结合光谱降维的IPSO-SVR水体总磷浓度预测模型

[目的] 选择最优模型对水体中总磷浓度进行预测,为准确、实时、高效检测水资源状况提供支持。 [方法] 以2021年在长江中下游武汉—安徽地区采集的水质样本作为研究对象,首先,对采集到的长江光谱数据进行最大最小归一化和均值中心化两种预处理操作以便统一数据的范围和均值点,并使用核主成分分析(KPCA)技术对预处理后的光谱数据进行降维操作。选取方差解释率为99.6%下的6个特征向量进行后续预测模型的训练,接着在原有粒子群算法的基础上引入自适应惯性权重更新公式和遗传—模拟退火变异思想,提高算法的寻优能力。使用改进的粒子群优化算法对支持向量回归模型中的超参数组合进行寻优,对支持向量回归模型使用输出的结果进行预测模型的训练,最后使用测试集数据进行总磷浓度的预测。 [结果] 提出了一种结合光谱降维的改进粒子群优化算法(IPSO)结合支持向量回归(SVR)的水体总磷含量预测模型。通过和当前预测性能较好的几种机器学习模型进行精度的比较发现,该试验模型对长江水体总磷浓度进行预测时决定系数(R²)为0.973 920,均方根差(RMSE)为0.003 012,平均绝对误差(MAE)为0.002 105。 [结论] 使用光谱数据结合降维技术、粒子群优化算法和机器学习模型的算法融合模型检测水体总磷浓度可行性强,精确度高,且拟合效果良好。     

石山口水库富营养化演化研究

石山口水库没有工业污染,农业面源污染为主要污染源。分析了1997~2005年的水质监测数据,叶绿素a和总磷的增长幅度最大,富营养化程度迅速。建议严禁上游茶园、板栗园使用有毒有害农药,加大水库鲢鳙鱼放养量,在自来水厂增添臭氧发生器,对饮用水进行臭氧处理。     

总磷测定中消解问题的研究

指出了总磷是评价水质的一个重要指标,在运用钼酸铵分光光度法进行水中总磷测定的过程中,常用的消解方法是国标法,但是这种方法存在耗时长、高压易爆等问题。对比了国标法、恒温干燥箱法和微波消解法,考虑到国标法是大部分检验检测机构申请的资质认定方法,多用于对社会出具有法律效力的检测结果。对国标法不同消解条件的对比研究,摸索提出了采用该方法测定水中总磷的最佳前处理条件。以供参考。     

多泥沙河流水质监测方法探讨

多泥沙水体的水质监测和评价一直是人们关注的重点。文中对渭河临潼水文站采集的洪水期和非洪水期含泥沙水样分别进行不同保存和预处理情况下的水质分析,结果表明:原状水COD、TN和TP随水体含沙量的增大呈显著上升趋势,上清液和过滤液COD、TN和TP随水体含沙量的增大呈微下降趋势。保存方法对原状水监测值影响较大,其影响随含沙量的增大逐渐增大;对上清液和过滤液影响较小,其影响随含沙量的增大逐渐降低。提出原状水水质监测值可作为水体中污染物总量和非点源负荷总量的计算依据;上清液水质监测值可作为水质评价以及水污染控制中水体中有效污染物总量和有效非点源负荷总量的计算依据。过滤液监测值可作为水体中溶解性污染物负荷总量的计算及其水质评价的依据。最后对各场洪水污染负荷总量和非点源污染负荷总量进行了实例计算。     

减少饲料中总磷含量测定误差的简便方法

在国标GB/T6432—2002《饲料中总磷的测定分光光度法》“7.2工作曲线的绘制”中,要求用磷标准溶液做一个关于磷含量和吸光度的标准曲线,但标准中未明确说明怎么绘制。据笔者了解,一般化验室均采用较简单的方法,即在坐标图上根据实测的几个点绘制工作曲线,然后再通过此工作曲线来查得饲料中总磷含量,此方法简单、快捷,但准确度差。笔者利用统计学知识,即利用磷含量与吸光度之间较强的相关性,建立一个y=a bx的回归方程,来代替曲线,只要代入相关数据,即可得出结果,这样既可省去绘图、查图的过程,又可提高准确度,减少试验误差。具体操作方法有…     

某金属工业有限公司废水处理工艺设计

以某金属公司为例,指出了其废液量小,但总磷浓度高,针对此特点,探讨了采取物化混凝处理工艺和活性炭吸附工艺,使得废水达到国家排放朴准,为废水处理工艺设计提供参考。     

基于阶段输出系数模型的农业非点源污染负荷估算与评价——以四川省为例

传统的农业非点源污染负荷输出系数模型无法实现农业非点源污染阶段负荷估算。本研究综合考虑农业用地、畜禽养殖和农村生活,从产生、流失、入河3阶段分别建立了农业非点源污染负荷估算模型,并以四川省为例,估算了2012年农业非点源TN（总氮）、TP（总磷）3个阶段的污染负荷量,分析了其主要来源及污染区域。结果显示,产生阶段中农业用地是主要污染源,遂宁、巴中、雅安和德阳产生负荷强度较高。流失和入河阶段中畜禽养殖成为主要污染源,阿坝流失负荷强度最大,遂宁水质受农业非点源污染影响最严重。研究表明,阶段输出系数模型能简便可靠地实现农业非点源污染阶段负荷估算。该研究可为农业非点源污染的源头控制、迁移过程控制和受纳水体修复提供支撑。     

3种典型水生植物对富营养化水体氮磷的去除效果分析

[目的]分析3种典型水生植物对富营养化水体N、P的去除效果。[方法]以挺水植物菖蒲、浮叶植物大聚草和沉水植物金鱼藻为研究对象,通过室内静态培养,探讨3种典型水生植物对富营养化水体中N、P的去除效果。[结果]3种水生植物DHN的去除率均超过95.00%;对TN的去除率在70.00%左右;金鱼藻对PO43--P的去除率较高,为85.71%;而菖蒲对TP的去除率最大,高达90.45%。3种水生植物TN浓度均呈现先升高后降低的规律,且在降低过程中又呈现先快后缓的趋势;金鱼藻和大聚草DHN浓度表现为初期迅速降低,呈短暂稳定的状态后又降低,而菖蒲DHN呈持续降低的趋势;菖蒲的PO43--P在试验初期呈短暂升高趋势后持续降低,而大聚草和金鱼藻的PO43--P在逐渐降低的过程中呈升高或稳定的状态;菖蒲的TP在试验初期升高到1.78 mg/L后持续降低,金鱼藻和大聚草的TP在整个试验过程中则呈缓慢降低的趋势。[结论]3种水生植物TN和TP浓度随时间推移呈y=ae-bx(a0,b0)的变化,其中,挺水植物菖蒲的N、P去除能力较强。     

模拟人工湿地系统净化生活污水研究

以无植物、沸石和石灰石1：1体积混合为基质的模拟人工湿地系统为对照,研究了美人蕉与富贵竹在不同种植方式及3组反应停留时间下对生活污水中污染物的净化效果。结果表明,不同类型湿地在72h停留时间下具有更好的脱氮除磷效果,而COD的去除效果则在48h停留时间下较为稳定,24h停留时间下各个湿地的处理效果均不理想。不同植物对脱氮除磷的效果差异较大,但各个湿地的COD去除效率在相同停留时间下差别不大。关人蕉湿地的脱氮除磷效率在3个停留时间下均优于其他湿地。美人蕉和富瓷竹混合种植体系对生活污水的净化效果与美人蕉单一种植体系差异不明显,美人蕉湿地表现出更稳定的处理效果。     

广东典型稻田系统磷素径流流失特征

选择位于广东省增城、清远和高州地区的3个稻田试验点,于2008-2012年对稻田磷径流损失进行动态监测。结果表明,稻田径流事件主要发生在早稻季。常规施肥模式下稻田总磷径流浓度为0.02~1.56 mg·L^-1,11%~18%的径流样品总磷浓度超过地表水Ⅴ类水标准（0.4 mg·L^-1）,施磷后14 d内降雨易导致稻田不同形态磷浓度出现峰值,具有一定环境污染风险。施磷不同程度增加稻田可溶性总磷径流负荷,对颗粒磷和总磷流失负荷无规律性影响。稻田磷径流负荷时空变化较大,常规施肥条件下可溶性总磷、颗粒磷、总磷年径流负荷分别为0.63~4.05、0.33~2.91、1.10~6.68 kg·hm^-2。本地区稻田磷流失系数为0.06%~6.81%,可溶性总磷是稻田磷径流流失主要形态。施肥量和降雨、径流量是影响本地区稻田磷径流损失的主要因子。