浙江省近岸海域表层沉积物环境质量的灰色聚类分区

以浙江省近岸海域表层沉积物为研究对象,7种痕量金属元素为综合评价指标,运用灰色聚类法对浙江近岸海域表层沉积物环境质量进行评价分区.结果表明,浙江近岸海域表层沉积物环境质量分为四个区,即清洁区、起始污染区、轻污染区和中度污染区.轻污染区和中度污染区主要分布于象山港、台州湾-隘顽湾、温州湾至苍南一带,三门湾也有零星分布;起始污染区主要分布于浙江省北部的三门湾、象山沿海等海域,杭州湾也有零星分布;清洁区分布于杭州湾海域.     

基于灰色聚类模型对北江沉积物中重金属的环境质量评价

文章首先通过对灰色聚类模型的机理解释以及该模型评价步骤的描述,然后应用该模型对北江中上游支流沉积物中重金属的环境质量进行评价。评价结果为:除浈江的沉积物灰类为三级标准外,其他聚类样本的灰类均为一级或二级标准。这说明浈江沉积物污染相对严重,滨江和龙塘河污染最小。同时将该方法评价结论与被引文献中结论相比较,两者的评价结果基本一致。通过该方法的实际应用,说明了灰色聚类模型能达到对沉积物环境质量评价目的与实用性。     

滇池沉积物内源氮释放风险及控制分区

采用淹水培养法测定了滇池20cm沉积物可释放态氮(EN)、潜在可释放态氮(MN)及稳定态氮(FN)含量,并分析了其空间分布特征,结合沉积物定年数据计算了不同形态氮蓄积量.依据沉积物-水界面氮释放通量、EN蓄积量及MN蓄积量对滇池沉积物内源氮污染状况进行分区,评估了不同区域滇池沉积物内源氮释放风险,并对不同分区提出了污染控制措施.结果表明,滇池沉积物内源氮释放风险:外海南部 >外海北部 >外海中部 >草海,潜在释放风险:外海南部 >外海中部 >草海 >外海北部;滇池沉积物氮污染有由北向南转移趋势;滇池全湖20cm沉积物蓄积TN5757.90t,EN637.72t,MN1320.76t,FN3799.42t.根据沉积物氮污染滇池可划分为高污染区、中度污染区、低污染区及安全区,分别占全湖面积的13.51%、15.02%、46.06%、25.42%,其中高污染区主要分布在草海、外海北部盘龙江附近;中度污染区主要分布在高污染区以下从宝象河到观音山区域及滇池出水口海口等区域;低污染区主要分布在中度污染区以下从广谱大沟到整个外海南部区域.高污染区可采取底泥环保疏浚技术,中度污染区可采取安全生态性高的原位控制技术,低污染区可采取覆盖技术,配合水生植被修复技术.     

神定河流域水质空间变化特征研究

依据2016年神定河流域20个采样点的水质调查数据,应用综合污染指数分析和聚类分析方法对神定河流域水质空间变化特征进行分析,并采用判别分析对神定河流域水质空间差异性进行检验。结果表明:将神定河流域各采样点进行水质空间聚类分析,可分为A、B、C、D 4类,其中A类为水质污染程度严重的1类污染区,B类为水质污染程度较重的2类污染区,C类为水质污染程度一般的3类污染区,D类为水质污染程度较轻的4类污染区;水质综合污染指数分析与聚类分析结果基本吻合;水质空间差异性判别分析检验结果显示,仅用氨氮、石油类污染物和高锰酸盐指数3个水质指标就能较为完整地反映神定河流域水质的空间差异性特征。     

太湖竺山湾沉积物碳氮磷分布特征与污染评价

为了揭示太湖竺山湾沉积物中碳、氮和磷的分布特征,本研究在太湖竺山湾设置3个断面(湖湾内,A断面;湖湾中部,B断面;开敞湖区,C断面) 10个采样点,采集沉积物柱状样,每2 cm间隔分层测定沉积物中总氮(TN)、总磷(TP)和总有机碳(TOC)含量,以揭示其水平分布和垂向分布特征.结果表明,在空间上竺山湾表层沉积物呈现开敞湖区向湖湾富集的特征,湖湾内部碳、氮和磷含量显著高于开敞湖区(P 0. 01),其中湖湾内(A断面)表层沉积物TN、TP和TOC含量分别为1. 53、1. 55和11. 31 mg·g~(-1),而靠近开敞湖区(C断面)表层沉积物TN、TP和TOC含量仅为0. 75、0. 57和6. 70 mg·g~(-1).垂向分布特征表现为表层富集,3个断面TN、TP和TOC含量随着底泥深度的增加均呈现出下降趋势,表层沉积物TN、TP和TOC含量分别是底层的2～3、2～5和2～3倍.整体而言,竺山湾沉积物TP含量均值为0. 93 mg·g~(-1),属于重度污染,而TN平均含量为1. 11 mg·g~(-1),属于轻度污染;有机氮指数和综合污染指数显示,竺山湾北部地区污染水平为重度污染区,有机污染相对较强,TP的污染指数(STP)处于1. 03～3. 87之间,属于重度污染.     

白洋淀府河影响区沉积物营养盐和重金属污染特征及风险评价

根据府河入淀水流的扩散,将府河影响区分为6个片区,2020年10月分层采集48个样点的沉积物,测定并研究白洋淀府河影响区沉积物营养盐和重金属污染特征及风险.结果表明,研究区域沉积物中平均ω(TN)、ω(TP)和ω(TOC)分别为1 841 mg·kg-1、769 mg·kg-1和1.77％.沉积物重金属污染的主要元素为...     

基于监测断面空间聚类的中国枯水期水质污染区域格局

为分析我国枯水期地表水水质的空间分布规律,识别其空间格局,基于我国31个省(自治区、直辖市)枯水期(2021年1—2月)地表水监测断面的融合数据(不包括港澳台地区数据,下同),运用空间自相关、空间聚类和热点分析方法进行研究. 结果表明:①我国枯水期地表水水质在空间分布上呈现出西部和中部地区以GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅰ类和Ⅱ类为主、东部和东北地区以Ⅲ类和Ⅳ类水体为主的非对称分布特征;在空间上表现为显著的正向高聚集格局,并被高/低聚类和热点分析中不显著断面所在的长条状区域分界线(即福建省中部—江西省北部—湖北省—陕西省),粗略地划分为重污染区和轻污染区两大区域. ②以水质优Ⅲ比率0.9为标准形成的分界线位置与污染区域划分界线基本一致,证明了我国枯水期地表水污染区域识别结果的准确性. ③重污染区水质污染程度在统计学上显著(双样本T检验中P<0.05)高于轻污染区,两大区域内的断面水质指标相关性(分别为0.83和0.47)均高于两大区域间的断面水质指标相关性(0.45). 研究显示,我国枯水期地表水水质具有显著的高聚集特征,且这种聚集特征与我国地表水资源的分布和污染物的排放有密切关系.      

污染水体的总抗氧化能力生物标志物研究

以无污染饲养鲫鱼为监测生物,采取主动生物监测法(ABM)对太湖北部梅梁湖与贡湖污染区进行生物监测,并分析各监测点常规水质指标及表层沉积物中多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)、有机氯农药(OCPs)与重金属含量,同时定期(7,14,2,28d)采集生物样,分析鲫鱼大脑组织及肌肉组织中总抗氧化能力(TAOC)活性.结果表明,鲫鱼脑组织TAOC活性比肌肉组织TAOC活性值高出约4倍,并且对污染物协迫反应敏感.实验第14d开始,脑组织TAOC呈显著诱导效应(P<0.05),最大值出现在PCBs污染严重的梅梁湖4号站点,相比参照点活性增加62.19%.其次是重金属污染严重的梅梁湖3号监测点,而污染最小的贡湖1号监测点TAOC变化较小.肌肉组织中TAOC对污染物反应不敏感,不适合作微污染区生物标志物.     

硝酸盐对沉积物中有机物氧化减量及微生物群落结构的影响

通过投加硝酸钙为电子受体,促进厌氧环境中有机污染物降解转化的方式已被广泛应用于沉积物的污染修复,然而目前有关硝酸盐对复合污染沉积物中有机污染物的减量特点及其微生物响应的了解极少.本研究通过在实验室模拟条件下添加硝酸盐到河涌沉积物中,采用极性和非极性逐步分离萃取、GC-MS相对含量测定,以及PCR-DGGE分子生态学分析手段相结合,研究硝酸盐对河涌沉积物中有机污染物降解转化和微生物菌群结构特点的影响.结果表明,硝酸钙的投加可有效提高有机物的去除效果.沉积物TOC以及总有机物的去除率比未添加硝酸盐的对照组分别高出47.25%、29.55%.各类有机物的去除效果由高到低依次为含硅有机物、烷烃、多环芳烃、杂环、烯烃类、苯系物、极性物质、邻苯二甲酸酯类、醛酮和烷酸酯类物质.其中含硅有机物、持久性有机污染物多环芳烃、苯系物以及杂环物质的去除率比对照组分别高出46.73%、36.25%、23.19%、35.92%.细菌16S rDNA V3区PCR-DGGE图谱显示,硝酸盐添加前后沉积物中的微生物群落结构存在显著差异.其中10个主要条带中4条归属于变形细菌(Proteobacteria)的δ和γ两个亚群,2条归属于放线菌门(Actinobacteria),1条归属于梭菌纲(Clostridia),1条归属于绿弯菌门(Chloroflexi),1条归属于新发现的细菌门(Caldiserica),1条为未培养微生物.本研究结果将为利用硝酸盐促进厌氧沉积物的污染治理提供科学依据和理论指导.     

苏州河沉积物中多环麝香分布特点的初步研究

采用GC-MS定性定量分析方法,对苏州河上海市区段10个表层沉积物中多环麝香污染水平及分布特点进行了研究.在10个沉积物样品中检测出2.76～4 54μg·kg-1萨利麝香(ADBI)、56.88～552.08μg·kg-1佳乐麝香(HHCB)以及25.79～117.25μg·kg-1吐纳麝香(AHTN);除北新泾采样点外,其余9个样品中检测出检测限(LOD)～3 15μg·kg-1粉檀麝香(AHMI);在所有样品中均未检测出开许梅龙(DPMI)和特拉斯(ATⅡ).试验结果显示,沉积物中多环麝香污染的主要成分为HHCB和AHTN,这一特征取决于香精香料行业中多环麝香的使用模式.由于长达百年的污水直排历史,与国外河流沉积物污染状况比较,苏州河沉积物中多环麝香污染更为严重.     

综合环境社会经济指标的优先污染物筛选方法研究:以电子废物拆解为例

电子信息技术的快速更新迭代以及日常生活中的正常使用造成的磨损,导致众多电器电子产品被淘汰,产生了大量的电子废物,因此电子废物拆解量逐年增加.针对当前我国电子废物拆解污染现状和监测评价的需求,提出利用层次分析法和系统聚类方法相结合的筛选模型.在对电子废物拆解评价因子进行赋值和评分的基础上进行层次分析,得出污染物综合评分并进行聚类分析,将聚类结果中潜在危险优先等级最高的一类,即二（口恶）英类和多环芳烃（PAHs）作为优先控制污染物,为中国电子废物治理提供了有参考意义的指标体系.     

牛栏江污染物源解析与空间差异性分析

牛栏江-滇池补水是缓解滇池生态用水短缺的重要工程,对牛栏江流域主要污染源与空间差异性的识别分析,将有助于进一步改善牛栏江的水质. 采用CFA(对应分析)对牛栏江流域污染源进行解析识别,结果表明流域内TN、NH₃-N(氨氮)等污染物主要来源于嵩明县境内,TP、氟化物等污染物主要来源于寻甸县境内. 在CFA分析的基础上,采用HCA(层次聚类分析)和SOM(自组织映射神经网络)对4个监测点、10种污染物指标进行分析,以识别空间分布的差异性和相似性,并且评价各指标的空间分布特征及监测点代表性. 结果表明:4个监测点中,TP、氟化物、砷化物、Vph(挥发酚)在寻甸县境内的七星桥污染最严重;TN、NH₃-N在牛栏江上游嵩明县境内的四营污染最重. 结合流域污染负荷调查可知,寻甸县的磷负荷最大,占流域总负荷的58.73%,七星桥的TP污染贡献大于其他3个监测点,与七星桥TP污染最为严重相符合. 该研究结果可为牛栏江流域实施进一步的分段治理提供决策支撑.      

阿克达拉大气本底站黑碳浓度特征和潜在源

利用阿克达拉大气本底站2011~2017年黑碳气溶胶（BC）逐小时质量浓度资料和同期气象数据,采用后向轨迹聚类分析、潜在来源贡献函数法（PSCF）和浓度权重轨迹分析法（CWT）,研究了阿克达拉站BC不同时间尺度浓度特征和潜在源区.结果表明：阿克达拉站2011~2017年BC呈波动下降趋势,BC清洁程度较高;BC浓度呈春冬高,夏秋低的季节变化特征,春季（398.85±189.35） ng/m³>冬季（389.89±105.94） ng/m³>夏季（272.07±90.07） ng/m³>秋季（269.52±68.07） ng/m³,自然因素为BC浓度变化的主要原因;日变化特征表现为白天低、夜间高,基本呈单峰分布;阿克达拉站BC潜在源随季节变化差异明显,后向轨迹,WPSCF和WCWT分析都表明,春季潜在源集中于俄罗斯南部与新疆交界处的阿尔泰山北麓,秋季潜在源为新疆北疆经济带,冬季BC多受境外排放源影响.BC污染控制需要区域环境合作,实现联防联治,尤其是加强跨境污染源监测工作.     

基于一个发现污染类核心区域的聚类模型的大气污染情况分析

由于污染源受地形、地貌及气象等条件影响而分布多样,大气污染数据在空间中呈任意形状、任意密度的复杂分布。为探究这种大气污染分布状况,基于DP算法提出了1个发现污染类核心区域的聚类模型。以实现对污染数据不经统计直接聚类,在保持空气污染数据分布特征不变的基础上提取出关键污染数据,更准确地挖掘空气污染变化规律。将所提聚类模型和k-Means算法在由兰州市2017,2019,2021年各年1月污染物浓度小时数据构成的3个数据集上进行了对比分析。结果显示:所提模型在以上3个数据集上均能更清晰地挖掘出污染数据,在污染类核心区域中的关键污染数据分别为59.0%、57.2%和69.0%,且造成污染的首要污染物均为NO₂和颗粒物。此外,该模型从兰州市2021年1月数据中解析出,兰州市月污染变化由污染物NO₂和PM₁₀共同作用或交替作用引起,日污染变化在受污染小时数和首要污染物(NO₂和PM₁₀)出现次数上的变化趋势均呈双峰型,污染区域为城关区。并通过分析上述污染规律的成因,证明该模型在确保数据复杂分布不变的情况下提取关键污染数据的有效性。     

生态型临港工业园区指标体系的构建及应用

在剖析临港工业园区结构特点的基础上,将港口与港后工业区结合起来统筹考虑,依据系统工程学与工业生态学原理,提出生态型临港工业园区的概念模型,从生态环境、经济效率、污染控制、环境管理与社会评价5个方面出发,构筑了具有普适意义的生态型临港工业园区决策-准则-指标多层次指标体系;采用未确知测度方法以同时兼顾生态型临港工业园区指标信息的未确知性与评价等级空间的有序性特征,并以层次分析法确定各层级指标的权重,建立生态型临港工业园区的未确知测度评估模型。选取广东省某临港化工园区为实例进行评估应用,计算得出该化工园区多指标综合测度向量为(0.140 6,0.228 8,0.249 6,0.381 1),并根据置信度识别准则求得园区综合评价指数为3,结果表明该临港化工园区的生态化水平处于中度超标状态。     

Identification and spatial patterns of coastal water pollution sources based on GIS and chemometric approach

Comprehensive and joint applications of GIS and chemometric approach were applied in identification and spatial patterns of coastal water pollution sources with a large data set （5 years （2000-2004）, 17 parameters） obtained through coastal water monitoring of Southern Water Control Zone in Hong Kong. According to cluster analysis the pollution degree was significantly different between September-next May （the 1st period） and June-August （the 2nd period）. Based on these results, four potential pollution sources, such as organic/eutrophication pollution, natural pollution, mineral/anthropic pollution and fecal pollution were identified by factor analysis/principal component analysis. Then the factor scores of each monitoring site were analyzed using inverse distance weighting method, and the results indicated degree of the influence by various potential pollution sources differed among the monitoring sites. This study indicated that hybrid approach was useful and effective for identification of coastal water pollution source and spatial patterns.     

APCS-MLR结合PMF模型解析厦门杏林湾近郊流域沉积物金属来源

城市化、工业化和农业集约化的快速发展,导致排入近郊流域水体中的金属不断增多.为了及时阻断污染源头,制定有针对性的风险缓解措施,准确识别和量化复杂环境内沉积物中金属的污染来源显得尤其重要.对厦门杏林湾近郊流域水系表层沉积物中14个金属元素(Cd、 Cu、 Sr、 Zn、 U、 Pb、 Th、 Ni、 Be、 Co、 Cr、 Rb、 V和Mo)含量进行分析测定.综合运用相关性分析、聚类分析、绝对主成分-多元线性回归(APCS-MLR)和正定矩阵因子分解法(PMF)等多种方法,识别和定量解析污染源及贡献.近郊流域水系沉积物中大部分金属元素含量超过厦门市C层土壤环境背景值,各金属在不同区域(许溪、苎溪、后溪和杏林湾)分布存在差异,平水期和丰水期的苎溪区域样点的表层沉积物中,变异系数大的Cr、 Cu、 Zn、 Mo和Cd元素含量比其他区域的含量高,其中,Cu和Cd污染较为严重;丰水期的整体区域沉积物中金属的富集程度相比于平水期有所下降,Cu和Cd在两个时期均为显著富集;相关性分析、聚类分析和主成分分析表明,杏林湾近郊流域水系表层沉积物中金属污染来源较为复杂. Ni、 Cu、 Zn和Pb主要来源于...     

基于后向轨迹模式的豫南地区冬季PM2.5来源分布及传输分析

为研究2017年12月—2018年2月冬季不同来源区域对豫南地区ρ（PM_2.5）的贡献影响及污染特征,利用HYSPLIT-4后向轨迹模式模拟了豫南地区冬季24 h的气团后向轨迹,结合ρ（PM_2.5）在线监测数据进行了聚类分析,研究了以豫南地区为受点的各月份PM_2.5不同轨迹的输送特征,并使用潜在源贡献（PSCF）分析法和浓度权重轨迹（CWT）分析法识别了豫南地区冬季PM_2.5的潜在贡献源区及贡献大小.结果表明:①信阳市空气质量最好,其次为驻马店市,南阳市空气质量最差;南阳市、信阳市和驻马店市ρ（PM_2.5）分别超过GB 3095—2012《环境空气质量标准》二级标准限值（75 μg/m3）的1.5、1.2和1.2倍,ρ（PM_2.5）日变化均呈双峰特征.②后向轨迹聚类分析表明,豫南地区主要受到来自西北和东北方向长距离传输和正南方向较短距离输送的影响.③潜在源区分析表明,除豫南地区及周边市县本地污染贡献外,冀鲁豫交界区域、陕鄂交界区域、陕西省中西部、湖北省东北部和西部、河南省中北部、山东省南部是影响豫南地区ρ（PM_2.5）的主要潜在源区.研究显示,豫南地区PM_2.5污染过程除了与地形条件、本地污染源排放有关外,来自东北、西北传输通道城市的远距离输送和南部的近距离传输也不容忽视.      

物质投入产出表在义马市物质流分析中的应用

结合义马市的社会经济系统,构建了基于三维物质投入产出表(PIOT)的物质流核算模型.从不同层次对该市的社会经济系统进行分析.结构分析表明,经济发展严重依赖本地资源,产业链短,经济结构层次较低,行业关联度低.电力行业和煤炭采掘业为控制资源、污染的关键部门.技术水平分析表明,技术水平低、循环利用率相对较低,使得资源投入、污染排放量大.宏观比较分析表明,人均物质流、物质流强度都较高,物质使用效率低下.要提高该市的资源使用效率、降低污染排放,可通过结构调整、提高技术水平及循环利用率等途径实现.     

郑州市冬季大气PM2.5传输路径和潜在源分析

针对郑州市2017年12月~2018年2月的冬季气象数据和大气污染物质量浓度在线监测数据,分析了气象条件对颗粒物浓度的影响.通过混合型单粒子拉格朗日综合轨迹(HYSPLIT)方法模拟了郑州市冬季48 h的气流后向轨迹,同时进行了聚类分析,并使用潜在源贡献因子(PSCF)方法和浓度权重轨迹(CWT)方法分析了郑州市冬季PM_(2.5)的潜在污染来源和不同潜在源区对郑州市大气PM_(2.5)浓度的贡献.结果表明,低风速、高湿度和较少的降水是造成颗粒物污染严重的重要气象因素;超过60%的后向轨迹来自西北方向,其次是来自京津地区的轨迹占比为25.6%,而来自南边和东边的轨迹只占7.5%和6.1%,但对应着较高的PM_(2.5)浓度;郑州市冬季PM_(2.5)的潜在源区主要是北部的京津冀传输通道城市,包括焦作、开封、新乡、鹤壁、濮阳、安阳、邯郸和邢台,此外,相邻省份包括山西省、湖北省和安徽省部分区域对郑州市大气PM_(2.5)污染水平也有着较大的影响和贡献.