基于PCA-SOM的北京市平谷区地下水污染溯源

为了解北京市平谷区地下水污染物来源,以平谷区2010—2018年监测数据为基础,使用PCA(主成分分析法)识别了地下水水质指标因子,使用自组织映射识别了污染物的空间分布.结果表明:通过监测指标间的Pearson检验发现, 平谷区地下水电导率与ρ(Ca2+)(p=0.936)、总碱度与ρ(HCO₃2-)(p=0.981)、ρ(Mg2+)与总硬度(p=0.944)指标之间显著相关.地下水化学类型主要以HCO₃-Ca型为主,其次为HCO₃-Mg型.NH₄+、SO₄2-、Cd、Fe(Ⅱ)、NO₂指标空间分布离散性和差异性较大,存在局部富集现象.通过因子分析法筛选出影响平谷区地下水水质的8个公因子,首要影响因子为溶滤-富集作用(贡献率为22.398%),次要影响因子为农业、养殖业和填埋场等人为活动作用(贡献率为16.533%),雨水下渗作用(贡献率为8.035%)、工业源人为活动(贡献率为7.466%)对地下水也有一定影响.通过比较各指标的SOM(Self-Organizing Map,自组织映射)特征图像和监测井映射特征图像,发现NH₄+受山前地带林业、种植业和平原地带农业、养殖业的双重影响,Na+、Mn受平原地带人为活动的影响;同时,NH₄+、NO₃-、NO₂三者之间及Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)之间来源不同,Cd、Al、氰化物三者具有同一来源.研究显示,PCA-SOM(PCA与SOM相结合)可以对地下水化学组分来源进行定性识别与定量分析.      

环境监测实验室的量值溯源

在环境监测工作中，很多监测人员对量值溯源只停留在仪器设备检定的认识上，对量值溯源概念、体系、途径和办法不明，特别是对校准和检定的关系理解模糊，由此造成一方面一些监测项目、领域的量值统一得不到保证；另一方面，检定费用不堪重负；针对以上问题本文从量值溯源的概念、政策、体系以及溯源的途径和方法等方面进行论述，并重点对校准和检定的关系详细阐述。     

利用PCR-DGGE溯源典型农村塘坝饮用水中的污染

以华南地区典型农村塘坝饮用水为研究对象,采用基于大肠杆菌的两种特异性基因(β-D-葡萄糖苷酶编码基因uidA和膜外周磷通道蛋白编码基因phoE)的群体差异分析(PCR-DGGE),对饮用水中的污染情况进行了溯源研究.结果表明,采用富集培养的混合菌体DNA作为模板扩增大肠杆菌特异性基因更加实用.uidA和phoE的引物均...     

厦门湾流域河流氮污染综合溯源与水体达标策略

全球变化背景下海岸带地区面临多种环境压力,快速城镇化和人类活动导致河流与海湾营养盐污染和富营养化问题加重,污染溯源是水体达标方案编制与实施的重要环节.兼顾科学性与操作性,本文基于综合溯源思路,以厦门湾河流为例,于水质较差的枯水期开展水系沿程梯度调查,进行氮的生物地球化学过程解析,结合硝酸盐氮氧双位素及土地利用统计分析,探明氮污染关键源区和氨氮超标成因.结果表明,研究区63%的站位水中氨氮占无机氮的50%以上,沿下游方向氨氮污染加重,且与城镇与农村宅基地、渔塘的面积占比均呈正相关.土壤氮、粪肥及污水和化肥贡献了硝酸盐89%~91%的来源.最后,提出了污染减排(控源)、生态修复(增容)、以海定陆(统筹)的水体达标策略,为我国水污染防治与管理提供方法示范.     

成都市西南片区大气降尘风险评价及溯源研究

成都市西南片区是天府新区的核心区,是我国建设世界知名公园城市的样板区域,为查清区域空气质量状况,评价大气降尘重金属风险状态,判断重金属来源,于2018年开展了区内大气降尘重金属的监测工作,采用潜在生态风险指数、人体健康风险评价,对降尘重金属进行生态风险和人体健康风险评价,并基于PMF模型探讨重金属来源。结果显示,大气降尘中Cd、Hg、Pb的平均含量与十年前比分别下降了74%、73.8%、11.5%,大气质量有好转迹象。目前Cd仍存在强等生态风险,Pb存在中等生态风险。人体健康风险评价结果显示,研究区大气降尘中As和Pb可能会对儿童产生一定的非致癌风险,主要暴露途径为手-口。基于PMF源解析结果表明,自然源、燃煤源及交通源对Pb的贡献率分别为48.3%、33.3%、18.4%,农业源和交通源对Hg的贡献量分别为73.1%和26.9%。交通工业源对Cd的贡献为71.1%,燃煤源对As的贡献为100%,自然源对Cr的贡献为89.8%。研究区大气环境质量整体可控,但其长期威胁应引起足够重视。     

管网突发水污染溯源模型构建及应用研究——以深圳东部某水质净化厂为例

管网突发性水质污染具有隐蔽性、突发性、非连续性和不确定性,是当前水污染防治的一个难点。以深圳东部某水质净化厂为例采用数值模型模拟突发性污染传输过程的方法,在大量数据采集分析的基础上利用SWMM建立了水质净化厂的管网突发水污染溯源模型。经过模拟分析发现区域内9个工业污染源之间废水排放特征存在差异性、并且废水突发排放对水质净化厂进水影响风险具有指标差异特征。然后在上述结果的基础上探讨一种应用于管网突发污染溯源应用实践的方法：通过预先模拟分析污染源指标特征明确不同污染源污染排放影响风险的差异性;在发生突发污染事件时分析水质净化厂进水指标特征和不同污染源的排放特征相关性,筛选并不断缩小可疑排放源范围;再结合空间地理信息进行管网关键节点快速验证最终锁定嫌疑排放源。可以指导和帮助溯源执法人员快速反应、短时间溯源锁定嫌疑工业污染源,提升污染溯源的工作效率。     

瑞平塘河氟化物污染状况调查及溯源研究

以2016—2020年地表水常规监测结果为依据,发现瑞平塘河自2017年起出现氟化物质量浓度升高现象,2020年其中1个断面氟化物质量浓度平均值达到1.25 mg/L,比2016年高出145%。为此于2021年3—6月,对瑞平塘河流域的氟化物污染状况进行实地调查并开展溯源研究。研究结果显示,2021年氟化物质量浓度超过1.0 mg/L的点位占59.34%,其中超过1.5 mg/L的点位占42.86%,表明大部分河道氟化物质量浓度已经超过水体功能区要求,对生态环境安全构成较大潜在风险。溯源调查结果表明,排除了农业源及矿山源污染的可能,乳胶制品企业排放的废水为瑞平塘河氟化物的污染来源。针对目前该行业的排放标准和环境影响评价均未提及氟化物污染,企业废水处理设施也无除氟工艺单元,缺乏有效的污染防治措施与监管要求等问题。提出,应及时组织开展该区域乳胶制品行业整治提升,增加氟化物处理工艺单元,提升出水水质,确定氟化物排放浓度限值,并对该行业排放标准做进一步研究和完善等建议。     

太湖西部河湖氮污染物来源及转化途径分析

通过2014年枯水、丰水两期监测,综合分析了太湖西部入湖河流与湖区水体及其沉积物的无机氮形态与同位素特征,并利用δ~(15)N识别了太湖西部上游区氮污染来源及转化途径的生物化学作用机制.结果表明:NO_3~--N与NH_4~+-N为研究区域入湖河流无机氮的主要形态,而NO_3~--N为西部湖区水体无机氮的主要形态;δ~(15)N-NO_3~-的数值范围揭示了西部入湖河流在枯水季NO_3~--N主要来源于农用化肥,有少量矿化土壤有机氮,而丰水季则以生活污水为主,有少量矿化土壤有机氮及农用化肥;δ~(15)N-NH_4~+的数值范围说明了生活污水是河流水体NH_4~+-N的主要来源;通过水体及沉积物样品NO_3~--N、NH_4~+-N、δ~(15)N-NO_3~-、δ~(15)N-NH_4~+的协同分析可知,湖区氮的赋存形态主要受湖区水体硝化作用及沉积物内反硝化作用的影响.     

基于FIB的北京温榆河流域粪便污染物分布特征和源解析

目前,北京市温榆河流域存在着较为严重的粪源微生物污染问题,对流域周边暴露人群的健康带来了潜在的威胁.为了明确温榆河粪便污染的分布特征及宿主来源,本研究采用传统培养法与定量聚合酶链式反应(qPCR)分别对常规粪便指示细菌(Fecal indicator bacteria, FIB),包括粪大肠菌群(Fecal Coliform, FC)、大肠杆菌(Escherichia coli, EC)与肠球菌(Enterococcus,ENT)和溯源FIB,包括不同宿主来源的特异性生物标记进行检测,并探究其相关性.研究结果表明,流域内粪源微生物污染较为严重,常规FIB浓度介于0～4.38×10~7 CFU·L~(-1)之间,溯源FIB处于1.37×10~6～4.29×10~(10) copies·L~(-1)之间.从时空分布来看,由于来水中各大支流及污水处理厂的贡献,从温榆河起点沙河闸至终点北关闸,所有的指示菌浓度呈现出大幅度的升高趋势.其中,龙道河为干流来水中粪便污染的首要地域,污水处理厂的尾水可能是清河河口及坝河处微生物污染的主要来源;降雨径流对粪源微生物含量的时空变化存在着非常显著的影响,使得FIB最高可达2个数量级的增长.微生物溯源结果显示温榆河流域内的粪源微生物来源主要为人类粪便污染,而非畜禽粪便污染,这同北京市近年来有关畜禽养殖管控密切相关.相关性分析表明,虽然FC与EC、ENT之间皆存在着统计学意义上的显著正相关性,但传统的FIB指标与拟杆菌及人源拟杆菌指标之间不存在显著相关性.本研究通过传统FIB培养和微生物溯源方法结合,明确了北京温榆河粪源污染程度及其主要来源,为北京温榆河污染防控提供了新的思路.