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深圳市2015~2021年雨源型河流水质时空变化及其对降雨的响应

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环境科学 2024年第2期45卷 780-791页

作者：韦必颖成建梅苏晓煜程天舜中国地质大学(武汉)环境学院武汉430078 广东省深圳生态环境监测中心站深圳518049 广东省深圳市水务规划设计院深圳518001

雨源型城市河流水容量偏小,缺乏动态补充水源,易受污染.基于深圳市2015~2021年全市(不含深汕)9大流域的21个水质指标数据和逐日降雨数据,利用单因子指数评价、综合污染指数、层次聚类分析和Pearson相关分析等方法,研究深圳市河流水质时... 详细信息

雨源型城市河流水容量偏小,缺乏动态补充水源,易受污染.基于深圳市2015~2021年全市(不含深汕)9大流域的21个水质指标数据和逐日降雨数据,利用单因子指数评价、综合污染指数、层次聚类分析和Pearson相关分析等方法,研究深圳市河流水质时空分布特征及特征污染物对降雨的响应关系.结果表明:①2015年全区大部分断面水质都是劣Ⅴ类水,2018年10月后河流水质总体得到大幅度改善,与2018年深圳市开展治水专项活动背景一致,到2021年约62%的断面水质达Ⅰ~Ⅲ类水标准;②深圳市(不含深汕)西部人口稠密地区的水质污染较东部更严重,河口和支流下游水质污染较上游更严重;③深圳市坪山河、龙岗河、茅洲河和深圳河的水质受降雨的影响显著;④深圳市河流的主要特征污染指标是DO、COD、BOD5、NH_(4)^(+)-N、TP、高锰酸盐指数、石油类和阴离子表面活性剂;对于坪山河和龙岗河,降雨使TP和NH_(4)^(+)-N指标浓度升高;对于茅洲河,降雨使TP和COD指标浓度升高;对于深圳河,降雨使COD、TP和NH_(4)^(+)-N指标浓度升高.以上结果能够揭示深圳市雨源型河流水质时空变化情况及其对降雨事件引发的非点源污染的响应关系,为深圳市打造更高品质水环境提供科学参考.

关键词：水质评价雨源型河流降雨时空分布深圳市

混合型离子交换反相吸附固相萃取-超高效液相色谱-三重四极杆质谱法测定水中23种非甾体抗炎药的残留

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环境化学 2024年第6期43卷 2077-2088页

作者：孙慧婧张蓓蓓崔冬妮李佩纹王荟胡冠九江苏省环境监测中心国家环境保护地表水环境有机污染物监测分析重点实验室南京210019

非甾体抗炎药(NSAIDs)作为一种新型有机污染物,在环境水体中普遍检出,对生态系统及人体健康造成潜在的威胁,开发准确、可靠的测定水中痕量非甾体抗炎药的检测方法至为重要.本文采用Oasis MCX固相萃取柱对水样进行富集,建立测定水中23种... 详细信息

非甾体抗炎药(NSAIDs)作为一种新型有机污染物,在环境水体中普遍检出,对生态系统及人体健康造成潜在的威胁,开发准确、可靠的测定水中痕量非甾体抗炎药的检测方法至为重要.本文采用Oasis MCX固相萃取柱对水样进行富集,建立测定水中23种非甾体抗炎药的超高效液相色谱-三重四极杆质谱分析方法.采用酸性条件(pH=4)萃取水样,上样的流速为2 mL·min^(−1),用4 mL甲醇-4 mL5%氨水甲醇进行洗脱,浓缩定容后用ACQUITY UPLCTM BEH C18柱(2.1 mm×100 mm,1.7μm),以2 mmol·L^(−1)乙酸铵+0.05%(V/V)甲酸水溶液-乙腈作为流动相进行梯度洗脱,多反应选择离子监测(MRM)模式进行检测,内标法定量.23种NSAIDs在相关线性范围内线性良好(r=0.9951—0.9992),回收率为80.2%—120%,相对标准偏差为0.4%—12.5%,方法检出限为0.20—4.84 ng·L^(−1).将该方法应用于10份地表水的检测,结果显示有10种NSAIDs检出,质量浓度在ND—83.5 ng·L^(−1)之间.该方法简单、灵敏、高效,可应用于环境水体中NSAIDs的检测.

关键词：混合型离子交换反相吸附固相萃取超高效液相色谱-三重四极杆质谱非甾体抗炎药环境水体

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基于三阶优化的臭氧生成敏感性分析方法研究

环境科学学报 2024年

作者：肖宇王茜上海市环境监测中心

臭氧生成浓度曲线（后文称EKMA曲线）可以反映臭氧及其前体物VOC和NOx三者之间的非线性关系，是研究城市臭氧浓度生成敏感性及其控制路径的主流方法 .常用的方法一是开展数值模型多情景模拟来绘制EKMA曲线（后文称BFM方法），但需要大... 详细信息

臭氧生成浓度曲线（后文称EKMA曲线）可以反映臭氧及其前体物VOC和NOx三者之间的非线性关系，是研究城市臭氧浓度生成敏感性及其控制路径的主流方法 .常用的方法一是开展数值模型多情景模拟来绘制EKMA曲线（后文称BFM方法），但需要大量计算资源且费时长.二是基于空气质量模型的敏感性分析工具来开展估算（后文称HDDM方法），但在前体物削减比例过大时常存在较大误差.为解决上述问题，本研究引入三阶优化思想，开发了一种新的EKMA曲线绘制方法（后文称HDDM-3ranges方法），计算在前体物VOCs和NOx同时变化下臭氧浓度值.结果表明：(1)当削减比例在60%以上时，HDDM-3ranges方法较HDDM方法可明显减少对臭氧浓度的计算误差，在前体物削减比例为80%时可减少4%～17%的计算误差；(2)HDDM、HDDM-3ranges和BFM 3种方法绘制的EKMA曲线对比分析显示，基于普通HDDM方法绘制的EKMA曲线在削减比例较大时与BFM结果偏差较大，而基于HDDM-3ranges绘制的EKMA曲线则吻合得较好，该方法同时解决了BFM方法运行时间过长和HDDM方法误差大的问题，有效提升了运算效率和计算准确率；(3)长三角区域层面，区域性臭氧污染高值区与VOCs正敏感性高值区及NOx负敏感性的高值区对应，全天的VOCs减排均能有效抑制臭氧的生成，而若要通过削减NOx或者同时削减VOCs和NOx的方式控制臭氧浓度，需要同时考虑NOx减排的时刻和区域，才能达到较好的效果.上海层面，建议臭氧污染中长期管控，以VOCs管控为主；污染前1～2 d，以NOx管控为主；污染发生时，以NOx和VOCs协同管控为主.

关键词：三阶优化敏感性分析 EKMA曲线

北京市四季典型污染过程PM酸度与二次硝酸盐形成机制

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中国环境科学 2024年

作者：王友峰景宽沈秀娥王琴王陈婧富佳明张博韬张健曹阳张珂刘保献大气颗粒物监测技术北京市重点实验室北京市生态环境监测中心

气溶胶酸度是影响气候变化和人群健康的重要参数,与气溶胶组分构成及颗粒物爆发性增长密切相关.基于北京市城区点位2022年观测数据,运用ISORROPIA-II模型分析冬季霾、春季沙尘、夏季高臭氧与秋季PM2.5与臭氧复合污染共四次典型污染过程P... 详细信息

气溶胶酸度是影响气候变化和人群健康的重要参数,与气溶胶组分构成及颗粒物爆发性增长密切相关.基于北京市城区点位2022年观测数据,运用ISORROPIA-II模型分析冬季霾、春季沙尘、夏季高臭氧与秋季PM2.5与臭氧复合污染共四次典型污染过程PM2.5的酸度特征,获得气溶胶pH与硝酸盐快速增长的演变规律.结果表明,北京市气溶胶pH为中度酸性,四次污染过程pH范围分别为3.59～5.07,3.70～7.76,2.44～6.15和2.80～4.69.四次污染过程气溶胶pH呈正态分布,pH中位数分别为4.60、4.59、3.91和4.09.冬季霾污染过程气溶胶水含量(Wi)最高,其气溶胶pH最大.春季沙尘污染过程气溶胶pH呈双峰分布,受到人为源与天然源共同影响.夏、秋两次污染过程PM2.5酸性分别为最强和次强,可能与大气氧化性增强促进酸性气体被氧化有关.夏季高温低气溶胶pH,HNO3倾向于向气相分配,硝酸盐占比最低(22%);秋季气溶胶pH昼低夜高,有利于硝酸盐的夜间积累,硝酸盐占比与冬、春两次污染过程相当(27%～28%).北京大气气态NH3充分富余,HNO3与NH3的中和(均相)反应为NO3-的主要生成机制,气溶胶中NH4+也相对富余,气溶胶中(NH4)2SO4、NH4NO3和NH4Cl均可以充分耦合.研究显示,较高的Wi和气溶胶pH是污染期间硝酸盐快速增长的原因,针对气态前体物NH3和NOx的进一步减排是控制北京大气细颗粒的有效手段.

关键词：北京典型污染过程 ISORROPIA-Ⅱ模型气溶胶pH 二次硝酸盐生成机制

苏南五市秋冬季PM_(2.5)化学组成特征和空间差异

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环境科学 2024年第4期45卷 1975-1982页

作者：冯蔚丁峰尚玥谢鸣捷南京信息工程大学环境科学与工程学院大气环境与装备技术协同创新中心江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室南京210044 江苏省南京环境监测中心南京210013 商丘市气象局商丘476000

于2020年9月至2021年2月在苏南五市(南京、苏州、无锡、常州和镇江)收集PM_(2.5)滤膜样品,分析了各样品中的水溶性无机离子和碳质组分.结果表明,苏南五市PM_(2.5)各组分中ρ(NO_(3)^(-))均为最高[(9.54±10.1)^(12.1±11.3)μg·m^(-3)]... 详细信息

于2020年9月至2021年2月在苏南五市(南京、苏州、无锡、常州和镇江)收集PM_(2.5)滤膜样品,分析了各样品中的水溶性无机离子和碳质组分.结果表明,苏南五市PM_(2.5)各组分中ρ(NO_(3)^(-))均为最高[(9.54±10.1)^(12.1±11.3)μg·m^(-3)],比其它目标组分高约2倍以上.由于受更多道路扬尘和燃煤源的影响,常州市PM_(2.5)中Ca^(2+)、Cl^(-)、OC和EC的浓度平均值高于其它4个城市.将所有目标组分浓度相加得到重构PM_(2.5)(r PM_(2.5))浓度,发现各城市r PM_(2.5)浓度均由二次无机离子(NH_(4)^(+)、NO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-),SNA)主导,占比高达(59.2%±11.1%)^(70.8%±9.72%),且r PM_(2.5)浓度平均值在不同城市间无显著性差异(P>0.05).苏南五市ρ(r PM_(2.5))日均值>35μg·m^(-3)的情形主要发生在冬季,且出现的日期相同,此期间r PM_(2.5)中NO_(3)^(-)占比[(35.5%±6.64%)^(43.3%±6.48%)]远高于其它时间[(23.7%±9.87%)^(28.5±10.4%)].各目标组分在不同城市间的相关系数和离散系数计算结果表明,受二次源主导化学组分的浓度在时间变化趋势和数值大小上均具有高度的空间相似性.因此,减少PM_(2.5)二次组分前体物的排放和加强区域间的联防联控是进一步改善苏南城市地区PM_(2.5)污染的重要途径.

关键词：苏南城市 PM_(2.5) 化学组分空间分布二次形成

虚拟现实技术应用于臭气浓度采样考核系统软件初探

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中国环境监测 2024年

作者：张峰上海市环境监测中心

臭气浓度是表征恶臭污染程度的感官性指标,臭气浓度监测是当前国内外通用的主流监测方法。监测采样人员考核培训是保证臭气浓度监测质量的重要基础。目前臭气浓度现场采样考核主要以操作演示、现场提问的方式为主,存在专家考核手势不一... 详细信息

臭气浓度是表征恶臭污染程度的感官性指标,臭气浓度监测是当前国内外通用的主流监测方法。监测采样人员考核培训是保证臭气浓度监测质量的重要基础。目前臭气浓度现场采样考核主要以操作演示、现场提问的方式为主,存在专家考核手势不一、考核内容覆盖面较窄、考核效率较低、无法开展大规模集中考核等问题。为进一步实现臭气浓度监测采样人员考核的规范化、系统化,引入虚拟现实技术(VR),开发了浸入式臭气浓度采样考核系统软件,通过模拟考核测试和软件效果评估,证明VR在臭气浓度采样考核中应用的必要性和重要性。

关键词：虚拟现实质量控制臭气浓度考核手势采样

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基于PID传感器的挥发性有机物监测研究

中国环境监测 2024年

作者：王莉华安欣欣刘保献景宽李云婷北京市生态环境监测中心大气颗粒物监测技术北京市重点实验室

挥发性有机物作为大气O3与PM2.5的共同前体物，是我国在近年来PM2.5污染得到显著改善之后的下一个大气污染防治重点。对电离能为10.6 eV的光离子化（PID）传感器与设备进行挥发性有机物监测测试，结果表明：①PID传感器监测结果能较好... 详细信息

挥发性有机物作为大气O3与PM2.5的共同前体物，是我国在近年来PM2.5污染得到显著改善之后的下一个大气污染防治重点。对电离能为10.6 eV的光离子化（PID）传感器与设备进行挥发性有机物监测测试，结果表明：①PID传感器监测结果能较好地反映大气中TVOC的浓度变化趋势，但其绝对量存在较大不确定性；②流量、湿度、O2含量、校准情况、光窗清洁度均会对PID传感器监测结果的准确性产生显著影响，其中流量、湿度与O2含量是在设备设计中需重点关注的因素，校准情况、光窗清洁度是在设备使用中需重点关注的因素；③在规范运维情景下，采样流量为600 mL/min时，配置高温高湿冷凝除湿、低温高湿加热除湿功能的传感器设备的状态一致性与数据准确性均优于扩散式设备，平均标准偏差从4.3×10-8降至3.0×10-9。

关键词： PID 传感器 TVOC 影响因素测试

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基于机器学习的深圳大气颗粒物消光来源识别

中国环境科学 2024年第6期44卷 2977-2984页

作者：李仕平彭杏姚沛廷林晓玉云龙黄晓锋何凌燕广东省深圳生态环境监测中心站广东深圳518049 北京大学深圳研究生院环境与能源学院大气观测超级站实验室广东深圳518055

利用浊度计于2021年11月~2021年12月在深圳市开展颗粒物光散射在线观测,并同步利用相关在线仪器开展PM_(2.5)及其化学组分观测,结合受体模型和可解释性机器学习模型探究深圳市秋冬季颗粒物散射的主要来源.结果显示,深圳市颗粒物525nm散... 详细信息

利用浊度计于2021年11月~2021年12月在深圳市开展颗粒物光散射在线观测,并同步利用相关在线仪器开展PM_(2.5)及其化学组分观测,结合受体模型和可解释性机器学习模型探究深圳市秋冬季颗粒物散射的主要来源.结果显示,深圳市颗粒物525nm散射系数在观测期间平均值为119.61/Mm.相关性分析表明,颗粒物散射系数与相对湿度相关性低,与PM_(2.5)相关性高(R^(2)>0.8),其中,与PM_(2.5)中NH4+、NO_(3)-、m/z 44、OM、SO_(4)^(2-)、黑碳的相关性在0.55~0.83,表明PM_(2.5)中二次组分及黑碳是影响深圳市颗粒物散射的重要因素.基于相对湿度和受体模型识别的污染源,利用XGBoost模型建立了颗粒物散射系数预测模型并利用SHAP模型识别其主要来源,研究表明二次硝酸盐、二次硫酸盐、机动车排放和二次有机气溶胶是影响深圳市颗粒物散射系数的主要源类,燃煤和相对湿度也有一定贡献,生物质燃烧、船舶排放、工业排放、扬尘和建筑尘的影响小.

关键词： PM_(2.5) 散射系数来源解析 PMF模型机器学习

渤海湾潮间带互花米草-牡蛎共生群落生物特征研究

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生态学报 2024年

作者：沙婉潇徐玉山阚文静江洪友张荩予卢学强李洪远朱琳冯剑丰南开大学环境科学与工程学院国家海洋局天津海洋环境监测中心站

牡蛎礁是典型的海岸带生态系统之一，具有重要的生态系统服务功能。于2022年6月、2023年4和6月对渤海湾西岸互花米草（Spartina alterniflora）-牡蛎共生群落的分布及群落特征进行了系统性调查及监测分析。基于COI片段检测表明该潮间带... 详细信息

牡蛎礁是典型的海岸带生态系统之一，具有重要的生态系统服务功能。于2022年6月、2023年4和6月对渤海湾西岸互花米草（Spartina alterniflora）-牡蛎共生群落的分布及群落特征进行了系统性调查及监测分析。基于COI片段检测表明该潮间带牡蛎礁建礁物种为长牡蛎（Crassostrea gigas）。该区域牡蛎礁总面积约为19.71hm2，牡蛎种群密度和补充量在陆海梯度上呈现增加趋势，靠海一侧牡蛎密度和补充量更加充足。本研究共采集大型底栖动物7门53种。基于NMDS分析和ANOSIM相似性检验发现，牡蛎礁存在的共生区域与仅互花米草分布区和光滩区的大型底栖群落组成存在显著的空间差异（P<0.05）。与其他区域相比，共生区域内出现的大型底栖生物种类数最多，生物量更高，其Shannon-Wiener多样性指数及丰富度指数也较高。研究结果表明，渤海湾西岸马棚口潮间带的新生牡蛎礁群改变了大型底栖群落组成结构，提高了生物多样性水平。

关键词：潮间带牡蛎礁渤海湾长牡蛎互花米草