“重金属污染与防治”专题

  • 活化助剂在砷污染土壤修复中的应用风险研究:以草酸为例

    陈晓晨;张增娣;吴诗宇;刘小刚;余健英;尧聪聪;徐佳燕;许华诚;魏楠;

    活化技术有助于砷污染土壤的高效修复,但其应用过程中极可能增加砷的生态风险和健康风险。研究综合运用毒性浸出试验、动物试验、体外试验等方法,从全面对比施用前后土壤砷的形态/价态、浸出性以及口部生物有效性/生物可给性等角度,评估了经典的土壤砷活化助剂——草酸的应用风险,并深入阐释机理。结果显示,草酸会显著增加土壤砷的活跃性和基于浸出性的生态风险。经动物试验和体外试验相互验证,草酸显著降低了土壤砷的健康风险。基于小鼠模型,草酸显著降低了砷的相对生物有效性;基于生理学提取试验-人体肠道微生物生态系统模拟(Physiologically Based Extraction Test-Simulator of Human Intestinal Microbial Ecosystem, PBET-SHIME)模型,发现草酸显著降低了结肠阶段土壤砷的生物可给性。此外,草酸抑制了结肠液中生物可给态As(Ⅴ)的还原,促进了高毒性As(Ⅲ)的甲基化,进一步降低了土壤砷的健康风险。这主要是由草酸活化后,土壤中释放出过量的金属组分以及肠道菌群对草酸的代谢所共同导致。整体而言,草酸对土壤砷的生态风险和健康风险的影响在不同土壤中具有一致性。作为典型的低分子质量有机酸类活化助剂,草酸在砷污染土壤修复方面值得推荐。研究成果为砷污染土壤活化修复助剂的选用给予了科学启示,为相关修复场地的风险管控提供了参考。

    2025年08期 v.25;No.164 2885-2895页 [查看摘要][在线阅读][下载 2207K]
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  • 改性沸石强化人工湿地对复合重金属协同去除机制研究

    董双石;张守森;姜晶晶;赵振豪;徐鸣谦;孙笛;靳晓玉;

    针对畜禽养殖废水中铜锌复合重金属污染问题,研究开发了一种高效稳定的人工湿地基质材料。利用共沉淀法制备纳米FeO/Fe_2O_3-生物炭改性沸石基质,并通过试验优化材料配比与投加量。结果显示,当生物炭与沸石质量比为1∶2时,该复合材料对初始质量浓度均为5 mg/L的铜和锌的去除率分别达到94%和100%,显著优于单一的纳米FeO/Fe_2O_3或生物炭材料。机理分析表明,材料表面羟基基团通过配位作用与铜、锌结合形成金属氢氧化物。同时,部分Fe~(2+)在氧化过程中产生OH~-,与Cu~(2+)、Zn~(2+)形成碱沉淀,部分Fe~(2+)反应生成铁(氢)氧化物,与Cu~(2+)、Zn~(2+)形成共沉淀。三者协同作用可实现对复合重金属的高效去除。研究为人工湿地基质改性提供了新策略,为畜禽养殖废水中复合重金属的高效处理提供了理论依据。

    2025年08期 v.25;No.164 2896-2906页 [查看摘要][在线阅读][下载 3638K]
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  • 砷还原菌对二元络合物OM-As(Ⅴ)中砷的还原释放作用及其机制

    蔡晓琳;伍敏;李泽姣;王鹏飞;尹乃毅;崔岩山;

    土壤砷污染是全球共同面临的环境问题,砷与土壤有机质结合形成的二元络合物[OM-As(Ⅴ)]是砷在土壤中的主要赋存形式之一。然而,在土壤砷还原菌作用下,OM-As(Ⅴ)中砷的迁移转化过程及机制目前仍不明确。研究以OM-As(Ⅴ)为对象,将其与典型砷还原菌Desulfitobacterium sp. DJ-3共同培养,通过液相化学分析及同步辐射技术,系统分析络合态砷的还原释放过程。结果显示,DJ-3菌株显著促进了OM-As(Ⅴ)中砷的还原(67%)和释放(25%)。砷K-边X射线吸收近边结构(X-ray Absorption Near the Edge Structure, XANES)光谱的线性组合拟合(Linear Combination Fitting, LCF)结果显示,DJ-3菌株能直接将有机质络合态As(Ⅴ)还原为络合态As(Ⅲ),144 h后50%的砷以OM-As(Ⅲ)的形式存在,且该过程会导致部分络合态As(Ⅲ)释放为游离态As(Ⅲ)。研究首次揭示了砷还原菌对二元络合物OM-As(Ⅴ)中砷的还原释放机制,为全面了解土壤砷的迁移转化作用提供了科学依据。

    2025年08期 v.25;No.164 2907-2916页 [查看摘要][在线阅读][下载 2411K]
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  • 重庆市典型生态功能区土壤重金属污染评价与源解析

    岳瑞;张梦林;段佳辉;宁墨奂;陈星;陈国栋;

    为探明重庆市生态功能区重金属污染状况和分析其污染来源,以石柱县(2 129 km~2)为研究对象,采集表层土样5 716件、岩样100件和5件矿渣,分析研究区重金属质量比和分布特征。利用内梅罗综合污染指数法、地积累指数法、单因子污染指数对研究区土壤重金属污染进行分析和评价,进而通过相关性分析和正矩阵分解(Positive Matrix Factorization, PMF)模型分析研究区重金属来源。结果显示,研究区表层土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn超农用地土壤风险筛选值的比率分别为0.062 5%、28.24%、0.09%、0.4%、0.185%、1.8%、0.055%和0;在空间分布上,重金属高值区主要分布在研究区西部和东部的二叠系和三叠系地层中,表明重金属富集与地层构成有关;单因子指数评价表明,研究区Cd环境质量较差,有31.24%面积的土壤受到污染;内梅罗综合评价显示,研究区土壤环境污染等级以清洁和轻微污染为主;地积累指数显示,主要污染物为Cd、As和Hg,分别有23.31%、11.24%和10.85%的点位出现污染,表明Cd在研究区内存在明显富集现象;PMF模型分析表明,研究区土壤表层重金属来源主要为3种,分别是自然来源、工农业和交通混合源、工业源,所占比例分别为47.83%、25.37%和26.78%。土壤中Cd元素的质量比会随着岩石中Cd元素质量比的变化而变化,工矿企业周边矿渣中重金属质量比显著高于研究区平均值,这进一步表明重金属富集形成与自然背景值和工业活动有关。重金属污染评价与源解析表明,由自然源和工业源造成的Cd污染问题较为突出,风险较大。研究结果可为研究区土壤污染防治和土地资源开发利用提供科学指导。

    2025年08期 v.25;No.164 2917-2927页 [查看摘要][在线阅读][下载 2987K]
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  • 改性壳聚糖基新型重金属螯合剂处理水土中Cu2+的研究

    邢波;杨青;张思洋;江彩义;张福平;杨郭;李敏;陈婷婷;付朝庭;

    研究以天然高分子壳聚糖为原料,经氯乙酸和CS_2改性后制备得到一种新型二硫代氨基甲酸盐类重金属螯合剂(Dithiocarboxylate-functionalized Polyaminoamide Dendrimer, XCS-DTC),并采用紫外光谱、红外光谱、扫描电镜、热重和N_2低温吸附/脱附对其结构性质进行了分析表征。研究显示,XCS-DTC具有丰富的二硫代羧基(S—C=S基团)和高热稳定性,相比于商用福美钠和Na_2S螯合剂,XCS-DTC具有更高的重金属螯合能力,且在较宽pH值(4~9)条件下对水体和土壤中的Cu~(2+)去除率均可达99.9%;同时,XCS-DTC螯合物具有优异的酸碱稳定性,二次浸出风险低,可达到国家固废填埋处理标准。

    2025年08期 v.25;No.164 2928-2936页 [查看摘要][在线阅读][下载 2615K]
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  • 动态堵塞条件下透水砖渗流特性及重金属净化性能研究

    吴迪;陈琼;董晓烨;汪宝玉;李龙;

    为研究陶瓷透水砖在动态堵塞条件下的渗流特性及其对重金属污染治理的潜力,使用自制陶瓷透水砖开展了渗流净化与渗流堵塞试验。结合X射线衍射、扫描电子显微镜以及水质分析等技术手段,系统探讨了透水砖堵塞特性、重金属离子的吸附性能以及堵塞过程对吸附性能的影响规律。结果显示:(1)自制陶瓷透水砖在渗流过程中表现出较好的截留性能和稳定性。(2)在对Zn~(2+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)等重金属离子的吸附净化过程中,自制陶瓷透水砖表现出良好的应用潜力。(3)总体而言,堵塞程度对透水砖整体的吸附性能的影响较小,决定透水砖吸附性能的主要因素是其孔隙结构特征和材料吸附特性。研究结果为陶瓷透水砖的性能优化和实际工程应用提供了理论依据和试验支持。

    2025年08期 v.25;No.164 2937-2944页 [查看摘要][在线阅读][下载 2473K]
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  • 不同pH环境中石煤中锰元素释放规律及机理研究

    曾兴;廖小宝;苏佳;

    为探究不同pH值下石煤中锰(Mn)释放规律及机理,对湖南省益阳市安化县某矿区新鲜石煤开展了不同初始pH值的浸泡试验。结果显示:pH值越低,越有利于重金属Mn的释放;随着浸泡时间增加,不同初始pH值的浸泡液的pH值均趋近中性。试验前后扫描电镜-能谱仪对比显示,浸泡后颗粒表面裂纹增多,反应向内部进行;X射线荧光数据对比显示,浸泡后颗粒表面重金属Mn与碱金属Ca、Al、Fe等元素质量分数不同程度增加,非金属元素O、S等质量分数下降;X射线衍射对比分析显示,颗粒表面黄铁矿FeS_2、方解石CaCO_3与云母(AM_(2~3)T_4O_(10)X_2)质量分数下降。经分析,推定浸泡作用下Mn~(2+)的释放过程中主要发生了FeS_2氧化产酸,CaCO_3中和H~+与黑云母K(Fe, Mg, Al)_3[Si_4O_(10)]_2(OH)_2的蚀变反应,并对粒径为1 mm的石煤颗粒参与反应的原子层数进行了理论估算,得到f=1.74×10~4层,参与反应的厚度约为0.522 mm。通过探究环境pH值与石煤矿的相互作用,揭示石煤中Mn的释放规律及机理,为石煤矿的安全处置和污染管控提供了理论依据。

    2025年08期 v.25;No.164 2945-2954页 [查看摘要][在线阅读][下载 2183K]
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  • 碳气凝胶对水中Mn(Ⅱ)的吸附效果及机理

    华绍广;王文静;李波;阚培赢;张玲敏;

    将苯酚和甲醛为前驱体合成的典型碳气凝胶(Carbon Aerogel, CA)作为吸附剂,探讨其去除水中锰Mn(Ⅱ)的性能和机理。采用比表面积与孔径分析仪对CA进行比表面积和孔径结构分布表征,采用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope, SEM)、傅里叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectrum, FT-IR)表征吸附锰前后CA的理化性质和特征基团,探究在不同pH值、反应时间、初始浓度、吸附剂用量和反应温度的条件下,碳气凝胶作吸附剂对除Mn(Ⅱ)效果的影响,并进行吸附剂再生性能测试,对吸附过程采用吸附动力学和等温线模型进行分析。结果显示,在优化条件下,除锰率达80%以上,最大吸附质量比为2.72 mg/g,且具有可靠的吸附再生能力,吸附过程中形成了O—Mn振动峰,吸附机理主要为单层和多层吸附结构共存的化学吸附。碳气凝胶作吸附剂具有除锰的可行性和潜力,可作为一种新型吸附材料应用于含锰地下水处理中。

    2025年08期 v.25;No.164 2955-2963页 [查看摘要][在线阅读][下载 2311K]
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  • 水热生物炭/地聚物复合材料对铅的吸附和钝化性能研究

    贺攀阳;王甜;辛楷能;苏峰;陈天星;张晓民;宋学文;

    研究以小麦秸秆为碳源,通过地质聚合反应和水热炭化工艺制备水热生物炭/地聚物复合材料(Hydrothermal Biochar/Geopolymer Composites, HBCGCs),并探索了HBCGCs对Pb~(2+)吸附性能和对土壤中铅的钝化性能。研究发现:在秸秆质量分数为30%,水热温度为240℃,水热介质浓度为0的条件下,制备的30HBCGCs-240-0在其投加质量浓度为0.5 g/L、初始Pb~(2+)质量浓度为100 mg/L、溶液pH值为6.9时,对水中Pb~(2+)的去除率可达99.99%。准二级动力学模型及Langmuir吸附等温模型可以更好地描述Pb~(2+)在HBCGCs-240-0上的吸附行为,这表明吸附过程主要为化学吸附。此外,对铅污染土壤施加9%HBCGCs-240-0并稳定7 d后,土壤中铅的生物有效性和迁移性均有效降低,显示出良好的钝化性能。

    2025年08期 v.25;No.164 2964-2976页 [查看摘要][在线阅读][下载 3539K]
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  • 烟梗的活化改性及其对废水中重金属Pb(Ⅱ)的吸附

    陈燕敏;卢鑫;刘冰;陈敏;申宜丽;

    以废弃烟梗(Tobacco Stem, TS)为原料,分别采用酸、碱活化法制备改性吸附材料TS—H和TS—OH,通过傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、全自动压汞仪对改性前后材料的表面官能团、形貌、孔隙结构进行表征,并探究吸附时间、Pb(Ⅱ)初始质量浓度、温度、pH值、离子强度等因素对改性前后吸附剂去除Pb(Ⅱ)效果的影响,进而分析TS—H的吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学特性,评价TS—H的再生重复性。结果显示:TS在酸活化过程中酯键断裂后得到活性位点更丰富的改性材料TS—H,与TS相比,TS—H孔径和孔隙率增大,而TS—OH出现孔堵塞或坍塌,孔隙率降低;对Pb(Ⅱ)的去除率由大到小依次为TS—H(81.0%)、TS(52.8%)、TS—OH(39.3%),且TS—H于20 min达到吸附平衡,耗时少于TS和TS—OH;Pb(Ⅱ)初始质量浓度、温度、pH值和离子强度均会影响TS和TS—H的去除率;TS—H吸附Pb(Ⅱ)的行为遵循准二级动力学和Langmuir模型,为低温可自发的放热、熵减过程,推测是络合反应、静电作用和孔隙填充共同作用的结果;TS—H重复使用10次后去除率仍高于74%。

    2025年08期 v.25;No.164 2977-2986页 [查看摘要][在线阅读][下载 3293K]
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  • 改性电极微生物燃料电池对废水中Cr(Ⅵ)去除及产电性能研究

    吴卿;张颖;刘睿怡;李倩男;彭森;

    以生活中常见的生物质废弃物-花生壳为电极材料,通过热解和氮掺杂对其进行改性并负载至石墨板电极上以作为微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell, MFC)阴极。通过材料电化学表征、铬含量、细菌多样性及功能基因分析,评价MFC处理含Cr(Ⅵ)废水效果及产电性能,考察花生壳生物质热解材料在MFC性能提升中的作用。以氮掺杂花生壳生物质热解材料为MFC阴极适于Cr(Ⅵ)质量浓度在50~1 000 mg/L Cr(Ⅵ)废水处理,在Cr(Ⅵ)质量浓度为200 mg/L时可达到最高的电压输出和最大功率密度。在不同Cr(Ⅵ)质量浓度条件下,MFC装置阳极液中优势物种多为典型的产电菌,并在阳极的底物降解和发电的过程中发挥重要作用。不同Cr(Ⅵ)质量浓度对MFC装置阳极液功能基因的影响不显著,最具代表性的京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)功能类别多与阳极有机物降解及电子的产生和传递有关。氮掺杂花生壳生物炭热解材料电极MFC为高效、经济地还原水中Cr(Ⅵ)提供了一种选择。

    2025年08期 v.25;No.164 2987-2996页 [查看摘要][在线阅读][下载 3049K]
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  • 基于Web of Science数据库的催化法烟气脱汞研究的文献计量分析

    张冬冬;付仕俊;冯宇;马海翔;龙肖霞;谢易臻;谭敏;宁平;

    汞是一种具有挥发性、持久性和生物累积性的有毒物质,而燃煤电厂是向大气排放汞的主要人为来源。利用催化法脱除烟气中的汞,是一种有效的脱汞方法。为了深入了解烟气催化脱汞领域的最新研究进展及研究热点趋势,采用Web of Science核心数据库,数据可视化分析软件CiteSpace、HistCite Pro和VOSviewer,对1995—2023年该库收集的相关文献进行计量分析和可视化分析,并从发文量前10的国家、机构、作者、期刊以及关键词等方面对1995—2023年烟气催化脱汞领域的研究现状进行分析,对了解烟气催化脱汞领域的研究方向、研究热点和发展趋势具有一定的指导意义。

    2025年08期 v.25;No.164 2997-3006页 [查看摘要][在线阅读][下载 2137K]
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安全评价

  • 改进PNN模型的中小餐饮企业火灾风险评价研究

    吕淑然;李嘉铭;党鑫宇;

    为有效预防中小餐饮企业火灾事故,解决其火灾事故频发等问题,通过构建火灾风险指标体系,采用层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)-熵权法对112家企业进行评分,汇总风险等级和评分数据,供概率神经网络(Probabilistic Neural Network, PNN)进行训练。通过星鸦优化算法(Nutcracker Optimization Algorithm, NOA)优化PNN,构建了NOA-PNN火灾风险评价模型。与粒子群优化(Particle Swarm Optimization, PSO)算法、樽海鞘算法(Salp Swarm Algorithm, SSA)和灰狼优化(Grey Wolf Optimizer, GWO)算法对比,结果表明,NOA-PNN模型的诊断效果最佳,火灾风险等级评价准确率达96%,验证了NOA算法的优越性。随后,通过NOA-PNN火灾风险模型对两家数据集外中小餐饮企业进行实证分析,结果显示,该模型与AHP-熵权法评价结果一致,证明该模型具有较高的评价精度,能够为中小餐饮企业提供较为准确的火灾风险预警评价。

    2025年08期 v.25;No.164 3007-3014页 [查看摘要][在线阅读][下载 2715K]
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  • 大型车展火灾多维动态风险评估方法研究

    栾婷婷;张烨;陈文涛;陶丽;李晓云;张丽佳;

    针对大型车展火灾风险因素种类复杂、风险状态动态变化等问题,以传统故障树和静态贝叶斯网络等方法为基础,提出了一种模糊集理论与改进Dempster-Shafer(D-S)证据理论、动态贝叶斯网络(Dynamic Bayesian Network, DBN)结合的大型车展火灾动态风险评估方法。首先,基于多维角度完成风险辨识并形成多维火灾风险演变路径模型,建立大型车展火灾故障树;其次,构建大型车展火灾D-S-DBN风险评估模型。最后,以北京某大型车展为例,实现定量、动态风险评估,计算评估结果的权重融合与节点概率,通过模型双向推理及敏感性计算得到事故重要风险源:电气设备失效燃烧、消防人员数量不达标、应急预案不达标。并且,随着时间的推移,各种不利后果的发生概率逐渐增加。研究成果可为大型车展等大型活动的动态风险评估及日常风险防范提供理论支持。

    2025年08期 v.25;No.164 3015-3024页 [查看摘要][在线阅读][下载 2747K]
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  • 二元语义理论在装配式建筑施工风险评价中的应用

    范成伟;李敏;胡郢;刘阳;

    针对装配式建筑施工安全评价的模糊性特点,为科学合理地确定风险状态,建立了基于序关系分析法-模糊决策试验与评估实验法-二元语义的综合评价模型。首先,根据装配式建筑施工特点和技术要求,从人、物、环、管、技5个方面构建评估体系;其次,运用序关系分析法(G1法)获取指标初始权重,通过模糊决策试验与评估实验法(Fuzzy Decision-Making Trial and Evaluation Laboratory, FDEMATEL)计算指标中心度,将初始权重与中心度相结合,构造综合影响度,得出装配式建筑施工安全关键影响因素为从业人员综合素质、构件运输与堆放环境、安全管理制度、预制构件深化设计、施工组织设计、安全教育与培训;最后,采用二元语义原理表达、转化和集结评价信息,对某装配式住宅小区施工风险进行综合分析。结果表明,该装配式建筑施工风险等级为“一般以上”,与实际调查情况相符,表明该模型能够客观反映风险状况,验证了模型的适用性。

    2025年08期 v.25;No.164 3025-3036页 [查看摘要][在线阅读][下载 2253K]
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  • 车辆振动荷载作用下钢筋混凝土排水管道安全风险分析

    谢治天;张成平;牛晓凯;邢泓川;郭宏;李巍;

    随着北京城市化进程的继续推进,城市管线总里程数持续增长。同时北京地下水位持续上升,导致管线因车辆振动荷载等外部振动荷载作用发生病害的可能性增加。基于北京某地下管线实际工程,首先利用足尺试验分析车辆振动荷载作用下既有排水管道的动力响应;进一步利用FLAC3D软件进行数值模拟,得到不同车辆速度、不同管线埋深、不同半径及不同净距下管线及地层的响应规律。同时基于大量不同工况的数值模拟结果,建立了贝叶斯网络模型,分析可知,管线埋深越浅、半径越大、车辆运行速度越快,风险等级越高。经验证贝叶斯模型能够准确进行管线风险预测。

    2025年08期 v.25;No.164 3037-3052页 [查看摘要][在线阅读][下载 5838K]
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安全工程

  • CuMn/Sn催化剂对瓦斯/煤尘爆炸CO的消控特性及机制

    张铖铖;石必明;张雷林;岳基伟;梁跃辉;韩奇峻;陶雪峰;

    为有效降低瓦斯/煤尘爆炸产生的高浓度CO,同时解决矿井高湿度环境下传统铜锰催化剂易于失活的问题,制备耐水型CuMn/Sn催化剂,采用20 L球形爆炸试验平台开展瓦斯/煤尘爆炸CO消除试验,分析不同浓度作用下瓦斯/煤尘爆炸CO体积分数、最大爆炸压力和最大压力上升速率。结果表明:Sn的引入能够显著提高催化剂的催化活性,增强催化剂耐水性;CuMn/Sn催化剂可显著降低瓦斯/煤尘爆炸中产生的CO含量,催化剂质量浓度为0.2 g/L时CO的去除效率高达98.54%,进一步增加催化剂质量浓度会导致催化剂粉体团聚,降低CO的消除效率;该催化剂还具备物理抑爆特性,在爆炸过程中能够迅速形成微物理屏障,有效限制可燃物与氧气间的接触,降低最大爆炸压力和爆炸压力上升速率。

    2025年08期 v.25;No.164 3053-3059页 [查看摘要][在线阅读][下载 2461K]
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  • 园区环境下的烟头小目标检测算法研究

    白亚腾;刘润翌;

    园区内的烟头检测对于生态环境质量提高和火灾隐患排除都具有重要研究意义,但园区场景下的烟头存在尺寸小、特征不明显等问题。为获得一个效果较好的园区烟头小目标检测模型,在原始YOLOv9模型的基础上,针对该模型在烟头小目标检测任务中计算量冗余的缺陷提出改进和验证。首先,将部分卷积PConv引入RepNCSPELAN4模块中,以提升网络对目标特征提取效率,减少计算量;其次,将最近邻插值上采样模块重新设计为基于特征重组的上采样器,用更大感受野来感知特征并进一步实现网络轻量化;最后,在烟头数据集上进行对比与消融试验,该算法的平均精度达到87.4%,参数量降至83.8 MB,相较于原模型,检测效果得到提升。研究旨在通过深度学习的应用,得到有效的烟头检测模型,推动园区公共场所无烟环境的发展。

    2025年08期 v.25;No.164 3060-3068页 [查看摘要][在线阅读][下载 2414K]
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  • 融合数字孪生技术的桥梁结构安全风险监测与预测方法

    翟越;赵腾;雷尚学;王会峰;杨永明;张韵生;

    为了增强钢筋混凝土桥梁在运营阶段的安全评估能力,依托自研监测设备,设计监测点布设位置,确定监测阈值并搭建智能监测系统,提出了一种基于数字孪生技术的安全风险智能监测与定量预测方法。该方法将桥梁结构监测数据与有限元模型交互,实现对桥梁结构安全的实时预测分析,达到模拟结果可视化,并以湖北某市的钢筋混凝土桥梁为实例进行了验证。结果表明:该桥梁目前处于安全状态,与监测结果一致,并通过接近阈值的监测数据预测出A2联箱梁桥墩及支座发生结构损伤的可能性较高;该方法对于桥梁结构安全性分析判断有着较高的可行性。

    2025年08期 v.25;No.164 3069-3079页 [查看摘要][在线阅读][下载 3986K]
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  • 地下转露天开采下伏空区稳定性风险预测模型研究

    姜安民;张道兵;王飞飞;李延超;董彦辰;郑海力;尹华东;曾林海;张升;

    为降低地下转露天开采风险,对地转露下伏采空区稳定性风险预测模型展开研究。首先,从地质环境因素、采空区赋存状态及外部环境因素三方面对地转露下伏采空区稳定性风险预测指标进行识别,建立风险预测指标体系;其次,运用博弈论对区间层次分析法与变异系数法权重进行线性优化组合;再次,通过构造隶属度函数确定风险预测指标对风险等级的隶属度,形成隶属度矩阵,并对预测指标权重向量、隶属度矩阵及风险等级向量进行耦合,确定各一级指标及采空区综合风险等级量化值,结合量化值判定所处风险等级;最后,基于该模型对某地转露磷矿下伏采空区稳定性风险进行预测,结果表明,该露天矿下伏采空区综合风险处于C_Ⅱ~C_Ⅲ级之间,风险趋于C_Ⅱ级(较高),采空区处于欠稳定状态,预测结果与岩石力学试验结合数值模拟综合分析结果基本吻合。

    2025年08期 v.25;No.164 3080-3093页 [查看摘要][在线阅读][下载 2121K]
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安全管理

  • 非正式关系对建筑工人安全行为的影响机理研究

    吴秀宇;董绍卿;钱琴珍;

    为了探究工友关系和夸奖等非正式关系对建筑工人安全行为的作用机理,基于社会认知理论框架,建立了非正式关系对建筑工人安全行为影响关系的假设模型。通过问卷调查法和自然观察法获取了某央企施工项目322份一线建筑工人的有效数据,采用路径效应分析对假设模型进行了验证。结果表明,工友关系和夸奖均可有效削弱工人将事故发生归因为运气因素的倾向,从而增强工人在危险场景中主动停工的警觉意识,最终显著促进其安全行为。不同之处在于,夸奖还对工人的安全行为具有直接影响。

    2025年08期 v.25;No.164 3094-3102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1837K]
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  • 基于矿工视觉搜索模式的隐患识别结果预测模型研究

    田水承;林维;王清焱;毛俊睿;马磊;

    为探究矿工视觉搜索模式对隐患识别的影响机制,通过设计开展隐患识别视觉认知试验,利用眼动仪获取矿工眼动数据。运用Mann-Whitney U检验矿工各项眼动特征的差异,揭示视觉搜索眼动特征对隐患识别结果的影响;优选9项眼动指标作为特征向量,基于编辑最近邻规则欠采样与合成少数类过采样(Edited Nearest Neighbor-Synthetic Minority Oversampling Technique, ENN-SMOTE)算法、鲸鱼算法(Whale Optimization Algorithm, WOA)参数调优的支持向量机(Support Vector Machine, SVM),构建矿工隐患识别结果预测模型。结果显示:(1)矿工视觉搜索模式对隐患识别结果存在显著影响,正确识别隐患需要更长的注视与扫视持续时间、更多的注视和访问次数、更频繁的区域转移、更高效的初步扫描;(2)首次注视时间与注视持续时间百分比对隐患识别结果预测模型的贡献为负,但可作为识别高隐患识别绩效群体的眼动特征指标之一;(3)构建的WOA-SVM矿工隐患识别结果分类模型准确率达90.17%,精确率和召回率均大于90%,模型具备较高预测准确性和鲁棒性。

    2025年08期 v.25;No.164 3103-3111页 [查看摘要][在线阅读][下载 2428K]
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  • 基于多模态融合的高铁调度员疲劳状态识别

    张光远;李莎;朱泊霖;王敬儒;秦诗雨;

    为准确识别高铁调度员的工作状态,保障高铁安全运行,研究提出一种基于脑电-眼动多模态融合的高铁调度员疲劳状态识别方法。通过开展高铁调度模拟试验以采集数据,并利用脑电源定位技术提取5个脑叶的体素电流密度为脑电特征,分析不同工作状态下3个频段的脑电信号活动规律和变化规律。结合多模态融合方法,将脑电特征和眼动特征作为输入端,通过全连接层将其融合生成多模态特征。全连接层作为创建胶囊的替代解决方案,构建改进CapsNet疲劳状态识别模型。结果显示:大脑皮层神经电信号较为活跃的位置集中在额叶、顶叶和枕叶,且θ波的神经电活动强度最高、变化最明显;改进胶囊网络(Capsule Network, CapsNet)模型的最佳迭代次数为3,此时多模态融合特征疲劳状态识别准确率为92.75%,高于单一的脑电或眼动特征。

    2025年08期 v.25;No.164 3112-3124页 [查看摘要][在线阅读][下载 3530K]
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  • 融合CRITIC修正的TOPSIS模型在航班串疲劳度评估中的实证分析

    李敬强;潘敏;

    在机组排班时,为了同时考虑前序航班执勤后的机组人员疲劳程度和待分配航班串自身的疲劳属性并进行均衡搭配,进而降低飞行机组执行航班任务的疲劳风险,采用真实运行环境下的某航司22名飞行员执飞的116条航班数据及221个执勤期为研究对象,融合标准间相关性的准则重要性评价法(Criteria Importance Through Intercriteria Correlation, CRITIC)确定权重,构建以逼近理想解排序法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution, TOPSIS)对航班串疲劳属性进行评价的航班串疲劳属性评估模型,对所提取的航班串进行量化评估,挑选疲劳属性特征突出的15条航班串数据模型评价结果与飞行员的主客观疲劳评价进行实例验证。结果表明:融合CRITIC权重修正的TOPSIS模型在航班串疲劳属性评估算法结果与飞行机组主客观疲劳评分情况拟合度较高,航空公司可参考模型评估结果对飞行疲劳风险进行控制。

    2025年08期 v.25;No.164 3125-3131页 [查看摘要][在线阅读][下载 1723K]
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  • 云模型在民航管制员综合能力评价中的应用

    景国勋;王昌勇;王远声;

    针对民航管制员综合能力量化评价存在片面性的现状,建立了一套民航管制员队伍综合能力评价的指标体系。通过工作分析和文献归纳两种方式,初步提取可以反映管制员综合能力的指标,采用社会网络分析方法进一步剔除影响程度较小的指标,根据指标层中各个指标的中心度计算指标的权重。基于“冰山模型”提出由知识、技能、角色认知和特质动机四个维度构成的准则层,进一步构建民航管制员综合能力评估指标体系。使用云模型的方法进行实例的确定度计算及综合评价。结果表明:在民航管制员工作中评估决策能力和预案统筹能力有着较高的重要性;发现在技能方面存在薄弱环节,尤其是语言表达能力、资源配置能力和抗压抗扰能力,需要在以后的培训和管制工作中加强管制技能的学习和规范化,以提高管制效能。预测管制员队伍能力和发现在某方面存在的不足,有利于科学地进行培训并提高管制员的管制效能。

    2025年08期 v.25;No.164 3132-3142页 [查看摘要][在线阅读][下载 4821K]
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  • 城市空中交通感知风险识别与评价:基于在线评论数据

    郑秀梅;李智恒;

    感知风险对技术采纳行为具有显著影响,探究中国公众对城市空中交通(Urban Air Mobility, UAM)的感知风险有助于推动UAM市场化进程。采用扎根理论挖掘在线评论数据,提取UAM感知风险因素,构建UAM感知风险理论框架;借助可视化软件Ucinet和Netdraw开展UAM感知风险语义网络分析,探究UAM感知风险因素的重要度排序。结果表明:中国情境下公众UAM感知风险包括六个风险类型、19个风险因素;六类感知风险的重要度排序由高至低依次是感知社会风险、感知侵权风险、感知环境风险、感知绩效风险、感知技术风险和感知政策风险;其中,身体损伤、公共安全、信息泄露、自然环境、服务性能、人居环境、政策制定、设施环境、机体结构、飞行性能等10个风险因素处于语义网络中的核心区域,是更为关键的UAM感知风险因素。

    2025年08期 v.25;No.164 3143-3150页 [查看摘要][在线阅读][下载 1964K]
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  • 多主体协同视角下食品安全生产监管的微分博弈分析

    高迎;王文君;石夫磊;

    基于食品安全监管中政府、生产企业和消费者群体之间的互动关系,采用Nash非合作博弈、Stackelberg主从博弈和协同博弈三种博弈模型,系统分析了各主体在不同情境下的最优努力水平、食品安全风险水平的变化及系统整体效益。并结合“罐车混装食用油”事件,通过数值仿真加以验证。结果表明,协同博弈模式能够显著提升食品安全监管水平,降低食品安全风险,并显著提高系统总收益和各参与者的收益,是提升食品安全监管效率的有效路径。在Stackelberg主从博弈框架下,政府通过合理的惩罚措施与信息披露手段,提高了生产企业和消费者对食品安全监管的参与度,展现了政策干预的积极激励效果。相比之下,在Nash非合作博弈情境中,各参与方独立行动,缺乏协同机制,导致食品安全监管效果较差,风险水平较高,表明单纯依赖市场力量难以有效解决食品安全问题。

    2025年08期 v.25;No.164 3151-3162页 [查看摘要][在线阅读][下载 1875K]
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公共安全

  • 乘客互助行为驱动的地铁洪涝应急疏散策略仿真分析

    雷斌;张馨宙;王丛;李飞;

    近年来,随着全球气候变暖,我国部分城市遭遇极端暴雨频率明显增加,导致地铁系统频繁受到洪涝灾害影响。为制定有效的应急疏散策略,结合站内设施和乘客自身等疏散影响因素,构建了融合帮扶行为的应急疏散模型。以西安市小寨地铁站为例,利用AnyLogic平台研究了不同水侵强度下应急疏散策略对疏散效率的影响,包括调整自动扶梯运行方式、布设导流栏及开放单行通道等策略,发现现有应急疏散策略对提高疏散效率均有正向促进作用。相比于原始情景,当采取综合疏散策略时,涝水入侵高度20 cm、30 cm及50 cm三种情景下安全疏散比例分别提高12.59百分点、10.17百分点和10.95百分点。最后,对地铁水侵事件下乘客应急疏散和地铁车站水灾防灾提出了对策建议。

    2025年08期 v.25;No.164 3163-3175页 [查看摘要][在线阅读][下载 2574K]
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  • 融合BERT-BiLSTM-CRF的城市内涝灾害风险要素识别方法研究

    张乐;张海龙;李锋;吴敏;

    为了实现在城市内涝舆情信息中快速、精准地识别相关风险要素,首先基于新浪微博平台,对用户评论信息及媒体发布信息进行采集、整理及标注,构建了城市内涝灾害事件语料数据集。进而针对城市内涝舆情信息格式不统一、语义复杂且风险要素识别的专业性、精准度要求较高等问题,结合自然灾害系统理论的风险要素框架,提出了一种基于双向编码器表征法-双向长短期记忆-条件随机场(Bidirectional Encoder Representations from Transformers-Bidirectional Long Short-Term Memory-Conditional Random Field, BERT-BiLSTM-CRF)的识别方法,并开展了一系列模型验证试验。对比试验结果表明,该模型在准确率、召回率、F_1三项指标上均有较好表现,其中准确率为84.62%,召回率为86.19%,F_1为85.35%,优于其他对比模型。消融试验结果表明,BERT预训练模型对于该模型性能有着更为显著的影响。综合上述试验结果,可以验证该模型能够有效识别城市内涝舆情信息中的各类风险要素,进而为城市内涝灾害风险管控的数智化转型提供研究依据。

    2025年08期 v.25;No.164 3176-3188页 [查看摘要][在线阅读][下载 2736K]
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  • 基于两阶段模型的应急物资储备库选址优化

    张召冉;张楠;杨明;

    为优化应急物资储备库选址,针对传统选址方法忽视功能区划的不足,提出了一种基于两阶段模型的优化选址方法。首先,应用k-means++算法对应急物资需求点聚类,根据聚类结果进行区域划分;然后,基于人口、经济、交通等因素,确定需求点的需求量权重,构建考虑时间成本、覆盖价值和运作成本的选址优化模型。最后,利用非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II,NSGA-II)对模型进行求解,得出最优的应急物资储备库选址方案。以H省为例,对其下辖18个市的255个应急物资需求点进行了储备库选址布局优化分析,在保留原有4个应急物资储备库基础上新增4个应急物资储备库。结果表明,采用两阶段优化模型后,储备库选址方案覆盖价值得到了提升,时间成本和运作成本得到了有效降低,为应急物资储备库选址提供了理论参考。

    2025年08期 v.25;No.164 3189-3197页 [查看摘要][在线阅读][下载 2372K]
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  • 大体积液态二氧化碳储罐泄漏扩散特性研究

    齐静静;杨冬平;郭敏;曹章奥;闫兴清;喻健良;

    为深入理解大体积液态二氧化碳储罐泄漏扩散特性,采用30 m~3模拟罐车、长1.3 m、公称直径50 mm的模拟液相接管,开展泄漏口径分别为5 mm、25 mm的液态二氧化碳泄漏扩散试验。结果表明,大体积储罐泄漏时具有较为稳定的羽流形貌及尺度;羽流形貌可分为射流膨胀区、动量扩散区、自由扩散区;5 mm和25 mm泄漏口时羽流最大轴向尺度分别约为18 m和50 m。以-20℃为低温区判据,低温区域分别出现在距离泄漏口轴向1 m(5 mm泄漏口)及4 m(25 mm泄漏口)范围内。依据二氧化碳体积分数为1.5%的短期接触限值(15 min参考期)估算,泄漏口径为5 mm时地面的高体积分数轴向风险区约为20 m,泄漏口径为25 mm时地面的高体积分数轴向风险区约为50 m。泄漏口处低温和冲击共同作用对人员和设施具有风险。

    2025年08期 v.25;No.164 3198-3203页 [查看摘要][在线阅读][下载 4063K]
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污染控制技术与原理

  • 超疏水硅溶胶注浆材料在砂土中的防渗加固性能研究

    康馨;侯昌林;张泫;刘明芳;陈明辉;

    利用聚甲基氢硅氧烷改性硅溶胶,制备超疏水硅溶胶新型注浆材料。通过微观表征解释了超疏水硅溶胶改性的内在机理。并对超疏水硅溶胶和固砂体进行性能测试,利用正交试验分析方法,探究二氧化硅质量分数、胶凝剂浓度和pH值对超疏水硅溶胶可注性和疏水性,以及固砂体的疏水性和强度的影响。结果表明,聚甲基氢硅氧烷以Si—O—Si键接枝到二氧化硅表面,降低了其表面能,并增加了微观粗糙度,实现了超疏水改性。改性硅溶胶初始黏度与未改性黏度一致,表明改性硅溶胶拥有良好的可注性。在固砂体强度降低不超过50%的条件下,其接触角可以达到154°,滚动接触角可达7°。提出的超疏水硅溶胶制备方法简单,效果显著,在防渗及污染场地阻隔中具有广阔应用前景。

    2025年08期 v.25;No.164 3204-3212页 [查看摘要][在线阅读][下载 2955K]
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  • 氧化石墨烯改性固废混凝土声发射损伤特征研究

    刘京红;杨梦梦;石文发;王伟;张凌博;

    利用氧化石墨烯(Graphene Oxide, GO)对水泥基材料的强化作用,制备出了不同GO掺量的GO改性固废(再生粗骨料、铁尾矿砂)混凝土(Graphene Oxide Modified Solid Waste Concrete, GSC)。通过声发射技术采集GSC试样在单轴受压破坏过程中的声发射信号,研究其受压损伤过程中的声发射累计振铃计数特征和声发射b值变化特点,并建立了基于声发射的损伤演化模型。结果显示,掺入适量的GO可提高GSC试件的抗压强度与韧性,损伤过程可分为弹性压密、裂纹发展和近峰失效3个阶段。GSC试样在第Ⅱ阶段呈现出更为密集的振铃计数信号,但GSC试件的声发射b值初始值高于传统混凝土的声发射b值初始值,表明GSC试件内部存在较多初始缺陷。在接近第Ⅲ阶段时,声发射b值连续下降并降至最小值,可视为这是试样在材料失稳并发生脆性破坏前的前兆特征。最终,研究通过声发射累计振铃计数的数据,构建了表征GSC在轴向压缩过程中损伤动态演化模型,并发现GSC在轴压损伤过程中的损伤程度始终低于传统混凝土的损伤强度。

    2025年08期 v.25;No.164 3213-3221页 [查看摘要][在线阅读][下载 2942K]
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  • 西蓝花梗生物炭对亚甲基蓝的吸附性能研究

    陈燕;李霞;展开;牟政伟;江丽华;贾洪玉;

    西蓝花梗富含膳食纤维和维生素,但缺乏高值化加工技术,其废弃物转化为高附加值产品的研究已被广泛关注。通过低温限氧热解法制备西蓝花梗生物炭,并用于吸附去除印染废水中的亚甲基蓝(Methylene Blue, MB)。通过元素分析仪、扫描电镜、红外光谱仪等对生物炭的理化性质进行了表征,采用批量平衡试验探究了环境条件对西蓝花梗生物炭吸附MB性能的影响。结果显示,热解温度越低,生物炭表面的羧基、内酯基、酚羟基等活性官能团的含量越高,极性越强,对亚甲基蓝的吸附效果越好;在近中性条件下,0.3 g/L西蓝花梗生物炭(XLH_(300))对50 mg/L MB废水进行吸附处理,待吸附12 h后对MB的去除率为95.70%。吸附动力学研究和吸附等温线显示,XLH_(300)对MB的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,饱和吸附质量比可达322.2 mg/g,比同类产品高2~3倍。XLH_(300)经5次循环后,吸附性能仍达到初始吸附质量比的60%以上。XLH_(300)作为炭基吸附剂,在吸附水中阳离子染料方面展现出一定的应用前景,生物炭生产技术为西蓝花梗的高值化利用提供了新思路。

    2025年08期 v.25;No.164 3222-3230页 [查看摘要][在线阅读][下载 2414K]
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环境影响评价与管理

  • 基于源排放与空气质量响应的短时排污许可量核算及应用

    蒋莉;管东红;姚桂蓉;周婷;刘立刚;朱禹寰;

    近年来,随着我国大气污染防控政策和措施的实施,SO_2等污染物的年均浓度降低显著,但日均或小时浓度超标问题依然存在。通过分析A市2019—2023年的SO_2监测数据,发现该地区的SO_2年均浓度已符合国家环境空气质量二级标准限值,但小时浓度超标倍数在0.002~1.236。针对这一问题,基于2022年高分辨率污染源排放清单(High-resolution Emission Inventory, HEI-A2022),利用空气质量模式——耦合化学机理的气象研究和预测模型(Weather Research and Forecasting Model with Chemistry, WRF-Chem)进行模拟研究,结果显示:导致SO_2小时浓度频繁超标的主要原因是有色金属冶炼企业在生产过程中的瞬时高负荷排放,这使得SO_2有组织和无组织排放量呈现出明显的波动特征。即使全年总排放量符合排污许可规定的许可排放量,但无法有效控制短时间内出现的超标情况。为此,研究利用空气监测站点处污染物浓度对污染源排放的响应关系,构建了一套以改善空气质量为目标的大气污染源小时排污许可排放量核算方法,解决了城市或区域小时或日均值超标的问题。以控制A市SO_2小时浓度超标为例,得到A、B、C冶炼公司及其他企业的小时许可排放量分别为130.4 kg/h、53.4 kg/h、50.6 kg/h和58.1 kg/h, A市工业园区SO_2小时许可排放量为292.51 kg/h。研究以每小时的许可排放量作为管控目标值对污染源排放的精准管控,能够有效地解决当前存在的小时浓度超标问题,还为其他面临类似问题的城市和地区提供了解决此类问题的新思路。

    2025年08期 v.25;No.164 3231-3239页 [查看摘要][在线阅读][下载 2570K]
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  • 基于Bi-LSTM-MA的空气质量预测模型

    陈昌奉;李洋;周恺卿;陈雪琳;谭彬;

    为解决现有基于循环神经网络的空气质量预测模型在数据质量、表达数据复杂依赖性和处理突变特征方面存在的问题,研究提出一种融入双向长短期记忆网络和多头注意力机制的空气质量预测模型。该模型首先采用多种混合方法对空气质量数据进行处理,以提高数据模型预测能力的上限。其次,模型利用双向长短期记忆网络捕获空气质量数据中的复杂依赖性,解决了传统模型在时间序列数据中捕获信息较少的问题。再次,采用多头注意力机制捕获突变空气数据特征,合理赋值其权重占比,从而提高模型预测的精准度。最后,加入dropout机制和Adam梯度下降对模型进行优化。为验证模型的有效性,将2022年上海市空气质量监测站的污染物浓度数据以及气象站监测数据作为数据集设计试验,并与现有模型进行对比。试验结果显示,双向长短期记忆网络-多头注意力机制(Bidirectional Long Short Term Memory Network-Multi-Head Attention Mechanism, Bi-LSTM-MA)模型与未经优化的长短期记忆网络(Long Short Term Memory Network, LSTM)模型在预测各类空气质量指标上相比,均方误差、均方根误差、渐进均方误差和R~2分别最高提升了38.96%、21.88%、23.52%和4.02%,表明该模型具有更好的预测效果。

    2025年08期 v.25;No.164 3240-3251页 [查看摘要][在线阅读][下载 2166K]
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  • 长三角城市群PM2.5时空异质性及驱动因素分析

    陈优良;李芊芊;范琴;王兆茹;

    长三角地区是继京津冀地区之后雾霾最严重的地区,PM_(2.5)作为雾霾的主要成分,探究其质量浓度变化趋势及驱动因素,对大气污染治理具有重要意义。研究基于2017—2022年长三角城市群监测站点和统计年鉴数据,采用空间自相关和时空地理加权等方法深入分析了长三角城市群PM_(2.5)时空异质性及其驱动因素。结果显示:(1)6 a间长三角城市群PM_(2.5)年均质量浓度整体呈现下降趋势,优良空气质量天数逐渐增加。(2)PM_(2.5)空间变化呈现显著的空间异质性,空间上大致呈现“西高东低,北高南低”的污染格局,西部地区PM_(2.5)质量浓度大多超过30μg/m~3,且呈现连片污染态势。PM_(2.5)质量浓度的季均值和年均值在空间分布上表现出相似特征,质量浓度通常在冬季最高,夏季最低,而春秋季节则呈现过渡状态,月变化出现明显的“U”形曲线。(3)在2017—2020年,空间聚集性逐渐增强,在2021—2022年,聚集性减弱,PM_(2.5)质量浓度区域间差异降低。(4)社会因子中对PM_(2.5)影响最大的是公共交通载客量,自然因子中影响最大的是风速。疫情期间各社会因子出现明显省际差异,且人均GDP和工业用电量呈现“U”形变化趋势,二产占比、公共交通载客量、工业二氧化硫则呈现倒“U”形变化趋势。

    2025年08期 v.25;No.164 3252-3264页 [查看摘要][在线阅读][下载 4407K]
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  • 节点城市流域微塑料排放量估算与影响因素分析

    程楷文;冯三三;薛宇轩;韩锋;李晓阁;

    小型城市河流被认为是河流垃圾(尤其是微塑料)进入海洋的主要途径,而关于微塑料排放量估算的研究主要集中于入海口,且在计算过程中很少同时考虑塑料(≥5 mm)和微塑料(<5 mm)两种类型。研究以我国西部重要节点城市——宣威市为研究区域,基于PyFlwDir方法的分布式水文模型,构建了该市的二级子流域河网系统,并结合河流污染物入海输入评估模型(The Model to Assess River Inputs of Pollutants to Seas, MARINA-Plastics),对其城市流域微塑料排放量进行系统估算。研究过程中充分考虑了人口密度、塑料垃圾量、土地利用及河流地理分布数据等因素,结果显示,宣威市流域微塑料总产量约为1 019.74 kg/a,其中市中心所在流域的产量最高(22.58%)。在影响因素方面,点源污染是影响城市流域微塑料分布的主要影响因素。研究首次聚焦节点城市流域的微塑料排放特征,为深入分析流域微塑料污染影响因素和制定城市塑料垃圾管控措施提供了科学依据。

    2025年08期 v.25;No.164 3265-3272页 [查看摘要][在线阅读][下载 2905K]
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区域环境与生态

  • 多情景下曲靖市土地利用与景观生态风险调控

    高庆彦;潘玉君;吴仕海;朱海燕;许路艳;刘化;李东林;

    分析与模拟曲靖市土地利用变化引发的景观生态风险时空演变特征,对区域生态风险防范及政策制定具有重要意义。基于1980年、2000年、2020年的土地利用数据,采用斑块生成土地利用模拟模型,综合景观指数法、多情景模拟及景观生态风险评价等方法,剖析曲靖市1980—2020年、2040年在3种情景下的土地利用变化及其景观生态风险时空特征,并进行驱动机制总结。结果显示:曲靖市景观生态风险均值约为0.015,低及较低级面积总占比高达70%以上,生态水平较高,整体生态安全良好;景观生态风险“南北”空间差异显著且聚集明显,呈现高风险坝区向心性和低风险山地指向性特点。稳定高风险区主要分布在水库外围,风险易变区集中在人类活动强烈的城镇地区,风险增加滞后区主要在气候温暖湿润、植被覆盖度较高的南部地区。相较于自然发展及耕地保护而言,生态保护情景的低风险面积为11.939×10~3km~2,更适合曲靖市的可持续发展。因此,尽管曲靖市景观生态风险等级低,但生态风险调控任务依然艰巨。

    2025年08期 v.25;No.164 3273-3283页 [查看摘要][在线阅读][下载 3201K]
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  • 新安江上游水源涵养供需时空演变及驱动因子研究

    何刚;齐林;王理想;杨霞;

    水源涵养服务供需安全是保障区域水资源可持续利用和维护生态平衡的重要支撑。基于土壤和水评估工具(Soil and Water Assessment Tool, SWAT)测算新安江上游水源涵养服务供需指数,采用Theil-Sen Median趋势分析、标准差椭圆、探索性空间数据分析方法揭示其时空演变规律,耦合最优参数地理探测器和时空地理加权回归模型,分析新安江上游水源涵养服务供需指数存在时空差异的原因。结果显示:(1)在2002—2020年,新安江上游水源涵养服务供需指数呈螺旋上升趋势,其中极显著上升区域约占1.36%。(2)新安江上游水源涵养服务供需指数的标准差椭圆分布主要走向为“东北—西南”,全局呈逐渐加强的正相关性。(3)人口密度、坡向、土壤含水量分别是人类活动、下垫面、水文气象维度中对新安江上游水源涵养服务供需指数驱动力最强的因子。(4)人口密度对新安江上游各子流域水源涵养服务供需指数的驱动作用始终为负,坡向的驱动作用主要为负,土壤含水量的驱动作用始终为正。研究可为制定流域尺度的水土保持和水资源管理策略提供理论参考。

    2025年08期 v.25;No.164 3284-3294页 [查看摘要][在线阅读][下载 2606K]
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