XGBoost-LSTM变权组合模型支持下短期PM2.5浓度预测——以上海为例

为进一步提高PM_2.5浓度预测的精度,基于XGBoost和LSTM进行改进得到变权组合模型XGBoost-LSTM（Variable）.过对预测因子进行相关性分析,得到其它大气污染物和气象因素对PM_2.5浓度的影响,确定最优PM_2.5浓度预测因子,再将预处理后数据集输入LSTM模型和XGBoost模型分别进行预测,采用基于残差改进的自适应变权组合方法得到最终预测结果.结果表明,污染物变量的相对重要性高于气象因子变量,其中当前PM_2.5和CO浓度的相对重要性较高,而平均风速和相对湿度重要性较低.XGBoost-LSTM（Variable）模型的RMSE、MAE和MAPE值为1.75、1.12和6.06,优于LSTM、XGBoost、SVR、XGBoost-LSTM（Equal）和XGBoost-LSTM（Residual）模型.分季节预测结果表明,XGBoost-LSTM（Variable）模型在春季预测精度最好,而夏季预测精度较差.模型预测精度高的原因在于其不仅考虑了数据的时间序列特征,又兼顾了数据的非线性特征.     

两种分子量分级下DOM的组分特征及其生物毒性

分别采用超滤离心管和超滤杯两种方式制备不同分子量的溶解性有机物（DOM）,探究不同的分子量分级方式对获得的DOM组成成分特征及其生物毒性效应的影响,同时判明各组分联合作用方式.DOM分别来源于城市污水厂出水（EfOM）及商品天然腐植酸（SWR-NOM）.结果表明,两种分级方式获得的不同分子量DOM含有相同的荧光峰,腐殖酸类物质是EfOM与SWR-NOM含有的主要荧光类有机质（FDOM）,占FDOM的56%~91%.同种DOM不同分子量组分中FDOM组成相对含量一致.采用超滤离心管分级得到的DOM在不同分子量区间内SUVA₂₅₄和E2/E3的差异较大,而采用超滤杯分级时差异变化较小.对于发光细菌急性毒性,在同一分子量区间内,采用超滤杯分级获得的DOM组分检测到的发光细菌毒性值大于采用超滤离心管分级检测到的结果,但采用超滤杯分级时<1kDa组分的急性毒性效应值低于检测限.利用浓度加和模型（CA）对DOM中各组分的联合作用方式进行判断,发现DOM混合物的联合毒性符合CA模型,预测联合毒性效应占检测到的实际水样毒性的67%~104%.     

Vertical response of microbial community and degrading genes to petroleum hydrocarbon contamination in saline alkaline soil

A column microcosm was conducted by amending crude oil into Dagang Oilfield soil to simulate the bioremediation process. The dynamic change of microbial communities and metabolic genes in vertical depth soil from 0 to 80 cm were characterized to evaluate the petroleum degradation potential of indigenous microorganism. The influence of environmental variables on the microbial responds to petroleum contamination were analyzed. Degradation extent of 42.45% of n-alkanes(C8–C40) and 34.61% of 16ΣPAH were reached after 22 weeks. Relative abundance of alkB, nah, and phe gene showed about 10-fold increment in different depth of soil layers. Result of HTS profiles demonstrated that Pseudomonas, Marinobacter and Lactococcus were the major petroleum-degrading bacteria in0–30 and 30–60 cm depth of soils. Fusarium and Aspergillus were the dominant oil-degrading fungi in the 0–60 cm depth of soils. In 60–80 cm deep soil, anaerobic bacteria such as Bacteroidetes, Lactococcus, and Alcanivorax played important roles in petroleum degradation.Redundancy analysis(RDA) and correlation analysis demonstrated that petroleum hydrocarbons(PHs) as well as soil salinity, clay content, and anaerobic conditions were the dominant effect factors on microbial community compositions in 0–30, 30–60, and 60–80 cm depth of soils, respectively.     

模拟三峡库区消落带优势植物根系低分子量有机酸对土壤中铅的解吸动力学

三峡库区消落带落干期时会生长大量植被,其根系分泌的低分子量有机酸会对消落带土壤中重金属的活化带来一定影响,为此,本研究通过水培法以及利用去离子水直接浸提其根际土测出三峡库区优势植物狗牙根和稗草根系分泌的低分子量有机酸种类和含量,并模拟优势植物所分泌的单一有机酸和混合有机酸分别对消落带土壤中的铅(Pb)进行解吸,探究其对消落带土壤中铅的解吸动力学.结果表明,狗牙根根系分泌的低分子量有机酸种类和含量均大于稗草,其中柠檬酸、丙二酸、乙酸、苹果酸是两种植株根系均分泌的有机酸,且乙酸含量最高,分别为0.765 mmol·kg-1、0.261 mmol·kg-1,而在狗牙根和稗草根际土中均检测到柠檬酸、丙二酸、乙酸;选取柠檬酸、丙二酸、乙酸对消落带土壤中铅进行解吸时,发现当有机酸浓度≤1 mmol·L~(-1)时,有机酸解吸量由高到低为:丙二酸柠檬酸乙酸;而当有机酸浓度1 mmol·L~(-1)时,有机酸解吸量由高到低为:柠檬酸丙二酸乙酸,且低分子量有机酸在土壤中含量低时,抑制土壤对Pb的解吸;含量高时,促进土壤对Pb的解吸.在解吸过程中,0~240 min为快反应阶段,240 min后为慢反应阶段,准二级动力学方程拟合效果最好.     

Molecular approaches for the detection and monitoring of microbial communities in bioaerosols: A review

Bioaerosols significantly affect atmospheric processes while they undergo long-range vertical and horizontal transport and influence atmospheric chemistry and physics and climate change. Accumulating evidence suggests that exposure to bioaerosols may cause adverse health effects, including severe disease. Studies of bioaerosols have primarily focused on their chemical composition and largely neglected their biological composition and the negative effects of biological composition on ecosystems and human health. Here, current molecular methods for the identification, quantification, and distribution of bioaerosol agents are reviewed. Modern developments in environmental microbiology technology would be favorable in elucidation of microbial temporal and spatial distribution in the atmosphere at high resolution. In addition, these provide additional supports for growing evidence that microbial diversity or composition in the bioaerosol is an indispensable environmental aspect linking with public health.     

低分子量有机酸提取土壤中部分重金属的拟合模型研究

为研究不同浓度低分子量有机酸与提取的土壤重金属含量之间的关系,本文以采自安徽省安庆市某铜矿区及其周围的土壤为例,通过浸提法,研究了不同浓度苹果酸、甲酸对采样点土壤中重金属Cu、Mn、Zn、Pb提取能力的影响并进行模型拟合.结果表明:不同浓度苹果酸和甲酸对采样点土壤中重金属的提取量不同,两种有机酸对低pH、高重金属含量采样点及其周围土壤中的重金属提取量较大,两种低分子量有机酸对S6采样点的重金属Mn的提取量最大,分别为322.5 mg·kg~(-1)和193.58 mg·kg~(-1),提取率达70.02%和42.03%,Zn、Pb次之,Cu最低;随着苹果酸、甲酸浓度的升高,土壤中重金属Cu、Mn、Zn、Pb的提取量增加,苹果酸对土壤中重金属的提取能力大于甲酸;拟合模型对于两种低分子量有机酸与其提取的土壤中部分重金属含量之间的关系,具有较好的拟合性,其决定系数R~2在0.8293～0.9990之间,都具有显著性(p0.05),该模型可以定量表征低分子量有机酸对土壤重金属的提取能力,此研究结果为土壤中重金属的固定化和增强植物修复受重金属污染的土壤提供了理论支持.     

咪唑氯盐离子液体对蚯蚓急性毒性及体重影响研究

采用OECD标准滤纸接触法和人工土壤法,研究了3种离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)、1-己基-3-甲基咪唑氯盐([Hmim]Cl)、1-辛基-3-甲基咪唑氯盐([Omim]Cl)对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的急性致死作用,并测定亚慢性暴露试验下蚯蚓的体重变化.滤纸接触法测得[Bmim]Cl、[Hmim]Cl、[Omim]Cl对蚯蚓24 h的半致死浓度(LC50)分别为109.60、50.38、7.94μg.cm-2;48 h的LC50分别为98.52、39.14、3.61μg.cm-2.人工土壤法得到[Bmim]Cl、[Hmim]Cl、[Omim]Cl对蚯蚓7 d的LC50分别为447.78、245.56、180.51 mg.kg-1,14 d的LC50分别288.42、179.75、150.35 mg.kg-1.蚯蚓在3种离子液体作用下表现出不同的中毒症状.3种离子液体对蚯蚓的生长表现出不同程度的抑制作用,体重随着浓度增加而下降.离子液体对蚯蚓毒性随着碳链长度的增加而增大.     

围隔实验中浒苔在不同营养盐条件下的生长比较

近年来浒苔在我国黄海海区大规模暴发,给沿海海区造成了严重的环境问题.为了探究营养盐对浒苔生长的影响,2012年5月在黄海海区进行了现场船基围隔实验.实验共设置12个围隔装置,9种不同的营养盐条件.实验发现,浒苔对营养盐有极强的吸收能力,生长能力很强,在营养盐适中时,相对生长率最高可达82%,即使在低营养盐条件下也会保持10%左右的生长速率.在磷酸盐含量适中时,高浓度的硝酸盐更能促进浒苔的生长;充足、连续的营养盐补充是浒苔绿潮暴发的物质基础.通过浒苔吸收的营养盐含量估算其光合作用产生有机物的质量,发现与浒苔湿重增加量有着良好的线性关系.     

活性炭的吸附机理及其在水处理方面的应用

本文从活性炭表面的物理性质和化学性质,介绍了活性炭吸附的一般机理。综述了活性炭在城市给水、工业废水及城市污水深度处理中的研究进展;混凝—活性炭吸附工艺在净水工程中的应用;臭氧—生物活性炭技术去除水中有机污染物的工艺;MBR/PAC组合工艺及工业上使用石灰石与活性炭联合去除污染物的技术;从活性炭吸附性能指标的选择、有机物分子量的分布、活性炭的改性等方面,提出了活性炭在水处理应用上的问题和展望。