg/L范围内线性良好,总氮相关系数(r)=0.9997,检出限为0.012 mg/L,相对标准偏差为0.65%~2.59%,加标回收率为97.8%~102%;总磷相关系数(r)=0.9999,检出限为0.006 mg/L,相对标准偏差为0.50%~6.67%,加标回收率为98.8%~101%。该方法可同时测定海水中总氮和总磷,方法准确度和精密度良好,满足分析要求,适用于大批量海水样品中总氮和总磷的快速准确定量。     

基于三维空气质量模型的广东省臭氧生成速率分析

使用WRF/CAMx模型及化学过程分析(CPA)模块,系统研究了广东省夏、秋季的臭氧生成敏感性与生成速率。夏季,广州与东莞等珠三角中部地区臭氧生成主要对VOCs敏感,郊区的臭氧生成速率较大,珠江口地区是重要的臭氧生成源区,夏季白天(08:00—17:00)平均净臭氧生成速率可达37μg/(m³·h),位于珠三角东北部的天湖白天平均净臭氧生成速率约为25μg/(m³·h)。秋季,珠江口西岸臭氧生成主要对VOCs敏感,秋季臭氧生成速率显著低于夏季。夏、秋季珠三角大部分地区臭氧生成敏感性从早上对VOCs敏感逐步过渡到下午对NO_x敏感,广东其他大部分地区则全天均为NO_x敏感,一般在VOCs敏感区中的臭氧生成速率与化学消耗速率均较大。中心城区的臭氧生成弱,臭氧净化学消耗强。     

高效液相色谱-三重四级杆/复合线性离子阱质谱法测定饮用水中22种邻苯二甲酸酯

建立了一种同时测定饮用水中22种邻苯二甲酸酯(PAEs)的高效液相色谱-三重四级杆/复合线性离子阱质谱方法:饮用水样品经针头过滤器过滤,选用Biphenyl液相色谱柱进行分离,以含0.1%甲酸的水溶液和含0.1%甲酸的甲醇溶液为流动相,电离模式为电喷雾正离子,选用多反应监测触发增强子离子扫描模式进行检测。结果表明,22种PAEs的灵敏度良好,定量限为0.001～0.1μg/L。配制浓度为0.1～100.0μg/L的混标溶液进行进样分析,分析结果显示,22种PAEs在该范围内的线性关系良好,相关系数均大于0.995,方法的平均回收率为82.9%～108.9%,相对标准偏差为0.9%～11.2%。同时,使用增强子离子扫描谱图进行搜库匹配,定性准确性高。该方法适用于饮用水中PAEs的检测。     

基于3S技术对太湖底质及水质总磷的研究

应用3S技术研究了太湖底质与水质总磷(TP)的分布情况,并结合水华频次分析了其相关性。结果表明:2016—2018年,太湖底质TP年均值在433～537 mg/kg波动,水质TP年均值从0.064 mg/L上升至0.087 mg/L。从空间分布来看,底质TP、水质TP和水华频次均呈现"西高东低"的规律,太湖西部区尤其是竺山湖区是需要开展治理的重点区域。3年间,太湖西部区水质TP上升,而底质TP与入湖河流TP下降,说明内源磷污染是太湖西部区水质TP升高的主要原因,须加强科学清淤。     

我国高速公路周边土壤重金属污染现状及研究进展

以我国高速公路周边土壤重金属为研究对象,综述了我国高速公路周边土壤重金属污染特征、影响因素、来源、环境风险及其研究进展。高速公路周边土壤主要受Pb、Cd、Cr、Cu、Zn等重金属污染,主要呈现指数分布、偏态分布和两者混合分布等特点,并且受到土地利用、风向、地形、车流量等多种因素的综合影响。土壤重金属的来源除了受成土母质等自然因素影响以外,公路交通和周边工农业活动也会对其来源产生较大影响。传统的土壤重金属评价方法主要采用单因子指数法、地累积指数法、生态风险评价法等对重金属的污染等级和环境风险进行评价。未来的研究应将重金属形态分析、空间和地统计分析、重金属稳定同位素示踪和源解析模型以及预测模型等多种手段相结合,开展高速公路周边土壤重金属的污染特征、时空分布、来源及预测预警研究等,为我国高速公路沿线工农业生产布局及其土壤重金属污染防控提供科学依据和决策支撑。