Source identification, contamination status and health risk assessment of heavy metals from road dusts in Dhaka, Bangladesh

In this study, concentrations of Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, Cd and Pb were determined in road dusts collected from different locations in Dhaka to assess source, contamination status and health risk. Energy-dispersive X-ray fluorescence spectroscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy were used to determine Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, Cd and Pb and their mean concentrations were 162.27 ± 29.46, 721.18 ± 180.14, 35.65 ± 12.55, 104.56 ± 128.33, 515.32 ± 321.90, BDL, and 342.82 ± 591.20 mg/kg, respectively. Among the heavy metals, highest concentrations of Cu, Zn and Pb were found at urban sites-7 (municipal waste dumping) and 8 (medical waste incineration). Highest concentration of Cr followed by Cu and Zn was found at site-5 (Tejgaon, urban). Principal component analysis revealed that anthropogenic activities are the potential sources for Cr, Ni, Cu, Zn and Pb while earth crust for Mn. Pollution index and pollution load index results suggested that all the sites were contaminated and/or degraded by Cr, Cu, Zn and Pb except sites-9 (urban), 10 (sub-urban), 11 (rural) while sites-7 and 8 (urban) were extremely degraded. For noncarcinogenic health risk, hazard quotient values for dermal were higher compared to that of inhalation/ingestion. Though hazard index values were less than 1 at all the sites, these were at least one order of magnitude higher for children group than that of adult group, thus the children group may face more noncarcinogenic health risk at sites-7 and 8. Values of incremental lifetime cancer risk were from 10⁻⁹ to 10⁻¹¹ showed no carcinogenic health risk by road dusts contaminated with the heavy metals.     

Highly efficient P uptake by Fe3O4 loaded amorphous Zr-La (carbonate) oxides: Electrostatic attraction, inner-sphere complexation and oxygen vacancies acceleration effect

Bimetallic oxides composites have received an increasing attention as promising adsorbents for aqueous phosphate (P) removal in recent years. In this study, a novel magnetic composite MZLCO was prepared by hybridizing amorphous Zr-La (carbonate) oxides (ZLCO) with nano-Fe₃O₄ through a one-pot solvothermal method for efficient phosphate adsorption. Our optimum sample of MZLCO-45 exhibited a high Langmuir maximum adsorption capacity of 96.16 mg P/g and performed well even at low phosphate concentration. The phosphate adsorption kinetics by MZLCO-45 fitted well with the pseudo-second-order model, and the adsorption capacity could reach 79% of the ultimate value within the first 60 min. The phosphate adsorption process was highly pH-dependent, and MZLCO-45 performed well over a wide pH range of 2.0-8.0. Moreover, MZLCO-45 showed a strong selectivity to phosphate in the presence of competing ions (Cl⁻, NO₃⁻, SO₄²⁻, HCO₃⁻, Ca²⁺, and Mg²⁺) and a good reusability using the eluent of NaOH/NaCl mixture, then 64% adsorption capacity remained after ten recycles. The initial 2.0 mg P/L in municipal wastewater and surface water could be efficiently reduced to below 0.1mg P/L by 0.07 g/L MZLCO-45, and the phosphate removal efficiencies were 95.7% and 96.21%, respectively. Phosphate adsorption mechanisms by MZLCO-45 could be attributed to electrostatic attraction and the inner-sphere complexation via ligand exchange forming Zr/La-O-P, -OH and CO₃²⁻ groups on MZLCO-45 surface played important roles in the ligand exchange process. The existence of oxygen vacancies could accelerate the phosphate absorption rate of the MZLCO-45 composites.     

指数模型法在海洋石油设施风险评估中的应用

针对海上油气设施工况复杂、自然环境恶劣、应急救援难度大等特点,通过构建海上采油平台、海底管道和钻修井平台风险评估指数模型,辨识出水深增大、服役期长、腐蚀、疲劳、浅层地质条件变化等是风险等级升高的主要因素,识别出部分采油平台主结构疲劳损伤,海底管道内壁腐蚀及缺陷无法准确掌握、作业平台插桩不到位等问题,并提出检验检测、更换设施、强制退出等风险管控措施和建议。     

战斗部飞行可靠性评估方法研究

目的 解决高可靠、小子样战斗部飞行可靠性评估时样本量不满足标准要求的问题。方法 通过对战斗部结构功能分析,建立包含壳体强度、主装药安定性及主装药正常起爆等单元的可靠性框图,并利用L-M法对战斗部系统进行可靠性评估。首先利用基准设计许用值的安全系数法将应力强度干涉模型与安全系数进行结合,对壳体强度可靠性进行评估;然后结合战斗部试验数据,利用最大熵试验法,在小样本下评估战斗部主装药安定性及正常起爆的可靠性;最后,将各单元的可靠性数据转化为成败型数据进行分析,利用L-M法,结合战斗部整机试验数据,开展战斗部飞行可靠度评估。结果 分别计算了小子样下战斗部壳体和装药安定性及正常起爆的可靠度,并将其转换为等效成功数和等效失败数,结合战斗部试验打靶等可靠性信息,综合评估了战斗部飞行可靠度。结论 充分利用战斗部在研制阶段的试验信息进行评估,减少了样本量,解决了战斗部可靠性高、样本量小的评估难题。     

基于多元随机效应Wiener过程的某弹用弹簧可靠性评估

目的 解决某弹用弹簧可靠性评估中存在的不确定性问题。方法 对某弹用弹簧进行加速退化试验,试验过程中发现其具有多个性能退化参数,并且其退化过程具有非线性、随机性及样本差异性的特征。为了对其退化过程进行数学表征,提出一种基于多元随机效应Wiener过程的退化模型。采用基于时间尺度变换的非线性Wiener过程,描述弹簧退化过程中的非线性与随机性。基于随机效应模型,对样本的差异性进行表征,利用Copula函数描述多元性能参数之间的相互作用关系。最后推导弹簧失效寿命的概率密度函数、可靠度函数。结果 在贮存条件为25 ℃、可靠度为0.9时,基于构建的多元随机效应Wiener过程模型,当考虑性能间的相关性时,得到某弹用弹簧的贮存寿命为12 a;不考虑性能间的相关性时,得到其贮存寿命为11.5 a。结论 构建的多元随机退化模型为该弹药健康状态管理提供了相应的理论依据。     

机器学习在材料服役性能预测中的应用

针对材料服役性能预测存在误差大、计算复杂、适用性差等问题,提出了基于数据挖掘的机器学习预测方法。首先阐述了机器学习的应用流程,并总结了常用模型原理及其在材料性能预测中的应用。然后采用多种机器学习模型对RPV钢的辐照性能进行预测,并通过Stacking集成方法提高了模型的预测精度。结果表明,机器学习可用于材料服役性能预测,具有较高的预测精度和可靠性。根据材料服役数据的不同特征选择合适的学习模型,同时进行模型融合和参数优化,可有效提高模型的预测精度及运算速度。     

老工业城市土壤-作物系统重金属的迁移累积及风险协同评价

为查明老工业城市土壤-作物系统的重金属环境地球化学特征,测试和分析石嘴山市水稻、小麦和玉米籽实及其根系土重金属含量和形态,利用统计学方法、风险评价编码法(RAC)、生物富集系数法(BCF)、土壤和农产品综合质量影响指数法(IICQ)及ArcGIS空间插值法开展土壤-作物系统重金属的迁移累积特征剖析及风险协同评价.结果表明,根系土中重金属ω(As)、ω(Cd)、ω(Cr)、ω(Cu)、ω(Hg)、ω(Ni)、ω(Pb)和ω(Zn)均值分别为12.56、 0.19、 63.48、 23.52、 0.038、 28.86、 21.68和69.47mg·kg^-1,与宁夏土壤背景值相比呈一定程度的累积,其中以Cd和Hg累积效应最为显著,但均低于农用地土壤污染风险筛选值;配套作物中上述8种重金属含量均值分别为0.014 9、 0.011 2、 0.075、 6.7、 0.001 5、 0.67、 0.042 7和20.48mg·kg^-1,与食品中污染物限量相比,作物中As、 Pb和Cr点位超标率分别为4%、 3%和1%,其余元素均未超标;相比水稻和小麦,...     

壬基酚的环境生物地球化学研究进展及对新污染物管理的建议

近年来,我国大气环境、水环境和土壤环境质量得到一定的改善,“碧水蓝天”已经成为常态.但随着持久性有机污染物、内分泌干扰物、抗生素和微塑料等新污染物在环境中不断被检出,新污染物正逐步受到广泛的关注,壬基酚作为一种典型的内分泌干扰物也备受研究人员的关注.系统地概括了我国水体中壬基酚的环境行为和暴露水平,并基于风险商法和联合概率曲线法对壬基酚可能造成的生态风险进行了评估.结果表明,壬基酚对水生生物的毒性效应主要包括急性毒性、生长发育毒性、雌激素效应和繁殖毒性;壬基酚在我国主要流域水体中普遍存在,其浓度平均值在60～1 000 ng·L^-1,浓度最高值可达4 628 ng·L^-1;基于风险商法和联合概率曲线法的风险评估结果表明,壬基酚对我国主要流域里的水生生物均存在一定的风险.最后,总结了目前比较常用的壬基酚处理处置和风险管控技术,比较了国际上内分泌干扰物的监管方法,针对我国在新污染物环境管理中存在的问题,提出了针对性政策建议,研究结果可以为我国新污染物管理和管控提供参考.     

经济发达县域耕地土壤重金属污染评价及其影响因素分析

通过对昆山市14个区镇91个土壤样品中As、Cd、Cr、Cu、Pb、Ni、Hg、Zn 8种重金属测定分析，对该市耕地土壤重金属污染进行评价并进行重金属污染的影响因素分析。结果表明，昆山市耕地土壤存在不同程度的轻微污染，重金属Cd、Cr、Cu、Pb、Hg、Zn均超过国家土壤背景值，旱地、水田中均以Hg污染范围较广、变异系数较大。综合污染指数表现为水田（115）>旱地（100）。区镇耕地重金属污染评价表明千灯、陆扬、石浦、锦溪、石牌处于警戒值之内，蓬朗、周庄、张浦、正仪、周市、巴城、淀山湖、花桥、陆家轻度污染；昆山市耕地土壤中重金属元素均未超过土壤环境基本容量，能够保证作物品质和农业持续发展。同时，研究表明区域重金属轻微污染具有复合污染的特性，Cd、Pb相关性最高(〖WTBX〗P〖WTBZ〗=0621 0)， Pb与Hg、Cu、Zn、Cu与Cr也有相关性（0438 7、0426 0、0350 9、0394 0），区域重金属的轻微污染受人为因素影响显著，研究指出应加强对区域优先控制污染物Hg、次优先控制污染物Pb、Cd、Zn、Cu、Cr的控制与治理。     

长江中上游表层沉积物重金属形态分布特征及风险评价

大坝蓄水显著改变了河流的水文情势,进而影响着河流沉积物的颗粒组成和重金属形态.2019年6～7月,从长江上游金沙江攀枝花市至长江中游湖口县,沿长江干流调查了26个断面,采用欧共体BCR 3步提取法分析了沉积物中8种重金属(As、 Cd、 Co、 Cr、 Cu、 Ni、 Pb和Zn)的含量及其赋存形态,并用重金属地累积指数法、沉积物质量基准法和风险评价编码法(RAC)对沉积物重金属污染程度和生物有效性进行风险评价.结果表明,长江上游库区段(金沙江梯级水库段和三峡库区段)从上游至下游沉积物的粒径均值呈减小趋势,沉积物As和Zn全量呈增加趋势,中游段变化规律不明显.沉积物黏粒含量与弱酸提取态Cd和Ni含量呈显著正相关.Cd以残渣态(59.26%)和弱酸提取态(24.67%)为主,Cr(92.41%)和Ni(83.41%)以残渣态为主,As、 Co、 Cu、 Pb和Zn以残渣态和可还原态为主.As、 Cd、 Co、 Cr、 Ni和Zn污染程度大小为：金沙江段>长江中游段>三峡库区段.Cd、 Co、 Cr、 Cu、 Ni和Zn的生物有效性(RAC均值)大小：上游三峡段>中游段&...