基于实数编码遗传算法的大气颗粒物源解析

实数编码遗传算法(RCGA)是在二进制编码遗传算法的基础上提出来的,它具有精度高、执行效率快等优点,非常适用于模型参数寻优.在采用化学质量平衡法(CMB)建立了源解析方程组的基础上,应用RCGA对方程组进行参数寻优,得到各污染源对大气颗粒物的优化贡献率.RCGA法与其它方法相比,解析结果具有更高准确性.     

利用半自由点质量模型拟合局部（似）大地水准面

为提高GPS/水准法拟合（似）大地水准面的精度,基于重力场等效逼近理论,建立一种半自由点质量模型。顾及相邻点之间的关系并结合高程异常与扰动位之间解析式的特殊性,提出确定模型参数（埋深和大小）的迭代算法,通过拟合点下方多个不同埋深质点实现重力场元的多频段拟合,并利用不同条件的实验数据进行拟合实验。结果表明,利用该模型进行（似）大地水准面拟合是可行的,其精度较传统的Kriging/Co-Kriging法高。     

西安大气细颗粒(PM_1)化学组成及其对能见度的影响

在2012年秋季选取天气状况相对稳定的12d,运用细颗粒化学组分在线观测仪(ACSM),观测西安大气颗粒物变化;利用正矩阵因子分析法(PMF)对大气细颗粒物中的有机物进行源解析,探讨其对能见度的影响;最后,结合IMPROVE公式中吸湿增长因子和多元线性回归统计方法重建散光系数。结果表明:在观测时段,PM1(不包括黑碳和矿尘等难熔组分)和PM2.5质量浓度时间序列的相关性较好(判定系数为0.67),PM1约占PM2.5质量浓度的60%,有机物约占PM1质量浓度的58%,其他组分(包括SO2-4,NO-3,NH+4和Cl-)约占42%;高相对湿度(大于85%)伴随着一次组分质量分数的增加,雨水对一次组分的湿沉降作用也更加明显;利用正矩阵因子分析法对有机物进行源解析,分解出烃类有机气溶胶(HOA)和氧化性有机气溶胶(OOA)两种组分;OOA约占有机物质量浓度的54%,HOA约占46%,并且在下午时段,HOA发生挥发,经过光化学反应快速转化为OOA;硝酸盐对光的散射贡献最大。     

空间直线拟合的PEIV模型的构建与解法

针对空间直线拟合不宜直接采用总体最小二乘算法和混合总体最小二乘算法的问题,提出一种基于PEIV模型的总体最小二乘法的空间直线拟合算法。首先将空间直线的标准方程进行变换,改写为总体最小二乘的EIV模型;然后针对系数矩阵的特点,将模型转换为更加合理的PEIV模型,线性化成类似于最小二乘间接平差形式,采用迭代的方法求解拟合参数。平差过程保证了系数矩阵重复元素的改正数一致,常数元素的改正数为零,符合实际理论;最后,通过算例比较验证了该方法的可行性和优越性。     

一种基于Partial EIV模型的圆曲线拟合解法

针对圆曲线拟合问题,以圆曲线的参数方程为基础建立圆曲线拟合的EIV模型,根据系数矩阵的特点将模型转化为更合理的Partial EIV模型,通过公式变形为最小二乘形式,采用两步迭代法求解模型参数,保证系数矩阵中相同元素的改正数一致,常数元素的改正数为零。算例数据结果表明,所提算法的可行性、拟合精度相对较优。     

山东省成武县土壤地球化学特征及土地质量现状

山东省成武县农业地质环境土壤地球化学调查是按浅层、深层土壤样品1点/4km2。测试N,P,K,Cu,Zn,B,Mo,Mn,F,As,Hg,Pb,Cr,Cd等14种指标。在统计这些指标的表层、深层土壤地球化学特征参数的基础上,对其与世界、全省同类参数的差异进行了分析,并分析了区内表层、深层土壤元素含量的相关性,认为该区表层土壤元素含量的显著特征是高F,Hg,Pb而低Mo;大部分元素在表层土壤中的含量继承了土壤母质的成分特征,但N,F,Hg,Pb等受人为活动和污染源的作用在表层土壤中明显富集。通过分析表层土壤营养元素有效量可知,P,K,Zn的有效量高;供肥能力强;而Mo,Cu,Mn明显偏低。利用易污染元素浅层土壤含量值,通过污染指数法,对全区土壤污染程度进行了评价;区内土壤无严重污染区存在,并且明显污染地段面积较小,呈零星分布,说明区内污染程度较轻。     

诸城盆地早白垩世砂岩主量元素地球化学特征及其对物源区构造环境的制约

诸城盆地作为早白垩世伸展盆地,与其东南侧胶南造山带之间的耦合关系一直以来仍缺少相关研究。基于野外地质考察、砂岩碎屑组分统计及主量元素特征分析,探讨了早白垩世诸城盆地的物源方向、莱阳群砂岩的地球化学组成、物源区风化特征及大地构造背景。结果表明:诸城盆地莱阳群砂岩地球化学类型主要为铁砂岩和杂砂岩,其源岩具有长英质火成岩或中性岩特点;砂岩的化学蚀变指数(45~58)、化学风化指数(47~69)、斜长石蚀变指数(58~73)和化学组分变化指数(0.86~1.02)体现了源区风化作用很弱的特征;Dickinson分类图解及古流向指示砂岩源区主要为盆地东南侧的胶南造山带,砂岩的地球化学组成、风化特征等共同说明早白垩世时期胶南造山带经历了快速隆升事件;结合前人关于该地区岩浆岩地球化学特征,胶南造山带的本次快速隆升是岩石圈减薄作用的结果,因而诸城盆地的快速沉降与胶南造山带的隆升是相互耦合的。上述结果一方面从地球化学角度证实了胶南造山带早白垩世时期经历了快速隆升事件,另一方面也说明了诸城盆地原型是伸展断陷盆地,二者均是华北东部岩石圈减薄作用的产物。     

ICP-AES内标法测定钛铁矿中铜钴镍锰钒铬

采用HCl-HNO3-HF-H2SO4溶矿,利用电感耦合等离子体发射光谱仪内标法（ICP—AES）测定,建立了钛铁矿、钒钛磁铁矿中铜、钴、镍、锰、钒、铬等元素的同时测定方法。对电感耦合等离子体发射光谱仪测定的最佳仪器条件及分析谱线进行了选择,并对钛、铁基体的影响以及采用Y内标元素消除基体的影响进行了研究。实验结果表明：采用内标法能够消除基体对被测元素的影响,改善分析准确度和精密度,与经典分光光度法和原子吸收法相比较,具有检出限低、灵敏度高,操作简便、快速等突出优点。方法经国家一级钒钛磁铁矿标准物质验证,测定值与标准值吻合。     

济南泉域岩溶水系统管理模型研究

利用Visual Modflow软件建立了济南泉域岩溶地下水数值模拟模型,并在此基础上,采用响应矩阵法建立了济南泉域岩溶水系统管理模型,重点研究并利用模型定量计算了济西、西郊、市区、东郊开采地下水以及补源等对泉水位的影响,进行了2个方案的优化管理,对济南市水资源进行优化配置,为实现"保泉供水"向政府提供了可靠的决策依据。     

广西高龙金矿鸡公岩矿段地质特征和原生晕分带性研究

在高龙矿区鸡公岩矿段中6个中段平面采集了构造蚀变带及其两侧样品199件,文章测试了Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Sn、Mo、Mn、Cr、V、Co、Ni、Ti等15种微量元素的含量,编制了各元素的地球化学纵剖面图,利用地球化学图件分析法和格里戈良分带指数法,确定了各元素的垂向分带序列。根据各元素在地球化学纵剖面图中的特征,为下一步在已知矿体北西侧深部找矿勘探提供了依据。     

西南印度洋中脊热液硫化物成矿物质来源探讨:同位素证据

报道了西南印度洋中脊47°E~55°E洋脊段热液区硫化物中He、Pb和Cu同位素特征,探讨了热液硫化物成矿物质来源特征。结果表明:硫化物N(3 He)/N(4 He)值变化范围较大(R/Ra=0.85~7.02),显示洋中脊玄武岩和海水对He来源具有不同贡献,硫化物中He主要来源于洋中脊玄武岩,也有部分放射性成因He的混入;热液硫化物Pb同位素比值变化范围很小(N(206 Pb)/N(204Pb)=18.196~18.239,N(207 Pb)/N(204 Pb)=15.479~15.490和N(208 Pb)/N(204 Pb)=37.951~38.023),与西南印度洋中脊玄武岩Pb同位素比值较大的变化范围相比,热液流体循环过程中Pb同位素发生了明显均一化;硫化物单矿物Cu同位素组成均为正值(δ(64 Cu)=(0.02~0.52)×10-3),显示西南印度洋中脊热液硫化物呈现略微富集Cu重同位素特征;西南印度洋中脊热液硫化物中He、Pb和Cu同位素记录了热液喷口流体和金属源区特征,热液硫化物成矿物质主要来源于洋中脊玄武岩和海水,但明显经历了热液流体再循环和后期改造过程。     

Removal of Mercury(Hg(Ⅱ)) from Seaweed Extracts by Electrodialysis and Process Optimization Using Response Surface Methodology

In this work,response surface methodology(RSM)was employed to model and optimize electrodialysis process for mercury(Hg(II))removal from seaweed extracts.Box-Behnken design(BBD)was utilized to evaluate the effects and the interaction of influential variables such as operating voltage,influent flow rate,initial concentration of Hg(II)on the removal rate of Hg(II).The developed regression model for removal rate response was validated by analysis of variance,and presented a good agreement of the experimental data with the quadratic equation with high value coefficient of determination value(R2=0.9913,RAdj 2=0.9678).The optimum operating parameters were determined as 7.17V operating voltage,72.54L h−1 influent flow rate and 5.04mgL−1 initial concentration of mercury.Hg(II)removal rate of 76.45%was acquired under the optimum conditions,which showed good agreement with model-predicted(75.81%)result.The results revealed that electrodialysis can be considered as a promising strategy for removal of Hg(II)from seaweed extracts.     

鲁中南水文地质区水源地防污性评价

地下水防污性能评价是研究和预防地下水污染的一种有效途径,为了评价山东省鲁中南水文地质区重点地下水水源地防污性能,本文采用DRASTIC评价模型对区内112个水源地地下水防污性能进行评价研究。研究表明,区内大部分岩溶水源地和孔隙水源地防污性能处于中等以上,且岩溶水源地整体防污性能要高于孔隙水源地。岩溶水水源地防污性能具有明显的区域性特点,不同水文地质亚区岩溶水源地防污性能差异较大,且岩溶水系统功能分区是影响岩溶水源地防污性能的重要因素。孔隙水源地受含水层岩性、水位埋深,包气带厚度等因素控制,防污性能相对较差。本研究将为鲁中南水文地质区地下水资源保护划分、地下水资源合理开发利用提供科学依据。     

Concentrations and sources of polycyclic aromatic hydrocarbons in topsoil of Benxi City,Northeast China

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) contamination of topsoil in Benxi City, Northeast China was investigated in this study, and sampling sites were located in industrial area and residential area. Results demonstrate that there is high variability in the total PAHs concentrations, ranging from 783.00 ng/g to 729 076.29 ng/g dry weight in the topsoil of Benxi City and the pollution in industrial area is the most serious. The results also present that higher molecular weight PAHs (4–6 rings) contribute substantially (79.03%) to the overall content of PAHs. The PAHs sources were determined with factor analysis by nonnegative constraints, and the results show that PAHs originating from traffic tunnel, power plant, coke oven and residential emission sources, account for 27.10%, 40.81%, 20.11% and 11.98%, respectively, of the total. The PAHs pollution is the most serious around Benxi Iron and Steel Group Corporation, and the PAHs mainly originate from coke oven and traffic tunnel, with the average contribution rate of 57.40% and 42.60%, respectively. The source apportionment results are basically consistent with the industry distribution, and the geographical and climatic characteristics of the study area.     

Estimation of non-point source pollution loads under uncertain information

Many kinds of uncertainties are involved, such as random, fuzzy, grey, unascertained property and so on, in soil erosion process. To exactly predict the non-point source pollution loads, some uncertainties should be taken into consideration. Aiming at the deficiency of present blind number theory being helpless for fuzziness, a novel blind number, i.e. extended-blind number, was introduced by substituting a set of triangular fuzzy numbers （TFNs）, expressed as a-cuts, for interval values in present blind number, and the expected value of extended-blind number was also brought forward by referring to the current blind number theory. On the basis of denoting the parameters of Uni- versal Soil Loss Equation （USLE） as extended-blind parameters, a novel USLE model was established for quantitatively evaluating soil erosion loss and non-point source pollution loads. As a case, the uncertain USLE was employed for predicting the soil erosion loss and non-point source pollution loads of absorbed nitrogen and phosphorus in a dis- trict in the Hangbu-Fengle River basin, in the upstream of Chaohu Lake watershed. The results show that it is feasible in theory to extend blind number into fuzzy environment and reliable on conclusion to apply extended-blind number theory for predicting non-point source pollution loads.     

基于DEM的5节点二阶差分坡度算法模型与实验分析

 坡度作为最基本的地形因子,是构建地学分析模型的基础数据,基于格网DEM的坡度计算模型的精度分析一直是地学分析的重要研究内容。本文通过分析计算坡度的 差分模型误差来源及特征,提出了一种新的模型——5节点二阶差分模型。其基本思想是顾及多距离邻近点高程信息,采用5×5分析窗口,建立单倍格网和两倍格网的差分计算线性组合模型。并通过数学分析的理论推导证明该模型可以显著提高计算精度。实验选取典型数学曲面并对其采用不同的分辨率(1m和5m)进行离散化精度验证。计算结果表明,与现有的差分模型相比,5节点二阶差分模型可以显著提高坡度的精度,对应于两种分辨率的DEM,该模型计算坡度的精度可以分别提高7×10⁴倍、3×10³倍以上,表明该模型对于高分辨率DEM数据更为适用。本研究不仅丰富了数字地形分析的方法体系,为相关地学模型分析提供更精确的坡度数据,而且为将来改进地形曲率因子等计算模型提供了一定的参 考和借鉴。     

地下水硫酸盐溯源的进展、问题和发展趋势

识别地下水溶解性硫酸盐来源及其生物地球化学循环过程是保障饮用水安全和水生态安全的重要前提, 对于地下水资源的管理和保护具有重要的意义。在广泛查阅文献的基础上, 总结了不同地下水硫酸盐来源δ34S_SO4和δ18O_SO4值域范围; 综述了地下水硫酸盐溯源及硫生物地球化学循环过程解析的研究进展, 指出了存在问题和发展趋势。地下水硫酸盐来源识别方法经历了水化学方法→单同位素→双同位素→多同位素和多示踪剂定性识别→定量评估的发展历程; 因特定地域来源的硫、氧同位素差异和生物地球化学转化过程等因素的影响, 地下水硫酸盐溯源尚存在较大的不确定性。建议在地下水流系统框架上结合土地利用分布, 布置采样点采集污染源和地下水样品, 测定水化学和硫酸盐的硫氧同位素值及其他辅助性示踪剂同位素值或浓度, 利用多学科、多方法充分融合研究区水文地球化学、渗流场、土地利用等信息, 解析地下水硫酸盐的来源及其贡献, 以支撑地下水资源保护和污染防治的科学实施。      

高精度曲面建模的中国气候降尺度模型

 与站点统计降尺度插值和动力降尺度相比,高精度曲面建模(HASM)降尺度,具有不需大尺度预报因子,直接从GCM结果构建区域上高空间分辨率的未来气候模拟曲面的优势。HASM降尺度将未来气候,分为历史观测拟合的气候基准值和GCM未来气候变化值进行模拟,精度明显高于传统方法,但常系数全局拟合的气候基准值忽略了降水分布的空间非平稳性,导致降水模拟受到较大影响。为增强降水降尺度的气候背景值的描述能力,通过分析全国尺度降水的非线性非平稳性特点,提出耦合空间变系数气候基准值的HASM空间变系数降尺度模型(HASM-SVDM)以改进HASM对非平稳要素的降尺度能力,并以1961-2010年全国气温降水观测数据结合地形特征信息,利用HASM降尺度方法对HadCM3的A1Fi、A2a和B2a 3种情景的1961-1990、2010-2039、2040-2069和2070-2099时段的全国未来气温与降水进行降尺度模拟。分析表明,耦合全局线性模型的HASM常系数降尺度模型适合全国气温的降尺度模拟,而耦合空间变系数拟合的HASM-SVDM增强了空间非平稳背景值的描述能力,模拟的空间分布更能体现降水总体的非均匀分布趋势,适合全国降水的降尺度模拟。     

半叶马尾藻对N、P吸收速率的初步研究

在实验室条件下研究半叶马尾藻对不同浓度N、P以及不同化合态N的吸收速率。结果显示:不同浓度N、P下,半叶马尾藻对N、P的吸收速率差异有统计学意义(P0.05);半叶马尾藻对N、P的吸收速率随N、P浓度的升高而增加,最大吸收速率出现在N为200μmol/L、P为20μmol/L时,分别为2.397和0.229μmol·g-1·h-1;不同氮磷比条件下,半叶马尾藻对N、P的最大吸收速率出现在氮磷比为10时,在氮磷比为1~30范围内,氮磷比对半叶马尾藻吸收N、P速率的影响有统计学意义(P0.05);不同化合态N对半叶马尾藻吸收N、P速率的影响有统计学意义(P0.05),当NH4+-N和NO3--N共存时,半叶马尾藻对这2种化合态氮可同时吸收利用,各处理组间,对总无机N的吸收速率差异有统计学意义(P0.05),在c(NO3--N)/c(NH4+-N)为2∶1和1∶2处有两个峰值,分别为2.036、1.862μmol·g-1·h-1,对P的最大吸收速率均出现在c(NO3--N)/c(NH4+-N)值为2∶1时,为0.206μmol·g-1·h-1。因此,在粤西沿海半叶马尾藻在消除养殖水域营养盐、防治海水富营养化方面有很大优势。     

Source Evolution and Its Relationship to Climate Change Since the Middle–Late Pleistocene in Laizhou Bay,China

Through the geochemical analysis of two hundred-meters cores KD4 and ZK3 from Laizhou Bay,in this study,we determined the distribution law and controlling factors of the geochemical elements.We analyzed 24 elements with respect to their R factors and major principal components,which were combined with the source discrimination functions DFCr/Th and DFCa/Al to obtain the sediment source index and its variation with depth for this area.A comparison of the changes in climate indicators suggests a clear correlation between the source and climate changes.The results show that the Yellow River and surrounding short-term rivers are the main sediment sources in this area.The PC3 of the KD4 core and PC2 of the ZK3 core(e.g.,CaO,MnO,SiO2)exhibit significant variations and reflect the relative contributions of Yellow River sources.The deposition process can be divided into six stages:in Phase I(MIS 5c–MIS 5a),the Yellow River formed,and the composition of the Yellow River had a greater influence on the sedimentary composition of the study area.In Phase II(MIS 5a–MIS 3),the sediment sources of the Yellow River and the short-term streams in this area were wavering,with the sediments derived from short-term rivers playing a more important role.In Phase III(MIS 3),with a sharp drop in temperature,the study area was in the process of retreat,and the sediment source changed from the Yellow River to short-term rivers,after which the Yellow River source material remained the main sediment source for the region.A similar process occurred three more times in Phase IV(MIS 3–MIS 2),Phase V(MIS 2–MIS 1),and Phase VI(MIS 1).With changes in climate,especially during alternating sea-land phases,the sediment source varied in marine-terrestrial-marine phases,and the changes are observed as Yellow River source-surrounding provenance-Yellow River source.However,this process of change is not synchronized with the sea-land strata alternation.