模糊聚类支持向量机的区域空气PM_(2.5)浓度预报

在分析模糊C均值聚类算法与支持向量机回归的特点后,将二者结合,提出了模糊聚类支持向量机回归(FCM-SVR)算法,对空气中颗粒物浓度PM2.5进行预测.该方法首先利用模糊C均值聚类算法把一个复杂的数据集分成多个群体,再在每个群体上建立支持向量机回归(SVR)模型,然后进行集成,对区域空气的PM2.5浓度进行预测.预测结果分别与自组织竞争神经网络支持向量机回归(SOM-SVR)模型和单一的支持向量机回归(SVR)的结果进行比较.结果表明,FCM-SVR模型的预报准确率高于SOM-SVR模型和SVR模型.     

乌鲁木齐市采暖期大气PM_(2.5)、PM_(10-2.5)中重金属污染水平评价

针对2007年12月至2008年1月在乌鲁木齐市采集的可吸入颗粒物(PM2.5-10和PM2.5),采用消解法和双道原子荧光光法(AFS)、电感耦合等离子体质谱仪法(ICP-AES)分析了样品中的5种重金属元素,并对MP10-2.5和PM2.5中重金属的污染水平和人类活动的贡献进行了评价.结果表明:PM10-2.5质量浓度平均值187μg/m3,超过国家二级标准(150μg/m3)的1.25倍、PM2.5质量浓度平均值为279μg/m3,超过美国EPA1997年颁布的PM2.5日平均值65的4.3倍.PM10-2.5和PM2.5中Pb的污染指数1Igeo10为重污染、Cd、Hg的Igeo10为严重污染.富集因子分析得出乌鲁木齐市Cd和Hg元素的EF值大于10,说明这些元素主要是人为源贡献,受土壤扬尘的影响较少;而Co、Pb元素的EF值在1～10之间,说明其主要来自自然来源.     

大坝安全监测统计模型的比较与选择

统计模型在大坝安全监测资料分析中占有重要地位,是建立混合模型的基础.从统计模型选择的角度出发,对多元线性回归、逐步回归以及偏最小二乘回归的应用特点和效果进行了探讨,其中偏最小二乘回归是一种旨在消除多重相关性的新型回归技术.重点结合某水电站大坝安全监测资料,从模型解释能力、统计参数的检验、拟合和预测效果、效应量的分离等方面对上述3种回归方法进行了比较性研究,得出了一些有益的结论.     

基于时空多视图BP神经网络的城市空气质量数据补全方法研究

针对城市空气质量监测数据缺失的问题,提出一种基于时空多视图BP神经网络的数据补全方法。采用指数移动平均、普通克里金和非凸矩阵完备作为时空多视图特征,结合映射非线性关系的BP神经网络,构建数据补全模型。以北京市36个站点2014年5月1日至2015年4月30日监测的PM2.5、PM10、NO2、CO、O3和SO26种空气污染物小时浓度为实验数据。实验结果表明,在15%缺失率下,随机缺失补全的平均相对误差为0.102～0.154,时间连续缺失补全的平均相对误差为0.161～0.271,空间连续缺失的补全平均相对误差为0.108～0.155,优于典型的单视图预测方法和多视图线性预测方法。研究成果可为城市空气质量数据补全工作提供方法支持,研究思路可为时空数据挖掘提供参考。     

武汉市扬尘源颗粒物排放清单及空间分布特征

运用环保部《扬尘源颗粒物排放清单编制技术指南》推荐的计算方法估算2016年武汉市扬尘源颗粒物排放量,利用空间地理信息系统(ArcGIS),通过遥感监测获取污染源的基本信息,对各类扬尘源的位置、污染物排放量及浓度参数建立网格模型,得到武汉市扬尘源总悬浮颗粒物(TSP)、可吸入颗粒物(PM10)和细颗粒物(PM2.5)年总排放量的网格空间分布.结果表明,施工扬尘、道路扬尘、土壤扬尘和堆场扬尘TSP的年总排放量分别为95 832.9、156 931.3、383.3和9 084.8t·a-1;PM10的年总排放量分别为46 958.1、39 868.7、34.5和4 325.7t·a-1;PM2.5的年总排放量分别为9 583.3、11 574.8、0.9和1 405.5t·a-1.施工扬尘源和道路扬尘源是武汉市扬尘源TSP,PM10和PM2.5排放最主要的来源.在地域上以江汉、江岸、硚口等主城区以及洪山与江夏交界区域为中心污染带.     

融合图卷积神经网络和注意力机制的PM2.5小时浓度多步预测

PM_2.5小时浓度多为单步预测。为实现PM_2.5小时浓度的多步预测，基于“编码器-解码器”的序列-序列预测（Seq2Seq）模型，集合图卷积神经网络提取非欧式空间数据特征的能力以及注意力机制自适应关注特征的能力，提出了融合图卷积神经网络和注意力机制的PM_2.5小时浓度多步预测（GCN_Attention_Seq2Seq）模型。并与Seq2Seq模型和使用了图卷积神经网络、未使用注意力机制的GCN_Seq2Seq模型进行了对照，以2015—2016年北京市22个空气质量监测站点的空气质量数据为样本进行实例验证，结果表明，Seq2Seq模型和图卷积神经网络（GCN）可对PM_2.5小时浓度数据的时空依赖进行有效建模，注意力机制有助于减缓多步预测中的预测精度衰减，提升PM_2.5小时浓度多步预测的精度。GCN_Attention_Seq2Seq模型可有效应用于多种长度的PM_2.5浓度预测窗口。     

高层建筑室外颗粒污染物扩散的数值模拟研究

环境污染问题越来越受到人们的关注,大气中颗粒污染物的不断增加导致雾霾天气频繁出现,已经影响到了人们健康,而随着高层建筑的大量出现,研究大气中的颗粒污染物对高层建筑中人们生活环境的影响有着比较重要的现实意义.本文基于有限元法,耦合欧拉-拉格朗日法(拉格朗日法对建筑物固体进行离散化,欧拉法对流体进行离散化),通过运用FLUENT软件,在简化模型的基础上采用标准k-ε模型,结合当地风场分布特点,分析了高层建筑室外不同风向流场的流动现象及速度、压力云图和颗粒污染物PM2.5的扩散分布,进行数值模拟.最终得到颗粒污染物PM2.5在不同楼层高度的分布特点,沿着楼层高度方向颗粒物浓度基本呈双峰分布,且随着建筑物高度的增加对周围空气流动的影响增强,在高层建筑物迎风面压力最大,以圆弧状逐渐减弱,背风面形成负压区,有回流现象.     

基于RNN-CNN集成深度学习模型的PM2.5小时浓度预测

针对目前大部分PM_2.5预测模型预测效果不稳定、泛化能力不强的现状,以记忆能力较强的循环神经网络（RNN）和特征表达能力较强的卷积神经网络（CNN）为基础,采取Stacking集成策略对两者进行融合,提出了RNN-CNN集成深度学习预测模型。该模型不仅充分利用时间轴上的前后关联信息去预测未来的浓度,而且在不同层次上将自动提取的高维时序数据通用特征用于预测,以保证预测结果的稳定性。最后,对集成之前的RNN、CNN和集成之后的RNN-CNN模型,以2016年中国大陆地区1 466个监测站点的空气质量数据为样本进行实例验证,结果表明,RNN-CNN在PM_2.5时间序列预测上的表现明显优于集成之前的RNN和CNN,而且泛化误差更低,在34%站点上的拟合度超过0.97,该模型可用于大范围区域的PM_2.5小时浓度预测。     

基于RNN-CNN集成深度学习模型的PM2.5小时浓度预测

针对目前大部分PM_2.5预测模型预测效果不稳定、泛化能力不强的现状,以记忆能力较强的循环神经网络（RNN）和特征表达能力较强的卷积神经网络（CNN）为基础,采取Stacking集成策略对两者进行融合,提出了RNN-CNN集成深度学习预测模型。该模型不仅充分利用时间轴上的前后关联信息去预测未来的浓度,而且在不同层次上将自动提取的高维时序数据通用特征用于预测,以保证预测结果的稳定性。最后,对集成之前的RNN、CNN和集成之后的RNN-CNN模型,以2016年中国大陆地区1 466个监测站点的空气质量数据为样本进行实例验证,结果表明,RNN-CNN在PM_2.5时间序列预测上的表现明显优于集成之前的RNN和CNN,而且泛化误差更低,在34%站点上的拟合度超过0.97,该模型可用于大范围区域的PM_2.5小时浓度预测。     

TSP、PM2.5致人脐静脉内皮细胞和人支气管上皮细胞氧化损伤及凋亡

研究环境空气与打印室内颗粒物(TSP、PM2.5)对人脐静脉内皮细胞（HUVEC）和人支气管上皮细胞（HBE）氧化损伤及凋亡的作用。将HUVEC和HBE分别暴露于100μg·mL-1的环境空气TSP,打印室PM2.5和环境空气PM2.5,采用CCK-8法检测细胞存活率,测定细胞中SOD活性和MDA含量,采用Western blot测定凋亡相关蛋白的表达。将HUVEC和HBE分别暴露于0,25,100,400μg·mL-1的打印室PM2.5,采用CCK-8法检测细胞存活率,测定细胞中SOD活性和MDA含量,采用Western blot测定凋亡相关蛋白的表达。染毒7 h后,同一来源不同粒径的环境空气TSP和环境空气PM2.5相比,环境空气PM2.5能够显著降低HUVEC和HBE的细胞存活率和SOD活性,显著升高细胞中的MDA含量和凋亡通路中Bax/Bcl-2蛋白表达（P<0.05）。同一粒径不同来源的打印室PM2.5和环境空气PM2.5相比,环境空气PM2.5显著降低HUVEC和HBE的细胞存活率和SOD活性,显著升高细胞中的MDA含量和凋亡通路中Bax/Bcl-2蛋白表达（P<0.05）。打印室PM2.5亦显著降低HUVEC和HBE的细胞存活率和SOD活性,显著升高细胞中的MDA含量和凋亡通路中Bax/Bcl-2蛋白表达,并呈剂量-效应关系,浓度越高,作用效果越明显（P<0.05）。颗粒物粒径越小,诱导细胞氧化损伤和凋亡的能力越强;排放源是影响颗粒物毒性的重要因素之一;氧化损伤和线粒体凋亡途径是TSP、PM2.5引起呼吸道疾病和心血管疾病的重要机制之一。     

南昌市大气细粒子PM_(2.5)中多环芳烃的污染特征及源解析

在南昌市布设5个采样点,代表交通干线区、工业区、商业区、居民区以及郊区,于2007年进行气溶胶PM_(2.5)的采样.各采样点测得的数据表明,PM_(2.5)中多环芳烃浓度呈现出夏低冬高的特征,空间分布上,南昌市PM_(2.5)中多环芳烃污染情况为交通干线>工业区>商业区>居民区>郊区,基于这些检测数据,通过因子分析法中的主成分分析法判断PM_(2.5)中多环芳烃的主要来源,利用多元逐步回归法确定各主要污染源对多环芳烃的贡献率.结果表明南昌市的主要污染源车辆排放源(标识物苯并(g,h,i)苝)、燃煤污染源(标识物荧蒽)、焦化污染源(标识物苯并(k)荧蒽)和高温加热源(标识物菲)对南昌市大气PM_(2.5)中多环芳烃的贡献率分别为31.0%、21.1%、25.8%和(14.6%).     

基于DEA分析的乌鲁木齐市污水处理厂规模技术有效性研究

城镇污水处理厂作为环保项目,具有明显的环境效益.但作为工程项目,其规模技术有效性方面的研究比较少.城镇污水处理厂的建设、运行、管理需要大量的资金,对于经济欠发达地区来说,具有相当的困难.本文针对乌鲁木齐市五家污水处理厂的调查数据,利用数据包络分析的方法,采用C2R模型对污水处理厂进行效率评价,进而探讨影响其规模技术有效性的因素,对经济欠发达地区污水处理厂的建设、运行、管理提出相应建议.     

在新型光解反应体系中降解乙酰丙酸

介绍一种新型的光解反应体系. 该体系用空气(氧)电极作负载型TiO2 光催化膜的对电极. 空气(氧)电极是以空气中的氧作反应物,在电催化剂的作用下合成H2O2,为光化学氧化反应提供廉价的原料. 将空气(氧)电极应用于光催化反应体系,使光化学氧化反应和光催化氧反应同时发生于同一体系. 实验结果表明,在相同的光照条件下,乙酰丙酸在新型光解反应体系中的降解速度比在单一的光催化体系中或在光化学反应体系中明显增大. 文中对实验结果进行了初步分析     

杭州市2017年冬季一次重灰霾过程中PM2.5水溶性离子特征、来源及成因分析

利用在线监测仪测量了杭州市一次重灰霾过程（2017年12月29日至2018年1月3日）中PM_2.5主要水溶性离子（Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺、Na⁺、Ga²⁺、Mg²⁺）及主要气态污染物（SO₂、NO₂、O₃、NO、CO、HCl、NH₃、HNO₂、HNO₃）的小时浓度。结合混合受体模型和国控监测分析,研究了2017年12月30-31日重灰霾事件的污染特征、来源和成因。研究结果表明：PM_2.5浓度高达318 μg·m^-3; NO₃^-/SO₄^2-最大值为2.68,说明移动源污染是杭州市PM_2.5形成的重要来源; PM_2.5/CO最高达到0.19,说明二次细颗粒物对PM_2.5贡献很大;NO₃^-、SO₄^2-、NH₄⁺的浓度总和占PM_2.5平均浓度的64.3%,说明二次无机细颗粒物是杭州重灰霾形成的重要原因,且NO₃^-的贡献最大,占33.5%。混合受体模型分析显示,杭州市重灰霾污染的潜在源区主要位于安徽、江苏、河南、山东四省交界处,以及安徽省中东部、蚌埠、芜湖等工业污染较为严重的城市。夹杂着大量污染物的北方干冷空气远距离传输叠加部分局地源是杭州此次重雾霾形成的根本原因。因此,为了改善杭州市空气质量,不仅需控制当地的污染物排放,而且还需对整个长三角地区甚至跨区域采取大气联防联控策略。     

杭州市2017年冬季一次重灰霾过程中PM2.5水溶性离子特征、来源及成因分析

利用在线监测仪测量了杭州市一次重灰霾过程（2017年12月29日至2018年1月3日）中PM_2.5主要水溶性离子（Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺、Na⁺、Ga²⁺、Mg²⁺）及主要气态污染物（SO₂、NO₂、O₃、NO、CO、HCl、NH₃、HNO₂、HNO₃）的小时浓度。结合混合受体模型和国控监测分析,研究了2017年12月30-31日重灰霾事件的污染特征、来源和成因。研究结果表明：PM_2.5浓度高达318 μg·m^-3; NO₃^-/SO₄^2-最大值为2.68,说明移动源污染是杭州市PM_2.5形成的重要来源; PM_2.5/CO最高达到0.19,说明二次细颗粒物对PM_2.5贡献很大;NO₃^-、SO₄^2-、NH₄⁺的浓度总和占PM_2.5平均浓度的64.3%,说明二次无机细颗粒物是杭州重灰霾形成的重要原因,且NO₃^-的贡献最大,占33.5%。混合受体模型分析显示,杭州市重灰霾污染的潜在源区主要位于安徽、江苏、河南、山东四省交界处,以及安徽省中东部、蚌埠、芜湖等工业污染较为严重的城市。夹杂着大量污染物的北方干冷空气远距离传输叠加部分局地源是杭州此次重雾霾形成的根本原因。因此,为了改善杭州市空气质量,不仅需控制当地的污染物排放,而且还需对整个长三角地区甚至跨区域采取大气联防联控策略。     

基于时空地理加权回归模型的浙江省碳排放时空格局及驱动因素分析

测算并分析浙江省1995—2015年碳排放量的动态变化特征, 通过时空地理加权回归模型分析各影响因素对碳排放总量影响的时空异质性. 结果表明 (1)1995—2015年浙江省碳排放总量总体上呈上升趋势, 年均增长率为6.69%; 能源活动碳排放是浙江省碳排放的主要来源, 工业碳排放是能源活动碳排放的主要来源; 非能源活动碳排放是浙江省碳排放的次要来源, 水泥生产和水稻种植是非能源活动碳排放的主要来源; (2)浙江省碳排放重心大致落在绍兴市西南部, 浙江省碳排放重心经历了西北向—西北向—东南向—东向的转移; (3)各主成分因素对碳排放的影响方向和强度具有明显的时空异质性.     

温州市PM 2.5输送轨迹特征和潜在污染源区分析

利用HYSPLIT模式和全球再分析资料模拟2012~2014年温州市大气输送的后向轨迹. 结合聚类分析方法、潜在源贡献因子分析法、浓度权重轨迹分析法得到分季节的温州大气输送轨迹、污染潜在源区以及潜在源区污染浓度. 温州地区春、秋、冬季节容易受西北、偏北、西南等内陆气流影响,来自偏北、西南方向的短轨迹由于移动缓慢、扩散能力差,PM 2.5的浓度值高;夏季主要受较为清洁的海洋性气流影响,PM 2.5的浓度值低. 影响温州的潜在污染源区主要集中在3块区域：西北及中原地区、华北地区和江西 福建 浙江周边区域. 其中西北、华北平原地区污染贡献最大,输送轨迹经过这一区域的大气浓度最高.      

台州市不同功能区环境空气PM_(2.5)的污染特征研究

2015年7月至2016年3月在台州市采集504个PM_(2.5)样品,利用电感耦合等离子体发射光谱仪和原子荧光光度计分析样品中的19种无机元素,利用离子色谱和热光碳分析仪分别分析8种水溶性离子和2种碳组分有机碳(OC)和元素碳(EC)的质量分数,研究不同功能区环境空气PM_(2.5)及其化学组分的污染特征.结果表明,台州市环境空气PM_(2.5)年均质量浓度为(45.3±20.1)μg·m~(-3),季节变化规律为冬季春季秋季夏季,空间变化规律为工业园区商住区自然保护区.19种无机元素占PM_(2.5)总量的9.78%,主要元素为Na、K、Ca、Si、Zn、Al、Mg和Fe.富集因子分析结果表明,台州市无机元素的主要污染源包括道路交通尘、燃煤尘、建筑扬尘以及海盐粒子.采样期间8种水溶性离子总质量浓度为(26.50±5.86)μg·m~(-3),SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+占PM_(2.5)总量的(41.96±8.59)%.Cl~-、NO_3~-和NH_4~+离子质量分数为工业园区商住区自然保护区,SO2-4离子质量分数水平在3个功能区相近.OC和EC的年均浓度分别为(10.04±2.08)和(3.27±0.80)μg·m~(-3).商住区和工业园区OC和EC浓度水平相近,略高于自然保护区.SOC/OC值为秋季最高,冬季其次.不同季节SOC/OC值均为工业园区高于商住区和自然保护区.     

城市低影响开发对雨水径流氮污染物的控制效应—以宁波海绵城市试点区域为例

为定量评估城市低影响开发的环境效应, 以宁波海绵城市建设试点区为例, 通过构建研究区SWMM模型, 研究不同降雨强度下16种低影响开发情景方案对雨水径流量、氨氮(NH3-N)、硝态氮(NO3-N)和总氮(TN)等氮污染物控制的效应. 结果表明, 生物滞留池、透水铺装单项技术及其组合方案对雨水径流量的削减率分别介于3.41%~41.83%、1.08%~27.77%和5.59%~51.13%; 低影响开发对各种氮污染物的削减作用与降雨强度、设施种类及面积有关, 生物滞留池对径流量和氮污染物的控制效应强于透水铺装; 在小降雨事件(<)中, 低影响开发技术对NH3-N、NO3-N和TN均具有较高的控制效率, 当降雨强度增大时控制效率较低, 但污染物的削减总量较大; 当研究区海绵设施面积为2时, NH3-N、NO3-N和TN的污染负荷削减率分别高于28.62%、32.42%和24.82%.     

浙江省自然保护区常绿阔叶林优势种群的生态位特征

以样方法对不同资源位群落进行调查,通过计算群落的生态位宽度、生态位相似性比例和生态位重叠值,分析浙江省7个自然保护区18个常绿阔叶林的12个优势种的生态位特征,探讨了各优势种群在次生林和原生林中生态位宽度、相似性和重叠的差异,比较了乔木树种与小乔木或灌木生态位宽度的差异.结果表明：(1)浙江省各保护区的常绿阔叶林多以木荷或甜槠为建群种或共优种,具有典型的中亚热带常绿阔叶林生态位相似性比例高的特点,且生态位重叠程度较低;(2)次生林中各种群的生态位宽度明显高于原生林,原生林的生态位相似性比例和生态位重叠均高于次生林;(3)常绿阔叶林中小乔木或灌木的生态位宽度趋中,次生林的情况基本相似,而原生林中小乔木或灌木树种的生态位宽度在整个生态位宽度列表中位置提前了. 