化工企业废水污染源在线监控预警阈值确定方法研究

为解决我国污染源在线监控数据缺乏深层次利用、监测数据对污染源不能有效预警的状况,对企业日常污水排放的污染物进行监控预警,综合运用层次分析法和频次分析法,分别确立了在线监控预警的指标体系和污水排放不同警情的阈值范围,并以某化工厂12个月的在线监测数据为案例对方法进行了验证.分析结果表明,某化工厂污染源废水中ρ（氰化物）在0~0.50 mg/L之间,其中88.54%的监控数据分布范围为0~0.20 mg/L,均未超过GB 8978—1996《污水综合排放标准》Ⅱ级标准限值;ρ（COD_Cr）在3.51~499.17 mg/L之间,其中51.74%的数据分布在>300~400 mg/L之间,接近GB 8978—1996 Ⅲ级标准限值,出水ρ（COD_Cr）偏高;ρ（NH₄+-N）在0~45 mg/L之间,均未超过GB 8978—1996 Ⅱ级标准限值,其中91.13%的数据低于30 mg/L,出水ρ（NH₄+-N）较低.对确定的预警阈值方法验证结果表明:①依据权重值的大小最终筛选出氰化物、COD_Cr及NH₄+-N为预警指标.②某化工厂氰化物在排放正常、一般、不正常及极不正常状态对应的阈值范围分别可设为40%频次、30%频次、5%频次及超过5%频次所对应的浓度范围;COD_Cr和NH₄+-N各状态对应阈值浓度范围一致,均为50%频次、40%频次、5%频次及超过5%频次对应的数值.研究显示,基于在线监测数据并结合相关标准、化工企业排污风险特征和化工厂的生产特征及工艺等基本条件,提出利用频次分析法确定化工厂各采样时刻不同警情阈值的方法较为科学合理.      

流域水质预警体系研究与应用进展

流域水质预警是水质监控管理的重要组成部分,完善的流域水质预警体系可为流域水污染处理提供充足时间和所需信息,有效削减水污染对水环境造成的影响.对国内外的流域水质预警体系研究进展分别从预警体系目标、预警指标、预警阈值及模拟模型4个方面进行了综述,并且对目前国内外典型流域水质预警体系进行了分析.结果表明:流域水质预警体系目标主要从流域水体功能和水体污染风险2个方面进行考虑;预警指标可分为物化和生物毒性指标2类,生物毒性指标可弥补物化指标的不足,但不能完全替代,二者联合并施是未来预警指标筛选的发展方向;预警阈值的制定依据环境质量标准、排放标准、水质现状及污染源特征等信息,采用单指标多次报警、多指标联合报警或物化与生物毒性指标联合报警等方式,可提高预警体系的稳定和可靠性;污染物迁移转化模型已有一些成熟应用,但大部分模型依然需要大量的参数和历史数据才能保证准确性,因此对于大型流域难以适用.目前我国还未有国家层面完整的流域水质预警体系和相关流程在应用,特别是缺乏可靠的污染物迁移转化模型.未来应从建立典型流域水质预警体系着手,集成地方流域成熟应用的污染物迁移转化模型,逐步完善国家层面的流域水质预警体系,为我国流域水质安全提供保障.      

基于大数据的炼化装置机泵设备异常状态预警技术研究

为了弥补某石化公司机泵状态监测与分析预警系统阈值报警算法的不足,以传感器所采集海量数据为基础,探索、研究趋势报警算法,从而完善机泵状态监测系统的报警策略,并以该算法的实践与成功案例分析,证明了基于大数据趋势报警策略对机泵设备早期故障与突发故障预警的有效性和准确性。     

合肥市冬季PM2.5统计预报方法初试与比较研究

利用合肥市2015-2018年冬季PM_(2.5)观测资料和FNL再分析资料,文章综合考虑地面及边界层高度范围内各气象要素作用,针对目前空气质量统计预报方法的不足,根据阈值分析筛选预报因子,同时将风向数据转化为对应的八方位上历史污染物浓度均值输入,最后结合BP神经网络对PM_(2.5)浓度进行逐6 h预报。结果表明,所建模型(TA-BP方案)中对PM_(2.5)预测值与观测值的相关系数(R)高达0.85,平均绝对误差(MAE)为21.31μg/m~3,均方根误差(RMSE)为28.20μg/m~3。阈值分析能够有效筛选与污染物浓度呈非线性关系的气象预报因子和高空预报因子。较BP模型,TA-BP模型的R和一致性指数(IA)分别提升14.12%和8.33%,MAE、平均相对误差(MAPE)和RMSE分别降低22.87%、17.86%和23.78%。同时,与其他不同输入变量模型及线性模型对比结果表明:仅考虑气象因子作用的MTA-BP方案限制了预报模型的准确性,以临近6 h的PM_(2.5)浓度代替各气象因子作用的PTA-BP方案能够实现较好的预报效果,但滞后性严重。另外,综合考虑气象因子与污染因子作用的非线性TA-BP模型要优于线性MSR模型。     

土壤-蔬菜系统中镉的生物富集效应及土壤阈值研究

为保障蔬菜质量安全,避免重金属Cd污染,通过野外调查采集土壤-蔬菜样品224对,分析土壤和蔬菜中的Cd含量,研究不同种类蔬菜对Cd富集的差异及影响因素,并探讨了不同种类蔬菜的土壤Cd阈值。结果表明:蔬菜对Cd的富集受土壤Cd含量影响,与其呈显著性正相关关系,同时与土壤pH和有机质呈负相关关系。各蔬菜可食用部分中Cd的富集系数为0. 001～4. 901,平均值为0. 16。不同种类蔬菜对Cd的富集不同,其富集大小顺序为叶菜类茎菜类根菜类果菜类。利用log-logistic模型对研究数据进行拟合,并结合《食品中污染物限量》(GB2762-2017)中规定的蔬菜中污染物标准限值得到叶菜类、根菜类、茎菜类和果菜类蔬菜对应的土壤阈值分别为0. 25、0. 31、0. 33和0. 50 mg/kg。     

浑太河鱼类群落多样性及生境适宜性量化分析

以辽宁浑太河为范例,评价物种、多样性水平和功能群组成3种群落结构特征下,鱼类群落与栖息地环境因子的定量响应关系.结果表明：流速、BOD₅、氨氮、电导率和底质指数是显著影响浑太河鱼类群落空间分布的栖境因子;鲫等耐污种的氨氮和电导率的最适值和正响应阈值较高,洛氏鱥和东北七鳃鳗等适应较高的流速和底质指数,东北七鳃鳗的最适流速为0.59m/s;多样性水平的栖境因子最适值和阈值随香农多样性指数的增加呈现先上升后下降的趋势,（2-3）区间的电导率最适值最大,为378.07μS/cm;杂食性功能群鱼类对BOD₅、氨氮和电导率有较高的最适值和正响应阈值,其最适值分别为1.20mg/L、0.63mg/L和383.37μS/cm.定量分析鱼类群落与栖境因子的关系,为开展重要鱼类物种保护、生物多样性恢复以及关键栖息地的生境修复等流域生态管理决策提供基础数据和科学依据.     

保护陆生生态的土壤铜环境基准研究

通过调研国内外Cu生态毒理研究,收集并筛选土壤Cu的10%效应浓度（EC₁₀）和无效应浓度（NOEC）,分组构建陆生植物/无脊椎动物和土壤生态过程的物种敏感性分布模型（SSD）,结合模型平均法推导不同土地利用方式下重金属Cu的生态安全阈值.针对保护陆生植物/无脊椎动物,自然保护地和农业用地土壤、公园用地、住宅用地和工/商用地的土壤Cu生态阈值分别为10.9~38.9,21.0~77.5,36.6~124,47.6~151mg/kg;针对保护生态过程,自然保护地和农业用地土壤、公园用地、住宅用地和工/商用地的土壤Cu生态阈值分别为4.49~72.2,19.9~135,60.9~220,96.8~277mg/kg.     

不同土地利用方式下侵蚀泥沙中磷释放风险评价

采集紫色土丘陵区典型小流域不同土地利用方式(包括林地、水田、旱地、农村居民点等)下的侵蚀泥沙和降雨径流样,测定泥沙的生物有效磷(Olsen P)、磷吸持饱和度(DPS)和降雨径流的溶解性活性磷(SRP).结果表明,泥沙Olsen P和DPS与降雨径流SRP平均浓度呈显著的折线关系.通过折线模型计算出侵蚀泥沙磷释放的风险阈值为Olsen P 32mg/kg和DPS 28%.当泥沙Olsen P和DPS大于其阈值时,磷向水体释放的环境风险大大增加.不同土地利用方式下侵蚀泥沙中磷的释放环境风险差异显著.农村居民点沟渠泥沙的磷释放风险较大,是径流水体的磷源,林地和水田沟渠泥沙是径流水体的磷汇,旱地和综合沟渠泥沙属于潜在的磷释放源.泥沙磷的释放潜力取决于泥沙来源和泥沙理化性质.     

水环境中藻毒素生态风险的物种敏感性分布评价

藻毒素对人体的健康风险已受普遍关注,然而其对水生态物种敏感性分布的影响尚不明朗。本研究采集已有实验数据,利用种间相关性分析(ICE)模型和物种敏感性分布评估(SSDs)方法,筛选了64个水生生物物种的71组急性毒性数据(EC50),构建水生生物对肝毒素(节球藻毒素、柱孢藻毒素)和神经毒素(类毒素、贝毒素)的SSD方程。在此基础上,计算不同暴露浓度下的潜在影响比例(PAF)以及保护95%物种基础上藻毒素对水生生物的生态风险阈值(HC5),比较不同类别生物对藻毒素的敏感性以及藻毒素对水生生物的生态风险。结果表明:(1)在95%物种保护保证率下,节球藻毒素、柱孢藻毒素、类毒素和贝毒素对全部物种的HC5值分别为74.96、205.39、194.39、0.3μg·L~(-1),贝毒素水生态风险最高,柱孢藻毒素最低。(2)柱孢藻毒素、类毒素对无脊椎动物的HC5值分别为122.93、95.19μg·L~(-1),低于全部物种的HC5值,无脊椎动物受柱孢藻毒素、类毒素影响较其他物种大。(3)物种潜在影响比例可明确表征敏感性,柱孢藻毒素、类毒素在各浓度暴露情景下对无脊椎动物的PAF值均高于脊椎动物,显示无脊椎动物的敏感性较高。     

碳数和官能团对直链易挥发化合物异味阈值的影响规律

以具有代表性的异味特征-异味阈值为研究对象,采用三点比较式臭袋法测定了醇类、醛类、酮类、酸类和硫醇类5个系列常见异味化合物的异味阈值,研究了异味阈值与碳链长度之间的关系,并以官能团疏水性参数量化表征官能团结构,研究了异味阈值与官能团类型之间的关系.研究发现,分子碳链长度和官能团类型都能影响异味阈值的大小,其中异味阈值与碳链长度关系为y=axb或lgy=cx+d(y:异味阈值,x:碳原子数);异味阈值与官能团疏水常数π参数关系为y=aebx或lgy=cx+d(y:异味阈值,x:官能团疏水性参数).所得模型能定量描述碳链长度和官能团类型对异味阈值的影响,为异味机理的进一步探索提供了有力支撑.此外,对异味阈值与上述两因素的多元线性拟合及残差分析结果表明,碳链长度和官能团类型能够影响化合物异味阈值,但二者并非异味阈值的完全决定因素,研究决定异味阈值的全面结构因素,需大量后续工作.