基于多模型优选的区域土壤重金属含量空间预测方法研究

土壤重金属含量空间预测研究对实现区域土壤资源的优化利用以及土壤环境的保护和污染防治具有重要意义。以江苏省常州市金坛区为例,基于源、汇和空间分异因子,利用BP神经网络(back-propagation network)建模方法,分别构建了源汇模型(BP-S)、空间分异模型(BP-K)和改进的多因素综合模型(BP-SK),模拟预测了区域土壤重金属Cd、Pb、Cr、Cu和Zn含量的空间分布,并对各模型预测精度进行对比分析。针对不同模型在不同区域和元素间预测精度的差异,优选出预测精度最高的模型组合,以此探求区域重金属含量空间分布最优预测结果。结果表明:(1)BP-SK模型对Cd、Cr、Cu和Zn含量预测精度均高于BP-S和BP-K模型,仅在对Pb含量的预测中BP-S、BP-K模型精度高于BP-SK模型,BP-SK模型比其他模型更能突出局部特征,包含的信息更丰富。(2)优选后最优模型预测精度较原单一模型均有不同程度的提高,对Cd、Pb、Cr、Cu和Zn含量的预测精度分别提高15.15%、20.71%、19.19%、1.75%和9.24%。(3)各模型对Cd、Pb、Cr、Cu和Zn含量的空间预测高值区均位于区域中部和东北部,低值区位于西部丘陵山区,BP-SK模型在人为影响剧烈的地区预测效果更好,而BP-K模型在自然因素影响较大的丘陵山地区的适用性更好。     

成都市冬季重污染过程中挥发性有机物污染特征及来源解析

采用大气挥发性有机物(VOCs)在线监测系统对成都市冬季重污染过程的VOCs进行了连续在线观测,用正交矩阵因子分解(PMF)模型开展了VOCs源解析工作,并对重污染成因进行了分析。结果表明:观测期间成都市总VOCs(TVOCs)体积分数为21.83×10~(-9)～183.59×10~(-9),平均值为54.17×10~(-9),TVOCs中烷烃浓度最高,其次为炔烃、烯烃、芳香烃和卤代烃;成都市主要VOCs污染源为机动车排放源、液化石油气燃烧排放源、工业源、生物质燃烧源和溶剂使用源,贡献率分别为34.15%、21.57%、19.08%、15.19%、10.02%;边界层压缩和静风条件可能是导致VOCs和PM2.5浓度增加的主要原因。     

沈阳市大气中PM2.5来源解析研究

通过2015年在沈阳市采集PM2.5样品及源类样品,分析样品的质量浓度和化学组成,用化学质量平衡(CMB)模型对该市PM2.5来源进行解析。结果表明:沈阳市大气中PM2.5浓度时空变化特征明显;各主要源类对沈阳市PM2.5的分担率依次为煤烟尘(28.03%)、二次无机离子(22.63%)、机动车尾气尘(17.27%)、城市扬尘(13.28%)、建筑尘(5.94%)、土壤风沙尘(5.82%)、道路尘(3.04%)、生物质燃烧尘(2.74%)和冶金尘(1.25%)。燃煤和机动车的有效控制既能降低本类源的贡献,也能降低二次无机离子,体现了多源类综合治理原则。     

江淮地区秋季一次典型污染过程分析

结合2018年10月15—20日国控站点监测数据、气象资料及激光雷达走航观测结果,对江淮地区一次重度污染过程进行了分析。利用拉格朗日粒子扩散模型和拉格朗日混合单粒子轨迹模型定性分析了区域污染来源,分别基于激光雷达和空气站实测数据提出了外来源占比的估算方法,结合嵌套网格空气质量预报模式(NAQPMS)的源解析结果,对比分析了外来源占比。以淮北市为例,结合NAQPMS和单颗粒气溶胶质谱的PM2.5在线源解析结果,对比分析此次污染过程的行业来源。结果表明,本地污染累积时段,主要以燃煤和机动车尾气混合源为主(占比>70%);受北方污染输送时段,机动尾气占比显著升高,从19.4%(16日00:00)升至66.7%(17日11:00),淮北市、蚌埠市、合肥市3个城市污染物外来输送占比分别为52.2%~70.6%、48.8%~58.8%、41.5%~59.0%。     

烟台市PM2.5空间分布特征与来源解析

2016—2017年,选取烟台市3个代表性点位采集了PM_(2.5)样品,分析了其质量浓度和化学组成特征,并利用化学质量平衡(CMB)模型对环境空气受体进行了来源解析。结果表明:PM_(2.5)浓度呈现出盛泉工业园点位[(68.9±30.5)μg/m~3]福山环保局点位[(64.5±25.5)μg/m~3]百盛商城点位[(58.8±19.2)μg/m~3]的空间分布特征。水溶性离子、碳组分(OC和EC)和地壳类元素表现出不同的分布特征,与各点位所代表的不同功能区有关。形成机制上,NO~-_3在福山环保局点位主要以NH_4NO_3形式存在,而在盛泉工业园点位存在一定的Ca(NO_3)_2形式占比。源解析结果显示,3个点位均受到海盐源的影响,福山环保局点位二次颗粒物污染最为严重(43.9%),盛泉工业园点位燃煤源贡献突出(16.4%)。     

基于改进LEC法的危化企业静电点燃危险评价

危化企业爆炸性危险环境下由静电放电引发的火灾爆炸时有发生,针对这一问题分析了危化企业气体、液体、固体、粉体及人体在不同生产工艺过程中静电电荷来源以及可能的静电放电形式。综合考虑静电点燃源形成可能性、爆炸性环境形成可能性、监控与控制措施有效性以及静电事故后果严重度,构建了基于改进LEC法的静电点燃危险评价方法,该评价方法能实现对危化企业静电点燃源危害的量化评估与分级。应用该方法对某加油站进行静电点燃危险评价,并根据评价结果提出了预防改进措施。     

四川省出川断面主要污染物通量及来源研究

以2001～2007年实测水文、水质数据为基础,计算了四川省主要出川断面高锰酸盐指数(CODMn)和氨氮(NH3-N)污染负荷通量;利用断面水质目标约束,通过污染负荷历时曲线,分析了区域水环境承载力;在基流分割的基础上,利用水文分割法,识别了区域污染物的主要来源,为从源头上开展三峡水库水环境保护提供数据支撑。分析结果表明,各出川断面干流主要污染物(CODMn、NH3-N)大致在可接受的范围内,2001年以来,出川断面CODMn通量呈降低的趋势,有效的减缓了输入三峡库区的污染物总量,氨氮通量整体稳定。嘉陵江、涪江、渠江流域污染物来源主要为非点源,应重点加强面源的污染防控;长江干流为点面源混合型,简单的削减点源已不能保证高功能水体要求,应加强点源和面源污染的综合防控。     

丹江口库区典型小流域地表径流氮素动态变化

探明面源污染特征对制定丹江口水库水质保障体系具有重要意义。以胡家山小流域为研究对象,对村落和林 耕复合两种典型土地利用类型和流域各集水区出口地表径流氮浓度进行了连续监测。结果表明：村落降雨径流中总氮、硝态氮浓度较高,其中总氮均值超过20 mg/L,变化幅度都不大;氨氮浓度较低,但变化剧烈,这种氮浓度演变过程和降雨强度关系密切。硝态氮是村落氮输出的主要形态,占总氮输出的6031%～9655%,与总氮输出变化过程具有显著的相关性。林 耕地的氮浓度相对较低,总氮表现出上升—下降—平稳—上升的变化过程,硝态氮和总氮变化有着显著的相关性。在空间传输过程中,小流域下游氮浓度表现出稀释和富集两种效应,其中村落的氮输出对两种效应影响较大;在时间上,受耕作制度和气象变化,各集水区的氮浓度季节性变化明显,总氮浓度表现出春季>夏季>秋季>冬季,硝氮浓度表现出秋季>夏季>春季>冬季。胡家山小流域径流中氮素的含量均高于水库水体氮素含量,总氮高于地表水Ⅴ类水质标准,需要加强对小流域污染源的控制与处理,尤其是对村落径流的处理。