Machine learning and theoretical analysis release the non-linear relationship among ozone, secondary organic aerosol and volatile organic compounds

Fine particulate matter (PM_2.5) and ozone (O₃) pollutions are prevalent air quality issues in China. Volatile organic compounds (VOCs) have significant impact on the formation of O₃ and secondary organic aerosols (SOA) contributing PM_2.5. Herein, we investigated 54 VOCs, O₃ and SOA in Tianjin from June 2017 to May 2019 to explore the non-linear relationship among O₃, SOA and VOCs. The monthly patterns of VOCs and SOA concentrations were characterized by peak values during October to March and reached a minimum from April to September, but the observed O₃ was exactly the opposite. Machine learning methods resolved the importance of individual VOCs on O₃ and SOA that alkenes (mainly ethylene, propylene, and isoprene) have the highest importance to O₃ formation; alkanes (C_n, n ≥ 6) and aromatics were the main source of SOA formation. Machine learning methods revealed and emphasized the importance of photochemical consumptions of VOCs to O₃ and SOA formation. Ozone formation potential (OFP) and secondary organic aerosol formation potential (SOAFP) calculated by consumed VOCs quantitatively indicated that more than 80% of the consumed VOCs were alkenes which dominated the O₃ formation, and the importance of consumed aromatics and alkenes to SOAFP were 40.84% and 56.65%, respectively. Therein, isoprene contributed the most to OFP at 41.45% regardless of the season, while aromatics (58.27%) contributed the most to SOAFP in winter. Collectively, our findings can provide scientific evidence on policymaking for VOCs controls on seasonal scales to achieve effective reduction in both SOA and O₃.     

不同季节天津市PM2.5与O3潜在源区及传输路径分析

为探究天津市各季节PM_2.5与O₃污染的非本地源贡献情况,本文以2017—2019年为研究时段,应用HYSPLIT模型,基于MeteoInfo软件对不同季节气流后向轨迹进行聚类分析,通过计算潜在源贡献因子(potential source contribution function, PSCF)、浓度权重轨迹(concentration-weighted trajectory, CWT)对天津市PM_2.5与O₃污染的外来潜在源区以及可能的污染传输途径进行研究. 结果表明:①天津市PM_2.5和O₃污染均较为严重,且具有明显季节性特征. 天津市各季节的气流变化明显,春、秋两季以西南方向气流为主,夏季以来自渤海的气流为主,冬季则以西北方向气流为主. ②天津市西南方向气流在各季节对应的污染物浓度均较高,春、秋两季西南方向气流携带的ρ(PM_2.5)和O₃浓度8 h滑动平均值〔简称“ρ(O₃-8 h)”〕均最高;夏季,西南方向气流携带的ρ(O₃-8 h)最高;冬季,西南方向轨迹携带的ρ(PM_2.5)最高. ③西南方向上河北省南部的邯郸市,山东省西部的菏泽市、聊城市,以及河南省北部的开封市、濮阳市、新乡市均为天津市PM_2.5与O₃污染的主要潜在源区. 此外,冬季张家口市和唐山市对天津市PM_2.5污染的潜在影响也较大. 冬季影响天津市PM_2.5污染的外来潜在源区情况较为复杂,除西南气流外,其还受西北部与东部气流的影响. 研究显示,天津市大气污染区域联防联控需重点关注河北省南部、河南省北部以及山东省西部城市的潜在输送影响.      

镇雄县乌江水系郭家河流域污染现状调查及总量预测分析

对郭家河流域进行系统的数据收集、实地调查、污染因子监测,并通过总量预测分析,掌握境内乌江水系郭家河流域各污染源,确定流域水质超标主要原因,提出针对性的保护措施。     

生态投资对南水北调水价的影响

跨流域调水工程不仅是一个复杂的水利工程，还是一个十分复杂的生态系统工程。从南水北调水价构成与流域生态投资组成理论出发，从资源水价、工程水价和环境水价3部分分析南水北调水价的构成，利用分段成本累加法测算工程成本，按照两部制测算供水水价。探索性地讨论了生态投资的含义及组成构架，将生态投资分为直接投资和间接投资两个部分，并将其在南水北调工程投资中进行投影。同时以南水北调东线一期工程为实例，对生态投资的各项组成部分分类进行探讨，并对生态投资对受水区水价的影响进行定量测算，确定生态投资在南水北调工程中起到举足轻重的重要作用。     

UV/Fenton/杂多酸体系对染料曙红Y的光解作用研究

为改善Fenton反应的氧化效率,选择杂多酸为活化剂,建立了一种新的光催化体系。在光化学反应器中,以紫外灯为光源,以磷钨酸为光催化助剂,研究了UV/Fenton/杂多酸体系对曙红Y模拟染料废水的光催化降解的影响,并就杂多酸辅助光催化降解染料的机理,影响染料光催化降解速率的因素,提高染料光催化降解效率的途径进行了初步探讨。结果表明,溶液中H2O2投加量、Fe2+浓度、溶液pH值是影响催化光解效果的重要因素。实验得出反应的适宜条件是:pH为5～6,30%H2O2的投加量为2 mL,FeSO4的剂量约为0.02 g/L。     

废硅藻土在小城镇印染废水预处理中的应用

随着小城镇的发展,多种行业的企业不断引进,逐渐形成了城镇的多产业型格局。青岛地区周边村镇的印染企业较多,产生的废水色度较大,这对适合于村镇的土地处理法会产生很大的影响,为了保证土地处理系统的出水水质,需要对进入土地处理系统的印染废水进行一定的预处理。文章通过对啤酒厂用于过滤后的废硅藻土对印染废水的脱色实验,以期找到一种较经济的小城镇印染废水预处理方法,同时实现废物再利用。实验研究表明,废硅藻土仍有吸附能力,具有再利用价值。它对实验选取的5种染料废水脱色效率均在50%以上;对阳离子染料脱色效果达到90%,效果最佳。因此废硅藻土在部分印染废水处理中可以替代常规混凝剂,大大降低处理成本。可以预测废硅藻土在印染废水预处理中的应用有很大潜力。     

SPE-HPLC测定水环境中碘普罗胺的研究

用固相萃取-高效液相色谱法(SPE-HPLC)测定了水环境中的碘普罗胺。考察了LC-C18小柱的最佳洗脱条件,并且根据出峰情况选出最佳的色谱条件:流动相为5mM乙酸铵溶液(用乙酸调节pH至5.7):乙腈=93:7(V/V),温度25℃,流速为0.4ml/min,检测波长为242nm。碘普罗胺在1-100mg/L范围内线性关系良好,回归方程为y=1.311 5x-0.220 7,线性相关系数r=0.999 8,回收率平均值为100.10%,RSD为3.4%(n=10)。用该方法测定实际水环境中水样中的碘普罗胺,操作简单,结果准确。     

挥发性氯代烃在干燥土壤中的平衡吸附研究

吸附是挥发性氯代烃（volatile chlorinated hydrocarbons,VCHs）污染土壤的主要机制之一.采集长三角地区3类典型水稻土,用静态平衡吸附实验进行干燥土壤对6种VCHs的平衡吸附研究.结果表明,干燥土壤的平衡吸附等温线难以用Langmuir方程和BET方程描述,但用Dubinin-Astak...     

青木关地下河中溶解态甾醇来源及迁移、转化特征

为阐述溶解态甾醇在地下河中的来源及迁移、转化过程和对水质状况评价,2013年7~11月在青木关地下河入口处、出露处和出口处进行定期采样,并利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对样品中溶解态甾醇的组分进行定量分析.结果表明,7~11月溶解态甾醇的平均含量变化为415~629 ng·L-1,随月份的增加地下河中溶解态甾醇的含量呈下降的趋势;从地下河入口至地下河出口溶解态甾醇的平均含量变化为724~374 ng·L-1;豆甾醇/胆固醇的平均比值变化为0.29~0.12,随地下河运移距离的增加二者的值均呈下降的趋势.成分组成上以胆固醇含量占优势,约占总含量的37.30%~94.85%,但各月组成变化较大.粪醇/胆固醇、粪醇/甾醇总量的比值均小于0.2,表明没有受到生活污水的污染,但随月份的增加二者比值大致呈增加的趋势.     

水体氮磷营养盐水平与氯霉素浓度复合水体对苦草的生理生化影响

通过实验室静态模拟,研究了在不同氮磷营养水平(中营养组、富营养组和超富营养组)和不同浓度(0、0.05、0.1、0.2μg·L-1)氯霉素复合水体中暴露7 d后,苦草叶片中过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)的活力以及丙二醛(MDA)、可溶性蛋白和叶绿素含量的响应.结果表明,富营养和0.2μg·L-1氯霉素组复合水体中,苦草的可溶性蛋白含量显著增加,其浓度为同一营养组中0μg·L-1氯霉素组的2.38倍.POD活力显著降低,富营养和0.2μg·L-1氯霉素组复合水体中活力降为同一营养组中0μg·L-1氯霉素组的33.84%.对SOD的影响随二者联合浓度增大而减小,中营养和0.2μg·L-1氯霉素组复合水体的联合作用对苦草SOD的抑制最大,其活力为同一营养组中0μg·L-1氯霉素组的28.59%.