基于遥感指标的深圳市生态环境质量动态研究

运用主成分分析法耦合湿度、绿度、干度和热度4项指标构建生态环境质量遥感指标(RSEI),对深圳市2004—2017年的生态环境质量进行动态监测研究.结果表明:深圳市的生态环境质量总体呈上升趋势,且在迅速攀升后逐渐趋于平稳;2004—2017年,深圳市生态环境质量主要从1级(差)、2级(较差)向3级(中等)转变,4级(良...     

长荡湖水环境的重金属多元分析

采用主成分分析法,分析长荡湖4个湖区的重金属和营养元素在空间分布的差异,识别湖区污染的重点区域,认为As、Cd、Mn是造成水体污染的主要因子,辨析长荡湖可能的主要污染来源为流入的工业废水、城市污水、农田化肥流失的废水.     

松花江水质的多元统计分析

采用主成分分析法、因子分析法对松花江干流11个断面的水质监测数据按照不同水期进行分析,研究了各水质参数的相关性并对污染来源及不同水期内反映水质的重要参数进行了初步探讨.结果表明,水中可生物降解污染物对水体DO有一定的影响,水体温度是控制耗氧性污染物降解的主要因素.枯水期NH3-N与生活污水排放有重要关系,且在TN中占有较高比例.丰水期NH3-N与挥发酚相关性增加,这可能与汛期内煤化工类企业排放不达标有关;平水期,NH3-N与NO3-N相关性增加,可能平水期的污染来源及负荷与其他水期有差别.通过因子分析发现,在不同水期有不同的水质参数影响水质,枯水期大肠杆菌、TP是反映水质的重要参数;丰水期NH3-N、TP、石油类、pH为影响水质的主要水质参数;平水期DO、TN、电导率是反映松花江水质状况的重要水质参数,应当针对不同水期的污染负荷构成制定相应的污染防治方案.     

洪湖水质时空特征及污染驱动力分析

运用主成分分析法和聚类分析法,对2016年洪湖8个常规监测点的8项水质指标进行数据分析,识别洪湖主要污染因子,判别洪湖水质的时空差异性,揭示洪湖水质与污染源的内在联系,分析污染成因。结果表明,2016年洪湖8个监测点均出现超标现象,且入湖断面水质浓度大于出湖断面水质浓度,超标因子主要为COD、TP、TN、氨氮,超标最严重的监测点位为蓝田。丰水期有机污染严重,污染源主要为洪湖内水产围网养殖;枯水期氮磷超标严重,污染主要来源于洪湖流域农业种植及畜禽养殖等;平水期湖体内外源污染都占较大比重。因此,为提高洪湖水质保护水生态环境,应拆除洪湖内围网,并加强对外源污染的控制。     

内陆水体水质监测与评价中的遥感应用

本文综述了水质监测与评价中遥感应用研究的发展与现状。主要讨论了水质遥感监测的原理、遥感手段、常用方法和几种具体水质参数的遥感研究方法与进展。最后提出了此领域的发展方向展望     

于桥水库秋季浮游植物群落结构与水质因子的关系

针对于桥水库秋季藻类大量爆发引发的富营养化所导致的供水安全问题,研究了浮游植物群落结构与水质因子的关系,找出影响浮游植物群落结构的主要水质因子和富营养化的主控因子.结果显示,2009年秋季于桥水库共有浮游植物110种,隶属于7门52属,平均丰度为3.46×105个/L,优势种为弯形尖头藻、圆柱鱼腥藻、双头针杆藻、尖针杆...     

沉水植被构建对上海辰山植物园景观湖水质的影响

以辰山植物园景观湖为研究对象,研究了景观湖建成初期沉水植物群落构建对水体水质因子的影响;并应用相关性分析(correlation analysis)和主成分分析(principal components analysis)对各水质和生态因子之间的相互关系进行了研究。结果表明,景观湖沉水植被建成1年后,水体水质处于Ⅲ类,其中叶绿素a含量5.48±1.930μg/L、总氮1.40±0.136mg/L、总磷0.080±0.015 mg/L、透明度108±20 cm、高锰酸盐指数5.50±1.26 mg/L;除高锰酸盐指数(CODMn)外,其他水质指标均较构建前有显著改善;并且景观湖水质显著优于外河道补充水源水质。相关性分析表明,景观湖水体叶绿素a含量与N、P营养盐呈显著正相关,但却与水温呈极显著负相关,这显示了草型景观湖水质的显著特征;主成分分析显示,第一主成分包含硝态氮、亚硝态氮、总磷、活性磷、叶绿素、水温、透明度和pH等变量,第二主成分包括高锰酸盐指数和氨氮等变量;第一主成分中的水质参数可作为辰山植物园景观湖后续水生态管理中的主要监测对象;此外,主成分分析还显示TP对水体叶绿素的增加具有很高正权重。     

巢湖水质时空分布模式研究

依据2004~2006年12个采样点11个水质指标数据,应用主成分分析(PCA)、聚类分析(CA)、判别分析(DA)和基于G IS平台的克里格插值法,对巢湖水质时空分布模式进行研究。通过统计分析将巢湖11个水质指标概括为4个主成分:第一主成分COD、BOD5和Chl-a;第二主成分电导率、NH4+-N、TN和TP;第三主成分温度和DO;第四主成分pH和SD。在空间尺度上分为2组,分别对应于东西半湖。除了DO指标,空间上西半湖周边区域的水质指标浓度显著高于东半湖;东西半湖TP和COD空间分布相似;在时间尺度上,可分为1月~3月份、12月份一组和4月~11月份一组;TP、COD、DO和SD指标第一时期浓度高于第二时期,温度、电导率和Chl-a指标则相反;溶解氧和温度两者的时间差异性呈现明显的负相关。并对采样点和采样频次进行了适当优化。     

城市黑臭水体遥感监测关键技术研究进展

城市黑臭水体泛滥是公众极为关切的城市环境问题,对其进行实时监测更是《水污染防治行动计划》的国家战略需求。遥感技术在生态环境监测领域表现出了不可替代的优势,可实现业务化大面积监测,而目前的研究主要集中在基于物理化学过程的黑臭水体监测技术方面,利用遥感技术监测黑臭水体的研究相对较少。在分析黑臭水体的实测光学性质和影像表观特征的基础上,重点归纳了黑臭水体遥感识别模型构建的研究进展,主要包括光学阈值法、基于典型遥感水质指标的识别法和色度法,并对未来黑臭水体遥感研究趋势进行了展望。     

基于主成分分析法的辽河水体中溶解性金属来源分析

在测定辽河水体中几种主要的溶解性金属(包括7种重金属)的含量和分析其空间分布特征的基础上,运用主成分分析(PCA)法分析了金属的可能来源。结果表明,辽河水体中溶解性金属的平均浓度为Al>Cu>Zn>Cr>Hg>As>Pb>Cd,与欧美发达国家的主要水体相比,辽河水体的金属污染状况总体较重;辽河水体中溶解性金属的污染来源主要分两类:农业面源和工业废水污染源,工业综合污染源;根据主成分得分系数可知,采样点2(通江口)、3(三合屯)、7(朱尔山)的金属污染主要来源于农业面源和工业废水污染源;采样点6(药王庙)的金属污染主要来源于工业综合污染源;基于PCA法的金属来源分析对辽河流域水体金属污染治理对策的制定有着重要的指导意义。     

洪泽湖湿地生态系统保护与修复关键技术研究

分析了洪泽湖湿地生态系统属性及其在南水北调工程实施后的演变趋势,利用野外实验研究,在生境改变条件下,适用于不同湿地退化状况的人工辅助恢复技术;在实验监测的基础上,对洪泽湖几种典型湿地生态系统的生态功能进行了定量评价,为生态恢复工程的设计提供必要的技术支持。     

基于主成分和粒子群优化支持向量机的水质评价模型

水质的评价是治理水污染必不可少的工作。为了准确、快速地对水质进行评价,利用主成分分析法从水质监测常见的多个物化指标提取出主成分,然后将主成分作为支持向量分类机的输入,利用历史数据进行水质评价训练并用粒子群算法优化参数,构造出水质评价模型,将从物化指标中得出的主成分代入此模型即可得到水质类别。最后,选取水质监测点实测数据进行试验,结果表明,模型的水质评价结果准确且稳定。     

骆马湖水体氮污染特征分析

2005年通过对骆马湖水质监测，并结合近几年的监测资料进行了分析，结果表明，氮是骆马湖水体的主要污染物，包括总氮、氨氮和硝酸盐氮，其主要特征是入湖河流、降水、围网养殖和点源带来的污染。     

基于卫星观测及水质动力模型的感潮河流水质监测分析

综合高分辨率卫星观测具有时空连续覆盖和水质动力模型具有高时间分辨率的优势,对感潮河段的水质进行监测。通过Lansat8/OLI卫星数据定量反演了感潮河段-黄浦江的叶绿素a质量浓度,反演结果与地面实测数据的均方根误差为4.82 mg·m⁻³,决定系数R²为0.68。通过水质动力模型Delft3D,模拟了黄浦江水质参数(溶解氧(DO)、氨氮(NH₃-N)和高锰酸钾指数(COD_Mn))。结果表明：模拟水位与实测水位的均方根误差为0.22 m;水质参数DO、NH₃-N、COD_Mn的验证均方根误差分别为0.53、0.16、0.27 mg·L⁻¹。进一步分析后发现,2013年8月—2014年7月随着黄浦江叶绿素a质量浓度的增大,DO与NH₃-N也相应增大,COD_Mn则相应减小。通过叶绿素a质量浓度与水质参数所构建的关系式,利用Lansat8/OLI卫星数据反演了不同时期的黄浦江DO、NH₃-N、COD_Mn,发现感潮河段水质参数存在季节性变化。卫星观测与水质动力模型相结合的方法可为海岸带感潮河流时空快速变化的水质监测提供参考。     

红升水库藻源性嗅味问题解析

2021年红升水库出现了一次严重的饮用水嗅味问题,结合同期的水样采集和分析,对嗅味特征、嗅味物质和藻类等主要参数进行了系统调查。采用嗅味层次分析法(FPA)对嗅味类型和强度进行了评估,并参考主成分(PCA)和相关性分析结果对藻类和嗅味物质进行关联。在藻类物种中,绿藻和硅藻最为丰富,占比分别为43.6%和29.1%。其中,星杆藻属密度最大(5.58×10⁵ 细胞·mL⁻¹)。检测到土臭素(GSM)、2-甲基异莰醇(2-MIB)、庚醛、壬醛、癸醛、2,4-庚二烯醛、2,6-壬二烯醛、2,4-癸二烯醛等8种嗅味物质。根据FPA分析,红升水库饮用水嗅味为强烈的鱼腥味伴随轻微的土臭味、霉味,2种嗅味强度最高值均出现在水库西南侧的荷花池附近。PCA分析结果表明,饱和醛(庚醛、壬醛和癸醛)是产生鱼腥味的主要嗅味物质,但不饱和醛的影响仍不可忽略。庚醛和2,4-癸二烯醛可能与硅藻中星杆藻属和小环藻属的生长代谢有关,而壬醛、2,4-庚二烯醛和2,6-壬二烯醛则可能是绿藻中衣藻属和实球藻属的代谢产物。研究结果表明,蓝藻的暴发是红升水库出现土臭味、霉味的主要原因,而更为严重的鱼腥味问题则是由水中的螺旋藻属、类颤藻属、星杆藻属、小环藻属、衣藻属和实球藻属的大量繁殖引起的。     

城市区域不同屋顶降雨径流水质特征

城市屋顶降雨径流是城市面源污染的主要组成部分之一。为了解城市不同屋顶降雨径流的水质特性,以重庆地区5种屋顶为例进行了20场降雨径流的水质监测。研究结果表明,不透水屋顶降雨径流污染物浓度均随降雨历时的延长而降低,混凝土屋顶降雨径流的COD、TP、TN、NH3-N平均浓度分别是瓦屋顶的1.6、1.7、1.4和1.5倍,且不透水屋顶降雨径流总氮的70%~80%为无机氮,总磷的20%~32%为磷酸盐;浅层屋顶降雨径流COD、TN、TP、NH3-N和NO-3-N浓度分别是深层绿色屋顶的0.25~0.26、0.3~0.5、0.07~0.09、0.3~0.6、0.05~0.06倍,且绿色屋顶降雨径流总氮的60%~80%为硝态氮。前期干旱天数和混凝土屋顶径流中的TN、接骨草屋顶径流中的氨氮浓度呈显著正相关关系,混凝土屋顶径流TP浓度与降雨强度显著正相关,降雨持续时间和瓦屋顶径流TSS平均浓度显著正相关。研究结果为城市建筑屋顶降雨径流的科学管理提供了参考。     

岛屿环境下水泥屋顶和水泥路面雨水径流水质特性及其用作饮用水的可行性

以岛屿典型集水面(水泥路面和水泥屋顶)的雨水径流为研究对象,系统分析了雨季和旱季雨水径流的水质历时变化特征,并对岛屿收集雨水用作饮用水的可行性进行了分析。结果表明：雨季由于降雨强度大且降雨集中,水质明显好于旱季;屋顶受环境及人为因素干扰小,水质好于路面。建议收集雨水顺序为雨季屋顶>旱季屋顶>雨季路面,旱季路面水质较差,不建议收集。岛屿不同环境下收集的雨水水质分析结果表明,超出生活饮用水卫生标准的指标主要有色度、浊度、少量金属(铝和铅)、氨氮、有机物和微生物等,且超标指标在降雨初期随降雨时间的增加而迅速降低,之后逐渐趋于稳定。因此,对初期雨水进行弃流可极大改善收集雨水水质。雨水径流饮用水化可行性分析结果表明,根据降雨情况和集水面性质,采取合理的弃流方案并结合过滤和消毒等净化工艺,可实现雨水饮用水化。研究结果可为降雨量丰富的岛屿及东南亚和南亚的“一带一路”沿线国家利用雨水解决饮用水问题提供借鉴。