运用三维荧光光谱解析高温厌氧产氢反应过程对温度变化的响应

为建立反应器运行状态的荧光光谱快速监测方法,应用三维荧光光谱表征了高温厌氧反应器的出水,采用平行因子分析方法分析后得到3种荧光组分——蛋白质、辅酶NADH和核黄素,并获得它们的激发发射光谱图及相对浓度.结果表明,当温度从50 ℃上升到60 ℃的过程中,3种荧光物质的相对浓度均呈现相应的变化,它们与反应器的运行参数呈现明显相关性.进一步研究表明,核黄素是高温厌氧产氢反应中的特有荧光物质,采用标准加入法和二阶校正方法可以测定其实际浓度,出水中核黄素浓度变化范围为0.04~0.13 mg·L^-1.该研究为厌氧产氢反应器的运行监控提供了理论基础.     

水资源安全评价模型构建与应用——以福建省泉州市为例

作为东南沿海的重要城市之一,泉州市在经济社会迅速发展的形势下,水资源可持续利用面临前所未有的压力。论文采用改进的层次分析法及基于因子分析的聚类分析法,对泉州市各县(区、市)2008年的水资源安全状况进行评价与分析,并评价了2000-2008年泉州市的水资源安全变化趋势,对2015及2020年的水资源安全进行预测。主要研究结论为:水资源处于安全状况的地区为德化县、永春县、安溪县;基本安全的地区为南安市、洛江区及泉港区;处于不安全的为鲤城区、丰泽区、惠安县;处于严重不安全的地区为晋江市和石狮市。评价年份内,2000年水资源安全保障程度最高,2004年水资源安全程度最低。在P=75%和P=90%的情况下,2015和2020年泉州市面临的水资源压力很大。针对泉州市经济社会发展、水资源特点及开发利用特征,提出了提高水资源安全保障程度的措施。     

因子分析在沈阳大气环境及主要控制因素研究中应用

为揭示近年来沈阳市大气环境质量根本改善后的特征及变化规律,反映控制大气环境质量的主要因素,文章在广泛收集整理相关资料和数据的基础上,通过因子分析的方法对沈阳市2002-2009年的大气环境质量改善进行了分析;结果表明,近年来沈阳市在工业高速发展、经济迅猛增长和社会繁荣进步对环境质量产生巨大压力的条件下,经过对产业结构优化、工业布局和能源结构的调整、环保力度的加大等一系列措施,大气环境质量已得到历史性改善;首要污染物为PM10,污染物指数排序为PM10>NO2>SO2,SO2污染也不容忽视,NO2污染控制仍需加强;沈阳市大气环境质量变化中以稳步提高为特征,以相应的环境管理力度加大和环保资金总体增加为保证;文章揭示的沈阳市大气环境质量好转为东北老工业区域中其他城市的环境质量改善和区域环境管理提供一定的参考价值。     

基于三维荧光及平行因子分析的川西高原河流水体CDOM特征

川西高原草甸和高寒湿地是青藏高原重要土壤碳库之一,高原河流水体溶解性有机碳特征及其与土壤碳库关系研究,对于理解高寒区域土壤碳输出通量及强度具有重要意义.本文对川西高原高山峡谷区河流(岷江上游、杂谷脑河、抚边河)和高原夷平面河流(白河)水体有色溶解性有机质(CDOM)采用三维荧光及平行因子法(EEM-PARAFAC)进行了分析.结果表明:(1)高原河流中CDOM主要有3种组分,即C_1(260/480,UVC类腐殖质)、C_2[310/420(570),UVA类腐殖质]和C_3(280/370,类色氨酸);(2)河流沿程变化特征显示,高山峡谷区河流总荧光强度值较低,变化范围窄,高原夷平面河流(白河)与其相反;同时白河类腐殖质(C_1、C_2)荧光强度远高于其他3条河流,表明白河中源于沿岸草甸和湿地的陆源腐殖质高,而其余高山峡谷区3条河流陆源腐殖质输入相对低;(3)水体荧光特征参数(荧光指数FI、自生源指数BIX、腐殖化系数HIXb、新鲜度指数β:α)表明,高山峡谷区河流CDOM来源具有外源兼内源双重特征,腐殖化程度低;高原夷平面河流CDOM腐殖化程度相对较高且降解程度低;(4)相关性分析发现4条河流中C_1、C_2极显著正相关,且白河C_1、C_2、C_3呈极显著正相关;所有河流β:α与BIX呈极显著正相关,溶解性有机碳(DOC)与355 nm处吸收系数[a(355)]相关性不显著.     

中国生态文明发展水平的空间差异与趋同性北大核心CSCDCSSCI

从国土空间优化布局、资源能源节约集约利用、生态环境保护、生态文明制度建设四方面构建了生态文明评价指标体系,运用动态因子分析法计算得出了我国31个省份2003-2012年的静态得分和动态综合得分,以各省份生态文明发展水平的测算结果作为面板数据,运用空间自相关方法对我国生态文明发展水平空间分布及演化格局进行了分析。生态文明发展指数测算结果显示,各省份得分在-0.36-0.84之间,以广东省最优,西藏最差;东部地区、中部地区和西部地区的动态综合得分分别为0.43,0.03和-0.18,生态文明发展水平呈现由沿海向内陆逐步递减的基本格局。全局空间自相关分析显示,2003-2012年全局Moran’s I值显著为正(取值范围在0.234-0.276之间),表明生态文明发展水平呈现明显的空间集聚特征,局域空间自相关显示,超过80%的省份呈现显著的空间正相关,其中"H-H"集聚区主要分布于东部的京津和长三角地区,"L-L"集聚区主要分布于中部和西部地区,且生态文明发展水平具有明显的空间溢出效应,原有的极化区域正在逐步削弱,地区间的差距正在不断减小。通过各地区生态文明发展趋势的收敛性分析可以看出,全国呈现平稳收敛的发展趋势,中部地区和西部地区收敛较为显著。在今后的发展过程中,应不断完善生态环境保护制度、提高管理水平,同时加强中西部地区与东部地区的交流合作,强化区域协同发展,保证东部地区生态文明发展水平持续稳定提升,以发挥其辐射作用,带动中部地区和西部地区生态文明发展水平的不断提高。     

"水十条"对北京市地表水环境质量改善分析

为深入分析"水十条"对北京市地表水环境质量状况的影响程度,选取2014—2017年间全市地表水逐月监测数据,从水质类别、污染物浓度和总量减排等角度进行综合分析。结果显示:"水十条"的实施有效改善了北京市地表水环境质量,改善水体主要为劣Ⅴ类和Ⅳ～Ⅴ类水体;全市氨氮(NH_3-N)和高锰酸盐指数(COD_(Mn))浓度分别降低55. 9%和25. 9%,月际间变化规律由U型分布转变为整体下降趋势,其中以再生水、再生水和污水混合水为水源的河流改善幅度较大;污染物总量控制成效显著,"水十条"的实施加速了水劣化足迹的下降。因子分析结果显示:城市、农村和自然为影响北京地表水水质的主要因素。其中,城市化水平与污染物浓度呈显著负相关关系,增加生态用水、加强农业污染源和城市非点源的治理力度将推进首都水环境状况的持续改善。     

基于PMF量化工业排放对大气挥发性有机物(VOCs)的影响:以南京市江北工业区为例

挥发性有机物(VOCs)在臭氧(O3)和二次有机气溶胶(SOA)生成中起着关键作用.南京市江北地区工业密集,为评估工业排放对大气VOCs的影响,本研究于2017年3月在工业区受体点南京信息工程大学(南信大)开展了为期近1个月的VOCs采样和测量.监测数据显示南信大站点大气VOCs浓度波动大,范围(体积分数)在10.3×10-9~200.5×10-9之间,烯烃、芳香烃和卤代烃等组分(例如:乙烯、丙烯、苯、苯乙烯、二氯甲烷等)存在明显的异常高值.利用正交矩阵因子模型(PMF)对VOCs进行来源解析,结果显示在观测期间与工业排放相关源的平均贡献为50.0%,其中石化源、化工源以及涂料和溶剂使用源的贡献分别为14.9%、19.3%和15.8%.在VOCs高污染时段,与工业排放相关源的占比高达74.9%.进一步结合风速和风向数据,确定了不同类型工业源的主导方位,追溯排放源的潜在位置.     

舟山渔场有色溶解有机物(CDOM)的三维荧光-平行因子分析

利用三维荧光光谱(EEMs)-平行因子分析(PARAFAC)技术研究春季舟山渔场有色溶解有机物(CDOM)的荧光成分组成、分布特征及来源.PARAFAC模型解析出舟山渔场CDOM由2类5个荧光组分组成,即类腐殖质成分C1(330/420 nm)、C2[(290)365/440 nm]、C3[(260)370/490 nm]及类蛋白质成分C4(285/340 nm)、C5(270/310 nm).5种荧光组分的平面分布模式基本一致,在各层均呈现由近岸海域向远岸海域逐渐减小的趋势,但各层又略有差别.表层高值区出现在杭州湾口外北部海域、虾峙门航道口外海域,且杭州湾口外北部海域的荧光值要高于虾峙门航道口外海域;中层高值出现区域与表层相同,但杭州湾口外北部海域的荧光值要低于虾峙门航道口外海域;底层从近岸向远岸梯度减小,高值区出现在舟山本岛附近海域.各荧光组分的分布与盐度之间存在明显负相关关系,与叶绿素a的线性关系不明显.分析表明,春季舟山渔场CDOM表、中层主要受长江输入和舟山工农业等人为活动排放影响,而底层主要受舟山工农业等人为活动排放影响.从垂直分布模式上,CDOM在30°N断面上由中、表层水体向底层呈现逐渐减小的趋势,并在近岸和远岸海域都出现了高值区,且与盐度低值区、叶绿素a高值区相对应,反映该断面近岸区CDOM主要受长江输入影响,远岸区CDOM主要受生物活动影响;在30°N断面,CDOM分布模式与30.5°N断面基本类似,只是在近岸区域底层出现CDOM高值区,可能是由于潮汐、底层上升流等物理外力作用下,沉积物间隙水中高浓度的CDOM释放出来,使得靠近沉积物界面的底层水体中CDOM浓度升高.5种荧光组分中,C1、C3、C4之间相关性较强,与C2、C5相关性相对较弱,说明C1、C3、C4在来源上具有相似性与C2、C5有一定的差异性.春季舟山渔场CDOM腐殖化指数(HIX)的值较小,反映了春季舟山渔场CDOM的腐殖化程度较低,稳定性较差,在环境中存在时间较短;生物指数(BIX)在舟山外海出现高值区,近岸海域出现低值区,反映出在近岸海域人类活动的影响较大,而在外海生物活动的影响较为明显.     

华南某市生活垃圾组成特征分析

依据城市生活垃圾采样分析方法对华南某市20个街镇生活垃圾的物理性质和物理组成进行历时一年的研究.结果表明,研究区域垃圾平均容重为0.22×103kg·m-3,垃圾三组分(水分、灰分和可燃物)所占比例分别为55.0%~66.9%、18.6%~30.3%、69.7%~81.4%,有机质含量比例为50.1%~58.0%,各研究区镇垃圾热值范围为6 570~9 652 k J·kg-1,平均热值为8 272 k J·kg-1,高于世界银行推荐的垃圾焚烧所需最低热值(7 000 k J·kg-1).其它物理组分所占比例分别如下:厨余类为39.8%~53.3%,橡塑类为16.5%~33.4%,纸类为5.61%~7.95%,纺织类为1.14%~5.16%,竹类为2.49%~5.12%,玻璃类为1.10%~1.47%,混合类5.86%~7.57%,灰土类2.46%~6.73%,金属0.1%~0.32%,陶瓷0.4%~0.69%.相关分析和主成分分析结果表明纺织类、橡塑类、纸类、可燃物比重对焚烧有促进作用,厨余类、玻璃类、容重、灰分、含水率、灰土等则对焚烧有一定的负影响.     

广州冬季气溶胶中水溶性有机物和类腐殖质的吸光性和荧光光谱特性

利用紫外-可见光谱与三维荧光-平行因子分析法(EEM-PARAFAC),研究了广州市2014年12月～2015年1月大气气溶胶中水溶性有机物(WSOC)和类腐殖质(HULIS)的吸光性和荧光光谱特征.结果表明,广州冬季气溶胶中HULIS的芳香性(SUVA254)、腐殖化程度(HIX)和光吸收效率(MAE365)均高于WSOC.利用EEM-PARAFAC从WSOC和HULIS解析出了类富里酸(C1)、类腐殖酸(C2)和类蛋白(C3)这3种荧光组分.其中类腐殖质组分(C1+C2)分别占WSOC和HULIS中总荧光组分的78%和85%,说明类腐殖荧光组分是WSOC和HULIS的最主要组成,且HULIS富集了更多的WSOC中主要的类腐殖组分.另外,灰霾期的WSOC和HULIS表现出更高的芳香性、腐殖化程度和C2组分,说明灰霾期有助于大分子量吸光性有机质的形成.相关性分析结果显示,WSOC和HULIS的C1组分相对含量与HIX、MAE365、OCsec、K+、SO_4~(2-)和NH_4~+呈现极显著的负相关关系,而C2与它们之间存在极显著的正相关关系.由此说明,WSOC和HULIS中C1的降低和C2的增加会引起它们的腐殖化程度和光吸收能力的增强;同时生物质燃烧排放和二次气溶胶过程可能有助于C2组分的增加.