面向业务驱动的大气环境数据资源分类体系及应用研究

在对分类法和分类体系发展综述的基础上,总结分类法在知识管理中的功能转变,分析不同分类体系下有关环境行业的类目特点、局限性;对大数据发展背景下以数据共享为核心的分类体系方法——美国电子政务共享框架(Federal Enterprise Architecture Framework,FEA框架)的数据分类、元数据服务的思想...     

长江流域典型城市水生态环境特征解析及综合整治对策

以长江流域典型城市为研究对象,估算长江干流、主要支流和通江湖城市COD、氨氮、TN和TP污染排放负荷,梳理典型城市水环境质量、水生态、水资源和水安全特征。结果表明,长江流域内56个城市COD、氨氮、TN、TP的排放量分别为193.78万、15.57万、31.01万和2.18万t/a,流域内大部分城市主要污染源为城市生活源,但工业源和城市面源不容忽视。近年来,流域内城市面源排放负荷占比升高,部分城市水生态系统遭到破坏,存在水质型和资源型缺水、水资源开发利用不合理、非常规水利用率低等问题,导致部分城市仍存在水生态环境安全风险。在此基础上提出了流域内城市“十四五”时期水生态环境综合整治对策建议。     

粤港澳大湾区温室气体和大气污染物协同控制现状分析

区域联防联控能够实现温室气体和大气污染物协同减排,粤港澳大湾区已开展多项环境合作项目,具有较好的气候变化和大气污染协同控制基础,对区域层面温室气体和大气污染物协同控制现状进行研究,具有重要意义。以粤港澳大湾区11个市（区）2005—2020年的历史数据为基础,在全局熵值法的基础上选取4个一级指标（子系统）、20个二级指标构建了温室气体和大气污染物协同控制现状评价指标体系,并采用耦合协调度模型测算各指标之间的耦合度。结果表明：粤港澳大湾区温室气体和大气污染物协同控制综合评价得分总体呈上升趋势,其中生态环境水平指标得分相对滞后,影响了协同控制水平的提升;11个市（区）的协同控制水平得分均有不同程度的提高,但是一级指标间的得分差异较大;4个子系统之间的耦合度为高度耦合,耦合协调度均为较低协调水平,各子系统正处于协调发展阶段,相互之间的作用力还很小,上升发展空间较大。粤港澳三地不同的环境管理体系和环境治理诉求是制约粤港澳大湾区温室气体与大气污染物协同控制发展的主要原因。     

基于控制单元划分的大辽河流域污染物空间分布及来源解析

为明确大辽河流域污染物特征及污染物来源,建立“流域—控制单元—行政区”空间拓扑关系,对2019年大辽河流域国控断面水质情况、各控制单元内污染物入河量及空间分布特征进行分析。结果表明：1)大辽河流域28个水质监测断面中,逐月水质均能达到《水污染防治行动计划》中考核目标的占29%,超标污染物以COD、NH₃-N为主,超标断面中,COD、NH₃-N主要来源为城镇生活源、农村生活源和分散式畜禽养殖,TP主要来源于不同土地利用类型污染源和城镇生活源;2)2019年COD、NH₃-N、TN、TP污染物入河量分别为59 195.5、3 115.5、18 229.7、538.3 t/a,从污染源贡献上看,总体呈现为城镇生活源>农村生活源>分散式畜禽养殖污染源>不同土地利用类型(含林地、草地、耕地、城镇用地)污染源>工业源>规模化畜禽养殖污染源;3)污染物入河量空间分布均呈现中部>西南部>东北部,其中控制单元C3、C6、C8、C11、C13、C15、C17是重点管控单元,以上重点管控单元中,COD...     

冬季衡水湖沉积物微生物群落结构特征及影响因素

湖泊沉积物中的微生物对有机物和营养盐的转化起着重要作用,其群落结构也会受环境因子的影响。为探究冬季衡水湖沉积物中微生物群落结构差异及影响因素,基于16S rRNA基因高通量测序,分析衡水湖不同湖区表层沉积物中微生物群落结构组成、多样性及与环境因子之间的响应关系。结果表明：不同湖区沉积物中微生物群落多样性表现为湖北区>湖心区>湖南区,湖北区与湖心区沉积物的微生物群落结构存在极显著差异（P<0.01）。在门水平上,湖心区沉积物中绿弯菌门（Chloroflexi）的相对丰度显著高于其他湖区,这与湖心区有机污染严重有关;在属水平上,湖北区沉积物中P9X2b3D02相对丰度显著高于其他湖区,说明该菌属更适宜在水生植物丰富的环境下生长繁衍。有机碳（TOC）浓度是衡水湖水体沉积物微生物群落结构的关键影响因素,TOC浓度与微生物菌属相对丰度的高相关性与沉积物有机污染严重有关。     

呼伦湖水体溶解性有机物荧光特征及来源分析

呼伦湖是我国北方生态安全屏障的重要组成部分,为探究呼伦湖水体中有机物的组成及来源,利用三维荧光光谱（EEMs）结合平行因子（PARAFAC）分析技术进行溶解性有机物（DOM）荧光特征及来源研究。结果表明：呼伦湖DOM中含有3种荧光组分,分别为类色氨酸（C1）、类腐殖酸（C2）和类富里酸（C3）;平水期、丰水期和枯水期的C2和C3荧光强度占比约70%,表明呼伦湖水体DOM以腐殖质类物质为主,其中不同水期生态补水工程入湖口的C2和C3荧光强度均高于其他区域;平水期、丰水期和枯水期的荧光指数、生物指数和腐殖化指数平均值分别为1.50～1.54、0.85～1.00和4.12～4.68,表明呼伦湖DOM由陆源和自生源混合组成,具有明显的自生源特征;水质监测数据表明,2021年呼伦湖平水期、丰水期和枯水期水质均为GB3838—2002《地表水环境质量标准》劣Ⅴ类,其中平水期和丰水期的BOD5平均值高于枯水期,而平水期总有机碳平均浓度高于丰水期和枯水期;不同水期C2和C3的荧光强度均呈显著正相关,表明DOM中组分C2和C3的产生及来源具有一致性。     

天山北坡区域大气污染特征及冬季重污染成因分析——以石河子市为例

以天山北坡典型代表城市石河子市为例,基于地面常规污染物浓度监测、气象观测、激光雷达观测及中尺度气象模型(WRF)模拟资料,综合分析了气象条件和边界层结构变化对空气质量的影响。结果表明：以石河子市为代表的天山北坡地区空气质量季节性差异显著,PM_2.5浓度在冬、夏两季相差最高达11.4倍,且冬季(12月—次年2月)大气污染发生率高达81.2%,重度及以上污染天气占59.1%。冬季污染呈连续“污染季”变化特征,在2020—2021年冬季发生的4次重污染过程中,每次重污染过程持续时间为7～27 d,间隔仅1～3 d,各过程均以PM_2.5污染为主导,PM_2.5峰值浓度为373～425μg/m³,PM_2.5/PM₁₀均值为0.82。进入秋冬季后,地面连续低温、高湿的气象条件对PM_2.5浓度的增长有显著促进作用,以温度<-3℃和65%<相对湿度<92%为主要影响条件,在该条件下边界层高度的显著降低和连续强逆温引起的近地扩散条件转差...     

乌梁素海水体与沉积物中半挥发性有机物污染水平及风险评估

为研究乌梁素海水体与表层沉积物中半挥发性有机物(SVOCs)的污染特征和风险水平,对乌梁素海7个点位的水体和沉积物样品进行检测分析。结果表明：水体与沉积物中SVOCs的总浓度为449.7～691.0 ng/L及144.4～587.5μg/kg;多环芳烃(PAHs)和邻苯二甲酸酯(PAEs)是所有样品中发现的主要污染物;其他SVOCs未检测到或仅检测到微量。水体与沉积物中PAHs污染主要来自石油源及煤炭、生物质燃料燃烧混合来源;PAEs污染主要来自塑料和化工工业,以及生活垃圾;水体和沉积物中主要污染物的生态风险总体上呈低风险。从饮水和暴露接触的角度,乌梁素海呈现的健康风险水平较低。     

西北生态脆弱区畜禽粪污处理技术综合评价

畜禽粪污处理技术在不同地区适用性有较大差异。为全面、客观、科学地筛选出适宜西北地区的畜禽粪污处理技术,将生命周期评价、费用效益评价与层次分析法耦合,从技术、经济、气候、直接环境影响与间接环境影响5个方面,建立了包含18项指标的西北生态脆弱区畜禽粪污处理技术评价体系;以兰州市畜禽粪污处理技术为例,分析好氧堆肥、厌氧发酵、垫料利用3种处理技术的适用性。结果表明：兰州市畜禽粪污处理技术适用性综合排序为垫料利用（72.21分）>好氧堆肥（71.55分）>厌氧发酵（68.79分）,垫料利用技术更适宜在西北地区推广;垫料利用技术环境友好性明显优于厌氧发酵和好氧堆肥技术;使用好氧堆肥和厌氧发酵技术处理畜禽粪污可为养殖场增加额外收益。该研究可为西北地区畜禽粪污处理技术模式构建和优化提供指导。     

东北山地山口湖生态系统的营养结构和演变趋势

为探究东北山地湖泊山口湖生态系统的食物网结构并预测更合理的生态管理方式,结合多元逐步回归分析探索了理化因子对山口湖初级生产力的影响,使用Ecopath模型对2014年山口湖生态系统数据进行建模,并利用Ecosim模型分析不同情景下浮游生物和主要鱼类自2014年开始未来20年的变化趋势,结合相关性分析探究山口湖未来的管理方式。结果表明：山口湖是磷限制型湖泊,水温和总磷对初级生产力的增加有促进作用。山口湖生态系统生物之间捕食关系复杂,能量流动集中在第Ⅱ营养级以上,关键种为“其他鱼类”功能组,山口湖Ecopath模型的Pedigree指数为0.537,可信度较高。浮游植物的生产率（PD/B）增加显著促进了鲫、鲤和鲢相对生物量的增加,PD/B每年下降超过5%时对上述3种鱼类相对生物量的影响不显著,鲢搜索率的增加会提高鲢对桡足类、枝角类和轮虫等浮游动物的捕食效率,通过营养级间联合作用导致浮游植物的相对生物量略微上升。结合情景分析和相关性分析发现,增加浮游植物的生物量会提高渔业产量,山口湖生态系统中鲢控藻效果不佳,要加强对外源营养盐的限制。