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汞污染地块分级风险管控技术体系研究

地学前缘 2024年第2期31卷 1-12页

作者：赵彬杨洋张昊金远亮侯德义广东省科学院生态环境与土壤研究所广东广州510650 清华大学环境学院北京100084 生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心北京100012

有色金属冶炼、电石法聚氯乙烯、汞触媒等特定行业已经形成数量不等的汞污染地块。精准识别地块中汞污染分布及迁移归趋,构建基于环境风险的防控技术体系,是此类地块有效修复与风险管控的关键。本文通过分析汞污染地块的特点及成因,总... 详细信息

有色金属冶炼、电石法聚氯乙烯、汞触媒等特定行业已经形成数量不等的汞污染地块。精准识别地块中汞污染分布及迁移归趋,构建基于环境风险的防控技术体系,是此类地块有效修复与风险管控的关键。本文通过分析汞污染地块的特点及成因,总结了发达国家在政策法规、标准制定和制度建设等方面的历史实践经验,并结合我国在汞污染防控方面已有的相关法律、法规与管理政策,提出了基于环境风险量化表征与逐级分类管控的综合技术体系。首先,以健康与生态保护为核心要素,对环境风险精准量化表征,重点考虑地块中汞的赋存形态与生物有效性、特殊暴露途径与敏感受体、迁移与归趋等特征化因子;其次,基于污染调查与风评结果进行风险筛查,对地块风险等级进行科学划分;最后,从标准限值、修复技术和管理制度3个角度,选择与风险等级相匹配的差异化管控技术。该技术体系以风险管控为导向、以量化评估为基础、系统修复与全过程管理为途径,形成全方位、立体化、精准性的汞污染地块风险管理模式,符合《土壤污染防治行动计划》(“土十条”)的基本原则,为我国地块尺度汞污染控制提供体系保障,支撑我国《关于汞的水俣公约》履约活动。

关键词：汞污染地块风险管控制度控制技术体系

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地下水环境监测网建设现状与展望

环境科学研究 2024年第2期37卷 371-378页

作者：李海祥郇环周爱霞杨洋胡尊芳宋宗中生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心北京100012

地下水环境监测是地下水污染防治的重要环节,我国地下水环境监测网建设基础较为薄弱.对比欧美发达国家地下水监测网建设和运行模式,分析国家地下水监测工程、“十四五”国家地下水质量考核点位、国家级化工园区和北京市地下水环境监测... 详细信息

地下水环境监测是地下水污染防治的重要环节,我国地下水环境监测网建设基础较为薄弱.对比欧美发达国家地下水监测网建设和运行模式,分析国家地下水监测工程、“十四五”国家地下水质量考核点位、国家级化工园区和北京市地下水环境监测网的建设情况,归纳出监测网在区域背景值点位布设,在线监测设备研发,以及监管平台建设、数据共享和应用服务等方面存在的问题.基于监测网建设现状,依托新兴技术在水质监测领域的应用,总结其发展趋势集中于在线监测设备换代升级、监测点位物联互通、多样数据解析可视、信息传输安全保真四个方面.最后结合我国监测井建设现状与管理模式提出以下发展建议:①整合现有点位,衔接国家地下水监测工程和“十四五”地下水考核点位,统筹构建国家级、省级地下水环境监测网络体系.②加快新一代水质在线监测设备研发,降低故障率,提高监测精度;探索基于地球物理探测、卫星遥感解译、无人机航测和埋设传感器等技术的新型监测方式.③国家级地下水环境监测网与地表水监测网、大气污染监测网、土壤监测网等进行多网融合.这为我国地下水环境监测网建设奠定了基础.

关键词：地下水环境监测网地下水污染防治地下水环境监管平台国家地下水监测工程

郑州市冬春季PM_(2.5)中金属元素污染特征、来源及健康风险评估

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环境科学 2024年第5期45卷 2548-2557页

作者：陶杰闫慧姣徐艺斐荆海涛河南省郑州生态环境监测中心郑州450007

于2021年1月和4月利用在线金属分析仪对郑州市大气PM_(2.5)中的18种金属元素进行连续测定,分析了元素浓度变化特征;采用富集因子、正定矩阵因子分解法(PMF)和特征雷达图对金属元素进行溯源;采用美国EPA健康风险评价模型评估其健康风险,... 详细信息

于2021年1月和4月利用在线金属分析仪对郑州市大气PM_(2.5)中的18种金属元素进行连续测定,分析了元素浓度变化特征;采用富集因子、正定矩阵因子分解法(PMF)和特征雷达图对金属元素进行溯源;采用美国EPA健康风险评价模型评估其健康风险,并通过后向轨迹法和浓度权重轨迹法(CWT)分析了健康风险的潜在源区.结果表明,春季元素浓度较高,Fe、Ca、Si和Al浓度之和分别占冬季和春季总元素浓度的89.8%和87.5%.Cd属于重度富集,受人为污染影响严重.冬季Pb、Se、Zn、Ni、Sb和K以及春季Cr、Ni、Fe、Mn、V、Ba、Ca、K、Si和Al浓度随污染等级的提高而增加.PMF源解析和特征雷达图结果表明,冬春两季金属元素主要来源为工业源、地壳源、机动车源和混合燃烧源,冬季多发生工业源和混合燃烧源污染,春季多发生地壳源污染.冬春两季均存在明显的非致癌风险,冬季健康风险更严重,Mn造成明显的非致癌风险.冬季健康风险主要受郑州及周边城市传输影响和西北方向远距离输送影响,春季健康风险主要受郑州及周边城市影响.

关键词：郑州市正定矩阵因子分解法(PMF) 特征雷达图健康风险潜在源区

《大气污染防治行动计划》对郑州市冬季PM_(2.5)浓度及化学组成影响

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环境科学 2024年第7期45卷 3849-3857页

作者：徐艺斐袁明浩王晶晶陶杰周伟峰河南省郑州生态环境监测中心郑州450001

基于《大气污染防治行动计划》实施前后,在污染严重的冬季(2013年和2018年12月同期),采集郑州市监测站的PM_(2.5)样品,分析PM_(2.5)化学组成,通过对比分析PM_(2.5)中的EC、OC、水溶性离子和金属元素的浓度变化来评估PM_(2.5)浓度及化学... 详细信息

基于《大气污染防治行动计划》实施前后,在污染严重的冬季(2013年和2018年12月同期),采集郑州市监测站的PM_(2.5)样品,分析PM_(2.5)化学组成,通过对比分析PM_(2.5)中的EC、OC、水溶性离子和金属元素的浓度变化来评估PM_(2.5)浓度及化学组成的变化,同时选取不同阶段重污染过程,探究PM_(2.5)浓度及组成的变化.结果表明:(1)郑州市冬季ρ(PM_(2.5))平均值由2013年的(215.38±107.28)μg·m^(-3)下降至2018年的(77.45±49.81)μg·m^(-3),下降率高达64%.(2)PM_(2.5)中EC、K^(+)、SO_(4)^(2-)和Cl^(-),分别下降了85%、80%、78%和72%;OC、NH_(4)^(+)和NO_(3)^(-)下降幅度较小,分别为50%、41%和32%.(3)与2013年冬季相比,2018年冬季OC/EC的值升高了2.6倍,二次有机碳在OC中占比升高至57%;同时,硫氧化率和氮氧化率的值分别升高了1.5倍和1.0倍,表明郑州市二次污染较为严重,二次转化程度升高.(4)NO_(3)^(-)/SO_(4)^(2-)(质量比)由2013年的0.8±0.2升高至2018年2.5±1.0,表明郑州市移动源贡献上升并且超过固定源成为冬季大气污染的主要来源.(5)不同阶段重污染过程对比结果显示,与2013年相比,2018年重污染过程中PM_(2.5)浓度下降显著,峰值浓度下降了61%,主要化学组成由OC、NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)和NH_(4)^(+)变为OC、NO_(3)^(-)和NH_(4)^(+).研究结果表明郑州市一次排放源管控取得了显著的成效,但二次生成对PM_(2.5)贡献呈现升高趋势,因此未来需要关注二次生成的影响.

关键词：大气污染防治行动计划 PM_(2.5) 化学组成二次生成重污染过程

郑州市O攻坚期大气VOCs污染特征及来源解析

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环境科学 2024年

作者：陈斯倪经纬齐一谨纪甜甜王玲玲单晓娜龚山陵河南省生态环境监测和安全中心保定市生态环境局安国市分局中国气象科学研究院河南省生态环境技术中心 2. 河南天朗生态科技有限公司

采用GC5000在线气相色谱仪，在郑州市2022年5～9月臭氧(O3)“攻坚期”，对郑州市大气环境中挥发性有机化合物(VOCs)进行监测，分析了O3及其前体物与气象的关系，对比探究O3超标天和非超标天VOCs的污染特征，采取OFP和L·OH不同的VOCs活... 详细信息

采用GC5000在线气相色谱仪，在郑州市2022年5～9月臭氧(O3)“攻坚期”，对郑州市大气环境中挥发性有机化合物(VOCs)进行监测，分析了O3及其前体物与气象的关系，对比探究O3超标天和非超标天VOCs的污染特征，采取OFP和L·OH不同的VOCs活性评估方法对比分析了关键活性组分和物种，并重点利用比值分析(RA)和正定矩阵因子分析(PMF)受体模型研究了其来源贡献. 结果表明，郑州市6月和9月O3污染主要是在高温、低湿、强辐射和风速较小等恶劣气象条件作用下，叠加本地VOCs和NO2浓度的突出，造成O3超标且高值频发. 郑州市ρ(VOCs)均值为(68.3±18.4)μg·m-3，其中O3超标天为75.7 μg·m-3，高于O3非超标天(13.4 μg·m-3)，VOCs中OVOCs质量分数最高，为31.6%，其次是卤代烃、烷烃和芳香烃. VOCs中前15物种中主要为丙酮、乙烷、正丁烷、二氯甲烷、丙烷、异戊烷、甲苯、氯甲烷、1，2-二氯乙烷和乙炔等. VOCs日变化显示，早、晚高峰和夜间VOCs浓度突出，需重点关注. OFP和L·OH分别为(130.5±46.4)μg·m-3和(6.5±2.9)s-1，L·OH和OFP中OVOCs和烯烃贡献突出，前15物种中主要为乙醛、异戊二烯、乙烯、间/对-二甲苯、甲苯、己醛、异戊烷、丙醛、丙烯和反-2-丁烯等，尤其在O3超标天中乙醛、异戊二烯、乙烯和己醛等物种贡献突出. 比值分析显示，郑州市5～9月B/T在0.05～5.3之间，均值为1.1±0.6，并且区域VOCs可能受老化气团控制较大，存在远距离传输. PMF模型解析表明，郑州市对VOCs浓度贡献影响较大的污染源是机动车尾气排放源和工业溶剂+二次转化源，贡献率分别为25.6%和25.8%. 在O3超标天时段，溶剂涂料使用源、油气挥发源、植物排放源和工业溶剂+二次转化源贡献率依次高于O3非超标天5.4%、4.7%、3.3%和0.7%. 研究显示，O3超标天需强化VOCs和NOx污染源的管理，削弱其对O3的生成贡献.

关键词：挥发性有机物(VOCs) 臭氧生成潜势(OFP) 羟基消耗速率(L ) 比值分析(RA) 正定矩阵因子分解(PMF)模型来源解析 O “攻坚期”

基于非靶向代谢组学研究邻苯二甲酸二丁酯对菜心代谢产物组成的影响

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农业环境科学学报 2024年第4期43卷 786-798页

作者：唐崇杰冼陈洁陈梦华湛江市生态环境技术中心广东湛江524000 湛江市固体废物污染防控中心广东湛江524000

为研究邻苯二甲酸二丁酯(di-n-butyl phthalate,DBP)胁迫对菜心代谢产物组成的影响,本文基于非靶向代谢组学,通过主成分分析、偏最小二乘判别分析等多元统计分析方法,对DBP胁迫下菜心不同组织代谢产物的差异及其关键通路进行研究。结果... 详细信息

为研究邻苯二甲酸二丁酯(di-n-butyl phthalate,DBP)胁迫对菜心代谢产物组成的影响,本文基于非靶向代谢组学,通过主成分分析、偏最小二乘判别分析等多元统计分析方法,对DBP胁迫下菜心不同组织代谢产物的差异及其关键通路进行研究。结果发现:不同DBP浓度胁迫下菜心不同组织存在明显差异的代谢产物有105种,主要分布在36条代谢途径中。P<0.05的代谢途径有3条,即色氨酸代谢(Tryptophan metabolism)、苯丙氨酸代谢(Phenylalanine metabolism)和丁酸代谢(Butanoate metabolism)。研究表明,基于非靶向代谢组学可直观反映DBP对菜心代谢产物组成的影响,为后续开发农作物关键通路上的靶向化学调控剂提供科学依据。

关键词：非靶向代谢组学邻苯二甲酸二丁酯(DBP) 菜心不同组织代谢产物

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河南省农膜使用及回收现状研究

河南农业 2024年第13期 18-19页

作者：张志张清敏袁彩凤河南省生态环境技术中心

微塑料是一种直径小于5 mm的塑料微粒,大多数微塑料在土壤中的形状主要以碎片、纤维和薄膜为主,少量形状为颗粒和泡沫。农田土壤中的微塑料来源包括农膜使用、农业投入塑料包装等,其中,农膜使用是主要来源。微塑料进入土壤中,可直接影... 详细信息

微塑料是一种直径小于5 mm的塑料微粒,大多数微塑料在土壤中的形状主要以碎片、纤维和薄膜为主,少量形状为颗粒和泡沫。农田土壤中的微塑料来源包括农膜使用、农业投入塑料包装等,其中,农膜使用是主要来源。微塑料进入土壤中,可直接影响土壤理化性质,改变微生物群落与酶活性,延缓种子萌发、抑制植物生长,并直接或间接影响土壤动物。河南作为农业大省,农膜使用在全国排名靠前。河南省高度重视农膜污染并扎实推进防治工作。

关键词：农业投入微塑料农业大省塑料包装微生物群落土壤动物回收现状农膜

基于机器学习的郑州市大气PM_(2.5)与O_(3)浓度预测方法及气象因子的影响分析

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环境科学研究 2024年第3期37卷 469-478页

作者：张容硕谢沛远陈宏飞杨清荣关民普马南尉鹏朱仁成中国环境科学研究院大气环境研究所北京100012 郑州大学生态与环境学院河南郑州450001 河南省生态环境技术中心河南郑州450046

近年来,我国面临着细颗粒物(PM_(2.5))污染形势依然严峻以及臭氧(O_(3))污染日益凸显的双重压力.为进一步准确预测郑州市大气PM_(2.5)与O_(3)浓度并探明气象因子的影响,本研究使用2018−2022年郑州市大气污染物和气象因子逐时数据,结合... 详细信息

近年来,我国面临着细颗粒物(PM_(2.5))污染形势依然严峻以及臭氧(O_(3))污染日益凸显的双重压力.为进一步准确预测郑州市大气PM_(2.5)与O_(3)浓度并探明气象因子的影响,本研究使用2018−2022年郑州市大气污染物和气象因子逐时数据,结合统计学单因素分析和机器学习LightGBM模型多因素分析,建立了一种基于长时间序列数据的PM_(2.5)与O_(3)浓度预测及气象因子影响分析的综合分析方法.结果表明:①训练后的LightGBM模型能够较好地预测PM_(2.5)污染,准确率达80.8%;对O_(3)污染预测的准确率为52.5%.②郑州市大气PM_(2.5)浓度与气压呈正相关,与比湿和环境温度均呈负相关;大气O_(3)8 h滑动平均浓度(O_(3)-8 h浓度)与比湿和太阳辐射均呈正相关,与气压呈负相关.③有利的气象条件可能是2021年PM_(2.5)年均浓度得到显著改善的重要因素;同时,不利的气象条件也促使2021年和2022年6月O_(3)月评价值(O_(3)日最大8 h滑动平均90百分位浓度)有所上升.研究显示,这种基于长时间序列的综合分析方法适用于大气PM_(2.5)与O_(3)浓度的气象因子影响分析,也能有效预测PM_(2.5)与O_(3)的浓度.

关键词：大气污染防控细颗粒物(PM_(2.5)) 臭氧(O_(3)) 气象因素机器学习郑州市

基于参数优化和蒙特卡罗模拟的砷污染地块健康风险评估

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环境科学 2024年第2期45卷 1049-1057页

作者：袁贝刘虎鹏杜平陈娟张云慧张昊生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心北京100012 中国环境科学研究院北京100012

风险评估是污染地块风险管理的关键环节.而在具体As污染地块管理实践中,基于污染物总量和默认参数的方法难以获得符合实际的健康风险,进而不能达到后期修复治理等管控要求,目前越来越多的研究通过考虑生物有效性、修正参数、结合概率模... 详细信息

风险评估是污染地块风险管理的关键环节.而在具体As污染地块管理实践中,基于污染物总量和默认参数的方法难以获得符合实际的健康风险,进而不能达到后期修复治理等管控要求,目前越来越多的研究通过考虑生物有效性、修正参数、结合概率模型等方法开展风险评估.以某大型As污染地块为典型案例,布设432个采样点并采集不同深度土壤样品,分析As污染程度及分布特征,通过文献调研和Monte Carlo模拟修正模型参数,并在此基础上开展概率风险评估,比较探讨传统方法与概率方法对健康风险评估结果的影响.结果表明,研究区域表层土壤ω(As)范围为2.70~97.0 mg·kg^(-1),空间变异系数为0.61,空间连续性较弱.传统风险评估方法所得致癌风险和危害指数分别为2.12E-4和8.36,高估了实际风险水平,结合模型参数修正和概率风险评估发现,成人和儿童的非致癌风险处于可接受水平,致癌风险相较传统方法降低近1个数量级.考虑As相对生物有效性(RBA)后,总致癌风险的95%分位值为1.24E-5,相较未修正对应的风险值1.95E-5,降幅可达36.41%.研究区域土壤As对成人和儿童的致癌风险超过可接受风险水平1E-6,其中经口摄入土壤是主要暴露途径.此外,敏感性分析结果显示,As含量、每日土壤摄入量和儿童暴露期对健康风险影响相对较大.研究结果可为砷污染地块精准风险评估提供方法理论依据,并为地块的精细化风险管控提供思路.

关键词：污染地块砷(As) 参数修正相对生物有效性(RBA) 概率风险评估