基于系统聚类方法划分中国PM2.5防治区域

中国各城市细颗粒物(PM_(2.5))环境空气质量差异较大,呈现明显的区域污染特征。合理划分PM_(2.5)污染防治区域、开展区域性大气环境管理,是改善区域空气质量的重要途径。根据2015年全国108个重点城市大气PM_(2.5)的日均浓度数据,使用系统聚类方法对各城市的PM_(2.5)全年污染变化特征进行分析,从而划分出不同防治区域。依据聚类分析的3项原则,综合比较4种不同聚类方法及结果,最后提出可以划分出8个PM_(2.5)污染防治区域:a赣鄂湘接壤地区(长株潭及周边城市),b成渝及周边地区,c粤桂地区,d闽浙沿海城市群,e东三省地区,f长三角地区,g山东及周边地区,h京津冀、山西中北部、陕西关中城市群。     

安徽省臭氧污染特征及气象影响因素分析

基于2016-2018年安徽省68个国控环境空气质量自动监测站点的臭氧(O3)监测数据,研究分析了安徽省O3污染特征及其与气象因子的相关性.结果 表明:安徽省O3污染程度呈现逐年加重趋势,并有显著的季节和月度变化特征.2016-2018年,各年度单月O3日最大8小时滑动平均质量浓度第90百分位数的最大值分别出现在9月、...     

Impacts of Alternative Manure Application Rates on Texas Animal Feeding Operations: A Macro Level Analysis1

Abstract: An integrated economic and environmental modeling system was developed for evaluating agro‐environmental policies and practices implemented on large scales. The modeling system, the Comprehensive Economic and Environmental Optimization Tool‐Macro Modeling System (CEEOT‐MMS), integrates the Farm‐level Economic Model (FEM) and the Agricultural Policy Environmental eXtender (APEX) model, as well as national databases and clustering and aggregation algorithms. Using micro simulations of statistically derived representative farms and subsequent aggregation of farm‐level results, a wide range of agricultural best management practices can be investigated within CEEOT‐MMS. In the present study, CEEOT‐MMS was used to evaluate the economic and water quality impacts of nitrogen (N) and phosphorus (P) based manure application rates when implemented on all animal feeding operations in the State of Texas. Results of the study indicate that edge‐of‐field total P losses can be reduced by about 0.8 kg/ha/year or 14% when manure applications are calibrated to supply all of the recommended crop P requirements from manure total P sources only, when compared to manure applications at the recommended crop N agronomic rate. Corresponding economic impacts are projected to average a US$4,800 annual cost increase per farm. Results are also presented by ecological subregion, farm type, and farm size categories.     

Identification of process operating state with operational map in municipal wastewater treatment plant

This work was performed to develop an operational map for the objective diagnosis of the process operating states of a municipal wastewater treatment plant, for which multivariate statistical analysis techniques were applied. PCA (principal component analysis) was used to reduce the dimension of the data sets obtained from the field municipal wastewater treatment plant. A K-means clustering analysis was used to classify the group according to the property of the process operating state. A Fisher's linear discriminant analysis was used to derive the discriminant function of each classified group. An operational map was developed by scatter-plotting the derived principal components (PCs) on a two-dimensional coordinate according to the classified groups. Using the new data sets not used for developing the operational map, the practical usefulness of the operational map and discriminant function in diagnosing the process operating state were evaluated. Hence, the process operating state could be easily and quickly diagnosed and the dynamic trend of the process operating state was also able to be estimated using the operational map.     

化工区风险源的灰色聚类分级方法的研究

建设化工区需对企业进行合理规划布局,且化工区风险预警和防范具有优先性问题,需要对企业进行有效的风险分级。现有研究中的区域风险源分级方法上存在较大的不足。根据化工区风险源的特点,基于环境风险评价和灰色系统的基本理论,探索性的将灰色聚类分析方法应用于化工区风险源分级中。建立了一套适合化工园区的指标,对各个企业进行聚类分析,划分风险等级。以大连市某化工区为例,筛选8个指标,并选取了6个化工企业进行灰色聚类分析。将它们归为4个不同的风险级别。该方法不仅能较全面地反映化工区各个风险源的风险级别,对风险源的规划、布局和管理起到较好的决策支持作用,而且能指导预警和防范体系的建立,合理分配有限的资源。     

地质环境评价方法应用比较研究——以小秦岭金矿区为例

针对不同的环境评价方法在特定领域获得广泛的应用,但是在其他领域却又存在一定局限性的状况。本文选取了目前常用的四种环境评价方法：主分量分析法、物元评价法、模糊数学评价法、灰色聚类评价法,对各自评价机理进行了介绍,然后以小秦岭金矿区为例,将其应用于地质评价领域,根据得到的结果从四个方面对评价方法作了比较分析,得出了这四种方法在地质评价领域的优点和不足。     

流域水环境承载力聚类分区方法研究——以湟水流域小峡桥断面上游为例

流域内社会经济发展水平与水资源环境条件存在空间差异,导致水环境承载力具有空间差异特征.因此,有必要在流域水环境承载力分区基础上,实施差异化监管.以湟水河流域小峡桥监测断面上游为例,基于国家控制单元划分16个子单元,从水环境承载力大小、水环境承载状态、水系统脆弱程度及水环境承载力开发利用潜力4个角度,构建水环境承载力聚类分区指标体系,并对其进行量化.在此基础上,利用k-均值聚类法对控制子单元进行合并分区.通过轮廓系数验证,将研究区划分为4类最合理,即重点保护水环境敏感区、限制开发水资源约束区、控制开发水环境超载区和优化开发高开发潜力区.针对不同分区特点,提出具有针对性的水环境承载力双向调控措施,为流域水系统精细化管理及可持续发展提供科学依据.     

近红外光谱技术结合主成分聚类分析判别海面溢油种类

鉴于目前没有一种方法能独立解决溢油鉴别的所有问题,本文提出了近红外光谱技术结合主成分聚类分析鉴别溢油种类的方法。通过有机溶剂萃取出自行配制的汽油、柴油和润滑油模拟样品中的溢油后记录其近红外光谱,对5800～6200cm-1区段范围内的谱图经多元散射校正(MSC)、Norris一阶导数平滑预处理处理后求其主成分,并在主成分的基础上引入Ward聚类分析法(离差平方和法)对样品分类。结果表明近红外光谱技术结合聚类分析能对体积分数在0.4～0.8mL/L间的海面溢油样品正确、快速分类,近红外光谱技术结合主成分聚类可作为溢油鉴别的一种辅助方法。     

宽域灰色聚类法在土壤环境质量评价中的应用

利用宽域灰色聚类法评价土壤环境质量,先构造白化函数,引入修正系数,确定污染物权重,再计算聚类系数实现土壤样本的环境质量等级评判与排序。将此方法应用于太原市5个区县,8项指标的土壤质量评价,并与综合指数法、模糊综合评判法相比较,结果表明模糊综合评判法与宽域灰色聚类法对于5个区县的污染级别的评价结果是一致的,而综合指数法对前四个评价点级别均比上述两种方法低一个级别,三种方法的质量排序大致相同,只有模糊综合评价中认为小店区优于万柏林区。     

深圳大运会前后大气含碳气溶胶污染特征

2011年8月12~24日,深圳市成功举办了第26届世界大学生运动会.为保证空气质量,两个观测点的PM2.5(空气动力学直径?2.5μm的大气颗粒物)质量浓度均值分别为(12.99±3.73)μg/m3和(25.24±5.20)μg/m3.然而,8月24日(含)大运会结束、主要污染控制措施取消之后,PM2.5的质量浓度呈现台阶式突增,测得观测点所处位置PM2.5分别为(48.01±8.73)μg/m3和(54.05±6.53)μg/m3.为探讨大气颗粒物污染水平变化的原因,对大运会结束前后深圳市大气含碳气溶胶的变化特征进行了分析,利用元素碳示踪法对大运会结束前后的一次和二次含碳气溶胶污染水平进行估算,结果显示大运会结束后的2个观测点的一次有机碳估算浓度较大运会期间增长了55%和22%,二次有机碳分别增长了442%和169%.结合气象因素及后向轨迹聚类模型的分析结果,认为在大运会结束后的大气颗粒物浓度阶梯状增加的原因除本地污染累积外,污染气团远距离传输以及气象条件都对阶梯型污染有一定的贡献.