基于改进LAM模型的河流污染源解析方法与例证

污染源精准解析是河流水环境治理的基础和关键技术 .针对基于流量-浓度关系的 LAM 模型(负荷分摊模型)存在参数不确定性高的问题,本研究提出基于流量-通量关系的新型 LAM 源解析模型,并以广东省北江为案例,解析了 2018 年北江 COD_Mn的污染来源特征 . 结果表明：(1)改进模型与原始模型的计算结果存在显著差异,基于改进模型的解析结果显示 2018 年北江 COD_Mn主要来源于非点源,其负荷占比高达95.1%,点源仅占 4.9%,而原始模型的结果为非点源占比 100%;(2)改进后的 LAM 模型可实现拟合优度的提升,相对于原始模型,判定系数由0.89提升到 0.92,主要参数的标准误差显著下降;(3)原始模型无法识别负荷占比较小的污染源,改进后的模型识别能力显著提升,结论与研究区实际污染源结构更相符 .研究提出的改进模型与应用可为多源河流污染源精准解析提供方法和案例借鉴 .     

松花江同江断面高锰酸盐指数通量估算与分析

结合松花江同江断面2001-2005年流量和高锰酸盐指数监测数据,选用适当的数学模型对高锰酸盐指数通量进行估算.结果显示,高锰酸盐指数通量与流量变化趋势大体相同,8月份左右达到峰值.同江断面高锰酸盐指数通量与流量呈显著正相关,因此可用同江断面流量及建立的回归方程估计和预测汛期的高锰酸盐指数通量,节省工作量,为同江断面污染物通量估算提供理论基础.     

上海市颗粒物的污染源解析

本文使用正交旋转因子分析法对上海市9个采样点的大气颗粒物进行源解析.通过分析得到对上海市大气颗粒物污染的主要贡献因子是燃煤尘、建筑尘(土壤尘)的贡献率为49.46%,冶金尘的贡献率为36.85%,土壤尘的贡献率为6.49%,汽车尘为4.05%,燃油尘为1.19%.将本文的分析结果和他人用投影寻踪回归法(PPR)、化学质量平衡法(CMB)的结果进行比较,结果有较好的一致性.由于本方法对数据的要求不高、假设简单合理、计算过程简单并较易于实现,因此有较好的实际应用价值.     

长江干流主要重金属污染状况及其来源解析

沿长江干流从上游至下游采集84个点位样品,分析其表层水体重金属污染状况及可能来源。研究结果显示,长江干流重金属空间变化差异性明显:从上游至下游,长江干流Cu、Zn、Al浓度变化不明显,Mn和Ni浓度呈波动上升趋势,Cd和Pb浓度呈波动上升下降趋势。与已有研究相比,长江干流水体重金属污染呈不断增加趋势,人类活动对其影响明显。单因子污染评价显示,长江水体污染较轻,且对周边居民不存在致癌和非致癌健康风险。污染物来源解析显示,Cd、Pb、Ni可能主要来源于工业废气及废水;Al、Mn可能主要来源于自然过程及矿产开采;Cu可能主要来源于农业活动和矿产开采;Zn可能主要是农业和工业废水的混合来源。长江干流水体重金属污染不断加重的趋势需要引起关注。     

长江朱沱断面磷浓度与通量变化及来源解析

磷(P)是长江流域备受关注的污染物.金沙江下游向家坝水库和溪洛渡水库分别于2012年和2013年蓄水成库,极大改变了库区及长江宜宾至江津段(金沙江、岷江和长江“三江口”与三峡水库之间)水沙条件和磷的赋存及输移规律.朱沱断面是宜宾至江津段代表断面,既可以反映金沙江梯级水库及岷沱江水环境变化等所产生的综合效应,又是三峡水库的入库断面.研究了2002～2019年长江朱沱断面径流量、悬浮泥沙(SS)浓度与输沙量、磷浓度与通量[分总磷(TP)、溶解态磷(DP)、颗粒态磷(PP)]年际变化及水期特征,基于河流基流分割原理对磷的来源进行了解析.结果表明,18年来朱沱TP和PP浓度与通量丰水期高于平、枯水期;PP与SS正相关性的规律未变.从2002～2019年,TP、 PP和DP浓度与通量总体上呈先升高后下降趋势,且向家坝水库运行是SS、输沙量和TP、 PP浓度与通量下降的重要时间节点.相对于2002～2012年,2014～2019年SS与输沙量分别下降了94%和77%,TP与PP浓度分别下降了46%和70%,TP与PP通量分别下降了58%和74%,下降主要发生于丰水期,其次是平水期.两座水库形成后,...     

牡丹江流域污染源分析及治理对策研究

为全面落实水污染防治行动计划和最严格水资源管理制度,开展了牡丹江流域重要污染源调查分析.2015年,牡丹江流域共排放废水10 407万吨,COD排放26 040吨,NH3-N排放3 662吨,生活源是主要的排放源;流域内林口县污染源数量最多,海林县废水排放量、化学需氧量排放量最多;污染源主要分布在牡丹江干流,达到119个,海浪河和乌斯浑河各分布13个和36个.在污染源分析基础上,指出了流域存在的主要问题,并以"流域水质改善"为核心目标,提出了松花江流域污染治理建议.     

大气颗粒物污染源的遗传算法解析模型

遗传算法是一种处理模型参数优化估计的通用方法。在构造了以大气颗粒物污染源的源系数作为参数的优化准则目标函数情况下，应用遗传算法优化模型参数，得到各污染源对于大气颗粒物的贡献率。将遗传算法用于重庆市春、夏、冬三季大气颗粒物的源解析结构与用化学质量平衡法的源解析结果进行了比较，两种源解析法获得的４种主要尘源在３个对大气颗粒物的贡献率大小排序基本一致。该方法用于大气颗粒物源解析简单、快速、方便、实用。     

广东省土壤重金属溯源及污染源解析

近年来土壤重金属污染问题日益加剧,而土壤重金属溯源解析对土壤重金属污染防治具有重要的指导意义.本文采集并测试了广东省土壤表层(0~20 cm)1000个样本中的As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn 8种重金属元素的含量,选取了可能影响这些重金属元素在土壤中含量的106个因子,将其分为自然和人为两大类,基于回归模型树方法,通过R语言及Cubist模型定量计算这些影响因子对8种重金属元素在土壤中含量的贡献率,筛选不同元素的主要影响因子,进行溯源及污染源解析.结果表明:广东省土壤中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn来源受自然因素作用大于人为因素,土壤中Hg则相反,其主要来源于工业生产,部分来源于农业生产.土壤中Cd和Hg元素的人为源具有同源性.广东省土壤重金属人为源贡献率由大到小分别为土壤As为工业农业交通人口其他;Cd为工业农业交通其他;Cr为农业工业交通、人口其他;Cu为工业农业交通其他;Hg为工业农业交通、矿区人口建筑;Ni为工业农业交通其他;Pb为工业农业其他;Zn为工业农业人口其他.本研究结果有利于指导相关产业减少污染排放,降低土壤环境质量受到的污染风险.     

牡丹江西阁至柴河大桥江段水环境总量及其分配优化方案研究

牡丹江流域西阁至柴河大桥70公里江段是牡丹江市区、宁安市、海林市3个重要控制单元所在地,也是牡丹江流域水质较差的江段,研究此江段各排污口COD、氨氮总量分配方案具有重要意义。通过对牡丹江西阁至柴河大桥江段排污口分布及排污情况调查,建立该江段COD、氨氮输入-响应模型,该模型充分考虑了河网、水下地形、冰盖的影响,并进行预测,对沿江排污口总量进行分配及治理方案优化设计,对治理方案进行可行性分析,为牡丹江总量分配和环境管理提供依据。     

铅同位素示踪土壤重金属污染源解析研究进展

铅污染已经成为威胁人类健康最严重的重金属污染形式之一,并且随着工农业生产铅污染问题日益突出。铅污染来源复杂,如何准确、快速地识别污染源并弄清其迁移转换机制是土壤污染防治的关键。随着同位素检测技术的快速发展,铅同位素示踪逐渐成为重金属污染溯源研究中的一种重要方法。该文阐明了铅同位素示踪机理和组成特征,参考了国内外铅污染源示踪应用实例,分析了铅同位素示踪技术的应用现状,重点剖析了其迁移速率和迁移路径的机理以及污染程度和污染源的定量解析,最后针对铅同位素示踪技术在土壤重金属污染源解析应用中的不足,展望了其发展前景,以期为铅同位素示踪技术在土壤污染源解析与污染治理方面提供参考。     

银川市大气沉降元素分布特征及来源解析

为探究银川市大气降尘中元素的污染特征及来源,文章于2019年5月-2020年4月期间每季度对银川市大气降尘进行采集,计算降尘沉降通量,利用ICP-MS、AAS测定了降尘中48种元素含量并分析其来源。结果表明:银川市沉降通量在0.85～16.3 g/(m²·30 d)之间,冬季达到最低,银川市西北方向监测点的沉降通量高于其他监测点。降尘中元素含量在不同季节差异较大,大部分元素含量在夏季达到最低值。富集因子结果表明As、Bi、Hg、Sb、Sn、W、Pb、Cu、Zn及春、秋、冬季的Mo元素存在轻微富集,Cd及夏季的Mo元素存在中度富集,其他元素不存在富集。主成分分析结果显示,降尘中元素可以分为5类污染源:第1类为自然源,第2类为交通源,第3类为工业源,第4类为扬尘源,第5类为燃煤及垃圾焚烧源。     

湖南省郴州市苏仙区重点污染企业影响区的土壤重金属污染源解析

为实现重点污染企业影响区内土壤重金属来源贡献程度的定量化分析,选取湖南省郴州市苏仙区表层（0~20 cm）土壤为研究对象,测定土壤中w（Cd）、w（Hg）、w（As）、w（Pb）、w（Cr）;使用正定矩阵因子分解模型（PMF）对5种重金属元素进行污染源解析,并结合地统计空间分析法识别各源的主要影响区域;基于地统计分析结果,运用莫兰指数表征重点污染企业与污染源的空间关系,以探讨不同行业排放的工业废弃物对土壤中5种重金属元素含量的影响.结果表明:研究区土壤中w（Cd）、w（Hg）、w（As）、w（Pb）、w（Cr）的平均值分别为1.474、0.291、65.165、217.974、66.697 mg/kg,除w（Cr）以外,其余4种重金属元素含量均高于湖南省土壤环境背景值,表明这4种重金属元素受人为活动的影响较大.研究区5种重金属元素受4类源影响,其中,自然源是Cr的主要来源,其贡献率为88.2%,主要影响区域分布在苏仙区北部;大气干湿沉降是Hg的主要来源,其贡献率为80.6%,主要影响区域分布在苏仙区中东部;采选业的工业废弃物是Cd和Pb的主要来源,其贡献率分别为63.2%和65.9%,主要影响区域分布在苏仙区中部;工业混合源是As的主要来源,其贡献率为75.1%,主要影响区域分布在苏仙区中部及中北部.研究显示,莫兰指数与PMF模型的结合运用,一方面可以辅助解析验证PMF模型的有效性,另一方面可以使解析结果更加具体,可为区域企业管理和土壤污染治理决策提供行之有效的支撑.      

松花江干流肇源断面水体溶解氧动态特征分析

水体中溶解氧含量是判定水质的一个重要指标。基于松花江干流肇源断面不同时间尺度汇总数据的DO年内和年际变化趋势以及其与COD和NH_3-N关系分析表明,DO的年内变化趋势与松花江径流变化相关联,在平水期(04-06月和10-11月),DO值达到年内最高,介于7.64～7.70 mg/L;而在丰水期的(07-09月),DO值最低,在6.72～6.76 mg/L之间。年际间DO变化的特点是从2004-2010年,松花江干流的DO值呈增加趋势。不同时间尺度的数据整合结果有所差异,分析时间尺度越小,DO值变异性越强。回归分析表明,COD和NH_3-N对DO影响在枯水期显著(Sig≤0.001),DO与COD负相关,与NH_3-N正相关。     

牡丹江流域面源污染控制技术探讨

文章分析了牡丹江流域的污染现状和存在问题,总结了"十一五"期间牡丹江流域的面源污染治理措施,并针对中小城镇生活污水、农村生活污水、农田退水、生活垃圾、畜禽养殖等方面提出了适合牡丹江流域的面源污染综合整治技术。     

基于水量水质模型的高邮湖控制断面污染源解析

湖心区及近大汕退水闸断面是高邮湖重点控制断面,水质考核目标为Ⅲ类,2011～2015年水质监测结果显示TN、TP尚不能稳定达标。通过河网水量水质模型构建及模拟,得出影响高邮湖控制断面水质的主要污染源的比值及排序,为锁定重点削减对象、改善高邮湖湖体水质、制定断面达标规划提供了科学依据。     

松花江水体中多环芳烃污染源解析因子分析研究

在水体环境中应用污染物源解析模型,从源头上实现对污染物的控制对于遏制水质恶化具有重要意义。该文通过对松花江丰水期18个监测断面和平水期16个监测断的16种EPA优先控制的多环芳烃作为目标污染物,应用因子分析法识别水体中多环芳烃的主要来源,结果显示:松花江流域水体有4个主要的多环芳烃污染源,分别为煤及石油的燃烧源、交通污染源、石油污染物和炼焦污染源。丰水期与平水期多环芳烃污染来源基本一致。根据沿江主要工业分布得出:二松吉林段主要来源于吉林石化等大型石化企业和热电厂的石油燃烧和煤燃烧;二松松原段主要来源于当地的油井石油源和热电厂的燃煤;干流哈尔滨段主要来源于当地热电厂的燃烧和石油燃烧;干流佳木斯段主要源于佳木斯市的焦化厂、热电厂的石油源及煤烧。研究结果可为我国松花江流域水环境中多环芳烃的控制和治理提供参考和科学依据。     

用投影寻踪回归进行大气颗粒物的污染源解析

 应用投影寻踪回归技术（PPR）对大气颗粒物的污染源成分谱和大气采集样本中的元素测试数据进行分析，得到大气颗粒物的污染源的权重贡献率的一种原解析新方法该方法应用于上海大气颗粒物的污染源的解析,结果表明，影响上海市大气颗粒物的主要污染源是建筑尘、土壤尘、燃煤尘和冶金尘它们的平均贡献率之和十占全部尘源的85%以上     

陡河水库污染源解析研究

陡河水库作为唐山市唯一地表型饮用水水源地,是唐山市区生活及工农业生产用水等综合利用的大型水利枢纽工程。但今年来,受农业、生活污水、水产养殖、畜禽养殖等排污的影响,陡河水库生态环境保护形势并不乐观,水体稀释能力降低,进一步加剧库区的水环境污染程度。因此,对陡河水库进行污染源解析,建立高效的水资源保护机制已经迫在眉睫。     

稳定同位素技术在水体硝酸盐污染源解析中的研究进展

准确识别水体中硝酸盐污染来源至关重要,目前稳定同位素已被广泛应用于水体硝酸盐污染源解析研究,但关于同位素分馏影响源解析结果准确性的研究仍不足。介绍了稳定同位素分析技术及其在水体硝酸盐污染源解析中的应用,通过对比氮转化中δ¹⁵N-NO₃ ⁻和δ¹⁸O-NO₃ ⁻的时空差异性,结合其他技术方法在硝酸盐污染源解析研究中的应用,提出目前稳定同位素技术在硝酸盐污染源解析中应用的局限性。结果表明,氮转化中同位素分馏对水体δ¹⁵N-NO₃ ⁻和δ¹⁸O-NO₃ ⁻的影响很大,使用符合环境特征的潜在来源δ¹⁵N-NO₃ ⁻和δ¹⁸O-NO₃ ⁻是保证稳定同位素模型解析结果准确性的关键。因此,深入研究水体中与氮转化相关的微生物信息将有助于进一步了解硝酸盐在迁移转化中的特征;土壤层或者地下水硝酸盐的输入应成为地表水体硝酸盐污染源解析的重点考察端元;结合机器学习发展出适应研究区域地理气候特征的稳定同位素模型是今后实现精准溯源的研究方向。

     

基于源汇过程模拟的鄱阳湖流域总磷污染源解析

近年来鄱阳湖磷污染问题突出总磷超标且浓度逐年增加,成为制约鄱阳湖流域(江西)经济社会可持续发展的重要因素.为科学解析鄱阳湖总磷污染来源耦合多污染源污染负荷估算方法和SPARROW模型,建立基于源汇过程模拟的流域污染源解析技术方法,针对鄱阳湖流域13种总磷污染源开展负荷估算、模拟校核和入湖时空贡献定量解析.结果表明:①鄱阳湖总磷负荷以陆域输入为主(占90.8%),主要污染来源为农业和城镇生活源,质献率分别为56.4%和30.6%;污染来源按贡献率的大小排序依次为种植业(29.3%)>城镇生活(24.6%)>畜禽养殖(17.2%)>水产养殖(9.9%)>内源释放(6.9%)>城市径流(6.0%)>农村生活(2.2%)>工业企业(1.6%)>其他源(0.46%).②在空间贡献方面,总磷入湖负荷主要来自于滨湖区和赣江集水区,贡献率分别为33.5%和31.8%其他集水区总磷贡献率较小(合计为25.5%),湖体贡献率为9.2%;同时不同子流域污染源贡献结构也存在空间差异性.③在时间贡献方面,总磷入湖负荷量呈季节性波动特征贡献峰值多出现在6月,雨季(3...