黄河流域甘肃段面源污染估算与空间分析

采用遥感分布式面源污染评估模型（DPeRS）,对2018年黄河流域(甘肃段)面源污染空间分布特征进行分析,具体包括多类型污染量产排特征解析和流域优先管控单元识别。结果表明,污染量上,2018年黄河流域（甘肃段）总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH₃^-N)、化学需氧量(COD_Cr)的面源污染排放负荷分别为65.6,11.8,19.1和77.2 kg/km²,入河量分别为836.7,33.3,220.2和1 353.3 t;空间分布上,氮型(TN和NH₃^-N)排放负荷高值区主要分布在流域中部和东部局部地区,流域大部分地区TP排放负荷均较高,COD_Cr面源污染排放负荷高值区分布较为零散。与排放负荷相比,黄河流域（甘肃段）面源污染入河负荷并不突出,这与该地区水资源量少有密切关系。筛选出黄河流域（甘肃段）面源污染优先控制单元15个,面积占比为85.2%,I类优控单元主要分布在庆阳市、天水市、兰州市和白银市等地区,II类优控单元主要分布在甘南藏族自治州,且TN、TP、NH₃^-N和COD_Cr面源污染优控单元识别结果的平均精度达到80%。     

湟水流域土地资源环境承载力分析

以湟水流域为研究区,从生态敏感性、土地利用生态适宜性角度分析流域土地资源利用合理性,以生态用地为约束评价土地资源环境承载能力。结果表明：流域内中度敏感区占比最高,为4170%,主要处于以高、中覆盖度草地、林地、水域及未利用土地为主的浅山区和脑山区的相交区域;高度敏感区占比1513%,集中分布于以林地为主的脑山区。9887%的城乡工矿居民用地处于非敏感区和一般敏感区内,流域内城乡建设用地类型空间布局总体上与生态环境相适应,布局合理;水域、高覆盖度草地和林地的改变会对生态环境造成很大影响,不适宜开发利用。     

基于NDVI指数的骆马湖水生植被分级研究

基于典型时段骆马湖LandsatTM遥感影像,利用归一化植被指数（NDVI）法对骆马湖水生植被进行分级研究.采用标准差分级方法,将骆马湖水生植被分为5个等级.研究结果表明,利用这种分级方法处理的图像能够较准确地反映骆马湖水生植被区域分布和等级分区,能够更准确地给出采砂区和生态保护区域的位置,增强湖区水生态环境保护工作的有效性和针对性.     

沱江流域主要污染负荷预测及时空分布特征

耦合社会-经济因子探究工业点源和生活污染源污染负荷未来变化趋势,可为优化水环境规划和管理方案提供理论依据。选取沱江流域为研究区域,采用经济增长预测法、工业点源传统统计法、人口趋势灰色模型预测法和排污系数法分别计算了2020-2025年该区域28个县(市、区)的工业GDP值,工业点源废水排放量及主要污染负荷(COD、NH₃-N、TN、TP),农村与城镇人口及生活污染源的主要污染负荷,并利用ArcGIS技术探究了工业点源和生活污染源主要污染负荷空间分布特征。结果表明:2020-2025年,工业GDP值总体呈逐年增加趋势,而工业废水排放量总体呈逐年减少趋势,预计到2025年,流域工业GDP值将增加至2.52×10¹²元,而工业废水排放量将减少至0.64×10⁸ t。工业点源主要污染负荷表现为COD>NH₃-N>TN>TP。沱江流域总人口数与生活污染源污染负荷呈逐年增加趋势,其中城镇人口与生活污染源污染负荷呈逐年增加趋势,农村人口与生活污染源污染负荷呈逐年减少趋势,且城镇人口及生活污染源污染负荷增加量大于农村人口及生活污染源污染负荷减少量。城镇、农村生活污染源的主要污染负荷表现为COD>NH₃-N>TN>TP。工业点源和生活污染源主要污染负荷在空间上存在高度异质性。2025年,来自工业点源的主要污染负荷均呈上游较少,中、下游较多的特征;来自城市生活污染源的主要污染负荷均呈中、上游较多,下游较少的特征;来自农村生活污染源的主要污染负荷均呈中游较多,上、下游较少的特征。笔者提出耦合社会-经济因子预测流域污染负荷的方法可以推广到其他与社会经济指标相关联的流域工业点源、生活污染源污染负荷的预测研究中,以期为未来流域水环境管理与治理提供科学参考。     

基于DPeRS模型的渭河典型断面汇水区面源污染评估及污染成因分析

近年来甘肃渭河桦林断面月度水质不稳定达标的问题引起了管理部门的广泛关注,掌握桦林断面汇水范围面源污染现状,对控制流域面源污染和促进水质稳定达标具有重要意义。采用遥感分布式污染估算（DPeRS）面源污染评估模型,对2018年黄河流域甘肃桦林断面汇水区面源污染空间分布特征进行分析,开展多类型污染量产排特征解析。结果表明：农业面源污染量方面,2018年甘肃桦林断面汇水区总氮（TN）、总磷（TP）、氨氮（NH⁺₄-N）、重铬酸盐指数（COD_Cr）面源污染排放量分别为11 591,2 697,7 141和1 458 t,入河量分别为2 184,512,1347,263 t;空间分布上,氮型（TN和NH⁺₄-N）排放负荷高值区主要分布在陇西县、武山县县段和岷县县段;武山县县段TP排放负荷较为突出;COD_Cr型面源污染高负荷区主要分布在陇西县、渭源县县段和武山县县段。农业面源污染物入河排放负荷空间分布差异明显,氮磷型（TN、NH⁺₄-N和TP）入河高负荷区主要分布在武山县县段、陇西县、临洮县县段;COD_Cr型面源污染入河高负荷区呈分散分布。漳县西部地区水土流失量较高,漳县西部、陇西县和渭源县县段北部局部地区泥沙负荷量较高。枯水期污染治理仍是保障水质稳定达标的关键期,农田径流是渭河桦林断面所在汇水区氮磷型面源污染的首要污染类型,畜禽养殖是COD_Cr型面源污染的首要污染类型。     

遂宁市夏季大气挥发性有机物污染特征及来源解析

2019年7-8月在四川省遂宁市实验学校、遂宁中学、金鱼小学、石溪浩4个点位同步开展为期20d的挥发性有机物(VOCs)离线观测,分析了遂宁市VOCs浓度时空分布特征、臭氧生成潜势(OFP)和VOCs主要来源。遂宁市TVOC体积浓度为39.4×10^-9,占比较高的组分为OVOCs和烷烃,体积浓度分别为15.6×10^-9和13.3×10^-9,占比分别为39.5%和33.6%。遂宁中学、金鱼小学、石溪浩24 h平均体积浓度分别为29.8 ×10^-9、58.4 ×10^-9、30.0×10^-9;加密点实验学校的小时平均浓度为22.9×10^-9。遂宁市总OFP为166.7 μg/m³,占比最大的为烯烃(33.1%)。实验学校、遂宁中学、金鱼小学、石溪浩OFP浓度分别为101.2、134.4、243.6、122.1 μg/m³。金鱼小学采样点位于工业园区下风向,受工业园区企业排放源影响,VOCs浓度和OFP值均明显高于其他点位。PMF模型源解析结果表明:遂宁市VOCs来源占比最大的为工业排放源,达32%;其次为机动车尾气源、燃烧源,占比均达17%;油气挥发源、天然源、溶剂使用源分别占13%、11%、10%。工业源、机动车尾气来源占比最高的均是金鱼小学,分别为39%、30%;天然源占比较高的是实验学校(13%)和石溪浩(10%)。     

2018年长三角一次持续重污染过程分析

利用常州市6个环境空气质量评价点PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂、CO和水溶性离子数据,结合后向轨迹、激光雷达探空资料、气象资料等,分析了2018年1月29日—2月2日长三角区域一次持续重污染过程。结果表明,重度污染时次高达94 h,PM_2.5最高值达235 μg/m³,由外来输送污染物与本地排放的污染物叠加而成,在不利气象条件影响下,污染物在长三角区域长时间滞留;重污染期间,污染物日变化规律显示,PM_2.5受外来源影响更显著,而SO₂、NO₂受本地污染源影响更显著,水溶性粒子组分与常州市本地源存在较大差异,其中NO₃^-、NH₄⁺、K⁺、Mg²⁺和SO₄^2-值增加最为明显,较污染前分别增加了9.1,5.9,4.3,4.2和4.1倍;K⁺值升高较快,说明污染期间也受到了生物质燃烧的影响。此外,NO₃^-和SO₄^2-在空气质量较好时,在水溶性离子中的占比日变化幅度较大,而在重污染期间,NO₃^-和SO₄^2-日变化幅度明显减小。     

闽江入海断面溶解无机氮长时间序列分析及入海通量估算

为深入研究闽江口富营养化机制,于1985—2021年在闽江入海断面开展了水质监测。采用结合局部加权回归散点平滑法(LOWESS)的季节性肯达尔检验(SK检验)对断面溶解无机氮(DIN)及其各组分浓度变化趋势进行分析,同时结合水文资料对入海通量进行估算。结果表明:DIN浓度范围为0.728~3.140 mg/L,在37年间整体呈上升趋势,但不显著。各组分中NO₂-N和NH₃-N浓度分别呈显著和极显著下降趋势,而NO₃-N浓度呈极显著上升趋势。DIN组分中NO₂-N和NH₃-N比重不断减小,而NO₃-N比重不断增大,目前已成为DIN的主要组成部分。DIN入海通量范围为3.59×10⁴~14.85×10⁴ t,在37年间缓慢增加,其各组分入海通量长期变化趋势同浓度变化类似。从长期来看,DIN及其各组分浓度的变化趋势主要受流域环境变化及下游福州市含氮废水排放影响,而在短期则受台风、降水等一些突发环境事件的影响较大。     

乌鲁木齐近十二年(1997~2009)降水中化学组分变化趋势分析

通过对乌鲁木齐市近12年(1997~2009)降水的化学组分分析,表明大气环境中的年际pH值在6.04~7.42间波动。∑阴离子所占百分比约为∑阳离子2倍。SO^2-₄和Ca²⁺分别是阴离子和阳离子中占比重最大的离子,直接影响降水的化学性质。近年来,SO^2-₄在阴离子中所占比重呈下降趋势,而NO^-₃则逐年增加,说明乌鲁木齐市在控制燃煤型污染方面采取的措施取得了一定效果,而机动车尾气污染日益加重,大气环境中各阴离子的组分比例在不断变化。     

安庆市PM2.5碳质组分污染特征及来源解析

2020年3月2日—2021年2月28日在安庆市政务服务中心楼顶设置监测点,手工采集PM_2.5样品,运用多波段碳分析仪(DRI Model 2015)分析样品中碳质组分有机碳(OC)和元素碳(EC)质量浓度;利用OC/EC法、相关分析法和主成分因子分析法对PM_2.5中碳质组分的污染特征和可能来源进行解析。结果显示:安庆市手工采样期间PM_2.5平均质量浓度为(45.9±28.1)μg/m³,OC和EC的平均浓度分别为(8.0±3.4)、(1.4±0.6)μg/m³,在PM_2.5中占比为17.4%、3.1%。四季OC平均浓度分布为冬季(9.7±4.2)μg/m³ >春季(9.0±2.5)μg/m³ >秋季(8.3±2.9)μg/m³ >夏季(5.1±1.6)μg/m³,EC平均浓度分布为冬季(1.7±0.5)μg/m³ >春季(1.7±0.6)μg/m³ >秋季(1.3±0.4)μg/m³ >夏季(0.8±0.3)μg/m³。OC/EC范围为3.11~12.14,平均值为5.83,表明安庆市存在二次有机碳(SOC),SOC均值为(2.89±1.94)μg/m³,分别占OC和PM_2.5浓度的36.1%、6.3%;四季OC、EC相关性不显著,r均小于0.85,说明安庆市的碳质组分较复杂;在不同空气质量等级条件下,OC质量浓度随着污染等级的升高而逐渐升高,EC质量浓度随着污染等级升高而先升高后降低。利用主成分分析法进行来源解析发现,道路扬尘、燃煤、柴油车尾气是碳质组分的主要来源。     

南通市一次典型沙尘污染过程分析

根据南通市大气超级站的观测结果和气象因素，对南通市2019年10月29日—11月2日一次典型沙尘污染过程、颗粒物化学组分、颗粒物消光和退偏进行分析。结果表明，在沙尘影响期间，PM₁₀小时峰值达311 μg/m³， ρ（Ca²⁺）较污染前上升了7.4倍；在沙尘颗粒物碱性环境条件下，二次组分OM和NO^-₃的快速生成，浓度分别较污染前上升了96.6 %和34.0 %；ρ（NO^-₃）/ρ（SO^-2₄）污染中（2.5）高于污染前（1.7），ρ（EC）/ρ（PM_2.5）污染中（4.2%）高于污染前（3.6%），受到明显的沙尘传输影响，而移动源排放也有一定贡献，在本地地面气压场较弱情况下，导致沙尘污染过程长时间持续。     

星云湖流域生态环境质量时空变化评价

选取1988—2021年4期Landsat影像,反演绿度、湿度、热度、干度指标,采用主成分分析法构建遥感生态指数(RSEI),监测星云湖流域生态环境质量时空变化。结果表明：1988—2021年星云湖流域生态环境质量变化较小,稳定在中等水平;沿湖平地及山间河谷生态环境质量恶化,边缘山区生态环境质量改善;该流域土地利用类型以耕地、林地为主,土地利用变化响应生态环境质量的变化;2000年后绿度和湿度指标对生态环境质量的改善越来越重要;生态环境质量的空间分布呈聚集性,高-高聚集区由沿湖平地逐渐向山区转移,低-低聚集区主要分布在石漠化现象严重的山区。     

王港河流域水环境质量溯源调查分析

以王港河流域为研究对象,根据2016—2020年、2021年1月29日—31日2个时间段的水质历史监测数据、2020年高分遥感影像解译结果和对高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮、总磷指标的加密监测数据及现场核查,对王港河流域水环境质量范围进行了溯源调查分析。结果表明,2016—2020年,王港河流域水质逐年好转;遥感解译共289个工业企业地块,102个水产养殖地块,169个畜禽养殖地块,92个疑似污染水体地块;王港河流域上游水质明显好于下游,下游沿线支流水质较差,畜禽养殖污染占比较高,是影响水质的主要原因,此外,沿河乡镇生活污水和工业污水收集处理效率低,以及工业园区工业污染源、农场农田退水、水产养殖排水也是影响水质的重要原因。     

贵阳市城区PM10和PM2.5水溶性离子特征分析

分别于2013年10月和2014年2月、5月、7月在贵阳市城区3个环境空气质量监测国控点位（南明区市监测站、云岩区黔灵公园马鞍山和观山湖区贵阳一中）进行PM₁₀、PM_2.5样品采集,并对10种水溶性离子（SO₄^2-、NO₂^-、NO₃^-、NH₄⁺、Cl^-、F^-、Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺）的含量进行了分析。结果表明,研究时段内,贵阳市3个点位PM₁₀、PM_2.5平均质量浓度分别为（64.8±25.5）、（46.6±21.2）μg/m³。其中,云岩区黔灵公园马鞍山点位的颗粒物浓度最低,南明区市监测站点位最高。3个点位PM_2.5平均浓度与PM₁₀平均浓度的比值为0.719,表明贵阳市城区PM₁₀中,PM_2.5占主导地位。水溶性离子分析显示,SO₄^2-、NO₂^-、NO₃^-、NH₄⁺、Cl^-、F^-、Na⁺、K⁺主要分布在PM_2.5中,Mg²⁺、Ca²⁺主要分布在PM₁₀中。3个点位PM₁₀和PM_2.5中的水溶性离子均表现为SO₄^2-、NH₄⁺、Ca²⁺浓度较大,F^-、NO₂^-较小,表明3个点位的污染源总体相同,且水溶性离子占PM₁₀、PM_2.5含量的比例达33.6%~48.1%。贵阳市城区大气中的SO₂转化率在5月、7月、10月较高,2月最低,主要是由于5月、7月、10月的高温、高湿、强辐射环境条件促进了SO₂向SO₄^2-的转化。阴阳离子平衡分析表明,贵阳市城区PM₁₀、PM_2.5呈现出偏碱性的特征。水溶性离子主成分分析表明,贵阳市城区PM₁₀中的水溶性离子主要来源于城市扬尘、生物质燃烧尘、煤烟尘、建筑尘以及二次粒子,PM_2.5中水溶性离子的来源与PM₁₀较为相似。     

徐州市不同类型颗粒物重污染过程特征及组分差异性分析

经过多年的大气污染防治,我国空气质量有了大幅改善,但重污染过程仍有发生。对2018—2021年徐州市3种不同类型颗粒物重污染过程的污染特征、演变趋势、PM_2.5组分特征和相关性及污染成因分析结果表明:在不同类型的重污染过程中,二次无机离子NO₃^-、SO₄^2-、NH₄⁺在PM_2.5中的占比均是最高。在累积型重污染期间,NO₃^-、SO₄^2-、NH₄⁺分别增长144%、142%、183%,二次无机离子对PM_2.5的增长贡献较大。结合相关性分析及SOR、NOR值发现,硝酸盐和硫酸盐的二次生成作用显著。在沙尘型重污染期间,结合雷达监测结果及后向轨迹图可以看出,沙尘沉降至高空与近地面污染物叠加造成颗粒物高值。化学组分中Ca²⁺、Mg²⁺浓度对PM_2.5浓度的影响最大,二次生成和转化对其影响较小。在烟花燃放型重污染期间,和烟花爆竹有关的K⁺、Mg²⁺、Cl^-离子较污染前分别上升1 112%、2 058%、和239%,对污染过程影响显著。     

“十三五”期间湖南省资江流域锑污染时空分布及污染治理成效分析

为掌握“十三五”期间湖南省资江流域锑污染的总体情况和变化趋势,采用数据统计分析方法对2016—2020年该流域水质锑变化特征进行研究,同时分析锑污染时间变化趋势和空间分布情况。结果表明,“十三五”期间,资江流域锑污染整体有较明显改善,尤其资江干流下游益阳市内的锑污染明显减轻,由2016年的超标率100%到2020年全部实现达标,各断面锑的质量浓度最大降幅达55.5%。资江支流中,2020年邵水断面锑质量浓度年均值较2018年下降了13.1%。资江流域的娄底、邵阳和益阳市均采取了一系列锑污染防治措施,使得资江流域锑污染整体有较明显改善。但资江支流中邵水和平溪江污染最重断面锑质量浓度年均值仍有超标,建议“十四五”期间加强流域内涉锑企业和历史遗留污染的治理,力争尽早实现资江全流域水质的全面达标。     

瓯江源头区龙泉溪底栖大型无脊椎动物多样性和群落特征

源头区溪流是河流生态系统最脆弱的部分,也是淡水底栖大型无脊椎动物(简称底栖动物)集中分布的热点区域,在流域物种库的形成和生态系统的多样性维持过程中具有不可忽视的作用。然而,目前国内对源头区溪流底栖动物多样性的系统调查研究较少。笔者对位于浙江省丽水市瓯江源头区的龙泉溪进行了底栖动物多样性调查研究,分别于2021年丰水期和平水期在覆盖龙泉溪主要山溪河流的18个样点采样,共采集获得底栖动物标本3 700余号。通过联合使用传统形态分类和DNA条形码技术,共鉴定出底栖动物165种,隶属5门、9纲、19目、68科、124属。联合使用DNA条形码可使底栖动物科、种水平的分辨力提升28.3%和34.1%。调查研究表明:龙泉溪底栖动物多样性丰富,物种组成以节肢动物为主(占比高达87.9%,145种),其中水生昆虫占绝大多数(共计8目、48科、140种,占84.8%),主要优势种为鞘翅目的狭溪泥甲属1种Stenelmis sp.1、毛翅目的纹石蛾属Hydorpsyche和短脉纹石蛾属Cheumatopsyche各1种;底栖动物群落多样性丰富,且在丰水期和平水期均维持在较高的水平;海拔和底质类型等微生境条件对底栖动物多样性分布的影响分析显示,底质类型对底栖动物分布密度的影响显著。对水生态状况的生物评估结果显示:Biotic Index污染生物指数更适合龙泉溪流域的水质健康状况评估,龙泉溪流域整体的水生态状况健康,水质属清洁或极清洁。该研究使用传统形态学和DNA条形码技术相结合的鉴定方式,提高了底栖动物物种鉴定的精度,所获得的多样性调查和水质评价结果为瓯江源头区溪流乃至整个流域的生态保护和长期监测提供了本底基础资料。     

基于高分遥感影像的跨国界流域环境监测——以红河流域为例

借助高分遥感影像,通过目视解译手段提取红河流域内工业区、工厂、矿山、尾矿库和水产养殖场5类水环境污染源信息,并对中越境内污染源状况对比分析。结果表明,红河流域越南境内的工业区、水产养殖场数目均多于中国境内,而中国境内的矿山、尾矿库数目均多于越南境内,两国境内的工厂数目相当。此外,矿山和尾矿库主要分布在红河干流及一级支流附近,增加了红河重金属污染风险。     

基于熵权的WQI法在鄱阳湖水质评价中的应用

基于2009—2018年鄱阳湖15个监测点位的水质监测数据,采用基于熵权改进的综合水质指数（WQI）法研究10年间该湖水质年际、季节演变特征及空间分布情况。结果表明：鄱阳湖WQI多年平均值为78.41,水质总体处于差等级,其中氮、磷污染较为严重;该湖水质空间分布差异较小,各湖区WQI较为接近,湖区西北部和东南部污染相对较为严重;该湖夏季水质较好,水质与降水量及湖面风浪强度紧密相关;该湖污染物主要来自入湖河流周边的工、矿、企业的废水及采砂造成的污染物释放,建议控制、治理入湖河流水质,提高鄱阳湖较重污染区水质。     

某典型交通路口大气颗粒物(PM10和PM2.5)中多氯联苯季节变化特征

应用同位素稀释高分辨率气相色谱-高分辨质谱 (HRGC-HRMS) 联用技术对北京市北四环典型交通路口大气颗粒物PM₁₀和PM_2.5中多氯联苯(PCBs)进行了监测,分析了PCBs浓度水平、单体组成特征、粒径分布规律和季节变化趋势。结果表明:大气颗粒物PM₁₀和PM_2.5样品中19种PCBs浓度和毒性浓度(TEQ,以世界卫生组织毒性当量因子WHO-TEF计)分别为1.05～13.83 pg/m³(平均值为6.66 pg/m³)和1.24～15.18 fg/m³ (平均值为6.84 fg/m³)、0.80～8.51 pg/m³(平均值为4.32 pg/m³)和0.88～13.40 fg/m³ (平均值为5.90 fg/m³),PM₁₀和PM_2.5中PCBs的单体分布模式相似,浓度丰度最大的是PCB-28和PCB-209,而对毒性当量贡献最大的是PCB-126。PCBs浓度季节变化明显,冬、春季明显高于夏、秋季。 PCBs浓度季节变化特征表明,不同季节采样点PCBs来源不同,除历史使用外,采暖季节可能主要来自机动车排放和化石燃料的燃烧,而非采暖季节主要来自机动车排放。粒径分布表现为PCBs倾向于富集在PM_2.5中,占PM₁₀总浓度的61%～87%(平均值为72%)。