北京北运河水系水质污染特征及污染来源分析

以北运河水系主要干支流2011年1～12月23项指标的监测数据为依据,采用水质类别法和平均综合污染指数法,对水质污染特征进行综合评价,运用主成分分析和系统聚类分析法,对水质指标主成分以及水质差异进行分类,并进一步对不同干支流污染来源进行分析.结果表明,北运河水系由于排污量大,地表水污染严重,除城市中心区部分河流水质为Ⅲ~Ⅳ类外,城市排水河流、远郊河流水质均为劣Ⅴ类.水质由3个主成分组成,COD、CODMn、BOD5、NH3-N、TP等为第一主成分;汞为第二主成分;石油类为第三主成分.干支流水质分为4类:第1类为清洁水源类河流,主要集中在城市中心区,降雨地表径流、雨污合流管网溢流引起的非点源污染是影响其水质达标的重要污染源;第2类为再生水水源类河流,主要集中在城市排水上游河流,城镇污水处理厂排水是其主要污染源;第3类为再生水与污水混合水源类河流,主要集中在城市排水下游河流及部分远郊区河流,由于城市下游排水管网不健全,远郊区污水集中处理率低,生活源和农业源的污染贡献率较高,水质污染严重;第4类为污水水源类河流,分布于远郊区县,农业污染占比较大,水质污染最严重.     

滇池沉积物中磷的释放行为研究

滇池分为草海和外海两个水体,且草海污染较外海严重,但是外海的藻类爆发的频率和强度都高于草海。通过实验室模拟,研究了滇池草海与外海沉积物中磷的释放行为及其藻类爆发程度不同的原因。结果表明,两个沉积物中磷的释放动力学都表现了非单一的扩散过程,拟二级动力学模型可以较好描述释放过程。草海比外海总磷高7倍,但是在水中的释放只高2倍。对两个沉积物而言,由于与表面附着的磷有竞争作用,溶解胡敏酸的加入都显著增大了磷的释放。与草海相比,外海的水交换速率慢、水深浅、沉积物有机质含量低、内源磷释放强以及对外源磷缓冲能力弱,这些特征都是有利于藻类爆发的条件。研究表明抑制滇池藻类爆发要同时考虑对外源磷和内源磷的控制。     

滇池草海外源减排对湖体水质影响研究

针对滇池草海水质现状与改善需求,通过构建城市排水系统模型和湖体箱式水质模型估算入湖污染负荷并预测湖体水质。结果表明入湖COD、TP负荷主要由城市面源贡献,TN负荷则以城市点源贡献为主。2020年草海达到Ⅴ类水标准的限制因素是TN;实现达标需要进一步降低污水厂尾水TN浓度、提高再生水回用比例、加强LID设施与湖滨湿地建设、增加牛栏江引水量等综合措施。如果2030年要求草海水质提高到Ⅳ类标准,甚至将TP浓度降至0.04 mg/L以下来控制藻华爆发,仅靠外源污染减排和外来清水补充难以实现,还应考虑内源污染控制措施乃至对流域社会经济发展模式加以调整。     

滇池富营养化现状、趋势及其综合防治对策

2000年滇池草海属异常富营养化水体，外海属富营养化水体；20多年来，水中TN比TP增加快，二者已达10：1；30年来草海约10年增加一个富营养化组别，外海则只需8年，应从污染源治理和控制，内源综合治理、水污染防治管理和法制建设等方面采取综合防治对策。     

水口水库2015—2019年水质污染变化特征及PMF溯源解析

基于水口水库2015—2019年的水质监测数据,采用主成分分析法（PCA）识别研究区域主要污染因子,分别对汛期/非汛期水质进行综合评价,测算研究区域主成分综合污染指数（PC-WPI）及动态度分析水库不同期污染变化特征,并通过水质的正矩阵因子分解模型（PMF）进行污染溯源解析.研究结果表明：①PCA识别氨氮、高锰酸盐指数、DO和COD是区域主要污染因子,库区自上游到下游水质逐渐改善,2015—2016汛期水质优于非汛期,2017—2019则相反;②研究区域PC-WPI为0.057~0.115,为轻度-中度污染,除2018年外,汛期的PC-WPI均值均低于前一个非汛期.2015—2019年区域水质呈现“好转-持续恶化-有所好转”趋势;③PMF解析表明汛期污染源为生活污水和养殖废水（39.47%）>农业面源（33.01%）>工业废水排放（27.52%）,非汛期污染源为生活污水排放（39.62%）>养殖废水（25.54%）>农业面源（18.33%）>工业废水排放（16.51%）.本研究可为缺少污染源统计资料区域的水环境污染识别和溯源提供技术支撑.     

黄石市磁湖水质时空分布及污染源解析

为解析黄石磁湖污染来源和水质时空分布,以磁湖2015—2019年水质监测数据为基础进行污染因子主成分分析(PCA),通过绝对主成分-多元线性回归(APCS-MLR)受体模型计算污染源贡献率,采用反距离权重插值法(IDW)分析水质时空分布规律.结果表明:影响磁湖水质的第1、第2、第3主成分分别是城市面源、城镇生活污染源及...     

2002-2017年葠窝水库及入库河流水质相关性分析和影响因素

葠窝水库是辽宁省重要的水源地,水质长期处于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ～Ⅳ类。目前,库区与入库河流之间相关性及主要影响因子尚不明确,因此,运用相关性分析及主成分分析法(PCA)对水库及4条入库河流在2002—2017年期间主要水质参数变化趋势、相关性及影响因素进行分析。结果表明:氨氮、石油类和挥发酚为研究水体主要污染指标,自2013年始均有所好转;库区与4条入库河流有显著相关性,3个典型区域中,河流上游区主要污染源为农业面源和生活源;下游区和库区主要污染源为农业面源和工业源,建议加强点源控制和面源削减来改善水质。     

滇池水体BOD5和CODMn空间变化研究

通过对滇池进行全湖集中采样和分析,揭示了滇池水体五日生化需氧量(BOD5)和高锰酸盐指数(CODMn)的空间变化规律.BOD5和CODMn变化范围分别是2.3～7.9mg/L,5.1～15.4mg/L,BOD5平均值草海(5.9mg/L)高于外海(5.1mg/L)CODMn平均值外海(10.17mg/L)高于草海(8.67mg/L),2个指标在入河口水域都相对较高.水平方向上,BOD5变化特点是南北高,中间低,西部高,东部低.垂直方向向上BOD5随水深增加递减.而CODMn的高值区域主要出现在草海和外海海埂、盘龙江、大青河入湖口水域、西部观音水域以及东北部宝象河、东部梁王河和捞鱼河入湖口水域、东南柴河入湖口水域.垂直方向上,从表层到水-沉积物界面水体,其CODMn都呈增加趋势.随着工业点源污染的控制,城市生活污水的排入和面源有机污染物的输入以及内源释放是决定滇池BOD5和CODMn空间变化的主要原因.     

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.     

基于APCS-MLR模型的沱河流域污染来源解析

水污染来源的精准识别一直是水环境管理的热点和难点问题,为了解沱河流域水质特征与污染来源,该研究基于16个监测点位月尺度水质数据,采用绝对主成分-多元线性回归（APCS-MLR）模型,解析污染来源及其主要贡献.结果表明:①COD是年度超标因子,总磷和氟化物在部分月份超标,水质从汛期至11月较差.②城镇生活与城市径流是影响沱河水质的主要驱动因子,其方差贡献率达24.7%,其次为环境背景值、农村生活源、畜禽养殖业+河道内源和种植业源,其方差贡献率分别为19.6%、9.9%、8.8%和7.6%.③从最主要的超标因子COD来看,城镇生活与城市径流是主要污染源,贡献率达60%;从总氮、总磷和氨氮指标来看,种植业、农村生活和畜禽养殖业为主要污染源,总计贡献率分别为56%、54%和57%.研究显示,加快污水管网的建设完善,控制城镇污染物的排放、收集和处理是沱河水质达标的当务之急,应重点加强对农田径流和畜禽养殖污染的有效管控.      

滇池富营养化发展趋势分析及其控制对策

1988～1999年滇池监测数据的统计分析表明,滇池水质在继续恶化,全湖水质超V类,富营养化程度呈上升趋势.近10年来,滇池主体外海TP浓度增加了一倍多,叶绿素a增长了十几倍,营养水平由富营养发展到严重富营养,增加了两个级别,发展趋势近年来尤为明显.P是近10年来滇池水体中增长最快的营养盐,水体中P浓度的持续增     

滇池水中细菌和古菌氮代谢功能基因的空间分布

氮代谢在滇池水生态系统氮素循环和转化过程中起到重要的作用,不仅真核生物参与氮素转化,原核生物作为氮素循环的主要驱动者,在氮素生物化学循环中的作用更不容忽视.基于16S rDNA高通量测序技术,监测滇池草海和外海区域13个点位,分析滇池水中原核生物氮循环功能关键基因的分布特征.结果发现,滇池水中细菌35门, 427属,主要以变形菌门和拟杆菌门为优势门类;古菌14门, 61属,主要以广古菌门为优势门类;β多样性指数显示滇池整体细菌丰富度指数高于古菌,草海细菌多样性指数高于外海.PICRUSt功能解析表明细菌和古菌具有功能上的丰富性,细菌中有35个参与氮代谢的KO通路,涉及氮异化硝酸盐还原基因nirB、一氧化氮还原酶基因norB和硝酸还原酶基因nasK等关键基因;古菌中有23个参与氮代谢的KO通路,涉及固氮酶基因nifH、nifK和nifD,古菌固氮酶基因拷贝数显著高于其它氮代谢基因,草海中古菌氮代谢能力整体高于外海,滇池水中古菌比细菌固氮潜能更大.本研究从原核生物氮循环中功能基因的角度,探讨滇池不同区域水中细菌和古菌氮循环差异,为进一步揭示氮循环机制,解决氮素污染引起的富营养化提供理论参考.     

滇池表层沉积物中重金属污染特征及评价

对1995~2011年滇池表层沉积物中As、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn和Hg等7种重金属的含量及其分布特征进行了分析研究,结果表明,7种重金属元素的平均含量均明显高于云南省土壤背景值,10个沉积物采样点S1~S10均已受到不同程度的重金属污染,其中,草海的污染程度高于外海;相关性和主成份分析结果显示,滇池沉积物中As、Hg、Pb、Cd、Cu、Zn可能具有相同的污染来源。采用地质累积指数法和潜在生态风险指数法对1995~2011年滇池表层沉积物重金属污染状况进行了评价,结果表明,草海表层沉积物中重金属Igeo年均值在0.41~4.44之间,按污染等级划分,除Cr属"轻度"外,其它重金属元素均处于"中度"到"偏重度"污染;同期外海表层沉积物中重金属的Igeo年均值在0.41~2.59之间,Cd和Pb分别属于"中度"和"偏中度"污染,其它5种金属属于"轻度"污染,草海沉积物重金属的污染程度高于外海。草海7种重金属元素的RI均值为861.3,潜在生态危害达到了"严重"程度,各金属的生态危害程度顺序为Cd > Hg > As > Cu > Pb > Zn > Cr,Cd和Hg是主要的重金属生态危害因子;同期外海RI均值为236.4,达到"中等"生态危害程度,各金属的生态危害程度顺序为Cd > Hg > Pb > As > Cu > Cr > Zn,Cd是主要的重金属生态危害污染物。     

滇池水质1999-2008年时空变化特征

以滇池常规的水质监测数据为基础,运用因子分析法对滇池1999-2008年的水质进行综合评价,并以水质综合评价得分作为监测点位的空间属性值,采用空间插值法定量分析10年间滇池水质的时空变化特征。研究期间内,滇池水质总体呈现不断恶化的趋势,氮磷污染一直是滇池的主要污染类型。滇池南部区域水质一直优于北部和中部区域,尤其是草海和外海交界区域的水质在全湖是最差的。南部片区水质在整个滇池最好,但也呈现出不断恶化的趋势。     

世博会期间滇池草海蓝藻清除应急措施

为确保世博会期间滇池草海水体及旅游景观得到明显改善,对滇池敏感水域实施蓝藻清除应急措施。该项目在水资源调控措施、其他污染综合治理工程及行政管理措施的协同作用下,针对各应急区不同的污染特征,采用多种药剂净化、机械除藻、水域围隔、凤眼莲景观化等各种应急措施,以确保达到世博会期间滇池草海及外海北部敏感水域水体及旅游景观明显改善的目标。      

截污调水后滇池表层沉积物中16种PAHs的分布特征

截污调水等工程实施后,滇池的外源污染已得到有效控制,表层沉积物等内源污染物应加以重视.为研究滇池表层沉积物中16种多环芳烃(PAHs)的分布特征,采用气相色谱-质谱联用法(GC-MS)分析了2016年12月采集的19个滇池表层沉积物样品的PAHs含量,解析其时空分布规律、来源及生态风险.滇池表层沉积物中总多环芳烃(TPAHs)的含量范围为92. 31～1 546. 78 ng·g~(-1),平均值为496. 30 ng·g~(-1),草海TPAHs含量(平均932. 37 ng·g~(-1))远高于外海(平均380. 02ng·g~(-1)),随着截污调水工程的开展,TPAHs含量较2012年大幅下降,已处于我国重点水域中较低水平.滇池表层沉积物中含量最高的物质为荧蒽(80. 65 ng·g~(-1)),毒性当量(TEQ)含量最高的物质为二苯并[a,h]蒽(42. 97 ng·g~(-1)). PAHs组成以4环及5～6环为主(分别占总含量的40. 38%和40. 22%),PAHs构成较以往大体一致.分子比值法分析结果表明,滇池表层沉积物中PAHs主要由生物质或煤的燃烧贡献.基于潜在生态风险标志对比法评估,全湖总体处于低风险水平,但草海的生态风险相对较高,值得进一步关注.本研究结果可为滇池水质的保持与提升提供基础数据和重要参考.     

滇池流域城市面源污染控制区划研究

滇池流域点源污染已逐步得到控制,面源污染成为水污染治理的重点。随着流域内城市迅速发展,城市面源污染控制将成为水环境改善的重要瓶颈。结合滇池流域城市发展规划,依据城市下垫面特征,降雨径流污染程度和距离入滇河道远近,将流域内城区划分为重点防控区、中等防控区和一般防控区,其面积百分比分别是17.9%、39.1%和43.0%;重点控制区为昆明市主城区,其次是呈贡新区,并在此基础上提出相应的防治措施。城市面源污染控制区划,对滇池流域面源污染治理具有重要意义。