运用神经网络分析电流测定堆肥系统中的对苯二酚

针对生物传感器检测堆肥系统中对苯二酚时存在的检测范围较小和检测精度不高等问题,在分析漆酶生物传感器检测电流信号的基础上,以传感器响应电流为输入变量,以对苯二酚浓度为输出变量,建立了神经网络(ANN)模型,对网络进行了优化,确定了最佳的网络参数(最佳隐含层神经元数为7,最佳输入层神经元数为5,最优的传递函数组合为Tansig-Logsig,最优的算法为Levenberg-Marquardt算法),并将模型预测性能同非线性回归(NR)模型进行了比较.NR的RMSE(均方根误差)为14.441 9 ìmol/L,预测值与实测浓度之间的相关系数为0.994 4;与之相比,ANN的RMSE达到4.444 2ìmol/L,预测值与实测浓度的相关系数为0.9996,预测性能明显优于NR.对苯二酚的检测范围达到0.015～450ìmol/L,在现有水平上进一步扩大了检测范围同时提高了检测精度.     

中外环境空气质量标准比较

颁布实施并于1996年修订且于2000年进行了修改的国家环境空气质量标准(GB3095—1996)已不能适应当前和今后国家环境空气质量管理及评价工作的需求,迫切需要修订. 针对1996年以来国外环境空气质量标准的新进展,研究了美国、欧盟、世界卫生组织(WHO)等国家、地区和组织的环境空气质量标准,就主要污染物控制项目、浓度限值、达标的统计要求及标准实施要求等进行了对比和讨论. 结果表明,PM₁₀,SO₂,NO₂,CO和Pb等仍是绝大多数国家共同控制的污染物,发达国家增加了PM_2.5项目,并有增加苯、重金属等污染物的趋势. 中国未规定污染物达标的统计要求,更没有具体的环境质量标准实施要求,相对放宽了环境空气质量标准,建议未来中国环境空气质量标准修订工作中应综合考虑上述问题.      

我国水泥工业大气污染物排放标准的修订历程与思考

国家近期修订发布了GB 4915-2013《水泥工业大气污染物排放标准》,这是自1985年首次发布标准以来的第三次修订.本文回顾了我国水泥工业大气污染物排放标准制修订历程,重点分析了环境保护形势和环境管理思路的变化对标准内容和表现形式的影响,提出了标准制订原则,以及对标准制订中关键问题的把握,它们共同构成了我国排放标准的制定规则,对于完善我国排放标准制订理论和方法,提高环境管理和污染控制水平,具有重要意义.     

燃煤电厂重金属排放与周边土壤中重金属污染特征及健康风险

为揭示燃煤电厂烟气中重金属排放对周边土壤环境的影响.以石家庄地区6座燃煤电厂为研究对象,测定了燃煤电厂烟囱入口烟气中As、Cd、Cr、Cu、Pb、Hg和Ni这7种重金属元素,同时对电厂周边土壤中重金属含量进行了测试分析,并对其进行了源解析和健康风险评价.结果表明,各燃煤电厂烟气经过一系列烟气污染物控制措施净化后,烟气中不同重金属元素的排放量范围为0.11~6.32 mg ·（MW ·h）^-1,Cu、Cr和Ni是主要排放污染物.各电厂向大气环境中排放的7种重金属元素总量在33.56~275.71 kg ·a^-1之间.燃煤电厂周边表层土壤中Cr、Cu、Pb、Hg和Ni这5种重金属元素含量平均值均高于河北土壤背景值,且超出背景值1.16~2.32倍.电厂周边土壤中重金属含量与烟气中重金属排放量具有一定相关性.不同风向上土壤中重金属含量随距电厂距离的增大,呈现出先增大后逐渐减小趋势.源解析表明煤炭燃烧排放对电厂周边土壤重金属的贡献率最大,达到41.4%,其次为工业排放,占比为23.6%,交通运输排放占比为19.6%.总而言之,人为活动对土壤重金属富集起主导作用,约占84.6%.健康风险评估显示电厂周边土壤中重金属元素的健康风险整体处于可接受范围内.     

利用微生物菌剂净化城市河道水质试验研究

在无外加碳源的静态试验条件下,用4种微生物菌剂进行水质净化效果研究。结果表明：4种微生物菌剂对水中氮磷的降解效果明显,但对COD的降解效果不甚理想;对TN及NH3-N的去除效果,脱氮菌显著大于复合芽孢杆菌和硝化细菌;4种微生物茵剂投至水体中其微生物菌群均在7d左右开始进入衰亡期。     

淹水厌氧条件下腐殖酸对红壤中铁异化还原过程的影响

采用室内培养实验,观测淹水厌氧条件下分别添加及共同添加葡萄糖和不同制备来源的腐殖酸,对红壤中铁的异化还原作用的影响.结果表明,红壤单独培养条件下,Fe(Ⅱ)浓度培养前后没有发生变化.添加葡萄糖促进了铁的异化还原,培养至12 d其Fe(Ⅱ)浓度为培养前的25倍.腐殖酸不能作为电子供体促进铁的异化还原,单独添加时红壤中Fe(Ⅱ)浓度没有发生变化,而同时添加葡萄糖情况下,培养前期促进而后期减弱铁的异化还原,其Fe(Ⅱ)浓度增幅仅为单独添加葡萄糖处理的35%.腐殖酸的浓度对红壤中铁的异化还原作用有影响,浓度为2.00 g/kg时培养前期促进而后期减弱铁的异化还原,低浓度时（0.20和0.02 g/kg）影响很小.不同制备来源的腐殖酸对红壤中铁异化还原过程的影响不同.培养前期,从山西大同风化煤(HAs)、河南巩县褐煤(HAh)和云南昆明滇池底泥(HAk)中提取的腐殖酸都促进了红壤中铁的异化还原;培养后期,HAk依然发挥促进作用,其Fe(Ⅱ)浓度始终高于G处理,而添加HAs和HAh的处理培养至7 d Fe(Ⅱ)仅为单独添加葡萄糖处理的14%和25%,减弱了铁的异化还原.     

连续极端降雨对东江流域水质影响分析

为研究连续极端降雨对饮用水源型河流东江水质的影响,分析流域近38年极端降雨事件发生特征,并结合水文水质数据初步分析其对水质的影响.基于SWAT2012建立东江流域高精度模型,研究极端降雨过程中主要污染物通量变化过程及其对水质的影响.结果表明,东江流域近38年极端降雨事件共发生173次,丰水年频次要高于其他年份,年内受气候影响主要集中在3～9月(80%),峰值主要出现在降雨量最高的6月;在空间上增城-博罗-惠州-龙门一带极端事件发生频率最高.降雨量与浊度、TP、氰化物、Pb、Fe和Mn的浓度值均呈显著正相关,其中与浊度、TP的相关系数相对较高,与p H、电导率和Zn的浓度值等呈极显著负相关,水质在一定程度上受到降雨的影响.浊度、TN、NH4+-N及TP浓度值均在暴雨径流期出现不同程度的上升趋势,其中浊度和TP浓度值变化趋势与流量呈显著一致,其峰值出现要早于流量峰值(约1 d),存在显著初期冲刷效应; p H变化过程则与流量相反,成"V"字形,可能是受上游山区降雨、土壤酸碱度及产汇流条件影响; NH4+-N受初期冲刷及洁净雨水稀释则呈现前期高,中后期低的特征.污染物负荷与径流量变化趋势较为一致,TN、NH4+-N及TP污染通量峰值要晚于(约1d)流量峰值的出现,这与污染物浓度峰值出现规律不同;污染物负荷主要在暴雨径流期呈现明显增加趋势,以59. 48%的径流量输送污染物占比达到了:COD 68. 42%、NH4+-N 54. 68%和TP 70. 20%,呈现时间短、污染物负荷冲击强等特点,对东江饮用水源水质造成较大的影响,建议通过强化初期雨水治理减少暴雨径流期对水质风险的影响.     

组合法在塔里木盆地石油产量预测中的应用

影响塔里木盆地石油产量的因素是多方面的,这些因数与产量之间具有非线性关系,采用通常的数学方法很难对其进行分析,鉴于此,本文利用灰关联度对塔里木盆地石油产量的主要影响因素进行分析,从中选择关联度较大的因素作为影响元,利用GM(1,1)和BP人工神经网络建立的组合预测模型,对塔里木盆地石油产量发展趋势进行短期预测,运用翁氏旋回预测模型在短期预测的基础上对塔里木盆地石油产量进行中长期预测,其预测结果对决策者制定勘探战略、优化勘探项目、确定投资方向提供参考,对油气管理部门提供一定的科学依据。     

施氮水平对黄土旱塬区麦田土壤呼吸变化的影响

为评价土壤呼吸对施氮的响应,于2008年3月~2009年3月,监测了黄土旱塬区长期不同施氮水平条件下小麦连作系统中土壤呼吸日变化、季节变化以及不同生育期土壤可溶性碳(dissolved organic C,DOC)、微生物量碳(soil microbial biomassC,MBC)、土壤有机碳(soil organic C,SOC)和土壤全氮(soil total N,STN)的含量变化.研究涉及5个施氮水平(以N计)0(N0)、45(N45)、90(N90)、135(N135)和180(N180)kg/hm2.结果表明,施氮量为0~90 kg/hm2时,土壤呼吸速率随施氮量的增加而显著升高;90~135 kg/hm2时,土壤呼吸速率随施氮量的增加略有增加;135~180 kg/hm2时,随着施氮量的增加土壤呼吸呈降低趋势.在一年监测期间,N0、N45、N90、N135、N180波动范围(以CO2计)分别为0.27~2.01、0.36~2.26、0.58~2.56、0.65~2.94和0.58~2.6μmol/(m2.s).在季节变化尺度上,土壤呼吸具有显著的活跃期(3~10月)和微弱期(11月~次年2月).施氮显著影响DOC、MBC含量变化.土壤呼吸速率与DOC、MBC呈显著正相关,而与土壤碳氮比(C/N)呈显著负相关关系.     

黄河口典型潮沟土壤碳氮分布特征规律

为探究黄河三角洲盐沼土壤碳氮含量在潮沟水系中的时空分布特征,选取黄河口一条典型的潮沟系统,采集一、二、三级潮沟表层土壤,探寻土壤有机碳、总氮与土壤容重、盐度、pH等理化因子的相关关系。结果表明:土壤有机碳和总氮在时空尺度上表现出极大的异质性特征。时间尺度上,土壤有机碳和总氮出现先上升后下降的趋势。空间尺度上,一级潮沟土壤有机碳和总氮平均值(2.9 g·kg-1、0.36 g·kg-1)大于二级(1.4 g·kg-1、0.18 g·kg-1)、三级(1.6 g·kg-1、0.21 g·kg-1)潮沟。相关分析表明,土壤有机碳和总氮与盐度呈显著正相关(P<0.01),与容重呈显著负相关(P<0.01)。盐沼湿地土壤碳氮含量受土壤水盐条件的影响,而潮沟水系的树状结构对水盐条件的影响是导致土壤碳氮含量时空差异分布的重要因素。