Model evaluation of the phytoextraction potential of heavy metal hyperaccumulators and non-hyperaccumulators

Evaluation of the remediation ability of zinc/cadmium in hyper- and non-hyperaccumulator plant species through greenhouse studies is limited. To bridge the gap between greenhouse studies and field applications for phytoextraction, we used published data to examine the partitioning of heavy metals between plants and soil (defined as the bioconcentration factor). We compared the remediation ability of the Zn/Cd hyperaccumulators Thlaspi caerulescens and Arabidopsis halleri and the non-hyperaccumulators Nicotiana tabacum and Brassica juncea using a hierarchical linear model (HLM). A recursive algorithm was then used to evaluate how many harvest cycles were required to clean a contaminated site to meet Taiwan Environmental Protection Agency regulations. Despite the high bioconcentration factor of both hyperaccumulators, metal removal was still limited because of the plants' small biomass. Simulation with N. tabacum and the Cadmium model suggests further study and development of plants with high biomass and improved phytoextraction potential for use in environmental cleanup.     

Random parameter models for accident prediction on two-lane undivided highways in India

Introduction

Generalized linear modeling (GLM), with the assumption of Poisson or negative binomial error structure, has been widely employed in road accident modeling. A number of explanatory variables related to traffic, road geometry, and environment that contribute to accident occurrence have been identified and accident prediction models have been proposed. The accident prediction models reported in literature largely employ the fixed parameter modeling approach, where the magnitude of influence of an explanatory variable is considered to be fixed for any observation in the population. Similar models have been proposed for Indian highways too, which include additional variables representing traffic composition. The mixed traffic on Indian highways comes with a lot of variability within, ranging from difference in vehicle types to variability in driver behavior. This could result in variability in the effect of explanatory variables on accidents across locations. Random parameter models, which can capture some of such variability, are expected to be more appropriate for the Indian situation.

Method

The present study is an attempt to employ random parameter modeling for accident prediction on two-lane undivided rural highways in India. Three years of accident history, from nearly 200 km of highway segments, is used to calibrate and validate the models.

Results

The results of the analysis suggest that the model coefficients for traffic volume, proportion of cars, motorized two-wheelers and trucks in traffic, and driveway density and horizontal and vertical curvatures are randomly distributed across locations.

Conclusions

The paper is concluded with a discussion on modeling results and the limitations of the present study.     

安全投入模型的研究

从安全投入产出分析的角度为安全投入决策提出一个新视角,相比于直接用生产函数等数学方法得到安全投入与安全产出的关系,通过软件分析得出各个要素与安全产出的关系,再进行拟合,最后得到安全产出回归方程,这样得到的分析结果更准确和可信。通过实例可以证明如果要确定安全投入要素之间的分配比例可以采用生产函数分析方法,如要预测安全产出可以采用根据散点图做出的回归方程。另外,在分析安全投入要素相对重要度时,因为各个投入要素的数量级和单位的不同,回归方程系数应选择标准化回归系数;要预测安全投入产生的安全产出则应采用非标准化回归系数。     

2005~2016年中国大气边界层SO2的时空变化趋势

利用臭氧观测仪（OMI）卫星遥感反演的大气边界层（PBL）SO₂柱含量（PBL SO₂）数据分析了自2005年以来中国PBL SO₂柱含量数据的空间分布特征、变化趋势及其影响的原因.从长时间尺度上,PBL SO₂柱含量呈现明显的下降趋势.2005年中国区域年平均PBL SO₂柱含量为0.317DU,2016年为0.276DU,减少了0.041DU,大约为13.2%.SO₂柱含量呈现明显的周期变化特征.冬季浓度较高,夏季较低,最小值和最大值分别出现在7和12月,分别为0.246和0.404DU.小波分析显示SO₂的变化在10个月的尺度水平上存在明显的主振荡周期,在40个月的尺度水平上存在明显的次周期变化.中国区域SO₂污染严重的高值区主要出现在京津冀鲁环渤海地区、关中平原（山西省和陕西省）、河南省大部分地区、四川盆地、长江三角洲地区和珠江三角洲.最大的SO₂柱含量值可达1.1DU以上.京津冀鲁环渤海地区的高值区已经延伸到长江三角洲地区,有向南延伸和珠江三角洲连在一起的趋势.由于地形和天气特征的影响,四川盆地地区SO₂出现次高值区.在青藏高原和西北地区,SO₂浓度较低,呈现背景值特征,多年平均的SO₂约在0.05DU的水平.中国区域SO₂变化趋势在空间分布上存在明显的区域差异,变化的范围在-0.70~0.15DU之间.SO₂出现逐渐减少的地区主要是在高值区,如京津冀鲁环勃海地区、关中平原、四川盆地,长江中下游和珠江三角洲.减幅最大的是四川盆地和珠江三角洲,大约减少了61%.四川盆地2005~2016年约减少了0.55DU;珠江三角洲约减少了0.45DU.出现增长的地区主要是西部和北部地区,以及东南沿海除珠三角外的大部分区域,最大增长大约为0.15DU.     

利用多次回归拟合水的饱和蒸气压与温度的关系表达式

在使用于湿球测定锅炉烟气含湿量的过程中,需要查找水的饱和蒸气压,非常不方便.利用D-196和<化工原理>上册中取得部分数据,用多次线性回归的方法,拟合出水在0～200℃范围内的饱和蒸气压与温度的关系表达式;并对该表达式的误差进行了分析,误差均值为0.2‰,最大值也只有0.8‰,完全可以满足环境监测中数据处理的精度要求.     

典型异味源的感官特性及特征污染物筛选

为研究不同异味源的感官特性以及不同行业特征污染物的排放差异,以卷烟厂、烘培坊、烤漆厂为研究对象,采用愉悦度9级度量法,测定源样品不同稀释倍数（5~6个浓度梯度）下的愉悦度等级,绘制3种典型异味源愉悦度-臭气浓度指数特征曲线,并进行回归分析,同时筛选出3个典型异味源的特征污染物（烤漆厂的特征污染物为乙酸乙酯、对二乙苯、乙苯、间二甲苯、乙酸丁酯,卷烟厂为乙醇、萘、2-丁酮、柠檬烯、丙烷,烘培坊为乙醇、柠檬烯、α-蒎烯、甲苯、丙酮）,并建立了异味评价干扰潜力的数学模型.结果表明:3种典型异味源的愉悦度与臭气浓度指数之间的关系均符合二次多项式模型,卷烟厂和烤漆厂异味源的愉悦度均为负值,并且厌恶程度随臭气浓度的增大而增强;而烘焙坊异味源的愉悦度为正值.当愉悦度等级为-2时,卷烟厂和烤漆厂对应的臭气浓度分别为30和26.干扰潜力的强弱是由臭气浓度和愉悦度2个因素直接决定的,烤漆厂的干扰潜力为-14.48,卷烟厂为-14.17,烘培坊为11.77.研究显示,愉悦度与臭气浓度指数间量化关系模型以及异味源干扰潜力评估模型的建立,可为异味源的分类分级以及异味源环境影响标准的制订提供科学依据.      

近20年来中国典型区域PM2.5时空演变过程

近20年来PM_(2.5)污染严重制约了中国可持续发展.长时间序列历史监测数据的缺失阻碍了相关研究.为此,本文以四大典型区域2013~2016年的PM_(2.5)浓度监测值和2000~2016年MODIS AOD数据、边界层高度、温度等气象数据作为基础数据,将反向人工神经网络和支持向量回归机两种算法相结合,构建组合模拟模型,并利用地理空间分析技术实现近20年来PM_(2.5)浓度历史变化过程的情景再现.研究结果表明,组合模型具有较低的误差和更高的泛化能力;时空分析结果表明,2000~2010年京津冀和东三省PM_(2.5)浓度持续增长,珠三角PM_(2.5)浓度缓慢下降,3个研究区PM_(2.5)污染范围呈扩大趋势,长三角PM_(2.5)浓度值及污染范围基本保持稳定.2012年4个研究区PM_(2.5)浓度值降低且污染范围缩小,但2013~2016年PM_(2.5)浓度略微上升后又下降,高污染范围缩小,这与国家采取PM_(2.5)区域联防等治理措施有关.     

中国“四化”建设对水足迹强度的影响分析

采用2000—2016年中国30省市（不包括香港、澳门、台湾、西藏四省区）的数据,构建四化指标体系,计算四化发展指数,进行地区四化水平评价,通过OLS和GMM回归模型考察四化发展对水足迹强度的影响,同时设置四化之间的交互项来识别四化指标之间的相互作用。主要结论如下：首先,从四化水平的地域发展差异上来看,中国四化水平总体上呈现出东部优于中部、中部优于西部的格局,水足迹强度的分布与之类似,说明四化水平发展与水足迹强度之间可能存在相关关系;其次,计量模型显示四化水平的提升对于水足迹强度的改善有积极影响,但每一化对于水足迹强度改善的影响大小不一;第三,以交互项衡量的四化相互作用对于水足迹强度的影响作用为正,表明四化发展对水足迹强度的改善效果逐渐趋于收敛。因此,优先提升落后地区的四化水平,以四化水平的提升推动水足迹强度的降低,能够有效降低我国总体水足迹强度水平。     

中国碳排放及影响因素的市域尺度分析

评估区域碳排放及其与社会经济状况的关系对于制定碳减排措施至关重要.以中国339个地级及以上城市(不含新疆部分城市和港澳台地区)为研究对象,探究了非化石能源占比、土地开发度、常住人口城镇化率、第二产业占比、人均GDP和人均建设用地面积对人均CO₂排放量的影响.通过构建模拟人均CO₂排放量的贝叶斯信念网络,识别各因素对人均CO₂排放量的全局影响;采用多尺度地理加权回归模型,分析各因素对人均CO₂排放量的局部影响.结果表明：(1)2020年,中国地级及以上城市人均CO₂排放量呈现出由南向北递增,东部沿海向内陆递减的格局.(2)从全局来看,人均CO₂排放量对各因素的敏感性从高到低依次为：人均建设用地面积>人均GDP>常住人口城镇化率>土地开发度>第二产业占比>非化石能源占比.(3)从局部来看,各因素与人均CO₂排放量的空间关系方向与全局关系一致,关系强度上存在空间异质性.(4)清洁能源、脱碳技术、土地节约集约利用...     

多因素作用下同庭湖洪水调蓄量的变化

用实测资料分析比较了出口水位31．0m时,洞庭湖调蓄量的变化趋势及影响调蓄量的各种因素。用多元线性回归方法建立了调蓄量经验公式,并用该公式计算分析了各因素对调蓄量变化的影响。结果表明,该公式能够较全面地反映调蓄量变化的原因,且能够近似区分淤积和围垦对调蓄量的影响。