大气环境科学综合数据采集共享平台建设及应用研究

为实现大气重污染成因与治理攻关项目数据的统一管理和数据共享,基于美国电子政务共享框架（Federal Enterprise Architecture Framework,FEA）方法论和数据中台思想,采用JAVA平台和SOA框架,以大气重污染成因与治理攻关项目科研数据为主,整合全社会大气科学数据资源,面向京津冀、汾渭平原大气污染成因与治理改善分析的核心业务需求,建设集多源异构数据采集、治理、共享、分析、发布于一体的大气环境科学数据采集与共享平台;建立完善的线上数据治理流程,采用多种算法实现大气业务数据集的实时质控;采用分级、分权限的数据共享机制和共享接口动态编辑技术,建立一站式数据枢纽.结果表明:①建立大气科学数据规范分类体系,提供从原始数据、二次数据产品、大气攻关信息发布等多种类型的数据共享服务.②建立海量多源异构综合数据集,包括空气质量、组分、污染源、气象、健康等11类,数据总量4.3 TB,包括7.5亿条数据和66万个文件.③开发交互式GIS服务和线上评估分析工具,实现环境空气质量评估、气象影响分析、组分变化、污染源统计四类主题数据服务.④向大气重污染成因与治理攻关项目各课题组、七省（市）提供多种形式共享,开放104个数据接口,实现21亿条数据、2万份文件、15个专题共享,有力地支撑了大气重污染成因与治理攻关项目的各项研究.      

2016—2019年长江流域水质时空分布特征

为掌握“十三五”以来长江流域的水环境质量时序变化和空间分布特征,基于国家生态环境监测网2016—2019年长江流域615个可比断面监测数据,从流域主要污染特征、主要超标指标浓度时空变化等方面分析了长江流域水质变化情况.结果表明:2016—2019年,长江流域水质总体好转.依据GB 3838—2002《地表水环境质量标准》评价,Ⅰ~Ⅲ类水质断面比例上升7.2百分点,劣Ⅴ类下降2.8百分点.TP、NH₃-N和COD是长江流域的主要超标指标,2019年三者的浓度较2016年分别下降了28.3%、35.0%和8.0%;从流域不同级别河流来看,三者浓度在干流均为最低;从干流来看,三者浓度较高的断面主要分布在长江中游;TP和COD污染主要来自面源,NH₃-N主要来自点源.研究期间,TP对长江流域水环境污染贡献最大,其断面超标率一直排在首位.针对流域水质分布特征,建议继续加强流域内TP防控,重点加强中游污染治理;同时,优化流域产业结构,进一步改善流域水质和生态环境质量.      

近40年来长江干流水质变化研究

为掌握长江水质状况及其变化趋势,开展1981—2019年长江干流水质变化特征研究.系统总结了39年间长江干流地表水环境监测情况,以COD_Mn、NH₃-N和TP为研究因子,探讨了长江干流水环境质量变化规律;同时,选取有连续监测结果的断面,分析了长江上游、中游和下游不同断面近40年来的水质变化特征.结果表明:①1981—2019年,我国水环境监测迅速发展,长江干流水环境质量监测在监测点位、监测频次、监测项目和水环境质量等方面都发生了较大变化.②长江干流地表水水质总体相对较好,上游水质好于中下游,上游水体中ρ(COD_Mn)、ρ(NH₃-N)和ρ(TP)均低于中下游.③1981—2005年各江段ρ(COD_Mn)和ρ(NH₃-N)年均值变化特征不同,在2006年之后大体呈逐渐降低的变化趋势.④2006年以来,长江干流水质呈好转态势,水体中ρ(COD_Mn)、ρ(NH₃-N)和ρ(TP)均呈逐年下降趋势.⑤近年来,长江干流断面中TP的污染程度高于COD_Mn和NH₃-N,应引起重视.研究显示,政府的相关管理措施对长江干流水质改善具有正面推动作用,极大改善了长江流域总体水质,也促进了长江干流水质的进一步好转.      

对国家环境保护野外观测研究站建设的几点思考

《国家环境保护"十二五"科技发展规划》提出将国家环境保护野外观测研究站作为"十二五"环境科技支撑能力建设内容之一;在《"十二五"国家自主创新能力建设规划》中也将国家野外科学观测研究站(网)作为科技创新基础条件的建设内容。在分析环保部门生态环境观测研究台站建设现状基础上,对国家环境保护野外观测研究台站的建设目标与定位、空间布局、运行机制、监测与评价技术体系构建、监测指标体系框架等进行分析探讨。在目标与定位上,国家环境保护野外观测研究台站既要与目前国内主要的生态环境监测网络(如中国生态系统研究网络和中国森林生态系统定位研究网络)形成补充,同时也要突出环保部门特色;在空间布局上既要关注水、空气、土壤污染的重点监控区,也要关注生态脆弱区、重要(点)生态功能区等生态敏感区;在技术体系上,要研究建立标准化、规范化的观测技术体系,同时也要注重生态环境评价方法研究,为生态环境精准化管理提供技术支持。     

中国水泥行业2011—2022年二氧化碳和大气污染物排放分析

2011—2021年,熟料产量呈波动上升趋势。水泥行业整体生产运行水平不断提高,熟料单条生产线平均规模由43.8万t/条提升至115.3万t/条,熟料单位产品综合能耗下降14.4%,熟料单位产品CO₂排放强度下降6.3%,但CO₂排放总量增加了13.8%,与氮氧化物减排趋势形成较大反差,碳污治理水平差距明显。熟料生产中石灰石分解和煤炭燃烧过程的CO₂排放合计占比为92.9%~93.8%,是CO₂排放的主要来源。由于熟料系数偏高、非碳酸盐原料替代不足、综合能耗仍然较高等原因,安徽等7个熟料产量大的省份的CO₂排放强度高于全国。建议实行碳酸盐熟料产量总量控制,逐步降低熟料应用比例,加快建材市场熟料产品和非碳酸盐原料替代,降低高标号水泥使用比例。应大力推广水泥行业节能降耗增效技术,加快熟料落后产能淘汰。对熟料产量大、碳排放强度高的地区,应结合当地碳排放特点,实行差别化降碳策略。各大气污染防治重点区域应因地施策推进水泥行业减污降碳工作。     

生态环境统计与污染源普查的比较分析与衔接建议

生态环境部门关于污染源的两项重要调查制度分别为生态环境统计调查和污染源普查。二者在调查对象、调查内容等方面均有较高的重叠性,并行开展会带来重复调查、生态环境统计与污染源普查数据衔接等问题。基于上述问题,通过原因分析,提出修订《环境统计管理办法》,明确生态环境统计与污染源普查关系定位,避免重复调查;在污染源普查前做好调查制度、核算方法以及产排污系数等技术层面衔接,用污染源普查代替生态环境统计;在污染源普查后做好相关数据衔接,实现生态环境统计与污染源普查合理衔接。     

中国生态监测存在问题及发展趋势

在生态学的基本理论基础上,探讨了生态监测的科学内涵,明确了生态监测对象就是生态系统,目标是认识反映生态系统的状态和演变趋势,为管理和决策提供科学依据。深入分析了中国生态监测存在的5个问题:生态监测缺乏统一管理,部门间任务存在交叉和重复;生态监测技术不够规范,信息整合与利用困难;生态监测网络松散,国家级生态监测网络建立缓慢;环境监测法律依据不足,法制保障力度亟待加强;生态监测能力水平普遍较低,亟待建设。最后,从国家现实需求、生态监测现状以及监测技术发展的历史规律,探讨了未来中国生态监测的总体发展趋势。     

生态系统管理中生态环境评价的关键问题

阐述了生态环境评价和生态系统管理的内涵以及两者之间的关系,对国内外生态系统管理中生态评价的类型和特征进行了总结,并分析了生态系统管理中生态评价的关键问题,即为生态系统管理者提供有效的决策支持信息。因此,为生态系统管理服务的生态环境评价中,管理者的配合和支持起着非常重要的作用;评价方法必须科学、可行;评价数据必须准确可靠,并且能够连续获得;评价结论尽量真实反映生态状况。     

我国土壤环境质量监测技术路线研究

土壤环境质量监测技术路线根据"十二五"主要任务目标,设计了土壤环境监测国家、省、地(市)三级网络构架和以县级采样、地(市)级分析、省级质控、国家发布的网络运行模式,明确了每年监测一类重点区、5年完成一个监测周期的全国总报告,确立了以基本农田、蔬菜和果树基地、饮用水源地、重污染企业周边、规模化养殖场周边等为重点区域的约2.5万个国控采样点;对土壤重金属和有机污染物的分析测试与评价方法进行了优化筛选,制定了质控措施,对深入开展土壤环境质量例行监测具有重要意义。     

湖南省某地农田土壤重金属生态风险评价研究

以湖南省某典型村庄农田土壤为研究对象,分析了其土壤中As、Cd、Cu和Zn的含量及其形态分布特征,在此基础上开展了潜在生态风险评估,并探讨了土壤中重金属的可能来源。结果表明,该研究区域土壤,除As外,Cd、Cu和Zn都存在不同程度的超标。其中超标最严重的为Cd,超标率为100%,最大超标倍数达35.7倍。不同重金属存在不同的形态分布特征,Cd的水溶态和可提取态最高(F1),平均值达到42%;Cu和Zn可还原态(F2)、可氧化态(F3)这两部分含量较高,两部分之和的平均值分别达到50.9%和39.7%;As主要以残渣态(F4)存在。重金属风险评价代码评价结果表明,该研究区土壤Cd和Zn的生态风险最高。潜在生态风险评价表明研究区域农田土壤存在很高的生态风险,86.7%的采样点都处于中等及以上的风险水平。重金属Cd是在潜在生态危害中贡献率较大,该地区土壤Cd的危害应引起高度关注。聚类分析等结果表明,As、Cd、Cu和Zn之间的相关性较强,表明其来源基本一致,可能主要来源于附近工业"三废"的排放,受人为影响较大。