基于高光谱的土壤全氮含量估测

基于高光谱(350~2 500 nm)数据,研究了我国中、东部地区5种主要类型土壤全氮含量与高光谱反射率之间的定量关系,构建了基于偏最小二乘法(PLS)、BP神经网络(BPNN)和特征光谱指数的土壤全氮含量估算模型。结果表明,以500~900 nm、1 350~1 490 nm区域波段反射率经Norris滤波平滑后的一阶导数光谱为基础,构建的基于PLS和BPNN的土壤全氮含量估算模型精度较高,建模决定系数分别为0.81和0.98;独立观测资料检验结果显示,模型预测决定系数分别为0.81和0.93,均方根误差RMSE为0.219 g·kg^-1和0.149 g·kg^-1,相对分析误差RPD为2.28和3.36,说明PLS和BPNN模型对土壤全氮含量具有较高的预测精度。在光谱指数的分析中,基于近红外872 nm和1 482 nm 两个波段的差值光谱指数DI(NDR₈₇₂,NDR₁₄₈₂)对土壤全氮含量最敏感,建模决定系数、预测决定系数、RMSE和RPD分别为0.66、0.53、0.31 g·kg^-1和1.60。比较而言,三种方法估算土壤氮含量的精度顺序为BPNN模型＞PLS＞DI(NDR₈₇₂,NDR₁₄₈₂),基于PLS和BPNN两种方法建立的土壤全氮含量高光谱估测模型具有较高的精度,可以用来精确估算土壤全氮含量;基于两波段构建的DI(NDR₈₇₂,NDR₁₄₈₂)预测效果低于前两者,但也可以用来粗略估测土壤中的全氮含量。     

风向对街道峡谷内污染物扩散的影响

采用Fluent软件,选用RNG k-ε湍流模型,对长高比为5的街道峡谷(简称街谷)在0°～90°风向下流场和污染物浓度场进行了数值模拟. 结果表明: 0°～75°风向时,街谷内流场呈明显的三维特性,90°风向时,流动表现出中长街谷的二维特点;风向对街谷内壁面污染物浓度的分布有显著影响,90°风向下的街谷壁面浓度最大,其次是45°风向,其余风向下的相对较小,污染物浓度的计算值与风洞试验值在趋势上吻合较好;壁面污染物浓度的分布由街谷内长度方向漩涡、来流冲角产生的进口回流及沿长度方向的流动所决定,壁面浓度的分布差异均可从附近的流场获得解释. 街道峡谷内长度方向的漩涡模拟过强会导致地面附近污染物浓度的计算值偏离试验值.      

Cu2+和Cd2+对斑马鱼胚胎早期发育的联合毒性

采用斑马鱼胚胎早期发育技术,测定Cu2+和Cd2+ 2种重金属对胚胎发育的毒性效应. 以24 h致死和72 h胚胎孵化抑制为毒性终点,2种重金属的剂量-效应曲线可用Weibull函数或Logit函数有效描述,由最佳拟合函数计算得出半数致死浓度(LC₅₀)或半数效应浓度(EC₅₀)为毒性效应的评价标准,2个毒性终点的重金属毒性大小顺序均为Cu2+>Cd2+. 应用浓度加和(CA)与独立作用(IA)2种模型,对72 h孵化抑制率的无观测效应浓度(NOEC)配比混合物的联合毒性作用进行了预测,通过混合物试验观测数据的95%置信区间与CA模型和IA模型预测的剂量-效应曲线进行比较分析表明,2种模型都可以有效预测斑马鱼胚胎孵化的联合毒性.      

细胞冻融破碎对城市污泥中重金属浸出浓度的影响

利用反复冻融的方法对污泥细胞进行破碎,考察处理前后污泥重金属的浸出浓度和形态分布的变化,并通过扫描电镜和红外光谱分析污泥中微生物细胞形貌和有机化合物含量的变化.结果显示,经过细胞破碎处理后,污泥中重金属的浸出浓度增大,锌、镍、铬、镉和铜的浸出浓度比原始污泥分别增加了9.7%、5.1%、25%、9%和50%.不稳定态增加,锌和镍的不稳定态分别增加了20.4%和37.9%,锌、镍、铬和铜的有机态分别减少了4.2%、8.2%、1.2%和5.1%.细胞发生了形貌上的变化,细胞体破碎程度严重.细胞EPS以及污泥中的蛋白质、羧酸、多聚糖等有机基团含量明显减少.细胞破碎后污泥浸出浓度增加的主要原因是污泥中有机态的重金属转化成了其他不稳定态的重金属.     

环毛蚓在高羊茅修复土壤菲污染过程中的作用

为了解土壤动物在植物修复多环芳烃类化合物过程中的作用,采用盆栽试验法,对比研究了蚯蚓（Pheretima sp．）活动对高羊茅（Festuca arundinacea）修复土壤菲污染的影响效应以及各种生物、非生物因子在植物修复菲污染过程中的作用。结果显示,在20．05-322．06mg·kg^-1菲污染水平范围内,与相同污染水平下无蚯蚓作用的菲污染土壤中生长的植株相比,蚯蚓活动促进修复植物高羊茅的生长：试验期间（72d）,修复植物的单株生物量增加9．74％～21．53％,根冠比增加17．26％～21．44％。添加蚯蚓72d后,种植高羊茅的菲污染土壤中,菲的去除率高达61．70％～88．78％,其平均去除率（77．38％）比无蚯蚓活动的土壤-植物系统中的（68．36％）提高了9．02％,比无植物生长的对照组土壤（22．57％）提高54．81％。各种生物（如植物代谢、植物积累、动物积累、微生物降解、植物．微生物交互作用等）、非生物（如渗滤、吸附、光解、挥发等）因子中,植物．微生物交互作用对菲去除的平均贡献率（47．81％）最为突出,比无蚯蚓活动时（42．08％）提高5．73％。说明蚯蚓活动可强化土壤．植物系统对土壤菲污染的修复作用。     

不同油类对虾蟹类幼体的胁迫效应

了解不同油类对虾蟹类幼体的急性毒性效应。曝油处理采用磁力搅拌器搅拌,一定时间的超声波乳化等操作,模拟溢油在海洋中风浪、涡动、湍流的乳化过程;设置阶梯浓度组,并在多个平行组急性试验的基础上,估算出8种油品对2种虾类和2种蟹类的半致死质量浓度LC50和安全质量浓度MPC,并运用程序编制溢油质量浓度与虾蟹类死亡率相关性的估算模型。经过分析,结果得到：各MPC值参差不齐,差距较大;燃料油普遍比原油的毒性效应大;相同生长阶段,蟹类比虾类抗油毒害性强、中国明对虾Fenneropenaeuschinensis比日本囊对虾Marsupenaeusjaponicus抗油毒害性强、锯缘青蟹Scyllaserrata比三疣梭子蟹Portunustrituberculatu抗油毒害性强。编制的溢油质量浓度与死亡率相关性的评估模型,简易方便直观,为渔业污染事故理赔提供了一定的参考价值,亦为海域的生态经济学评估提供了一种新的研究方法。     

菇渣用作无纺布容器育苗成型机配套基质的研究

为探讨菇渣在无纺布容器育苗成型技术中作为配套容器基质应用的可行性,研究了育苗成型机制备的菇渣(发酵后)和草炭容器基质的基本理化性质、盐分淋洗特征及其对火炬树和侧柏出苗及生长的影响。结果表明:菇渣基质的容重、通气状况与草炭基质之间无显著差异,pH值虽显著高于草炭基质,但适宜多数植物生长;相对于草炭基质,菇渣基质的持水能力不足,保肥性能较差;菇渣基质的适宜水分范围(36.1%~143.5%)明显小于草炭基质(41.9%~193.8%),有效水绝对含量较低;菇渣基质的电导率(3.71 mS.cm-1)虽高于安全育苗的临界值(≤2.6 mS.cm-1),但随着浇水次数的增加可逐渐降到安全值以下;菇渣基质的全氮、全磷和全钾含量显著高于草炭基质。在充足的水分和养分条件下,菇渣和草炭容器基质对侧柏和火炬树出苗及成活的影响基本一致,但菇渣基质对火炬树的育苗效果优于草炭基质。可见,只要保证充足水分,菇渣基质在无纺布容器育苗成型技术中可以替代草炭基质用于火炬树和侧柏的育苗。     

10种农药对克氏原螯虾幼虾的急性毒性(Acute Toxicity of Ten Pesticides to Larval Red Swamp Crayfish Procambarus Clarkii)

研究了在实验室常温条件下敌杀死、索虫亡、百草一号、敌敌畏、卷清、逐灭(池塘水)、逐灭(自来水)、锐劲特、抑虱净、草甘膦、星科等10种农药对克氏原螯虾(Procambarus clarkii)幼虾的急性毒性效应.试验结果表明,克氏原螯虾幼虾对不同农药的耐受力相差较大.敌杀死、索虫亡、百草一号、敌敌畏、卷清、逐灭(池塘水)、逐灭(自来水)、锐劲特、抑虱净、草甘膦、星科对克氏原螯虾幼虾的24h半致死浓度(24hLC50)分别为4.62×10-3、2.28×10-2、16.7、2.57×10-1、4.73×10-3、8.91×10-2、2.97×10-2、8.90×10-2、8.08、5.52×103、3.64×10-1mg·L-1;48h半致死浓度(48hLC50)分别为3.07×10-3、1.46×10-2、15.8、1.98×10-1、4.33×10-3、3.48×10-2、1.48×10-2、6.01×10-2、6.47、4.06×103、1.99×10-1mg·L-1;其安全浓度(SC)分别为4.07×0-4、1.80×10-3、4.16、3.72×10-2、1.09×10-3、1.59×10-3、1.10×10-3、8.22×10-3、1.24、6.59×102、1.78×10-2mg·L-1.相比之下,草甘膦对克氏原螯虾幼虾的毒性最低,百草一号的毒性也相对较低,可以作为稻虾混养系统病虫害防治的首选,而敌杀死、卷清等对克氏原螯虾幼虾的毒性极高,应尽量避免使用.     

低浓度下4个取代苯污染物与硝酸铅的混合对发光菌的联合毒性

多种污染物混合特别是低浓度下的混合对生物的联合毒性是生态毒理学研究的热点之一。选择了3类污染物苯酚、间甲基苯酚、苯胺、对硝基苯胺、硝酸铅,采用美国微板光度计测定了它们对发光菌青海弧菌-Q67(Vibrio-qinghaiensis sp.-Q67)的单一及联合毒性。应用非线性拟合技术模拟了这5种物质及其混合物的剂量-效应曲线,硝酸铅可用Logit模型模拟,其它4个物质能用Weibull模型准确描述,所有拟合相关系数在0.98以上,均方根误差在0.02以下。根据纯物质的EC50值,获得这5个物质的毒性强弱顺序:硝酸铅〉对硝基苯胺间甲基苯酚苯酚苯胺。混合实验设计了各物质在EC50、EC1、无观察效应浓度(no observed effect concentration,NOEC)比例的混合。用浓度加和(dose addition,DA)和独立作用模型(independent action,IA)对混合物毒性进行预测。IA基本准确预测了这5个物质在各自EC50混合的毒性。DA与IA模型都稍微过高地预测了以EC1及NOEC浓度比例混合的联合毒性,但都在毒理学实验容许的范围之内。这5个物质以NOEC混合时对测试生物Q67没有产生明显毒性,但是还不能判定这些物质在此浓度下混合是安全的。污染物在各自的NOEC浓度下混合是否对其它生物有潜在的威胁还需更多毒理学实验支持。     

基于电力大数据的钢铁企业大气污染物排放核算模型构建及应用

近年来,各级生态环境部门与国家电网公司积极签署战略合作协议,促进电力大数据在生态环境管理信息化平台的应用.本研究通过梳理电力大数据在大气污染防治中的应用,以唐山市钢铁行业为例构建基于电力大数据的大气污染物高时间精度排放核算模型,进一步挖掘电力大数据在大气污染排放控制中的应用潜力.结果表明：(1)模型核算的2019年唐山市17家钢铁企业的大气污染物排放量与2019年唐山市大气污染物排放清单(简称“城市清单”)结果一致性较好,SO₂、NO_x和PM_2.5排放量分别为1 017.90、2 047.75、1 141.81 t,误差介于-0.46%～4.27%之间.(2)基于工序而言,以PM_2.5为例,模型预测结果与城市清单结果的相对误差在-17.34%～10.60%之间.(3)唐山某钢铁企业2022年SO₂、NO_x、PM_2.5月排放量受钢铁市场价格影响较大,1月和6月分别为最高和最低污染物排放月,而其日排放受行业特征影响较为平稳,小时排放可能受...