重庆主城区次级河流表层沉积物重金属污染特征及风险评价

山地城市次级河流因季节性降雨容易导致沉积物中污染物形成"二次污染",沉积物可能具有重金属潜在生态风险.本文采集了重庆市主城区19条次级河流表层沉积物,分析了7种重金属元素(V、Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb)的污染水平,解析了重金属污染来源,并从流域层面评价次级河流表层沉积物重金属的潜在生态风险.结果表明,与背景值(中国土壤元素背景值)相比,除V外,其它6种重金属元素超标1.1~6.7倍.富集系数分析和主成分分析显示,沉积物中重金属V、Ni和Pb均未发生富集(富集系数小于1.5),且主要来源于自然源.Cd、Zn、Cu和Cr平均富集系数分别为6.63、2.31、1.90和1.40,均存在不同程度的富集;Cr、Zn和Cu主要来源于工业废水的排放.主城区次级河流表层沉积物重金属潜在生态风险指数RI值范围为77~382,均值为228,总体属于中等生态风险等级.空间分布上,重庆主城区西北部汇入嘉陵江的次级河流表层沉积物重金属表现出较高的生态风险,东南部汇入长江的次级河流表层沉积物表现为相对较低的风险.     

基于前向神经网络的广义环境系统评价普适模型

为了建立由水环境、空气环境、生态环境、水资源环境、灾害环境、遥感环境、社会经济环境等不同环境系统组成的广义环境系统评价都能普适、通用的神经网络模型,针对BP神经网络因收敛速度慢、易于陷入局部极值而使实用性受限的缺陷,提出以双极性sigmoid函数作为网络隐层节点(神经元)的激活函数,而网络输出为所有隐层节点输出的线性求和的前向神经网络的广义环境系统评价模型.在设置广义环境系统指标参照值和指标值规范变换式,并对指标值进行规范变换的基础上,分别构建了适用于广义环境系统评价的任意2个指标规范值的前向神经网模型(NV-FNN(2)结构)和任意3个指标规范值的前向神经网模型(NV-FNN(3)结构).而对于指标较多的广义环境系统评价,只要将多指标分解为以上2个指标和3个指标的两种简单结构的前向神经网络的广义环境系统评价模型的组合表示即可.理论分析和实例检验结果表明:该模型对任意广义环境系统的规范指标值皆普适、通用,因而使不同环境系统的评价变得简洁、统一.规范变换和优化算法相结合的建模思想和方法对简化广义环境系统评价的多元回归、投影寻踪回归、回归支持向量机和径向基神经网络建模亦有借鉴和启迪作用.     

基于水域面积法的山区河流水电站下游生态流量定值研究

水电站的大量兴建导致下游河道萎缩退化甚至断流,如何改变水电站运行调度方式,维持下游河道一定的生态流量、保障河流健康成为国内外普遍关注的问题.本文在传统水文学方法的基础上融入生物栖息地法思想,以河流生态系统的生物多样性为功能目标,用河道流量反映河流的水文过程,河道水域面积反映河流生态系统的生物多样性,创新性地提出考虑河道水文生态特性的生态流量定值方法——水域面积法.以北江上游浈江二级支流罗坝水为例进行分析计算.计算结果表明:枯水年罗坝水生态流量为2.26 m3·s-1,占多年平均流量的25.97%;平水年生态流量分月控制,生态流量过程与建站前流量过程基本一致.根据枯水年的生态流量值和平水年各月份的生态流量值,结合水电站的运行调度规则,换算成一定时期内的径流量来确定该时期内水电站需释放的水量,进而对水电站下游河道的生态功能进行保护和修复.     

绿洲边缘新月形沙丘表层沉积物粒度与重金属分布特征

本文以乌兰布和沙漠绿洲边缘工业化城市乌海市下风向典型新月形沙丘为研究对象,分析了新月形沙丘各部位0~10 cm沙物质、沙丘前50 m处大气降尘的粒度及重金属元素变化特征,探讨了重金属物质的来源及其与粒径的相关性,评价了重金属的潜在生态风险.结果表明:沙丘各部位沉积物粒度均以细砂为主,较对照沙丘极细砂含量增高而中砂含量减少.而降尘主要以极细砂、粉粒为主,降尘在沙丘表面的沉降堆积使沙丘表层沙物质细化.沙丘与降尘的重金属含量均为FeMnCrZnCu;Mn、Cu、Zn、Cr含量均高于背景值且发生富集.Mn、Zn含量在空间分布上呈中等变异;Fe、Cu含量在空间分布上为高度变异.Mn、Zn、Cu含量与细颗粒含量呈显著正相关,Zn、Cu含量与中砂含量呈负相关,Fe含量与细砂和中砂含量均呈负相关.Cu、Zn、Cr为人为污染因子,Mn、Fe为自然源因子,但Cr、Mn、Fe又受到自然地质背景和人类活动的共同控制.乌海市下风向新月形沙丘属于低生态风险状态,为轻度污染,需加强废气的治理控制以防重金属污染的进一步加深.     

Microcystis aeruginosa/Pseudomonas pseudoalcaligenes interaction effects on off-flavors in algae/bacteria co-culture system under different temperatures

We conducted an experiment to study the interaction effects of Microcystis aeruginosa and Pseudomonas pseudoalcaligenes on off-flavors in an algae/bacteria co-culture system at three temperatures (24, 28 and 32°C). Gas chromatography–mass spectrometry was applied to measure off-flavor compounds dimethyl sulfide (DMS), dimethyl trisulfide (DMTS), 2-methylisoborneol, geosmin (GEO) and β-cyclocitral. During the lag phase of co-cultured M. aeruginosa (first 15 days), P. pseudoalcaligenes significantly increased the production of DMS, DMTS and β-cyclocitral at all three temperatures. In the exponential phase of co-cultured M. aeruginosa (after 15 days), M. aeruginosa became the main factor on off-flavors in the co-culture system, and β-cyclocitral turned to the highest off-flavor compound. These results also indicated that DMS, DMTS and β-cyclocitral were the main off-flavor compounds in our M. aeruginosa/P. pseudoalcaligenes co-culture system. Univariate analysis was applied to investigate the effects of M. aeruginosa and P. pseudoalcaligenes on the production of off-flavors. The results demonstrated that both M. aeruginosa and P. pseudoalcaligenes could increase the production of DMS and DMTS, while β-cyclocitral was mainly determined by M. aeruginosa. Our results also provide some insights into understanding the relationship between cyanobacteria and heterotrophic bacteria.     

Microcystis aeruginosa/Pseudomonas pseudoalcaligenes interaction effects on off-flavors in algae/bacteria co-culture system under different temperatures

We conducted an experiment to study the interaction effects of Microcystis aeruginosa and Pseudomonas pseudoalcaligenes on off-flavors in an algae/bacteria co-culture system at three temperatures(24, 28 and 32℃). Gas chromatography–mass spectrometry was applied to measure off-flavor compounds dimethyl sulfide(DMS), dimethyl trisulfide(DMTS),2-methylisoborneol, geosmin(GEO) and β-cyclocitral. During the lag phase of co-cultured M. aeruginosa(first 15 days), P. pseudoalcaligenes significantly increased the production of DMS, DMTS and β-cyclocitral at all three temperatures. In the exponential phase of co-cultured M. aeruginosa(after 15 days), M. aeruginosa became the main factor on off-flavors in the co-culture system, and β-cyclocitral turned to the highest off-flavor compound. These results also indicated that DMS, DMTS and β-cyclocitral were the main off-flavor compounds in our M. aeruginosa/P. pseudoalcaligenes co-culture system. Univariate analysis was applied to investigate the effects of M. aeruginosa and P. pseudoalcaligenes on the production of off-flavors. The results demonstrated that both M. aeruginosa and P. pseudoalcaligenes could increase the production of DMS and DMTS, while β-cyclocitral was mainly determined by M. aeruginosa. Our results also provide some insights into understanding the relationship between cyanobacteria and heterotrophic bacteria.     

基于“国家公顷”模型的福建省2012年生态足迹分析

生态足迹是分析和评价国家或地区可持续发展的重要指标。为更加准确地核算小尺度生态足迹,修正了传统生态足迹模型中的均衡因子与产量因子,运用"国家公顷"生态足迹模型,对福建省2012年的生态足迹进行计算。结果表明,福建省2012年的人均生态足迹为1.155372nhm2,人均生态赤字为0.806598nhm2。福建省的人口消费需求超过了自然生态系统的承载能力,可持续发展状况不容乐观。     

水资源环境承载能力监测预警平台设计探讨

建立水资源环境承载力监测预警平台与机制,是实现我国环境管理战略由以环境污染控制为目标导向,向以环境质量改善为目标导向彻底转变的重要支撑手段。以水资源环境承载力领域的相关研究进展为基础,提出水资源环境承载力监控预警平台的设计框架,平台设计的逻辑结构、核心功能以及相对应的水资源环境承载力评估技术,并对该平台建设的困难、问题及未来的发展趋势进行了分析,以期为水资源环境承载能力监测预警机制建设提供有益的参考。     

超高速瞬态测试系统软硬件构架设计研究

目的研究采样频率为2~10 MHz的64通道超高速同步瞬态测试系统的设计技术,实现两类典型超高速瞬态测试系统的硬件架构设计与软件架构设计。方法一类采用PXI-Express高带宽总线和高速RAID磁盘阵列架构构建持续流盘存储的连续高速测试系统,另一类是采用大容量板载数据缓存和PXI总线事后下载传输数据的架构构造高速测试系统。在高性能测试软件设计方面,主要应用生产者/消费者结构与有限状态机相结合的软件架构进行高性能测试系统软件设计。结果目前64通道下基于持续流盘架构的测试系统受数据记录的速度限制系统最高采样频率仅达2.5 MHz,而基于板载缓存数据与PXI总线事后下载数据架构的测试系统最高采样频率可达10 MHz,测试时长可达5 s。结论当前两类架构的测试系统均可满足超高速瞬态测试需求,设计时需根据需求的最高采样频率决定使用的架构形式。     

战场环境下装备保障信息系统安全风险与防护

目的研究战场环境下装备保障信息系统的安全问题。方法从装备保障及装备保障信息系统的概念、分类和复杂战场环境下装备保障信息系统所面临的安全威胁入手,依照五分法把装备保障信息系统安全风险划分为5个等级,推导出风险评估模型,提出实施装备保障信息系统安全防护的技战术策略。结果战场环境下,为确保整个作战进程中装备保障活动安全、有效、稳定地进行,装备保障信息系统防护必须遵循统一协调、综合利用的积极防护原则,采用有效的风险控制措施加以应对。结论通过积极探索和发展装备保障信息安全与防护理论,找准战场环境信息防护中存在的薄弱环节,制定了装备保障信息安全防护策略,加强装备保障信息系统的安全管理工作,最终提高我军装备保障信息系统的防护能力。