Fuzzy experts on recreational vessels, a risk modelling approach for marine invasions

Understanding risks from the human-mediated spread of non-indigenous species (NIS) is a critical component of marine biosecurity management programmes. Recreational boating is well-recognised as a NIS pathway, especially at a regional scale. Assessment of risks from this pathway is therefore desirable for coastal environments where recreational boating occurs. However, formal or quantitative risk assessment for the recreational vessel pathway is often hampered by lack of data, hence often relies on expert opinion. The use of expert opinion itself is sometimes limited by its inherent vagueness, which can be an important source of uncertainty that reduces the validity and applicability of the assessment. Fuzzy logic, specifically interval type-2 fuzzy logic, is able to model and propagate this type of uncertainty, and is a useful technique in risk assessment where expert opinion is relied upon. The present paper describes the implementation of a NIS fuzzy expert system (FES) for assessing the risk of invasion in marine environments via recreational vessels. The FES was based on expert opinion gathered through systematic elicitation exercises, designed to acknowledge important uncertainty sources (e.g., underspecificity and ambiguity). The FES, using interval type-2 fuzzy logic, calculated an invasion risk value (integrating NIS infection and detection probabilities) for a range of invasion scenarios. These scenarios were defined by all possible combinations of two vessel types (moored and trailered), five vessel components (hull, deck, internal spaces, anchor, fishing gear), two infection modes (fouling, water/sediment retention) and six frequently visited marine habitats (marina, mooring, farm, ramp, wharf, anchorage). Although invasion risk values determined using the FES approach was scenario-specific, general patterns were identified. Moored vessels consistently showed higher invasion risk values than trailered vessels. Invasion risk values were higher for anchorages, moorings and wharves. Similarly, hull-fouling was revealed as the highest infection risk mode after pooling results across all habitats. The NIS fuzzy expert system presented here appears as a valuable prioritising and decision-making tool for NIS research, prevention and control activities. Its easy implementation and wide applicability should encourage the development and application of this type of system as an integral part of biosecurity, and other environmental management plans.     

某货车侧翻水污染事件的环境损害评估方法探索

随着我国进入突发水污染事件高发期,面临的水环境形势日益严峻.为了震慑环境污染行为,保证受损的环境资源得到恢复和补偿,量化突发性水污染事件造成的经济损失显得至关重要.本文以重庆市某货车侧翻污染事件为例,构建了一套突发水污染事件环境损害的量化评估方法,并用该方法从财产损害、生态环境资源损害、应急处置行政事务投入费用和调查评估费用这4个方面量化了该事件造成的环境污染损害.     

制革废水和印染废水的综合毒性评估及鉴别

研究采用成组生物毒性试验(发光菌急性毒性、斑马鱼幼鱼急性毒性,斑马鱼胚胎发育毒性和小球藻急性毒性),结合理化指标,通过毒性单位、平均毒性(average toxicity,Av Tx)、毒性指数(toxic print,Tx Pr)、最敏感的测试(most sensitive test,MST)和潜在毒性效应指数(potential ecotoxic effects probe,PEEP)对不同工艺阶段印染及制革废水进行毒性削减评估.结果表明PEEP能兼顾废水排放量与毒性效应,更为客观地表征了废水综合毒性,PEEP评价结果显示制革废水和印染废水的毒性削减率分别达到36.8%和23.2%.最后,以发光菌作为受试生物,采用毒性鉴别评估(toxicity identification evaluation,TIE)技术,对印染废水进行毒性鉴别.结果表明,印染废水中主要的致毒物质为非极性有机污染,其次为可滤性化合物,然后是重金属、氧化性物质以及挥发性物质.     

基于T-S模糊神经网络的大沽河水质变化特征分析研究

基于T-S模糊神经网络,利用大沽河2010年-2015年水质监测数据,选取溶解氧、化学需氧量、高锰酸盐指数、氨氮、总氮、总磷对水质具有重要影响的6项指标,建立适用的水质评价模型,对大沽河水质变化特征进行分析.结果显示:上游水质评价结果明显优于中游、下游水质评价结果,网络评价水质等级变化趋势同真实指标数据变化趋势一致.验证结果充分表明了T-S模糊神经网络用于水质变化特征分析是可行、有效的.     

2株降解菲的植物内生细菌筛选及其降解特性

为了获得具有菲降解特性的植物内生细菌,通过选择性富集培养,本研究从多环芳烃污染区植物体内分离得到2株能够降解液体培养基中高浓度菲(200 mg·L-1)的植物内生细菌(菌株P1和P3).经形态观察、生理生化特征鉴定和16S rDNA序列同源性分析,分别将菌株P1和P3鉴定为寡养单胞菌属(Stenotrophomonas sp.)和假单胞菌属(Pseudomonas sp.)的细菌.菌株P1和P3均为好氧生长,28℃、150 r·min-1摇床培养7 d,2株菌对无机盐培养基中菲(100 mg·L-1)的降解率均高于90%.条件实验表明,温度20～30℃,pH 6.0～8.0,盐含量0%～4%,装液量10～30 mL(100 mL三角瓶)2菌株生长良好且对菲降解率高于70%.其最适生长和降解温度为30℃,pH为7.0,盐含量≤4%,装液量≤30 mL.综合比较2株菌对菲的降解特性,P1菌株高温耐受性稍强,而P3菌株对环境pH改变和缺氧的耐受性稍强.     

扑草净降解菌的分离、筛选与鉴定及降解特性初步研究

从安徽农药厂废水处理系统的活性污泥中筛选扑草净(prometryne)降解菌.通过富集驯化和选择性培养筛选纯化细菌,分离到2株细菌,分别命名为P-1、P-2.根据表型特征、生理生化特性和16S rDNA序列同源性分析:P-1为G-,鉴定为苍白杆菌属(Ochrobactrum);P-2为G+,鉴定为芽胞杆菌属(Bacillus).GenBank登录号分别为HM004554和HM004555.通过12 d液体降解实验,菌株P-1、P-2对40 mg.L-1扑草净降解率分别达到46.5%和65.4%.该研究为扑草净的生物降解与污染土壤的生物修复提供了依据.     

苯酚降解红球菌的分离鉴定及降解特性研究

采用富集培养的方法,从唐山污水处理厂附近的植物根际土中分离得到1株高效苯酚降解菌11-111。该菌株为革兰氏阳性菌,可以在以苯酚为唯一碳源和能源的无机盐培养基上生长,能够耐受最高浓度为2 000 mg/L的苯酚。对该菌株的降解性能研究表明,在温度24~32℃,pH值6.5~8.5,装液量≤20 mL(100 mL摇瓶)范围内,摇床转速为160 r/min,菌株对初始浓度500~1 500 mg/L的苯酚均能有效降解。根据该菌株的形态、生理生化特性和16S rRNA基因序列同源性分析结果,鉴定为红球菌属(Rhodococcus sp.)菌株。该菌株具有较强的环境适应能力和苯酚降解能力,有较高的研究价值及应用前景。     

非点源污染影响下清河水库小流域水质模糊综合评价

针对铁岭市2011年饮用水源地清河水库小流域内水质状况,建立模糊综合评价数学模型,通过分析非点源污染对水质的影响进行水污染风险综合评价。目的是定量分析评价清河水库水环境质量现状和存在的问题。计算结果表明:清河水库小流域水质较差,水库入口、红花甸、聂家沟、曾家屯、腰堡的水质均属于V类水,说明水库水质已受到严重污染,而非点源污染是造成水库水质污染和波动性变化的主要原因和影响因素,急需进行科学的治理,否则将带来严重的环境、经济和社会损失。     

双台子河流域综合水质评价方法的对比研究

本研究利用双台子河2011年枯、丰、平水期的22个水文监测断面数据,并借助主成份分析法,确定主要污染因子和超标断面。分别采用综合标识指数、单因子、模糊评判、灰色关联四种评价法,选取DO、COD、NH3-N、TP、TN、BOD 6个评价因子,对河流水污染特性进行综合评价与分析。结果表明:以Bartlett球度检验,主成份因子负荷值较高的NH3-N、TP、BOD因子,累积方差贡献率91.97%,主要污染因子;超标断面的污染因子判别应考虑周边污染源的类型和河流上游的排放物浓度。模糊评判、灰色关联评价结果中均没有劣V类,两者的水质类别累积频率均在V类到达100%;考虑到单因子法在同一水质类别中不能判定多项因子共同对水体的综合影响,本文采用标识指数法为最佳评价方法。从枯、丰、平水期的劣V类和V类断面比重分析,枯水期>平水期>丰水期。从劣V类和V类数量与分布来看,盘锦市辖区控制单元的污染程度,比大洼县和盘山县污染较重。     

海水中亚硝化细菌的分离鉴定研究

从海水样品中分离到1株严格自养的氨氧化细菌GW201210,对该株茵的形态特征、培养特性、生理生化特性等生物学特性进行了初步研究。结果表明,它为革兰氏染色阴性,无鞭毛,不产芽孢,细胞短杆状,呈单个排列或排列成直线。该菌株能将氨氮氧化成亚硝酸盐,不能还原硝酸盐,能利用CO2,在7％NaCl条件下生长,在肉汤培养基中不生长,其特性均符合亚硝酸菌的特征,并用PCR方法扩增该菌株的16SrDNA基因,进行16SrDNA序列比较、同源性分析并构建系统发育树,将菌株GW201210初步鉴定为亚硝化单胞菌属（Nitro．somonascommunis）o