基于哨兵-3A卫星OLCI数据的最大叶绿素指数在太湖蓝藻水华监测中的应用

欧洲航天局于2016年2月16日成功发射哨兵-3A卫星,搭载的水色遥感仪器(OLCI)提供了很好的海洋和内陆水体生态指标观测反演能力。基于OLCI获取的太湖L1b级遥感数据产品,利用OLCI Oa10、Oa11、Oa12波段计算了重要的水色/水生态遥感指标,即最大叶绿素指数(MCI),在此基础上初步分析了MCI在太湖蓝藻水华监测预警中应用效果。研究表明:(1)哨兵-3A卫星OLCI影像质量清晰,构建的MCI能够反映太湖水体叶绿素信号强度;(2)与常用的归一化植被指数相比,在蓝藻没有明显积聚的藻-水混悬水域,MCI与叶绿素浓度有很好的关联,可更灵敏地反映叶绿素浓度的空间分布特征。MCI将在蓝藻监测上具有更好的适用性,可有效提高富营养湖泊蓝藻水华的预警预报精度。     

地表水环境遥感监测关键技术与系统

介绍了地表水环境遥感监测的关键技术与系统及其典型应用,其代表性机理模型和应用示范成果主要来自于中国科学院遥感与数字地球研究所的高光谱遥感团队在最近几年中取得的一些研究进展,主要包括建立了基于改进双峰法的水体分布自动化遥感提取方法,实现了简单、高效和高精度的水体提取;提出了大型湖泊长时序水量估算方法,并以青藏高原湖区为例,重建了典型湖泊面积、水位和水量序列;发展了基于“软分类”的典型内陆水体叶绿素a浓度反演方法,构建了基于生物光学模型的高度浑浊水体悬浮物浓度遥感反演半解析方法,提高了反演方法的区域和季节适用性;构建了基于水色指数的大范围湖库营养状态和透明度遥感监测方法,实现了全球大型湖库营养状态遥感监测,以及全国大型湖库透明度遥感监测;在此基础上,开发了地表水环境遥感监测系统,提高了水环境遥感监测效率,促进了卫星遥感在水环境监测中的高精度业务化应用。     

淀山湖沉积物的污染特征及其风险评价

对上海淀山湖代表性表层沉积物中的重金属、磷、PAHs及OCPs等典型污染物质进行了分析和风险评价。其中总磷含量范围为1 072~1 229 mg/kg,以无机磷为主,生物可利用磷含量较高,对水体富营养化具有潜在的威胁。重金属Cu、Cr、Zn、Pb的平均含量分别为25.5、34.1、244.5、32.2 mg/kg,污染程度大小依次为ZnPbCuCr,潜在生态风险程度依次为PbCuZnCr。∑PAHs、∑OCPs含量范围分别为617.1~843.2 ng/g以及22.03~28.94 ng/g,风险结果表明PAHs和大部分OCPs均未超出ERL值,生态风险水平低。     

顺序注射平台-分光光度法测定水中总磷

参照希思迪在线总磷分析仪和荷兰Skalar在线过程分析仪测定水中总磷的方法,对顺序注射平台分析技术进行改进,从而建立了钼酸铵分光光度法测定水中正磷酸盐的快速分析方法,该方法集微功耗、微量试剂消耗于一体。注射平台具有模块化、投入式探头等结构特征,仪器包含3个检测量程,适用于环境监测等领域的实时在线分析。实验选择磷酸蓝的测定吸收波长为880 nm,当总磷质量浓度为0.10~2.00 mg/L时,浓度与吸光度呈线性关系,线性回归方程y=0.970 3x-0.025 3,相关系数为0.999 5,方法的检出限为1.36×10-2mg/L。     

地下水中病原菌及其快速检测技术研究进展

全世界尤其在发展中国家由地下水病原菌导致的环境安全问题日益频发,成为影响人群健康的重要因素。传统的病原菌检测技术存在费时、灵敏度低以及难以准确定量等问题,无法满足对地下水中种类日益增多的病原菌的有效监测。近年来,地下水中病原菌检测技术不断发展,其中聚合酶链反应技术、生物芯片及生物传感器等检测技术成为研究热点,在这些技术的基础上,以能实现微型便携、快速灵敏、准确特异和经济方便为目的的新材料和不同技术手段的整合技术成为地下水中病原菌检测发展的新方向。文章对近年来病原菌快速检测新技术进行综述,以期为受污染的地下水病原菌的有效监测和控制提供技术支持。     

基于LS-SVR、BP-ANN和MLR模型的PM10浓度预测

利用宁东能源化工基地PM10和气象监测数据,分别采用LS-SVR、BP-ANN和传统MLR模型预测PM10浓度变化。结果表明,较BP-ANN模型、MLR模型,LS-SVR模型能更好地刻画PM10浓度与各气象因素间的非线性相依关系,更准确地预测PM10浓度。     

超声辅助离子液体微萃取-液相色谱-串联质谱法测水中六溴环十二烷

建立了超声辅助离子液体液-液微萃取(USA-IL-DLLME)结合液相色谱-串联质谱测定水中六溴环十二烷3种异构体(α-HBCD、β-HBCD、γ-HBCD)的分析方法。实验中分别考察了离子液体萃取剂的种类及体积、超声时间、样品p H及盐浓度等因素的影响。在最佳条件下,HBCDs 3种异构体在0.5~100μg/L质量浓度条件下有较好的线性关系,相关系数大于0.998,最低检出限分别为156.4、84.6、85.5 ng/L,测定下限分别为0.626、0.339、0.342μg/L。相对标准偏差(n=5)为5.3%~9.7%。采用该方法对实际环境水样进行了检测与加标回收实验,在1、20μg/L 2个添加水平下,加标回收率为71%~102%。方法具有简单快速、有机溶剂用量少、绿色环保的特点。     

2014年于桥水库浮游植物群落与环境因子的关系

为研究于桥水库浮游植物群落结构及其与环境因子的关系,于2014年春夏季进行采样分析。两季共鉴定出浮游植物6门99种,其中绿藻门(Chlorophyta)62种,硅藻门(Diatoms)21种,蓝藻门(Cyanophyta)7种,裸藻门(Euglenophyta)4种,甲藻门(Pyrrophyta)2种,隐藻门(Cryptophyta)2种。春季浮游植物6门86种,第一优势种为绿藻门的四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda);夏季浮游植物5门62种,第一优势种为蓝藻门的铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)。春季浮游植物密度低于夏季,于桥水库浮游植物群落结构具有明显的季节变化规律。RDA分析结果表明,春季采样点的相似性高于夏季,透明度、水温、溶解氧和营养盐是影响于桥水库浮游植物群落组成的关键环境因子。     

水-苦草-沉积物系统对聚乙烯微塑料的响应

水生态系统中的微塑料对生态安全和环境健康造成严重威胁,受到广泛关注.为了揭示水-苦草-沉积物系统对于微塑料暴露的响应,将苦草暴露于不同质量分数（1%～5%,沉积物湿重质量分数）的聚乙烯微塑料（PE-MPs）中,分别研究了PE-MPs对系统中水质理化指标、沉水植物形态特征、生理性状、抗氧化系统和沉积物中微生物群落结构的影响.结果表明,PE-MPs处理组对于水体理化性质的改变不显著,PE-MPs处理组显著抑制了植株株高、氧化应激指标和抗氧化系统. 1% PE-MPs处理组株高的增长仅为对照组的47.44%,叶绿素a含量为对照组的81.04%,过氧化氢酶（CAT）活性、丙二醛（MDA）含量和过氧化物酶（POD）活性较对照组分别提高了233.70%、 117.82%和61.62%.不同质量分数的PE-MPs对沉积物中的微生物群落结构存在一定的影响.上述结果有助于完善水-沉水植物-沉积物系统中PE-MPs生态风险的评价体系.     

2017~2022年环渤海地区代表性城市臭氧时空分布特征及气象条件的影响

近年来环渤海地区城市环境空气臭氧（O₃）污染问题引起广泛关注.在对2017~2022年环渤海地区代表性城市东营市O₃浓度时空分布特征进行分析的基础上,评估了气象因素及海陆风环流对O₃浓度的影响.结果表明：①2017~2022年,东营市O₃年评价值呈波动上升趋势,以O₃为首要污染物的污染天数增加. O₃污染主要出现在春夏秋三季,其中5~6月最为严重,且O₃污染季持续时间变长. O₃浓度日最大8 h滑动平均值（MDA8 O₃）的月际变化呈双峰分布,第5和25百分位数增加明显,空间分布呈现“南北高,中部低”的特征.此外,近年来东营市夜间O₃浓度也表现出明显增加的趋势. ②气象因素对东营市O₃浓度变化有较大影响.在温度 > 30℃、相对湿度 < 50%、风向为西南偏南或东北偏东时易出现O₃高值.研究期间东营市气象因素贡献了MDA8 O₃变化的30%;在O₃中度污染与重度污染的情况下,气象因素对MDA8 O₃变化的贡献率可高达40%. ③海陆风对O₃超标日的发生具有一定贡献.海陆风日午后O₃浓度比非海陆风日高20 μg·m^-3左右.在O₃中度及重度污染日,海陆风日10：00~16：00的O₃浓度比非海陆风日O₃浓度高,且20：00~23：00 O₃浓度也处于较高水平.可见海陆风能够显著影响沿海地区城市O₃浓度,为该地区的O₃污染防控带来极大的挑战.建议未来环渤海地区城市进一步加强区域O₃污染联防联控联治,加大氮氧化物和挥发性有机物的减排力度,以减少陆风气团中污染物浓度,从而降低海风气团对环渤海地区城市空气质量的影响.