煤炭码头粉尘无组织排放防治措施对比研究

露天堆场的粉尘无组织排放一直是干散货码头大气污染防治工作的重点和难点。苫盖和湿式除尘是我国专业化煤炭码头露天堆场粉尘无组织排放的两种主流防治措施。文章以北方某煤码头为例,基于露天堆场采用苫盖和湿式除尘措施下的粉尘无组织排放浓度监测数据,对两种主流粉尘防治措施的环保效益进行了对比分析。研究结果显示:采用湿式除尘措施比采用苫盖措施更适用于高周转率的专业化煤炭码头露天堆场的粉尘无组织排放的防治。

船舶尾气监测无人机系统设计与应用

为监测珠江水域在航船舶的燃油合规性,设计了一套用于监测船舶尾气的微型嗅探无人机系统,该系统利用无人机搭载微型嗅探传感器,可实时监测在航船舶尾气中的二氧化硫(SO_(2))和二氧化碳(CO_(2))浓度,进而监管船用燃油硫含量的合规情况,筛查违规使用高硫油的船舶。经过现场测试与应用,成功查实多艘违规使用高硫燃油的船舶。通过对比分析船舶燃油硫含量的监测值和实际值,验证了船舶尾气嗅探无人机技术的可靠性。船舶尾气嗅探无人机监测系统的应用可以为海事执法提供便捷手段和技术支撑,提高海事执法效率。

基于YOLOv5目标检测算法的航道工程鱼类智能识别技术研究

为促进深度学习技术在航道工程生态影响评估方面的应用,提高内河航道建设的生态化和智能化水平。文章筛选了36种长江航道工程区域典型鱼类为目标鱼种,采用原位与室内两种场景水下影像采集及人工标注的方法,建立了航道工程鱼类目标检测数据集。进一步利用该数据集基于YOLOv5目标检测算法进行了模型训练,并对训练的模型进行了测试验证。模型测试结果表明,训练数据集的精确率分数为0.933,召回率分数为0.98,平衡点处F1分数为0.89,均接近于1,训练效果较好。训练数据集与验证数据集的标注框损失值、目标损失值和分类损失值均趋近于0,训练和验证数据的拟合程度良好。混淆矩阵图表明不同鱼体之间能够互相区分,且能够预测为各自正确的类别。验证数据集整体mAP值为0.933,召回率分数0.98,F1平衡点处分数0.89,识别效果较好。整体测试结果表明研究形成的基于YOLOv5的目标检测技术对航道工程典型鱼类具有优良的目标检测与识别效果。

环境因素对稀有鮈鲫个性行为的影响

鱼类个性行为反映其生活史策略,研究环境因素对鱼类个性行为的影响,可为更好地理解该行为的适应性意义及优化鱼类养殖环境提供理论依据和数据基础。以稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)为研究对象,使用隔板跨越和遮蔽物出游2种实验方法,观测了同类鱼群刺激、禁食及不同环境照度下稀有鮈鲫的个性行为。结果显示,隔板跨越测试中,稀有鮈鲫开始运动前的潜伏期在同类鱼群存在与否的情况下没有显著差异(P>0.05),但在禁食后显著减小(P<0.05),在不同照度下差异显著(P<0.05),且随照度的增加而增大;稀有鮈鲫总跨越隔板数在不同的照度条件下差异极显著(P<0.01),随照度的增加而减小,但在同类鱼群存在与否及禁食组与饱食组之间差异均不显著(P>0.05)。遮蔽物出游测试中,稀有鮈鲫游出遮蔽物的时间在24 h禁食后变化不显著(P>0.05),但在同类鱼群出现时差异显著(P<0.05),不同照度条件下差异极显著(P<0.01),且随照度的增加先减小再增大。研究表明,禁食导致的饥饿和同类鱼群的出现能够在一定程度上增强稀有鮈鲫的探索性,但环境照度是稀有鮈鲫个性行为最为关键的影响因子。

散货码头流程料斗衡量卸料协同智能控制系统

为满足散货中转码头“大船卸、小船装”同步作业工艺中装船机对皮带机物料流量上限控制要求,针对传统人工放料过多造成的装船机堵塞问题和放料过少造成的作业效率低等问题,优化集成传感器检测、物联网、视频监控、智能算法、自动化和PLC控制等技术,开发一套散货码头流程料斗衡量卸料协同智能控制系统,突破料斗运行自动监测、流量智能控制、构建智能算法模型和突发工况响应机制等多项技术瓶颈,实现作业流程料斗的数据远程监控、实时分析和智能控制。

欧洲首次在航船舶NOx排放嗅探遥测行动的启发

通过识别船舶氮氧化物(NOx)排放监管难点,介绍欧洲在2017—2021年开展的首次在航船舶NOx排放嗅探遥测行动积累的技术经验(船舶NOx排放嗅探遥测与排放因子计算过程)、发现的排放规律(船舶NOx排放与Tier等级、负荷因子、发动机大小之间的关系)和超标船舶识别方法,提出了将监管对象限定于TierⅢ等级船舶、简化嗅探遥测过程以及在海南周边水域和长江江苏段开展监管试点等三项建议,支撑建立我国船舶大气污染物排放控制区的船舶NOx排放高效、精准海事监管模式。

基于经验小波变换的鄱阳湖COD_(Mn)预测

高锰酸盐指数(COD_(Mn))是衡量水质状况的最重要参数之一,能反映水体受还原性物质污染的程度。结合经验小波变换(EWT)和双向长短期记忆(BLSTM)神经网络,提出了一种先利用EWT将原始的COD_(Mn)时间序列分解成若干成分,然后利用BLSTM神经网络对分解出来的每个成分进行预测,最后将所有成分的预测结果重建获得最终COD_(Mn)预测值的新的混合模型EWT-BLSTM;并以2017年8月—2020年4月鄱阳湖COD_(Mn)监测数据为研究对象,进行模型性能验证。结果表明:EWTBLSTM模型具有良好的预测性能,预测未来1 d以后的COD_(Mn)时,EWT-BLSTM模型的平均绝对百分比误差为2.25%,与单一BLSTM神经网络模型相比降低了10.53%;预测未来7 d以后的COD_(Mn)时,EWT-BLSTM模型的平均绝对百分比误差为8.36%,与单一BLSTM神经网络模型相比降低了16.16%。在COD_(Mn)峰值处,该模型依然保持较高稳定的预测性能,说明在数据相对复杂、极端的情况下,该模型依然适用。

船舶黑烟管控与监管研究

梳理我国船舶大气污染防治相关政策与标准,介绍源自发动机和燃油的船舶黑烟成因以及对全球气候变化和港口城市空气的危害,调研国内外船舶黑烟管控要求和检测方法,借鉴国内陆上固定污染源和移动污染源的黑烟治理经验,提出将船舶黑烟防治列为船舶大气污染防治重要工作内容的建议,以及船舶黑烟管控政策制定、船舶黑烟检测标准制定、多部委合作治理船舶黑烟、船舶黑烟治理与监管技术研发应用等展望。

广义变式惯容动力吸振器的H_(∞)和H_(2)解析优化

为使动力吸振器(dynamic vibration absorber,DVA)在连接限制的条件下充分发挥振动控制性能,研究了可连接在主振动系统任意位置的广义变式惯容动力吸振器的参数优化及其控制效果。基于虚功原理,在广义单自由度的主振动系统上,建立了适用于多种惯容动力吸振器的运动微分方程以及七参数通用频响函数。在此基础上,基于固定点理论推导得到了上述动力吸振器的H_(∞)优化解析解。并通过滤波理论得到了白噪声力和基础激励下的动力响应解析解,基于大量参数分析结果,拟合得到了H_(2)优化的简化计算经验公式。经高耸烟囱结构的风致振动和地震响应控制算例验证,采用提出的经验公式对随机激励下的一阶振动主导的结构进行振动控制优化设计,最优控制比误差在2%以内,具有良好的工程适用性。该文章的分析结果可为广义变式惯容动力吸振器的工程设计提供理论依据,分析流程也可为其他类型动力吸振器的振动控制优化研究提供参考。

水上浮动式溢油监测设备研发与测试

港口码头水域溢油监测是溢油突发环境事件应急能力建设的关键环节,为向早期延伸对重大溢油事件的感知响应,有必要实现全方位立体化溢油有效监测。以提升浮动式溢油监测设备的有效性和抗干扰性为目标,简述了目前主要的溢油探测技术方法,提出了激光荧光与拉曼散射比值耦合理论,有效克服阳光及风浪造成的背景噪声干扰反演推导油膜厚度;设计了溢油监测传感器,研发了水上浮动式溢油监测设备,开发了溢油监测传感系统平台;通过柴油试验对设备监测有效性和系统平台报警可靠性进行了验证测试。结果表明:利用所提理论方法反演的油膜厚度与实际油膜厚度的误差不超过1.0%,其理论方法正确,设备监测有效性和系统报警可靠性较高。

6种不同水层长江鱼类的趋触行为

本文以䱗Hemiculter leucisculus、鳙Aristichthys nobilis、岩原鲤Procypris rabaudi、胭脂鱼Myxocyprinus asiaticus、长吻鮠Leiocassis longirostris与黄颡鱼Pelteobagrus fulvidraco6种不同水层的长江鱼类为研究对象,观测并分析了在典型旷场中6种鱼类及其各自在光照、黑暗环境中的行为。结果表明,6种鱼类在2种照度下均表现出了明显的趋触性,且在外围区域的停留时间远大于中心区域(P<0.001);在外围区域的停留时长在2种照度下有明显的种间差异(P<0.001),光照环境为:黄颡鱼>胭脂鱼>岩原鲤>长吻鮠>鳙>䱗,黑暗环境为:胭脂鱼>鳙>黄颡鱼>岩原鲤>䱗>长吻鮠。此外,黄颡鱼、岩原鲤、长吻鮠、鳙、䱗的趋触行为强度,及䱗、鳙、岩原鲤、胭脂鱼在2种照度下的游动模式均存在显著差异(P<0.05)。本研究结果不仅丰富了长江鱼类行为学资料,也为涉水工程区域的鱼类生境修复提供了理论基础。

渤海湾港口生态风险评估

以天津港为例,利用相对风险模型(RRM)对渤海湾港口生态风险进行评价。根据RRM,将天津港划分为北疆、南疆、东疆和临港等4个风险小区。在每一风险小区中,选取2种生境类型(滩涂和近海水体)、2种风险源(船舶运输和港口码头)和3种生态终点(底栖动物、浮游植物、浮游动物),以此计算生态风险值,根据风险值高低分为高、较高、中等、低和弱5个等级。评价结果表明,在两种风险源中,船舶运输风险相对较大;在生境中,近海水体的风险值远大于滩涂;在生态终点中,风险高低为底栖动物>浮游植物>浮游动物。天津港生态风险可以划分为3个等级:北疆为高风险区、南疆为较高风险区、东疆和临港均为中等风险区。

渤海湾氮磷时空变化规律研究

采用箱线图法,相关系数法,小波分析及样条插值研究了渤海湾氮、磷监测值的分布态势,相关性,氮磷比及时空分布规律性.结果表明:渤海湾11年来22个监测站点33次DIN、DIP监测值总体呈现正偏态分布,异常值大多集中于1、2、4、6#监测站点,其平均DIN、DIP含量为其它站点的2倍,陆源污染对渤海湾DIN、DIP的影响不容忽视.33次DIN、DIP监测值相关分析结果表明,丰、平及枯水期监测站点DIN、DIP的相关性大小顺序为丰水期〉平水期〉枯水期.渤海湾氮、磷比值表明,近来年,渤海湾营养盐类型为限磷型.时空分析结果表明,在时间上,渤海湾DIN表现出上升的"S"形趋势,而DIP的趋势性不强;在空间上,渤海湾DIN、DIP监测值的空间分布趋势相似,都表现为自近海向海盆,自北向南逐渐降低的趋势.

天津典型湿地地表水环境质量分析与评价

采用单因子污染指数法,以天津典型湿地即七里海、北大港、团泊洼和大黄堡湿地为研究对象,根据枯水期和丰水期的监测结果,对其水环境质量进行分析与评价,结果表明:4个湿地水质的pH、As、Cd、Pb浓度较低,均能达到《地表水环境质量标准》I类标准要求;除团泊洼外,其他湿地水体的铬浓度均能达到《地表水环境质量标准》II类标准;而COD、总氮、总磷和汞浓度含量较高,远高于《地表水环境质量标准》V类标准;湿地外围河流如七里海湿地的潮白新河,团泊洼湿地的独流咸河与大邱庄排污河,北大港窑地桥污水河等多为排污河,水质很差,这些外围河流对湿地的水环境质量影响较大。

渤海湾底质重金属污染及其潜在生态风险评价

基于渤海湾22个监测点3年的监测数据,应用Hakanson潜在生态风险指数法,分析了渤海湾天津段表层沉积物中5种重金属的含量与分布,并进行生态风险评价。结果表明:渤海湾为轻微生态危害,其中镉的污染程度最大,锌的污染程度最小,5种重金属危害系数顺序为:Cd>Hg>Pb>Cu>Zn。

七里海湿地生物多样性现状及其保护对策

实地调查结果表明,七里海湿地生物资源丰富,其中鸟类184种,隶属于16目39科88属,包括国家I级保护鸟类3种,国家II级保护鸟类25种;兽类共有5目9科16属19种;两栖类动物1目3科5种;昆虫11目75科261种;鱼类10目18科64种;浮游动物11科15种;底栖动物12科29种。植物计有高等植物44科114属165种,以禾本科、菊科、豆科等为代表的草本植物占主要地位。由于受水环境污染和人工鱼塘养殖等多种因素影响,近年来七里海湿地的生态环境正在不断恶化。文章对七里海湿地的生物多样性现状进行了分析,提出了加强七里海湿地生态保护的建议和措施。

石油化工码头重大危险源辨识及评价研究

对石油化工码头重大危险源的辨识及评价技术方法进行了系统的总结与阐述,重点介绍了石油化工码头重大危险源界定、评价方法、分级方法、可接受风险水平等4个方面的技术方法,并提出了石油化工码头重大危险源辨识及评价方法。

散货港口生产全生命周期环境管理信息系统研发

针对我国散货港口粉尘污染严重、主要环保设备使用效率较低的现状,结合港口生产各个产尘环节的特点,立足于港口清洁生产、高效生产的需要,着手解决港口环境管理信息平台的架构、模型选择与系统开发的问题。建立散货港口环境管理信息系统,提高港口环境的自动化、信息化水平。

达标污水离岸排海末端处置技术研究综述

达标污水离岸排海处置具有低成本、高处理率等优点,是国内外沿海港口和临港工业园区进行污水处置的重要选择。介绍了国内外达标污水离岸排海末端处置技术的发展情况,分析了排污口位置选划、扩散器射流参数及水力结构优化等研究技术上存在的问题。认为排污口位置选划应在水动力、污染物扩散、泥沙冲淤及工程经济因素分析的基础上,还需要重点考虑污水排放对区域生态要素长期的影响;排海末端扩散器射流参数及水力结构优化也尤为关键,不仅直接影响稀释扩散效果,而且涉及到主管、上升管、喷口等多个可控因子,可以采用建立物理模型、数值模型及量纲分析等方法,合理优化扩散器的结构参数和扩散器的型式,对提高达标污水离岸处置的效果具有重要意义。

海洋生态系统及海岸工程生态影响预测模型研究进展

对海洋生态系统的研究已形成了以实验观测为基础、建立生态模型的方法。文章对已有的海洋生态模型研究成果进行了归纳总结,认为初级生产力模型是纯生态模型的主要发展方向,综合考虑物理生化作用的生态系统动力学模型将是未来海洋生态研究的必然趋势。同时,由于我国大规模海岸工程建设对近岸海域生态系统造成了较大影响,而相关的生态影响预测模型研究较少,为有效预测评价海岸工程建设对近岸海域生态系统的影响,进一步深入研究海岸工程建设对近岸海洋生态影响预测模型将显得尤为重要。