重金属在贾鲁河表层沉积物中的污染特征及来源分析

采用原子吸收分光光度法、原子荧光法和电感耦合等离子体发射光谱法测定了贾鲁河表层沉积物中6种重金属的含量,用灼烧法测定贾鲁河表层沉积物中有机质含量。运用地累积指数法对贾鲁河流域表层沉积物中重金属污染状况进行评价,并且通过主成分分析法研究贾鲁河重金属污染来源。结果表明：贾鲁河表层沉积物中As、Cu、Ni、Zn的含量比2004年淮河表层沉积物中相应重金属含量明显偏高。重金属污染程度为：As〉Cu〉Zn〉Pb〉Ni〉Cr。通过主成分分析进一步对重金属来源的确定,发现前2个主成分的贡献率分别为58．85％和19．74％,污染来源主要有两类,分别是工农业、生活排污的点源污染,自然变化对沉积物的影响,岩石风化与侵蚀过程和有机质降解矿化的内源污染。     

Predicting non-carcinogenic hazard quotients of heavy metals in pepper (Capsicum annum L.) utilizing electromagnetic waves

• There was significant absorption of heavy metals by the pepper in contaminated soils. • The target hazard quotient (THQ) indices followed the order of Pb>Zn>>Cd » Ni. • Relationships exist between contaminated plants and electromagnetic wave. • PCA and random search can select the main spectra and predict THQ for each element. Given the tendency of heavy metals to accumulate in soil and plants, the purpose of this study was to determine the contamination levels of Cd, Ni, Pb, and Zn on peppers (leaves and fruit) grown in contaminated soils in industrial centers. For this purpose, we measured the uptake of the four heavy metals by peppers grown in the heavy metal contaminated soils throughout the four growth stages: two-leaf, growth, flowering, and fruiting, and calculated various vegetation indices to evaluate the heavy metal contamination potentials. Electromagnetic waves were also applied for analyzing the responses of the target plants to various heavy metals. Based on the relevant spectral bands identified by principal component analysis (PCA) and random search methods, a regression method was then employed to determine the most optimal spectral bands for estimating the target hazard quotient (THQ). The THQ was found to be the highest in the plants contaminated by Pb (THQ= 62) and Zn (THQ= 5.07). The results of PCA and random search indicated that the spectra at the bands of b₅₇₀, b₆₅₀, and b₇₆₀ for Pb, b₄₀₀ and b₁₀₃₀ for Ni, b₄₀₀ and b₈₈₀ for Cd, and b₅₆₀, b₉₁₀, and b₁₀₅₀ for Zn were the most optimal spectra for assessing THQ. Therefore, in future studies, instead of examining the amount of heavy metals in plants by chemical analysis in the laboratory, the responses of the plants to the electromagnetic waves in the identified bands can be readily investigated in the field based on the established correlations.     

信息融合技术在火灾探测中的应用研究

为减少火灾探测中的误报警,基于信息融合技术对火灾传感器输出的信息进行处理。充分利用火灾探测系统的在线和离线数据,采用改进的主元分析法(PCA)、粗糙集(RS)理论、支持向量机(SVM)等3种方法的融合与互补,通过对系统的输入数据进行简化,消除原有信息的各分量之间的相关性,降低特征信息维数;实施最优最小约简,特征提取优化;构造自适应核函数,确定最优分类超平面,进行样本训练,获得火灾探测结果。从数据级、特征级、决策级3个层次上实现火灾信息融合。结果表明:该方法减少了融合过程中的信息损失,降低了计算的复杂性,有效地提高了火灾探测系统的可靠性和准确度。     

兰州市冬夏季大气PM2.5化学组分特征及来源分析

于2019年冬季（1月）和夏季（7月）对兰州市大气PM_2.5进行了连续采集,并结合同时期的气象资料分析了PM_2.5化学组分（有机碳、元素碳、水溶性离子）特征及来源.结果表明,冬季OC浓度为11.58~45.42 μg·m^-3,EC浓度为3.25~13.90 μg·m^-3,夏季OC、EC浓度分别为8.42~23.08、2.85~7.93 μg·m^-3,OC浓度总体高于EC,在PM_2.5中占到了更高的比重.冬季平均OC/EC为3.24,夏季平均OC/EC为2.75,表明有二次气溶胶SOC生成,且机动车排放与冬季燃煤供暖为其主要污染源.冬季OC和EC相关系数为0.94,夏季为0.66,夏季相关系数较低表明其污染来源较冬季复杂.SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺、Ca²⁺是大气PM_2.5中最重要的4种水溶性离子,这4种离子在冬季和夏季分别占到总水溶性离子的84.56%和90.16%,占PM_2.5的45.6%、14.5%.主成分分析法、后向轨迹及浓度权重结果表明,兰州市PM_2.5主要的污染源除了受本地化石燃料燃烧、机动车尾气、生物质燃烧排放、土壤和建筑粉尘的影响外,还可能受到内蒙古高原和新疆塔克拉玛干沙漠等地远距离传输的影响.     

不同水位期汉丰湖和高阳湖上覆水时空分异特征

为研究三峡库区不同水位条件下澎溪河流域永久性回水区高阳湖与城市内湖汉丰湖的水环境差异,确定影响湖库水环境变化的水质指标,于2018年11月~2019年10月,对两湖库上覆水进行逐月样品采集.以水质监测数据为基础,参照三峡水库调度的时间周期,将采样时间划分为蓄水期,消落期和泄水期3个时段,运用多元统计方法,分析了2个湖库的水环境时空分异特征.单因子水质评价结果显示,湖库水质等级具有时空分异性,浮游植物大量生长发育的3,4,5月及雨量充足的7,8月,2个湖大部分处于劣Ⅳ~劣Ⅴ类,而一年中其他时段主要达到地表水Ⅲ类标准.判别分析表明,透明度,溶氧,电导率,pH值,水温,水深（depth）,总有机碳,总氮和氨氮均为两湖库水环境时空显著性差异的指示因子,泄水期,2个湖库水环境差异不大,但蓄水期和消落期,2个湖水环境具有明显的差异性.主成分分析显示,不同水位条件下,引起湖库水环境变化的主导因子不同,消落期水环境主要影响因子为TN,NH₃-N,水深和pH值;泄水期主要是TN,TP和EC;蓄水期主要影响因子为水深,TOC,TN,TP和NH₃-N.水体污染程度来看,汉丰湖：蓄水期 > 消落期 > 泄水期;空间表现为：HF3 < HF1 < HF2 < HF4 < HF5 < HF8 < HF7 < HF6.高阳湖：泄水期 > 消落期 > 蓄水期;空间表现为GY2 < GY3 < GY1 < GY5 < GY6 < GY4.     

贵州典型酸雨城市降尘中有毒重金属时空分布及来源分析

对2012年贵阳、遵义、安顺市区和背景点降尘样品进行逐月采集,并利用微波消解、ICP-MS对降尘中Cr、As、Cd、Hg、Pb的含量进行测定,分析其来源与贡献。结果表明,降尘五种重金属元素中,Pb含量最高,Hg含量最低。与土壤背景值相比,除Cr外,其它四种重金属元素含量总体明显升高;As、Cd、Hg含量季节性变化明显,Cr、Pb不明显。从降尘中五种重金属元素总量看,安顺夏季最高,市区点降尘总量均高于背景点,遵义和贵阳冬季最高,且在秋冬季背景点含量高于市区点。相关系数和主成分分析表明,贵阳、安顺、遵义降尘中重金属污染均受燃煤影响,其贡献率分别为61%、35%、75%。此外,安顺市交通尘贡献率为50%,遵义市风沙扬尘贡献率为21%。与其他城市相比,研究区城市降尘重金属元素除Cr外,As、Cd、Hg、Pb含量均较高。     

黔川典型白酒多元素组成及其原产地判定研究

采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)分析测试黔川三个不同原产地的19个典型白酒样中的48个元素含量组成。对多元素含量进行多维尺度分析(MDS)、方差分析(ANOVA)、主成分分析(PCA)和判别分析(DA)等多变量统计分析,探讨多元素组成对不同原产地白酒溯源的可行性,筛选出白酒原产地判定的有效指标。结果显示,不同原产地白酒样中多元素含量有其各自的分布特征,其中Ca、Na、Fe、Mn、Be、Sc、V、Cu、Ga、Ge、Y、Cs、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Tm、Yb和Lu等23个元素存在显著差异。多维尺度分析和主成分分析将白酒样分成不同类别,其类别与原产地基本一致。通过逐步判别分析,筛选出6个元素指标可判别白酒样的产地来源,依次为Mn、Ga、Sc、V、Na和Cs,整体正确判别率为94.7%。利用多元素指纹技术对白酒原产地判定是可行的。     

基于PCA-VMD-CNN的输电线路覆冰重量预测模型*

为防止覆冰灾害危及电路安全,提出1种输电线路覆冰重量预测模型。首先对多个气象因素进行主成分分析提取气象因素中的有效信息,再对覆冰历史数据进行变分模态分解,获得具有不同特性的本征模态分量;然后基于卷积神经网络,对具有不同时间尺度（周期性、波动性不同）的各个分量进行训练及预测,并将每个分量的预测结果相加。研究结果表明:通过对某覆冰区域的输电线路监测数据进行实验仿真,研究所提出的覆冰重量预测模型有更高精度。     

ABS湿热海洋大气环境室内外老化行为及相关性研究

目的 研究丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Styrene)3种单体的三元共聚物(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene,ABS)在湿热海洋大气环境室内外的老化行为及其相关性。方法 开展湿热海洋大气暴露(室外)试验及多因子循环加速老化(室内)试验,通过观测外观形貌、力学、化学结构等性能变化,定性探究ABS室内外老化规律。通过灰色关联度与主成分分析,定量探索ABS室内外老化行为的相关性。结果 ABS黄色指数等与表面性能相关的指标在户外暴露6个月及室内加速老化300 h左右就基本达到饱和值50和45,而与整体性能相关的拉伸强度在老化过程中先下降、后上升,断裂伸长率、冲击强度、缺口冲击强度等指标在户外暴露2个月或室内老化200 h快速下降近60%后,再缓慢降低。分子链中丁二烯单体的双键或苯环侧链中的季碳受到环境中光、氧、水等的作用,分解生成酮与羟基。通过主成分分析,将ABS多种性能指标组合成综合老化指标,客观定量评价ABS室内外老化灰色关联度高达0.93。结论ABS老化是分子链断链及交联的动态竞争过程,湿热海洋大气环境室内外老化行为的相关性较高。     

Polychlorinated biphenyls in two mollusc species from the coast of Tenerife (Canary Islands, Spain)

Levels of PCBs were determined in two marine organisms, limpets (Patella ullisiponensis aspera) and winkles (Ossilinus atratus), sampled in three stations in the south east coast of Tenerife during 1993. Winkles and limpets exhibited different PCB patterns. Principal Component Analysis (PCA) was used to study the patterns and the relationships among PCBs.