万峰湖总有机碳空间分布特征

于2012年9月对万峰湖(水库)的总有机碳(TOC)空间分布特征进行研究,结果显示:TOC含量范围为0.41~3.94 mg/L。TOC在纵向分布上的差异不显著,在垂向分布上,总体呈现出上层中层下层的趋势。TOC在垂向上的分布差异主要源于万峰湖属于深水水库,不同深度水层因光照和温度差异所导致生物量的多寡是致使万峰湖出现上层TOC浓度明显高于中层和下层的主要因素。     

2013年北京市PM2.5重污染日时空分布特征研究

根据2013年北京市环境保护监测中心监测的PM2.5数据,系统分析了北京市重污染日PM2.5污染的时空分布特征,并利用克里格插值初步统计了全年和重污染日PM2.5不同浓度区间的国土面积。2013年全市PM2.5年均浓度为89.5μg/m3,重污染日平均浓度为218μg/m3,重污染日主要集中在冬季;PM2.5年均浓度呈现明显的南高北低梯度分布特征,而重污染日空间分布较均匀,南部及城六区存在明显的高污染区,平均浓度在180μg/m3以上;2013年北京市重污染日PM2.5平均浓度为150~250μg/m3,其对应的国土面积约为12 656 km2,PM2.5平均浓度在250μg/m3以上的国土面积约为883 km2,而全年无PM2.5平均浓度在150μg/m3以上所对应的国土面积。     

山区土壤重金属空间插值性能的改进

山区土壤重金属监测中,密集均匀的布点采样困难大,成本高。根据稀疏非均匀样本数据准确预测山区土壤重金属空间分布,对可视化描述检测元素的分布及趋势具有重要意义。基于云南省楚雄市南部山区表层土壤中重金属锰、钒的采样数据,对集成径向基函数神经网络(IRBFANNs)和传统插值方法:反距离(IDW)、普通克里格(OK)、径向基函数神经网络(RBFANNs),进行了不同等级采样密度下的插值性能比较。结果表明,样本点数量减少时,传统预测方法的插值精度都有所下降,而IRBFANNs算法在样本点较少情况下能够保持最好的插值精确度和稳定性,有效改进了空间插值性能。     

成都PM2.5与气象条件的关系及城市空间形态的影响

2013年2月1日至3月20日、2013年7月10日至8月10日对成都市大气中细颗粒物(PM2.5)进行连续监测,同步记录气象数据。将PM2.5质量浓度与城市气象条件进行相关性分析,研究气象条件对PM2.5质量浓度的影响。2月1日至3月20日PM2.5质量浓度平均为147.38μg/m3,7月10日至8月10日平均为50.19μg/m3,大气细颗粒物污染最严重的时间出现在2月1—6日。成都市各气象条件中,PM2.5质量浓度与能见度、风速呈现显著负相关,而与其他气象要素相关性较弱,降水对PM2.5质量浓度影响也很大。改善城市通风有利于成都市大气中PM2.5的稀释和消散。通过建立3D模型并运用计算流体力学(CFD)软件模拟成都市选定的一处密集的建成区域,分析城市空间形态对通风的影响。研究发现,在假设等温的情况下,多层密集的区域对城市通风影响小,而高层对城市通风影响很大,建筑高度相近的街道与风向平行的风速大于与风向成角度的,与风向平行的街道沿线为高层的风速高于沿线为多层的,较大的开敞空间及背景风速更有利于城市通风环境。     

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。     

漳河上游流域沉积物中磷的空间分布特征及其影响因素

漳河上游地区众多的水利工程改变了流域水循环,同时也影响了河流泥沙和生源物质的循环过程。为揭示人类活动干扰下的沉积物中磷的赋存特征,采用改进后的连续化学萃取法分析了漳河上游沉积物中总磷(TP)和磷形态的空间分布特征及其影响因素。研究结果表明,漳河上游沉积物中的TP含量为405.94~899.98 mg/kg,低于我国其他主要河流,接近我国东部平原湖泊含量水平。漳河上游的TP富集指数(PEI)均值为1.15,表明漳河上游富营养化风险较高。可交换态磷(Ex-P)、铁锰螯合态磷(BD-P)、铁铝氧化态磷(NaOH-P)、钙结合态磷(HCl-P)分别占沉积物中TP含量的1.13%、33.96%、12.99%、35.05%。BD-P和HCl-P是沉积物中主要的磷形态,Ex-P的含量最低,NaOH-P的含量波动最大。漳河上游沉积物中,生物可利用磷(BAP)的含量约占TP含量的38.36%~52.04%,其中,清漳干流的BAP含量明显低于其他河段。清漳源头的水土流失及浊漳河的磷输入对漳河上游BAP含量的贡献较大。统计分析显示,漳河上游表层沉积物中,TP和磷形态的空间分布无显著差异,表明以水利工程建设为代表的强烈人类活动对漳河上游沉积物中磷的空间分布的影响不显著。相关性分析和冗余分析表明,沉积物中的NaOH-P含量与沉积物中黏土和粉土的占比有较高的相关性,BD-P和NaOH-P是控制沉积物中BAP构成的重要因素,Fe含量是沉积物中TP含量的主控因子。     

2017年上半年北京市及周边地区空气质量特征分析

依托北京市、廊坊市和保定市高密度的地面空气质量监测、气象要素监测以及PM_2.5化学组分监测和后向轨迹分析等手段,对2017年上半年三地的空气质量进行分析。研究发现：三地中北京市空气质量较好,保定市较差。分污染物来看,保定市SO₂浓度水平明显高于廊坊市和北京市,颗粒物PM₁₀和PM_2.5也呈现保定市最高、北京市最低的规律。从污染物日变化来看,CO、SO₂、NO₂、PM₁₀和PM_2.5呈双峰型分布,O₃呈单峰型分布。从区域整体分布规律来看,PM_2.5和SO₂呈现明显的"南高北低"特征。PM_2.5化学组分分析结果表明：1—4月燃煤对该区域空气质量的影响较大,5—6月机动车排放的影响更为凸显。后向轨迹分析结果表明：在2017年上半年到达北京市的气流中有24%来自于北京市南部,且这些气流多为低空传输,表明区域传输对于北京市空气质量具有一定的影响。     

基于污染指数与ArcGIS的聊城市耕地OCPs污染研究

按8 km×8 km网格将聊城市耕地划分为136个采样点,调查六六六(BHCs)、滴滴涕(DDTs)、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、六氯苯和七氯等7种有机氯农药(OCPs)的残留状况。采用单因子污染指数和综合污染指数法进行污染评价,以此判断OCPs的污染程度。对7种OCPs在各样点中的含量进行差异分析,并应用ArcGIS8.3,以污染评价结果为数据支持,进行OCPs污染空间分布研究。结果表明,聊城市OCPs污染程度依次为DDTs>狄氏剂>七氯>艾氏剂>BHCs>异狄氏剂>六氯苯,总体变异程度依次为DDTs>狄氏剂>异狄氏剂>BHCs>七氯>六氯苯>艾氏剂。各OCPs空间分布没有固定的变化趋势;各采样点综合污染水平存在地域差异,以临清市污染最为严重,其他各县市污染较轻。     

区域农田镉含量空间变异与综合风险的不确定性评估

我国小麦镉 (Cd) 污染格局多样,从不确定性角度评估区域小麦田Cd累积风险有助于提升污染防治决策的准确性。本研究基于不确定性理论,将蒙特卡洛 (Monte-Carlo) 随机模拟方法引入到区域土壤-小麦系统Cd污染综合风险评估中,结合多元统计和空间分析开展实例研究。结果表明河南省某小麦主产区92.8%的土壤样品Cd含量超过农田土壤风险筛选值 (0.6 mg·kg⁻¹) ,84.0%的小麦籽粒样品Cd含量超过国家食品安全限量标准 (0.1 mg·kg⁻¹) 。区域土壤-小麦系统Cd累积水平整体上呈现西北高东南低的空间分布格局。区域Cd生态风险以中度污染为主。区域人群Cd摄入量超过WHO推荐安全值的风险概率为31.6%,控制土壤Cd累积趋势可将该超标风险下降至7.3%。不确定性模拟、空间分析和场景分析的综合应用可准确识别农田Cd污染风险等级和相应概率,为区域Cd污染防治提供决策建议。     

长江流域武汉段典型湖泊中微塑料的的赋存特征及生态风险评估

塑料污染在环境中具有普遍性,对生态系统具有潜在的风险性,为新兴的全球性环境问题。武汉境内江河纵横、百湖密布,是全球同纬度地区和长江中下游湖泊型湿地的典型代表。调查了武汉湖泊表层水体中微塑料的分布特征,并采用生态风险指数 (RI) 评估了微塑料的生态风险。结果表明,微塑料丰度为2 000~7 733 items·m⁻³,远城区湖泊表层水体微塑料丰度通常高于城乡结合区湖泊,中心城区微塑料丰度具有显著差异。湖泊中微塑料以纤维状为主,其次是碎片状,大小以<1 mm的小颗粒为主,主要颜色为透明和蓝色,主要成分为聚乙烯 (PE) 、聚丙烯 (PP) 和聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 。武汉市典型湖泊表层水体中MPs生态风险指数为601.5~8 954,均属于危险或高危等级,且PE、PP和PET的生态风险指数普遍较高。该研究结果可为城市湖泊中微塑料污染治理提供参考。