基于曲线投影动态聚类模型的大气质量监测布点研究

聚类数和聚类方法是聚类分析研究的核心,具有重要的实用价值。针对各单项大气质量监测指标的不相容问题,在投影寻踪动态聚类模型的基础上,通过引入S型曲线作为投影方式,提出了基于曲线投影动态聚类的大气质量监测布点研究新方法。从理论上讲,作为一种完全由数据驱动的方法,该模型充分体现了投影寻踪聚类的设计思想,能把最佳聚类数和对应的聚类结果的分析有机地融合在一起,具有物理意义清晰,可操作性强等特点。实例应用结果表明,通过把待研究地区大气监测点多维指标综合成一维投影指标,并利用免疫进化算法优化目标函数,模型能提供明确、客观及稳健的监测布点最佳方案,实现大气质量监测经济性和代表性的平衡。上述研究可为其它非线性、非正态高维数据分类问题开辟一条新途径。     

长江下游支流水体中多环芳烃的分布及生态风险评估

长江下游地区是我国一个典型的化学工业园区聚集地,化工园区企业生产过程中产生和排放的多环芳烃通过大气沉降、地表径流等方式进入支流水体,并最终汇入长江.本研究选择了典型的支流水体,开展了多环芳烃的分布特征、源解析和生态风险评估研究.结果表明多环芳烃单体以低环为主,总浓度为37.27～285.88 ng·L^-1,平均值为78.31 ng·L^-1.PAHs单体浓度范围0～61.35 ng·L^-1,检出率最低单体为苯并[k]荧蒽和苯并[a]芘,其检出率均为75%.苯并[a]芘是毒性当量因子最大的PAHs,其浓度范围为0～11.08 ng·L^-1.根据我国《生活饮用水水源水质标准》(CJ 3020-1993)规定,饮用水中苯并[a]芘的限值为10 ng·L^-1,其中研究区域内无锡市的一个水样(S12)中浓度超出了标准限值,长江下游支流水体的PAHs浓度总体处于低至中等的污染水平.根据比值法和主成分分析的源解析结果,水体中多环芳烃主要受化工排放、汽车尾气的影响,还有部分来自燃煤.生态风险评估...     

汉丰湖正式运行年水体营养盐分布特征

三峡前置库汉丰湖正式运行后,水体由河流形态转变为兼具湖泊、河流特征的特殊形态,导致水体生物地球化学过程发生较大变化.为探究汉丰湖氮磷营养盐时空分布特征及其影响因素,在汉丰湖面设定7个采样点,于2018年1～12月对汉丰湖各点位分层采样,监测营养盐和Chl-a等指标变化.结果表明,汉丰湖上中下层水体垂直混合较均匀,营养盐浓度差异不显著(P>0.05).TN浓度在1～9月呈波动减小趋势, 10～12月逐渐增加,月平均浓度为1.52 mg·L^-1.NO^-₂-N浓度在1～4月波动减小, 5～6月急剧增大, 7～12月波动减小,月平均浓度为0.05 mg·L^-1.NO^-₃-N浓度表现为1～6月逐渐降低, 7～12月逐渐增加的趋势.NH⁺₄-N浓度在7月最高,为0.44 mg·L^-1,其余月份变化不明显,月平均值为0.09 mg·L^-1.TP、DP和SRP浓度全年呈现波动变化...     

黑土真菌群落互作及其与梯度有机质碳分子结构的关系

真菌在土壤有机质积累、转化以及养分循环中发挥着重要功能.本文利用高通量ITS扩增子测序和固态¹³C核磁共振波谱技术,比较低有机质(2%～5%)和高有机质(7%～9%)条件下,土壤真菌各类群间的互作关系及其与有机碳官能团结构的联系.¹³C-NMR分析结果表明,O-Alkyl C占总有机碳的比例随着有机质含量的升高而增大(25.8%～35.9%).有机质含量越高,A/A-O(Alkyl C/O-Alkyl C)越小,有机质分解程度越低.真菌群落中粪壳菌纲(Sordariomycetes, 14.33%～28.17%)和被孢毛霉菌纲(Mortierellomycotina, 7.32%～23.14%)为优势类群,其相对丰度均随着土壤有机质含量的升高而显著增加(P<0.05).网络分析结果表明,相比高有机质土壤,低有机质土壤中真菌生态网络的节点数、连接数和平均聚类系数较小,真菌互作关系更简单,且真菌与有机碳官能团联系更紧密,尤其与LOC联系更紧密.随机森林模型显示LOC对低有机质土壤真菌互作关系的解释量最高(10%),其次是难分解碳组分(ROC...     

缸内直喷汽油车细小颗粒物排放特性研究

选取三辆满足国六排放标准的缸内直喷汽油车进行常温冷启动WLTC循环排放试验,研究不同车辆排放的粒径在23nm以上的固态颗粒物、6nm以上包含挥发性/半挥发性组分的颗粒物数量排放特性,并进行了比较研究.结果发现,在缸内直喷汽油车排放的6~30nm范围内包含挥发性/半挥发性物质的细颗粒物主要产生在WLTC循环减速段､高速段和超高速段;30~2500nm范围的挥发性/半挥发性的颗粒物主要在超高速段生成;其它工况下,23nm以上固态颗粒物在颗粒物数量排放中占主体.试验研究还发现GPF对6~30nm大小的细颗粒物捕集效果不佳,并且GPF再生时会产生高浓度6~30nm大小的细颗粒物排放.颗粒物碳质成分分析表明挥发性/半挥发性细颗粒物对法规测量的23~2500nm颗粒物的数量排放影响甚微,但对颗粒物质量排放影响明显.     

考虑群组行为的楼梯瓶颈处行人流模拟

为探究楼梯瓶颈处群组行为对行人流通行效率的影响,基于校园内的观测试验获取群组运动参数,采用Anylogic仿真平台建立考虑群组行为特征的楼梯瓶颈处人员运动模型,根据不同的群组运动参数、楼梯几何参数和障碍物布置方式对行人流通行时间与密度分布的影响开展数值模拟。结果表明:较大的群组比例和群组规模均会延长行人流通行时间,增加通行过程中的拥堵持续时间;在链状构型下,群组通行效率较高,而并排构型对人员通行造成的负面影响最大;在有群组和无群组情况下,楼梯位置变化会产生相反的通行效果;平行放置障碍物可以有效降低人群密度,提高群组行人流的通行效率。     

一株架桥细菌的共凝集能力及强化生物膜反应器效能的研究

测定了架桥细菌Bacillus cereus G5与活性污泥中分离得到的13株土著细菌及3株复杂有机物降解菌配对组合后的共凝集能力和成膜能力.结果表明:凝集2 h和20 h时的共凝集率分别达到40%~70%和55%~80%;架桥细菌与其中15株细菌混合培养时的生物膜形成量高于单菌培养时的生物膜量.这表明在废水处理系统外G5能与土著菌和降解菌发生较强程度的共凝集,并可促进多数菌株生物膜量的增加.进一步考察了G5与3,5-二硝基苯甲酸降解菌Comamonas testosterone A3投加到序批式生物膜反应器(SBBR)中的生物强化效果.32 d的运行结果表明,同时投加A3与G5菌株的反应器,24 h时出水中3,5-二硝基苯甲酸由100.0 mg·L-1降解至10.1 mg·L-1,降解最快;3,5-硝基苯甲酸负荷由100 mg·L-1增加到1000 mg·L-1的运行过程中,平均降解率稳定在65.0%~88.1%的范围内,表现出最强的抗冲击能力;生物膜量在1.4~2.0 mg·cm-2之间,比其他两组反应器同期时的生物膜量略高.表明在废水处理系统内Bacillus cereus G5亦可能通过其广泛的共凝集能力,促进反应器中生物膜的形成,并辅助降解菌以自固定化方式定殖于生物膜,从而表现出快速的生物强化作用和较强的抗冲击能力.