浅谈菏泽市水环境问题与水环境保护对策

针对菏泽市水环境污染现状,探讨了菏泽市主要水环境问题,识别了水环境污染的主要污染源,提出了改善菏泽市水环境的对策和建议。从菏泽市未来发展的空间布局来看,不同地区水环境保护的重点应有所侧重:北部地区重点是资源开发和重化工业发展过程中的水环境保护,南部地区重点是农业发展过程中的水环境保护,中部地区主要是生活污水的防治。     

菏泽市冬季大气PM2.5和PM10中碳组分来源解析

为研究菏泽市冬季大气颗粒物中碳组分的污染特征和来源,于2016年1月采集菏泽市冬季大气PM_2.5和PM₁₀样品,基于热光反射法分析样品中OC（有机碳）、EC（元素碳）及8个碳组分[OC1、OC2、OC3、OC4、EC1、EC2、EC3和OP（裂解碳）]的含量,并计算得到ρ（Char-EC）（Char-EC为燃料燃烧后固体残渣中的EC）和ρ（Soot-EC）（Soot-EC为燃烧后气相挥发物质再凝结形成的EC）,以定性识别大气颗粒物中碳组分的来源.结果表明,菏泽市冬季大气颗粒物样品中碳组分浓度处于较高水平,PM_2.5中的ρ（OC）、ρ（EC）分别为26.34、9.22 μg/m3,PM₁₀中ρ（OC）、ρ（EC）分别为31.82、10.71 μg/m3.采样期间大气PM_2.5中碳组分（OC、EC、OC1、OC2、OC3、OC4、EC1、EC2、EC3、Char-EC、Soot-EC）浓度与PM₁₀中相应各组分浓度的比值均大于0.5（0.60~0.90）,表明碳组分多集中于细粒子（PM_2.5）.大气颗粒物样品中各碳组分浓度具有明显空间差异,各点位大气PM_2.5和PM₁₀中ρ（OC）均显著高于ρ（EC）（T检验,P < 0.05）.菏泽市冬季大气PM_2.5和PM₁₀中Char-EC/Soot-EC（二者质量浓度之比）分别为10.04、8.00,并且存在显著的空间差异性（T检验,P < 0.05）.PMF（正定矩阵因子分解法）解析结果表明,菏泽市冬季大气PM_2.5和PM₁₀中碳组分来源主要有4类,包括两类柴油车（1类排放的碳组分中以EC2为主,定义为柴油车-1;1类排放的碳组分中以EC3为主,定义为柴油车-2）、汽油车、生物质燃烧和燃煤混合源,对大气PM_2.5中碳组分的分担率分别为13.98%、5.13%、24.47%、41.97%,对大气PM₁₀中碳组分的分担率分别为16.08%、8.21%、18.34%、47.35%.可见,菏泽市冬季大气PM_2.5和PM₁₀中碳的主要来源是柴油车、汽油车、生物质燃烧和燃煤.      

菏泽市PM2.5碳组分季节变化特征

于2015年8月到2016年4月在菏泽市城区采集PM_(2.5)颗粒,利用热/光碳分析仪测定了颗粒物中8种碳组分,获得了有机碳(OC)和元素碳(EC)的质量浓度,分析了OC与EC的比值、相关性,使用OC/EC比值法估算了二次有机碳(SOC)的浓度,并使用主成分分析法研究8种碳组分含量.结果表明,(1)PM_(2.5)中OC、EC的年质量浓度变化范围分别为1.2~60.6μg·m~(-3)、0.6~24.8μg·m~(-3),OC/PM_(2.5)、EC/PM_(2.5)的季节分布特征相似:冬季春季秋季夏季;(2)OC/EC的年平均值为2.6±1.0,春夏秋冬OC、EC的相关系数分别为0.91、0.56、0.86、0.75,估算的SOC年平均浓度为(4.7±5.0)μg·m~(-3);(3)不同季节8种碳组分质量分数均为EC1最高,EC3最低.主成分分析结果显示,春秋冬这3个季节碳组分的主要来源为燃煤、机动车和生物质燃烧.     

对菏泽地区百年一遇暴雨成灾的反思

本文针对菏泽地区1993年遭遇百年一遇暴雨成灾的现实,客观地反映了灾情,分析了成灾的主要原因,并提出了防御对策。     

菏泽市冬季PM2.5中二元羧酸类SOA的昼夜变化特征

为研究菏泽市冬季大气气溶胶中二元羧酸类化合物的昼夜变化特征与形成机制,于2017年冬季(12月)进行为期1个月的PM_(2.5)样品采集,并分析二元羧酸、酮羧酸、α-二羰基化合物及左旋葡聚糖等化学组分.结果表明,菏泽市冬季PM_(2.5)中白天二元羧酸与酮羧酸的总浓度均呈昼高夜低的变化特征,但α-二羰基化合物(二元羧酸的重要前体物)的变化特征却与之相反,表明白天气溶胶的氧化程度比夜晚强.无论在白天还是晚上,草酸(C_2)均是浓度最高的二元羧酸,其次是邻苯二甲酸(Ph)、丁二酸(C_4)和丙二酸(C_3),与其他城市地区的分子组成是相似的.由C_3/C_4的比值与温度(T)间的相关性分析可知,菏泽市冬季有机化合物主要受本地源的影响,而受远源输入的影响很小. C_2与SO_4~(2-)、气溶胶实际酸度(pHIS)的相关性分析表明,C_2主要是在液相中经酸催化的二次氧化反应形成的.因为主要的二元羧酸类化合物(C_2、Gly和mGly)与左旋葡聚糖(Levo)的相关性很强,且K~+/OC的平均比值为0. 06(范围为0. 03～0. 13),所以可以得出二元羧酸类化合物及K~+主要受生物质燃烧的影响.     

菏泽市主要河流中氟的分布及其影响因素

菏泽市地处鲁西南高氟地区,其河流中的高浓度氟化物不仅会通过径流过程影响南四湖水质,还会影响当地水生态平衡及人体健康。通过分析菏泽市主要河流中氟化物的时空分布特征,并结合地下水、土壤及废污水调查结果,探讨了影响河流中氟化物分布的主要因素。结果表明:研究区河流中氟化物的平均浓度在0.98~1.45 mg/L之间,氟化物浓度分布呈现出枯水期＞平水期＞丰水期、下游＞上游、支流＞干流的特征。氟化物浓度较高的河流呈现高pH、低钙的特点,水化学组分以Na-HCO₃型、Na-SO₄型为主。河流中氟化物的浓度主要受蒸发浓缩和岩石风化作用的影响。研究区地下水和土壤中氟化物的背景浓度整体较高。枯水期高氟地下水可能通过直接补给河流对河流水体产生影响,丰水期土壤中的氟也会通过径流过程汇入河流。人类工农业生产过程大量开采利用当地高氟地下水,而高氟废水最终则会进入河流,导致河流中氟化物的含量升高。     

菏泽市环境空气中VOCs污染特征研究

为研究菏泽市环境空气中VOCs的污染特征,参照EPA TO-15方法对菏泽市环境空气中的VOCs进行分析,并对VOCs的组成、浓度状况、来源和对臭氧生成潜势的贡献等进行探讨。结果表明,该市环境空气中共定性检出挥发性有机物82种,其中烷烃和苯系物分别占有机物种类的29%、22%,VOCs平均浓度为25.6μg/m3。监测期间,环境空气中的VOCs主要来自汽车尾气排放、汽油蒸汽、液态石油的挥发,其中交通尾气排放是该区域监测期间的主要排放源。烷烃、芳烃是对菏泽市环境空气中臭氧生成潜势贡献较大的关键活性组分,其对臭氧生产潜势的贡献率分别为32.6%、49.9%。     

餐饮行业活动水平调查及大气污染物排放清单编制研究

餐饮行业是重要的大气污染源,但人们对其实际存在状况、活动水平及排放量的了解有限.以菏泽市为例,采用逐户摸排的方式获得辖区内餐饮单位的基本状况,最终建立餐饮行业的大气污染物排放清单.结果表明:①菏泽市餐饮单位共9 259家,其中大型、中型、小型餐饮单位占比分别为4%、14%和82%,其分布与人口聚居及流动相关,空气质量数值模拟区域空气质量时应考虑这些因素.②餐饮单位的员工人数和餐位数均与表征单位规模的基准灶头数呈显著的相关关系,员工人数与基准灶头数的线性方程为y=2.5x1.3（R2为0.93）,餐位数与基准灶头数的线性方程为y=23.0x1.5（R2为0.98）,其丰富了表征餐饮单位规模的手段.③在全部被调查的餐饮单位中,安装油烟净化设备的仅占45%,大型、中型、小型餐饮单位安装油烟净化设备的占比分别为64%、59%、41%,其相应的油烟净化率算术平均值分别为52.8%、49.1%、32.1%,表明餐饮单位规模越大越重视油烟的净化.④菏泽市餐饮行业污染主要来自于油烟排放及燃料使用2个部分,其中,SO₂、NO_x、NH₃和CO主要来源于燃料使用,而PM₁₀、PM_2.5、VOCs（挥发性有机物）、BC（黑碳）、OC（有机碳）则来源于燃料使用和油烟排放,并且油烟排放的贡献较高.⑤餐饮行业的能源结构中气体燃料占比（76%）较大,液体燃料、煤、生物质占比分别为6%、11%、7%,电能占比不足1%.研究显示,餐饮油烟排放控制的重点在于油烟净化设备的普及、能力维护及运行保障,因此有关部门需加强监管力度.      

基于因子分析法的生态环境综合承载力分析

随着人口增长和经济的快速发展,菏泽市经济、社会、资源与环境之间矛盾日益突出。基于生态安全现状、环境质量现状和资源利用现状等几个方面建立评价指标体系,应用因子分析法对2005-2011年菏泽市生态环境综合承载力进行了分析,结果显示近年来菏泽市生态环境综合承载力逐年好转,但总体形势尚不乐观。主要限制因子为城镇生活污水排放量、大气环境PM10排放浓度、SO2年排放量、农用化肥使用量、地膜覆盖面积以及水资源利用效率等。