基于盲数理论的城市表土与灰尘重金属污染健康风险评价模型

基于环境健康风险评价系统多种不确定性共存的特点,将盲数引入健康风险评价中,构建了城市表土和灰尘重金属污染环境健康风险评价盲数模型,并提出了风险等级判别模式.同时,选取Pb、Zn、Cr、As、Cu、Ni和Cd为评价因子,将上述模型和方法应用于铜陵市表土和灰尘重金属污染健康风险评价,得到了致癌和非致癌风险的各种可能值及其相应的可信度.结果表明,7种重金属非致癌总风险盲数均值高达2.036,远超过安全阈值1.0;特别是As,仅由手-口直接摄取途径导致的非致癌风险均值就达1.438.总体上,7种重金属的非致癌风险均值大小排序为:As＞Cr＞Pb＞Cu＞Cd＞Ni＞Zn.就致癌风险来看,As经由手-口直接摄取途径的致癌风险相对最大,其均值为5.195 ×10-4,已远超过美国环保局(USEPA)推荐值上限1.0×10-4;皮肤接触途径的致癌风险相对也很高,均值为3.964×10-5,接近国际防辐射委员会(ICRP)推荐的最大可接受风险值5.0×10-5.     

海洋-大气过程对南海气溶胶数浓度谱分布的影响

利用2012年8月28日至10月13日期间走航观测的气溶胶数据,分析了南海气溶胶数浓度时空分布和粒径谱分布特征,以及海洋-大气过程的影响.结果表明,南海气溶胶数浓度的时空分布和粒径谱分布受海洋和陆地源以及当地气象条件如风速、风向、相对湿度、云量、温度等的共同影响.陆地气团影响下的海域气溶胶数浓度较大,达2 300个·cm~(-3);受陆地影响较小的海域大气较为洁净,气溶胶数浓度在1 200个·cm~(-3)以下.观测得到的气溶胶粒径谱包括积聚模态和粗模态,峰值分别位于0.08~0.2μm和0.5~2μm附近.出现频率较高的谱型有3种:陆地型,海洋背景1型和海洋背景2型.陆地型与海洋2型的谱分布形状基本一致,但后者次微米粒子数浓度非常小,是洁净海洋背景下最常见的谱型;海洋1型在0.05~0.1μm粒径段数浓度显著高于海洋2型,并且在大于0.5μm的粗粒子段,海洋1型的气溶胶数浓度超过陆地型气溶胶数浓度,暗示了海洋源对这两个粒径段的粒子数浓度的贡献.0.05~0.12μm的积聚模态粒子数浓度与低云量有明显的正相关关系,且当相对湿度达90%~95%时,0.08μm附近的粒子数浓度增加显著.0.5~6μm的粗模态海洋气溶胶对风速的依赖性较强,相关性达0.7;0.05~0.12μm气溶胶数浓度与风速呈现弱正相关;0.12~0.5μm粒子数浓度与风速呈负相关.随着相对湿度的增大,0.08~0.12μm的粒子数浓度降低,而0.05~0.08μm和0.5~6μm的粒子数浓度增大.降水过程中,各粒径段粒子数浓度逐渐降低,但在降水初期,相对湿度达到90%~95%,0.05~0.12μm和0.5~6μm的粒子数浓度显著增大,随后逐渐减小.     

杭州市春季大气超细颗粒物粒径谱分布特征

2012年3~5月,采用快速迁移率粒径谱仪(fast mobility particle sizer,FMPS)对杭州市大气超细颗粒物数浓度进行了连续监测和分析研究.结果表明,核模态(5.6~20 nm)、爱根核模态(20~100 nm)、积聚模态(100~560 nm)以及总颗粒物(5.6~560 nm)日均数浓度值分别为0.84×104、1.08×104、0.47×104和2.38×104cm-3.晴天天气下,爱根核模态颗粒物浓度较高,且可观测到核模态和爱根核模态颗粒在早上10:00~11:00开始增加,3~4 h后结束,这说明太阳照射强度促进了新粒子形成.在工作日与周末,人为活动因素使各模态颗粒物浓度分布有明显差异.结合天气因素分析可知,风速和风向也直接影响颗粒物浓度;颗粒物浓度与能见度分析结果表明:杭州地区大气能见度的高低受核模态和爱根核模态的颗粒影响较小,与积聚模态颗粒物浓度呈负相关关系.     

基于IEM-模糊分析理论的往复式压缩机组安全评价

针对往复式压缩机组安全性评价的不确定性和模糊性,提出了一种结合区间数与模糊数学的安全评价方法。该方法利用区间特征根法(IEM)计算评价指标的区间权重向量,利用区间理论可能度计算指标综合权重的修正值,降低了专家判断的不确定性;通过区间梯形隶属度函数计算区间隶属度,构建区间数判断矩阵并计算单因素得分;最后通过区间数符合度判断机组综合得分的评价等级。实例分析中,往复式压缩机组的最大区间数符合度为0.806,即等级为"良好";同时还得到所有单因素的区间隶属度,与机组的实际情况相符合,验证了该方法的有效性和实用性。     

混凝絮凝体的分形与沉降特性实验研究

在混凝絮凝体的分形与沉降特性实验研究中,通过自行设计的絮凝体混凝、沉降、观测功能的一体装置,求出了在不同混凝工况下所形成混凝絮凝体的分形维数和沉降速度,并分析了相应的变化趋势和原因。     

苏州市古城区降雨径流颗粒物粒径分布及污染物赋存形态

基于苏州市古城区内商业区、现代住宅区、老旧住宅区、交通区、园林旅游区等5种具有代表性的功能区降雨径流中颗粒物粒径分析、水质监测以及降雨径流参数,考察了古城区不同功能区降雨径流中颗粒物分布及其过程变化特征,重点分析了前期晴天数、降雨强度和径流量对径流中颗粒物分布的影响,并探讨了不同功能区主要污染物的赋存形态以及相关关系.结果表明,城市不同功能区降雨径流中颗粒物的粒径分布、迁移过程和输出特征存在较大差异,在针对径流污染控制措施的设计阶段需要区别对待;前期晴天数、降雨强度、径流量与粒径分布有显著的相关关系,是影响颗粒物分布的重要因素;颗粒物输出在降雨初期受径流冲刷影响较大,径流量与颗粒物迁移能力的相关性在降雨事件初期30%和后期70%径流体积中出现了明显差异;颗粒态是径流中污染物重要的输出形态,并且通过与不同粒径段颗粒物的相关性分析探明了小于150μm的颗粒物是吸附、富集污染物的主要载体.     

基于区间数的河流水环境健康风险模糊综合评价模型

利用区间数表示水环境中污染物浓度的不确定性,构建了基于区间数的河流水环境健康风险评价模型.同时,采用专家咨询法建立模糊化的风险评价标准体系,将风险评价标准分为低、低.中、中、中.高、高和极高6个风险等级,并运用一级综合评判法得出健康风险评价的等级.最后,选取cd、As、Hg、Pb、CN、NH3和挥发酚为评价因子,将基于区间数和模糊理论的河流水环境健康风险模糊综合评价模型应用于2005～2007年湘江长株潭段的水环境健康风险评价中.评价结果表明,2005～2007年湘江长株潭段的水环境健康风险水平较高;株洲和湘潭段的个人年风险值较大.其中,五星断面的个人年风险最高,儿童的个人年风险明显高于成人的个人年风险;2006年朱亭镇、霞湾、三汊矶和樟树港4个断面上个人年风险略有增高,2007年各断面的健康风险水平有所降低.     

基于区间数多目标规划的河北省水资源与产业结构优化

河北省日益尖锐的水资源供需矛盾已经成为影响社会经济持续发展和生态建设的主要制约因素。论文在河北省宏观经济水资源和水环境投入产出表基础上,建立了产业结构的区间数多目标优化模型,确立了3个目标函数以及相应的约束条件,并对产业结构的优化调整进行了模型计算,结合相关政策分析设计了产业结构调整方案,即适当扩大农林牧渔业、食品加工业、木材加工业、非金属制品业、服务业、建筑业以及商业饮食业所占比重;对于开采洗选业、金属加工业、纺织服装业、造纸印刷业以及能源供应业等行业可适当减少产值规模,其他行业基本不变。执行调整方案后,预计产业增加值最高可达55 181.708亿元,最低为51 191.163亿元,平均值为53 186.436亿元;用水总量可控制在151.67×10⁸~176.02×10⁸ t范围内,COD排放量则可控制在117.31×10⁴~136.80×10⁴ t之间。调整后的产业机构更能适应河北省可持续发展的需要。     

几种区域土壤重金属污染评价方法的比较研究

根据昆山市2 km×2 km网格土壤采样重金属测试数据,选取As、Cd作为代表元素,以地累积指数为污染指数,运用简单数理统计、正态模糊数与核密度估计对区域土壤重金属总体污染程度进行了评价,系统比较了不同评价方法的结果差异.结果表明:评价的便捷性上,3种方法的排序是简单数理统计正态模糊数法≥核密度估计;结果的准确性上,与简单数理统计相比,正态模糊数法和核密度估计能较敏感地显示研究区域分布极少的污染等级区域,3种方法下研究区As总体污染评价的平均地累积指数相对于参照值的偏差分别为19.2%、19.2%、15.4%,Cd的分别为14.3%、14.3%、10.7%,准确度排序为核密度估计正态模糊数法=简单数理统计,结果所包含信息的全面性上,为正态模糊数法核密度估计=简单数理统计,应用正态模糊数法评价能得到表征总体污染程度的区间数,核密度估计与简单数理统计只能得出唯一值.     

复垦对土壤颗粒组成、分形维数、团聚体影响

徐州市铜山县柳新采煤塌陷复垦区的井工采煤区土地塌陷及复垦对土壤颗粒组成、土壤结构、容重等造成严重影响。借助激光粒度仪检测了塌陷地及其复垦土壤颗粒粒径分布,分别采用干筛和湿筛法对团聚体进行了筛分。运用分形原理研究了土壤的分形维数,并采用团聚体平均直径、破坏率、水稳性团聚体含量等指标分析了复垦对团聚体稳定性的影响。结果表明,土壤颗粒组成在塌陷地和未塌陷地区总体表现为上层到下层黏粒含量逐渐增加、粉粒逐渐减少;复垦对土壤颗粒组成进了重新分配,层次间表现明显紊乱特征。土壤分形维数变化范围在2.00~2.20之间,平均分形维数表现为未塌陷地复垦土壤塌陷地,分别为2.193、2.164、2.086,复垦土壤表现为复垦14 a复垦24 a复垦1 a。复垦过程中土壤水稳性团聚体比例、团聚体平均直径均有很大程度提高,且复垦时间越长,提高越大,水稳性团聚体破坏度逐渐降低,团聚体稳定性也逐渐增强。统计分析表明,土壤颗粒分形维数、土壤团聚体稳定性与土壤颗粒组成具有一定的相关性。复垦重建过程改善了塌陷地土壤状况,土壤颗粒组成、分形维数及团聚体结构趋于向正常土壤方向转变。