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高原盆地区域地下水无机物污染、源解析及健康风险评价

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环境科学研究 2024年第6期37卷 1389-1400页

作者：黄勇胡稳朱世超程冠全梁菊中科绿洲(北京)生态工程技术有限公司北京100096 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085 河北工程大学矿业与测绘工程学院河北邯郸056038

全球地下水资源形势不容乐观,而地下水的组分中主要是无机物,分析地下水无机物来源及健康评价可为地下水污染防治提供有力依据。因此选取高原盆地晋城市为研究对象,采集115组样点进行无机组分测定,采用单因子和内梅罗指数评价法及IBM S... 详细信息

全球地下水资源形势不容乐观,而地下水的组分中主要是无机物,分析地下水无机物来源及健康评价可为地下水污染防治提供有力依据。因此选取高原盆地晋城市为研究对象,采集115组样点进行无机组分测定,采用单因子和内梅罗指数评价法及IBM SPSS进行相关性分析、源解析以评价地下水环境质量,并基于US EPA健康风险评估模型计算无机物毒理学指标和重金属指标对人体的健康风险。结果表明:①地下水TDS、TH(总硬度)、F^(−)、Cl^(−)、SO_(4)^(2−)、C_(6)H_(5)OH、COD、NO_(3)^(−)-N、NO_(2)^(−)-N、LAS(阴离子表面活性剂)、I^(−)、NH_(4)^(+)-N、As、Hg、Se、Fe、Mn、Na、Cr均存在不同程度超标现象。②TH、TDS、NO_(3)^(−)-N、SO_(4)^(2−)是地下水污染的主要贡献者,研究区污染空间分布较均,主要集中在中部平原区及东北部山地区域,受大气降水及山基岩侧向补给、人工开采径流等造成污染迁移的因素影响。③工农业和地质背景组成的混合源、煤矿开采源、工业源、煤化工冶炼源和工业活动源是地下水污染的主要来源,其中工农业和地质背景组成的混合源贡献率最高。④研究区饮用地下水是主要暴露途径,且F−、As、NO_(3)^(−)-N、Hg、CN−、NO_(2)^(−)-N、Cr的非致癌风险不可接受,而As、Cr是引起致癌风险的主要因子;对于成人而言,在饮用途径方面暴露风险略低于儿童,在皮肤接触途径方面暴露风险要高于儿童。研究显示,晋城市地下水水质相对较差,主要分布在中部和东北部区域,为保障地下水环境和人体健康,应优先控制工农业活动排放量,重点关注饮用途径。

关键词：高原盆地地下水无机物污染源解析健康风险评价

牛栏江流域水质对自然与人为因素的多时空尺度响应研究

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环境工程 2024年

作者：赵敏孙晓能邵智杨艳焦立新昆明市生态环境科学研究院云南大学中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室中国环境科学研究院国家环境保护湖泊污染控制重点实验室湖泊生态环境创新基地

为揭示牛栏江（昆明段）流域地表水质的时空演变特征和影响因素，采用单因子评价法对研究区内15个监测断面的雨、旱季水质进行评价，利用最优参数地理探测器分析自然与人类活动因子在子流域和河岸带尺度上对研究区内水质的影响。结果表... 详细信息

为揭示牛栏江（昆明段）流域地表水质的时空演变特征和影响因素，采用单因子评价法对研究区内15个监测断面的雨、旱季水质进行评价，利用最优参数地理探测器分析自然与人类活动因子在子流域和河岸带尺度上对研究区内水质的影响。结果表明：研究区水质雨季劣于旱季，主要污染指标为总氮、总磷，超Ⅲ类水质断面多集中于河流上游和各支流；道路密度对水质的影响程度最高，且雨季加强了各影响因子对水质的作用。人类活动因子在子流域尺度对水质的影响较强，而自然因子在河岸带尺度对水质的影响上升；因子间交互类型主要为双因子增强，自然与人类活动因子交互后影响力显著增强；部分影响因子对水质具有显著性差异影响，以总磷为例，其超Ⅲ类标准时，对应影响因子不同的范围或类型。该研究结果可为区域水环境治理提供参考。

关键词：地表水质时空特征最优参数地理探测器影响因素牛栏江流域

汾渭平原非采暖期和采暖期大气挥发性有机物的污染特征、来源解析及对SOA的生成潜势:以运城市为例

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环境科学研究 2024年第4期37卷 708-718页

作者：唐泽雨古国红桂张玲张欢阴世杰闫风雨刘新罡刘腾飞李斌运城市生态环境局山西运城044000 运城市生态环境保护综合行政执法队山西运城044000 北京师范大学环境学院北京100875 北京师达擎天环保科技有限公司北京101300

为探究汾渭平原非采暖期和采暖期大气环境挥发性有机物(VOCs)的污染特征差异及对二次有机气溶胶(SOA)生成的影响因素,本文以运城市为例在城区站点开展了为期5个月(2021年9月−2022年1月)的小时分辨率VOCs连续在线观测实验,采用PMF(Probab... 详细信息

为探究汾渭平原非采暖期和采暖期大气环境挥发性有机物(VOCs)的污染特征差异及对二次有机气溶胶(SOA)生成的影响因素,本文以运城市为例在城区站点开展了为期5个月(2021年9月−2022年1月)的小时分辨率VOCs连续在线观测实验,采用PMF(Probabilistic Matrix Factorization)源解析模型、随机森林模型和SOA评估等方法,全面对比分析了运城市非采暖期和采暖期VOCs的体积分数、来源差异和对SOAP(SOA生成潜势)的贡献,同时量化了气象和排放因素对TVOCs(总挥发性有机化合物)体积分数整体变化的影响.结果表明:①运城市非采暖期和采暖期TVOCs平均体积分数分别为35.39×10^(-9)±17.79×10^(-9)和59.88×10^(-9)±31.56×10^(-9),表现出采暖期TVOCs体积分数升高的特征.②烷烃和OVOCs(含氧挥发性有机物)为两个时期VOCs的主要组分,燃烧源和工业源在采暖期是VOCs的主要贡献者,相比非采暖期其贡献率分别上升了13.3%和2.7%.③随机森林模型运行结果表明,排放因素对TVOCs体积分数的贡献高于气象因素,其对采暖期TVOCs体积分数的贡献为非采暖期的1.41倍,且采暖期不利的气象因素也促进了TVOCs体积分数的上升.④芳香烃虽然对非采暖期和采暖期TVOCs体积分数的贡献率分别为5.5%和7.0%,但对两个时期SOAP的贡献率分别达85.5%和87.9%,其中间/对-二甲苯、邻-二甲苯和乙苯是对SOAP贡献率较大的物种.研究显示,芳香烃及人为活动的燃烧源分别是运城市采暖期需要VOCs重点管控的组分和潜在来源.

关键词： VOCs 采暖期来源解析气象和排放因素 SOA生成潜势(SOAP)

基于随机森林模型的山东省典型城市O与PM污染影响因子

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环境科学 2024年

作者：王玉曲凯葛衍珍刘辉陈超王文鑫隋潇魏敏史祥利刘厚凤山东师范大学地理与环境学院山东省环境信息与监测中心泰安市生态环境保护控制中心清环智源(北京)科技有限公司

目前O3和PM2.5污染仍是制约山东省空气质量进一步改善的关键难题。基于山东省济南、淄博、泰安和威海这4个典型城市的2021年气象、常规污染物及VOCs数据，采用随机森林模型研究了O3和PM2.5影响因子的相对重要性。结果表明，对4个城市O3... 详细信息

目前O3和PM2.5污染仍是制约山东省空气质量进一步改善的关键难题。基于山东省济南、淄博、泰安和威海这4个典型城市的2021年气象、常规污染物及VOCs数据，采用随机森林模型研究了O3和PM2.5影响因子的相对重要性。结果表明，对4个城市O3影响重要性最高的是气温，其次为前体物。济南与威海NOx重要性低于VOCs，淄博与泰安则相反。不同城市影响O3的VOCs物种重要性与其排放源结构有关。济南受溶剂使用及交通排放的芳香烃和烯烃影响较大，淄博受石油化工和化学制药等排放的C2～C5烷烯烃和芳香烃影响最大，植物源异戊二烯对泰安重要性较高，船舶/渔具制造、橡胶生产和电子制造等行业产生的OVOCs和卤代烃类对威海影响较为突出。对PM2.5影响重要性最高的是CO、NOx和SO2等前体物，其次为气象因子和VOCs。其中石油炼制、化学制药以及煤和柴油燃烧等过程产生的长链烷烃、OVOCs、卤代烃和乙炔是对PM2.5污染重要性较高的物种。研究结果可为城市制定差异化的污染管控策略提供有益借鉴。

关键词： O PM 随机森林(RF) 影响因子山东省

基于综合评分法和风险商值法筛选长江流域特征污染物及不同介质中的风险污染物

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环境科学 2024年

作者：马妍陈祥强张波涛毕笳乐张华鹏王嘉毅傅建捷王业耀中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室北京师范大学水科学研究院中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院中国环境监测总站

随着经济快速发展、人口增加和城市化进程的加快，在长江流域内频繁检出各种污染物，威胁水生生态系统及人体健康。通过构建多指标综合评分法筛选识别长江流域特征污染物，并采用风险商值法得出水样和沉积物中的风险污染物。结果表明，... 详细信息

随着经济快速发展、人口增加和城市化进程的加快，在长江流域内频繁检出各种污染物，威胁水生生态系统及人体健康。通过构建多指标综合评分法筛选识别长江流域特征污染物，并采用风险商值法得出水样和沉积物中的风险污染物。结果表明，长江流域共检出11类155种污染物，对污染物综合得分进行K均值聚类分析，根据每个聚类中的污染物数目按照分数高低进行分级并记为Ⅰ～Ⅵ。将43种Ⅰ级和Ⅱ级高分值污染物列为特征污染物清单，分别是11种多环芳烃、11种有机氯农药、10种多氯联苯、8种二噁英类、2种重金属和1种邻苯二甲酸酯。文献统计结果表明，水样污染物浓度和沉积物含量中位数浓度前5种都是重金属、多环芳烃、邻苯二甲酸酯、双酚类及药品和个人护理品，而且顺序完全一致。根据风险最大化原则，以污染物在长江流域水样中的最高浓度计算风险商值（RQ），水样中共筛选出38种风险污染物（RQ≥0.1），其中RQ≥1的高风险污染物共8种，包括苯并[a，h]蒽、蒽、苯并[a]蒽、芘、甲氧滴滴涕、艾氏剂、2，4’-滴滴伊和镉。沉积物中共筛选出39种风险污染物，其中高风险污染物15种，包括苯并[b]荧蒽、蒽、苊、荧蒽、镉、铅、铬、砷、硒、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二异丁基酯、诺氟沙星、全氟丁酸和双酚A。此外，风险污染物中除了现行政策文件管控的污染物，也包含一些新污染物（水样中含有10种，沉积物中9种），且主要以抗生素类污染物为主。研究可为相关管理部门对长江流域内污染物监测和管理方案的拟定提供重要参考，对长江流域生态环境保护和治理具有重要意义。

关键词：长江流域综合评分法风险商值(RQ)法特征污染物风险污染物

南极菲尔德斯半岛(Fildes Peninsula)和阿德利岛(Ardley Island)大气中六溴环十二烷(HBCDs)的分析

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环境化学 2024年第4期43卷 1159-1166页

作者：李红华张庆华李英明王璞张镇松江桂斌中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室北京100085 江汉大学环境与健康学院工业烟尘污染控制湖北省重点实验室武汉430056

在2009—2010年南半球夏季,用大流量采样器(high-volume air sampler,HVAS)和聚胺酯泡沫(polyurethane foam,PUF)被动采样器采集了南极菲尔德斯半岛和阿德利岛6个点的大气样品,分析了HBCDs的浓度水平、异构体组成、气相-颗粒相分配和空... 详细信息

在2009—2010年南半球夏季,用大流量采样器(high-volume air sampler,HVAS)和聚胺酯泡沫(polyurethane foam,PUF)被动采样器采集了南极菲尔德斯半岛和阿德利岛6个点的大气样品,分析了HBCDs的浓度水平、异构体组成、气相-颗粒相分配和空间分布趋势.主动和被动采集大气样品中ΣHBCDs浓度(α-HBCD、β-HBCD、γ-HBCD的浓度)范围分别为n.d.(未检出)—2.73 pg·m^(−3)和0.41—3.39 pg·m^(−3),与北极和偏远地区浓度水平一致,远低于城市和工业区的污染水平.HBCDs在主动采集的颗粒相和气相中的平均比例分别为67%和33%,颗粒相以α-HBCD(57%)为主,气相以γ-HBCD(53%)为主;被动采集的PUF样品中γ-HBCD(64%)占优势.经过主动采样和被动采样的对比研究,对采样速率进行校正后,PUF被动采样器可以用于南极大气样品的采集.南极大气中HBCDs的检出,表明HBCDs具有持久性和潜在的长距离大气传输能力;南极长城站附近大气中HBCDs浓度水平略高,反映了有限的人类活动对南极环境产生了影响.

关键词：六溴环十二烷异构体南极主动大气采样被动大气采样

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汾河流域水资源承载力评估及生态敏感性分析

环境工程学报 2024年第2期18卷 359-370页

作者：李静文李振涵吴海滨朱宗强于洪伟谢琤琤胡承志桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室桂林541004 中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085 中国科学院大学北京100049 山西大学资源与环境工程研究所太原030006 中持新概念环境发展宜兴有限公司宜兴214000

汾河流域是山西省重要的水资源供给区,是促进山西省区域协调发展的重要区域,汾河流域高质量发展的关键在于汾河生态环境保护与社会经济协调发展。利用DPSIR-TOPSIS模型对汾河流域水资源承载力进行分析,结果表明,2012—2021年汾河流域的... 详细信息

汾河流域是山西省重要的水资源供给区,是促进山西省区域协调发展的重要区域,汾河流域高质量发展的关键在于汾河生态环境保护与社会经济协调发展。利用DPSIR-TOPSIS模型对汾河流域水资源承载力进行分析,结果表明,2012—2021年汾河流域的水资源承载力水平实现了阶段性增长,高质量经济发展水平和高水平水资源保护的协同推进促成了水资源承载力的整体平稳上升。基于层次分析法和空间分析法的生态敏感性分析结果表明,轻、中、高敏感区占汾河流域的79.51%,极敏感区占区域的14.45%,植被覆盖度是影响区域生态敏感性的重要考量。本研究对汾河流域水资源承载力和生态敏感性的时空变化进行了综合评估,为汾河流域高质量发展路径设计提供科学依据。

关键词：汾河流域水资源承载力生态敏感性

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暴雨期间秦淮河水质特征及其污染源解析

环境保护科学 2024年第4期50卷 77-86页

作者：金辉梁文伯陈鸣吕婷金哲杨小丽南京市生态环境保护科学研究院南京210023 东南大学土木工程学院南京211189

为深入探究暴雨前后秦淮河的水质变化,对造成河道污染的污染源进行识别,对秦淮河5个监测断面在无雨期和暴雨期的水质进行统计分析。文章利用箱线图和相关性分析对不同时期秦淮河水质指标的变化进行了分析;利用APCS-MLR和PMF模型对不同... 详细信息

为深入探究暴雨前后秦淮河的水质变化,对造成河道污染的污染源进行识别,对秦淮河5个监测断面在无雨期和暴雨期的水质进行统计分析。文章利用箱线图和相关性分析对不同时期秦淮河水质指标的变化进行了分析;利用APCS-MLR和PMF模型对不同污染源的贡献率进行计算。结果表明,暴雨期,秦淮河的CODMn、NH_(4)^(+)-N和TN的浓度高于无雨期,其中NH_(4)^(+)-N的变化率最大,DO低于无雨期;相比无雨期,暴雨期下DO与CODMn、NH_(4)^(+)-N和TN的负相关性增加。APCS-MLR结果显示,暴雨期时,河道内源污染、城市面源污染、点源污染及未识别污染对秦淮河水质变化的贡献率分别为61.239%、27.287%、7.739%及3.735%;PMF模型结果显示,暴雨期时,河道内源污染、城市面源污染及点源污染对秦淮河水质变化的贡献率分别为62.934%、23.489%及13.577%。2种模型的结果相近,具有较高的准确性。该结果可为秦淮河暴雨期污染控制提供对策。

关键词：暴雨秦淮河绝对主成分-多元线性回归正定矩阵因子分解污染源

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基于电力大数据的钢铁企业大气污染物排放核算模型构建及应用

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环境科学研究 2024年第2期37卷 299-307页

作者：周卫青杨俊琦宁亮吴华成薄宇张强田贺忠国网冀北电力有限公司电力科学研究院华北电力科学研究院有限责任公司北京100045 北京师范大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100875 北京师范大学大气环境研究中心北京100875 国网冀北电力有限公司唐山供电公司河北唐山063000 清华大学地球系统科学系北京100084

近年来,各级生态环境部门与国家电网公司积极签署战略合作协议,促进电力大数据在生态环境管理信息化平台的应用.本研究通过梳理电力大数据在大气污染防治中的应用,以唐山市钢铁行业为例构建基于电力大数据的大气污染物高时间精度排放核... 详细信息

近年来,各级生态环境部门与国家电网公司积极签署战略合作协议,促进电力大数据在生态环境管理信息化平台的应用.本研究通过梳理电力大数据在大气污染防治中的应用,以唐山市钢铁行业为例构建基于电力大数据的大气污染物高时间精度排放核算模型,进一步挖掘电力大数据在大气污染排放控制中的应用潜力.结果表明:①模型核算的2019年唐山市17家钢铁企业的大气污染物排放量与2019年唐山市大气污染物排放清单(简称“城市清单”)结果一致性较好,SO_(2)、NOx和PM_(2.5)排放量分别为1017.90、2047.75、1141.81t,误差介于-0.46%~4.27%之间.②基于工序而言,以PM_(2.5)为例,模型预测结果与城市清单结果的相对误差在-17.34%~10.60%之间.③唐山某钢铁企业2022年SO_(2)、NOx、PM_(2.5)月排放量受钢铁市场价格影响较大,1月和6月分别为最高和最低污染物排放月,而其日排放受行业特征影响较为平稳,小时排放可能受电价波动影响较大.研究显示,基于电力大数据的大气污染物核算模型阐明了电力大数据和污染排放的动态响应关系,一定程度上提升了排放核算的时间精细度,实证了基于电力大数据核算大气污染物排放的研究意义和可行性.

关键词：电力大数据应用现状大气污染物排放核算模型高时间精度