钦州湾水质污染时空变化特征及驱动因素

于2015年4月和9月在钦州湾海域进行了2个航次的环境调查,获取了表层海水温度、盐度、pH、DO、COD、Chl a、石油烃、营养盐和重金属等指标数据,应用主成分分析法研究该海湾水质状况,并探讨影响该海区水质的主要驱动因子。通过主成分分析从18项调查指标中筛选提取出前4个主成分,可以解释原始变量信息73.68%的结果。主成分综合得分分析表明,钦州湾2015年4月水质污染比9月严重,空间分布上由内湾向外湾水质污染呈递减趋势,茅尾海水质污染严重。河流输入、鱼虾贝类养殖、浮游植物消长及水动力过程是影响钦州湾水质时空变化的重要因素。相关分析表明,影响钦州湾水质污染的主要驱动因子是氮营养盐、盐度、pH、Cd和Zn。陆源输入和养殖活动是主要污染源,应加强钦江、茅岭江的水环境保护,科学规划内湾养殖规模,进而改善钦州湾水质状况。     

调水调沙对黄河口及邻近海域环境状况的影响

近年来黄河入海水沙通量发生了巨大的变化,短期内大量陆源物质入海对黄河口邻近海域生态环境的影响值得关注。本文于2013年对黄河口及其邻近海域进行了调水调沙前、中、后3个航次的海水环境调查,分析了主要水质因子含量、分布特征及营养结构状况,并进行综合评价和相关性分析。结果表明,受到调水调沙过程的影响,黄河口邻近海域水环境状况变化显著,调水调沙中盐度、Chl a含量较调水调沙前明显降低（P < 0.05）,调水调沙后又有所回升;营养盐和COD等含量在调水调沙中含量最高,调水调沙后次之,调水调沙前含量相对较低。平面分布上盐度、营养盐、COD、石油类等在黄河口门处等值线密集,随着调水调沙的进行呈舌状向外海延伸。调水调沙过程加剧了调查海域富营养化状态和有机污染程度,但是也使黄河口海域营养盐结构比例失衡的问题在一定程度上得到了缓和。通过相关性分析,进一步显示出调水调沙过程是调查海域主要水质因子分布与变化的主控因素。     

海坛海峡水环境状况及驱动因素分析

2015年8月对海坛海峡进行了水环境调查,获取了水温、盐度、溶解氧、化学耗氧量、营养盐及重金属等因子调查数据,利用主成份分析法研究该海域水环境状况,并分析该海域水质的主要驱动因素。结果表明:应用主成份分析将15项调查因子降维提取出4个主成份,解释了92.851%的原始信息。海坛海峡污染程度由中部海域分别向南北两侧递减。相关分析表明该海域主要驱动因素为活性磷酸盐、活性硅酸盐、溶解氧、汞和化学需氧量。     

长江口水域富营养化特性的探索性数据分析

根据2004年2、5、8、11月长江口及邻近海域的调查结果,选择8个与富营养化有关的特征参数,包括营养盐浓度(NO^-₃、NH₊₄、PO^{３－₄、TN、TP)、化学耗氧量、叶绿素a浓度和浮游植物细胞丰度等,应用探索性数据分析方法对该海域富营养化特性进行研究.主成分分析表明,主成分1主要反映氮营养盐和有机污染状况;主成分2反映浮游植物生物量;主成分3体现磷营养盐特点.主成分1从口门内到口门外存在降低的趋势,表明氮营养盐和有机污染主要来源于长江输入.受人类排污影响,主成分1在吴淞口、石洞口和白龙港排污口附近最高.冬季口门内各站位的氮营养盐和有机污染最为严重.春夏季的3个主成分均高于秋冬季,因此春夏季富营养化更为严重.主成分1与盐度之间在秋冬季具有较好的线性关系,在一定程度上可根据盐度预测长江口海域各站位的主成分1,即氮营养盐和有机污染状况.硝酸盐、总氮、总磷和浮游植物细胞丰度等是控制长江口水域富营养化水平时空变化的主要驱动因素.}     

2014年秋季黄河口附近海域营养现状与评价

根据2014年10月对黄河口附近海域56个站位水质的调查结果,分析了该海域营养盐的空间分布特征,并对该海域的营养水平和有机污染状况进行了评价。结果表明,该调查海域表、底层无机氮（DIN）平面分布表现为近岸向远岸降低的趋势,特别是在黄河口附近有高值区,且与盐度有显著负相关性,表明DIN主要来自黄河等入海径流的输入。表层海水中活性磷酸盐（PO₄-P）平面分布表现为东北高西南低的趋势;底层海水中PO₄-P平面分布较为均匀;PO₄-P与海水盐度相关性不十分显著,表明调查海域PO₄-P的补充并非主要来自黄河口等河流输入,而可能与有机物的分解矿化再生、浮游植物的大量繁殖以及海底表层沉积物中PO₄-P向上输送补充等因素有关。从营养盐结构看,本次调查海域N/P均值大于Redfield比值;P与N相比显得相对缺乏。根据N/P比值与浮游植物生物密度平面分布表明,过高比值的N/P可能引起浮游植物的生长受到某一相对低含量元素的限制,从而导致浮游植物的生物密度较低。根据富营养化指数评价和有机污染综合指数计算结果,2014年秋季黄河口附近海域已处于富营养化状态,而DIN应是造成黄河口附近海域富营养化的主要因子;该海域有机污染程度属于2级,表明该海域开始受到有机污染。     

太湖西岸水体污染物时空分布及解析

采用聚类分析、主成分分析及相关分析方法解析2015年太湖西岸入湖河流水质污染的时空分布特征及影响该区域水质的主要驱动因子。研究结果表明:时间上按污染程度将全年聚类为时段I(12月、1—3月)、时段II(11月、4—5月)和时段III(6—10月)3类;根据11项水质指标主成分分析提取3个主成分,可以解释75.49%的结果;时段I、时段II和时段III水质污染状况依次降低,空间上总体呈现出太湖西岸北部向南部递减的趋势;NH3-N、TN、Chl-a和SD是影响该水域水质的主要驱动因子。     

黄家埠排污口邻近海域水环境分析

根据2007年3、5、8、10月四个航次对余姚市黄家埠2个排污口的污水调查和8月对排污口及邻近海域的水质监测,发现:1号排污口水质中pH、COD在4个航次都超标,氰化物和Cu在3个航次均未做到达标排放;排污口邻近海域主要污染因子是氰化物、Cu,氰化物浓度很高已达到鱼类中毒浓度(0.03 mg/L),排污口邻近海域水质污染较为严峻.     

东太湖水质污染特征研究

2008年8月至2009年7月研究了江苏东太湖网围养殖区、东茭咀、油车港等12个典型湖区的水环境特征,运用主成分分析法研究东太湖水质的空间异质性及主控因素.结果表明,东太湖水质在各区域存在显著差异,季节变化明显,主要表现为丰水期水质优于枯水期. 12个水质指标简化成2个主成分,主成分I代表水体的总磷、溶解性总磷和磷酸盐水平,是东太湖水域最主要的污染因子;主成分II主要反映水体的有机污染状况,叶绿素a和高锰酸盐指数的贡献率较大.利用主成分得分进行聚类分析,将12个采样点分为4类,北部由于受东山镇生活污水影响,各入湖河道口污染较为严重,特别是油车港;网围养殖区由于人工栽植的水草较为茂盛,水质较好,同东茭咀、太浦河口等水域的水质一样.     

2010-2013年舟山污水处理厂排污口邻近海域的表层水质评价

根据2010—2013年对浙江舟山2个污水处理厂排污口邻近海域14个站位的表层海水铜、铅、锌、镉、砷、总铬、总汞、p H值、无机氮、活性磷酸盐、石油类、化学耗氧量、悬浮物和粪大肠菌群等14项污染因子的调查,采用单因子指数法和营养指数法对监测海域海水水质进行评价。结果表明,舟山污水处理厂排污口邻近海域表层海水质量总体良好,基本符合第二类海水水质标准;主要污染因子为无机氮、活性磷酸盐和悬浮物,其他水质指标则较低;2个污水处理厂排污口邻近海域海水均呈高富营养化状态,并受到一定程度的铅污染。     

湄洲湾水质季节变化特征及评价

根据2005年1月～2005年11月间4个航次的调查资料,阐述了湄洲湾海域营养盐的变化特征,并对NH4-N、NO3-N、NO2-N、PO4-P、pH、盐度、DO、COD和叶绿素等进行了分析,对海域进行了富营养化评价及有机污染评价.结果表明:该海域N、P营养盐随月份呈现不同的变化规律.不同季节的N/P值变化较大.根据有机污染评价,湄洲湾海域属于水质较好类型;富营养化评价的结果显示,湄洲湾海域秋季和冬季处于富营养化状态.     

基于主成分分析法的武烈河流域水质评价研究

利用MATLAB软件,采用主成分分析法对武烈河流域水环境质量进行了综合评价.结果表明:武烈河流域水环境质量整体相对较好,高寺台下游断面的水质污染比较严重,五日生化需氧量和溶解氧的主成分贡献率超过0.5,说明流域有机污染严重,需要控制工农业废水排放,以遏制污染加剧、预防富营养化爆发.     

2010年夏末黄河口及其邻近水域浮游植物群落结构

为研究黄河调水调沙对黄河口水域浮游植物群落结构的影响,于2010年9月在黄河口及其邻近水域（119°03'~119°36'E,37°28'~38°09'N）开展了调查,研究了该水域浮游植物的种类组成、丰度分布、优势种以及群落多样性。结果显示,研究水域共记录浮游植物44属80种（包括14个未定种）,其中硅藻门共39属68种（包括11个未定种）,在种类数和丰度值上均占据绝对优势;甲藻门3属9种（包括1个未定种）,蓝藻门1种（未定种）,金藻门1属1种,绿藻门1属1种。本航次调查中浮游植物优势种有柔弱角毛藻（Chaetoceros debilis）、浮动弯角藻（Eucampia zodiacus）和叉状角藻（Ceratium furca）。调水调沙导致的调查水域营养盐变化对浮游植物群落结构有重要影响。该研究揭示了2010年黄河调水调沙后黄河口及其邻近水域浮游植物群落结构特征,丰富了该水域浮游植物群落的基础资料,为深入探讨河口环境变化对浮游植物群落乃至生态系统的影响提供了重要依据。     

调水调沙对黄河口及邻近海域溶存甲烷的影响

于黄河第9次调水调沙期间在黄河下游垦利站开展调查,分析了调水调沙对黄河溶存甲烷浓度分布及黄河甲烷年入海通量的影响.于2009年6~7月黄河调水调沙前、中、后期对黄河口及邻近海域开展调查,探讨了调水调沙对黄河口甲烷分布的影响.结果表明:调水调沙期间黄河垦利站甲烷浓度变化范围为9.89~205.34nmol/L,与径流量和悬沙含量呈正相关,表明甲烷主要来源于河床底层浮泥的释放.调水调沙期间黄河向渤海输送的甲烷约为2.2×105mol,约占2009年黄河向渤海输送甲烷总量的50%,调水调沙对甲烷输送通量在年内的分配有较大影响.黄河口及其邻近海域的三次调查结果显示甲烷浓度范围为3.71~37.77nmol/L,受黄河冲淡水影响较大.据估算黄河口甲烷的饱和度为(649.7±292.1)%,黄河口及其邻近海域是大气甲烷的净源.     

黄河口径流变化对生态系统净生产力的影响研究

针对水文过程变化对河口生态系统整体平衡的重要作用,利用开放水体溶氧曲线法,分析了黄河口径流变化对生态系统净生产力的影响.径流显著变化的4月至9月期间,黄河口生态系统净生产力变化范围约为-5.32-4.84mg·L-1·d-1,且呈现显著的时空差异性.上河口区和中河口区比远河口区异养;丰水期8月至9月比枯水期5月至6月异...     

辽河河流水体污染源解析

利用2009~2010年的地表水体理化监测数据,采用因子分析(PCA)和绝对主成分多元线性回归分析(APCS-MLR)方法,在分区基础上分析了辽河流域9种理化因子的空间分布和污染源特征.通过主成分分析,根据变量的因子载荷与采样点的因子得分,识别出了污染地表水体的天然和人为污染源信息;其中,I区87.11%污染来源于点源、有机物和营养物质,其次为土壤风化、侵蚀,Ⅲ区72.10%来源于农业面源的农业营养物质,其次为矿物质污染和生物化学影响,IV区77.83%的污染来源于点源有机物,其次为点源的营养物质.通过主成分多元线性回归分析,获得了每种水质指标对污染类型的贡献率,较好地估计了主要因子对水质的污染程度,可以为科学合理的河流水质管理提供技术支持.     

黄河口及邻近海域溶解态无机磷、有机磷、总磷的分布研究

于2003年8月下旬对黄河口及邻近海域进行了十船连续同步27h采样调查,分析了调查区域的溶解态无机磷、有机磷、总磷的平面分布、断面分布、时间分布特征.结果表明,在调查区域内,溶解态无机磷浓度很低,而溶解态有机磷浓度较高(占溶解态总磷的85%以上),是溶解态总磷的主要组成部分.各形态磷的平面分布、断面分布均呈现出由河口向邻近海域降低的趋势,溶解态总磷、溶解态有机磷梯度变化较溶解态无机磷更为明显;潮汐对河口浅水区的各形态磷浓度影响较大,对邻近调查海域的影响不明显.     

松花江哈尔滨段水环境质量评价及污染源解析

为全面了解松花江流域哈尔滨段的水质污染状况,根据2015年松花江流域哈尔滨段丰水期、平水期和枯水期的水质监测数据,采用主成分分析（PCA）对水质污染现状进行综合评价,并根据主成分分析计算得到的相关数据进行APCS-MLR（绝对主成分多元线性回归分析）,量化主成分对各污染物的贡献率.在评价过程中,充分利用ArcGIS软件对不同断面水质状况进行可视化表征,展现水环境质量的空间特征,更加直观地表达水质的区域差异性.结果表明:松花江哈尔滨段水体的主要污染物包括COD_Cr、TN和NH₃-N,丰水期第1主成分对其贡献率分别为69.97%、69.18%、74.23%,平水期为22.91%、22.21%、37.57%,枯水期为83.77%、83.60%、83.09%;6个断面中,朱顺屯断面的水质优于其他断面的水质,上游水质优于下游水质;研究水体水质总体上表现为丰水期优于枯水期.研究表明,污染物主要受到生活污水和该江段沿岸石化、汽车和造纸企业工业废水排放的影响.污染物主要来源于阿什河口内和呼兰河口内断面,干流水体水质优于支流水体.