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典型矿冶城市土壤重金属累积驱动因子研究和概率风险评估

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地学前缘 2024年第2期31卷 31-41页

作者：丁祥袁贝杜平刘虎鹏张云慧陈娟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 泰州市生态环境监测站江苏泰州225300 中国环境科学研究院北京100012

明确土壤重金属来源及其健康风险是有效开展土壤污染风险管控的重要环节。本研究以某典型矿冶城市作为研究案例,采用地累积指数法(I_(geo))评价8种重金属(As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn和Hg)的污染特征,结合相关分析和正定矩阵因子分解(P... 详细信息

明确土壤重金属来源及其健康风险是有效开展土壤污染风险管控的重要环节。本研究以某典型矿冶城市作为研究案例,采用地累积指数法(I_(geo))评价8种重金属(As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn和Hg)的污染特征,结合相关分析和正定矩阵因子分解(PMF)模型分析土壤重金属的潜在来源,进一步应用冗余分析探索土壤重金属累积的环境驱动因子,借助健康风险评估模型量化土壤重金属的风险水平。I_(geo)结果显示,Cd污染处于中度污染水平,Cu、Pb和Zn污染处于轻度污染水平。依据PMF模型确定研究区域土壤重金属存在4个可能的污染来源,结合相关分析和区域特征,判断污染来源包括铅锌矿采选和冶炼源(Cd和Pb)、自然源与铜矿采选和冶炼的混合源(Cr、Ni、Cu和Pb)、有色金属冶炼排放源(Hg)、金矿采选和冶炼源(As),其中自然源和铜矿采选、冶炼的混合源是最主要的来源(70.10%)。冗余分析进一步明确,阳离子交换量、含水率和企业距离是土壤重金属累积的关键驱动因子。从健康风险评估结果来看,研究区域土壤重金属对儿童存在不可接受的致癌风险(概率为15.21%),对成人的致癌风险以及对儿童和成人的非致癌风险处于可接受风险水平。值得注意的是,As是研究区域主要的致癌因子,致癌风险的95%分位值(1.75×10-4)超过可接受风险阈值1×10-4。上述研究结果可为研究区域土壤重金属的优先管控和污染防治提供数据支撑。

关键词：矿冶城市土壤重金属源解析 PMF模型冗余分析概率风险评估

河南省沿黄区地下水水化学特征分析及形成机理研究

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水资源保护 2024年

作者：邓晓颖简康齐玉峰宋高举王帅王佳珍王一鸣宋会香宋雪河南省地质局生态环境地质服务中心

为了解河南省沿黄区地下水水化学特征和其离子主要来源，沿黄河流向在3个流域段选取了5条典型剖面，共布设了14个监测点位，于2023年进行了三次样品采集。运用数理统计分析、离子比图、Piper图和Gibbs图等分析方法对研究区域的水化学特... 详细信息

为了解河南省沿黄区地下水水化学特征和其离子主要来源，沿黄河流向在3个流域段选取了5条典型剖面，共布设了14个监测点位，于2023年进行了三次样品采集。运用数理统计分析、离子比图、Piper图和Gibbs图等分析方法对研究区域的水化学特征进行了分析，并对影响水化学组分的因素进行了讨论。结果显示，研究区的优势阴离子为HCO3-，主要的阳离子为Na+和Ca2+，地下水pH值范围为6.02～7.75，整体处于弱酸性至弱碱性之间，属于低矿化度水。沿黄河流向，研究区的地下水主要类型分别为HCO3-Na型、HCO3-Na·Ca型、HCO3-Na·Ca型和HCO3·SO4-Na·Ca·Mg型、HCO3-Na·Ca型和HCO3·Cl-Na·Ca·Mg以及HCO3-Na·Ca型和HCO3-Na·Ca·Mg型。研究区地下水水化学组成主要受到水岩作用和蒸发浓缩作用的影响，离子交换作用是区域地下水中Na+相对丰富的重要来源，相对农业活动而言，工矿活动对部分研究区域的地下水水化学组分影响更大。沿黄河水流流向，人为活动对地下水的化学组成的影响变得明显。通过对研究区域水化学类型进行分析，明晰了河南沿黄区域水化学成分的主要形成机理，为该区域水资源持续开发利用和黄河流域生态环境保护提供了科学依据。

关键词：河南省沿黄区地下水水化学特征水岩作用离子交换

磷肥种类及施磷水平对冬小麦生长发育和土壤磷库的影响

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麦类作物学报 2024年第8期44卷 1048-1055页

作者：牛帅帅郭大勇杜鹃周子琪刘海燕刘雪涛沈艺歌杜金磊陈丰李亚娟河南科技大学农学院河南洛阳471003 洛阳市植物营养与环境生态重点实验室河南洛阳471003 洛阳市共生微生物与绿色发展重点实验室河南洛阳471003 洛阳市农业技术推广服务中心河南洛阳471003

为了探讨石灰性土壤上两种肥效较好的磷肥聚磷酸铵(APP)和磷酸一铵(MAP)在不同施磷水平上对冬小麦苗期生长发育和土壤磷库的影响,采用盆栽试验,设置P_(2)O_(5)0、30、60、90、120和150 mg·kg^(-1)六个施磷水平,分析了不同施磷水平下两... 详细信息

为了探讨石灰性土壤上两种肥效较好的磷肥聚磷酸铵(APP)和磷酸一铵(MAP)在不同施磷水平上对冬小麦苗期生长发育和土壤磷库的影响,采用盆栽试验,设置P_(2)O_(5)0、30、60、90、120和150 mg·kg^(-1)六个施磷水平,分析了不同施磷水平下两种磷肥间小麦分蘖数、地上部植株干重、植株磷含量以及土壤速效磷和无机磷含量等指标差异。结果表明,施用APP和MAP条件下土壤速效磷含量与施磷量之间均呈线性正相关。在P_(2)O_(5)30~120 mg·kg^(-1)施磷范围,施用APP的土壤速效磷含量均高于施用MAP。土壤Ca_(2)-P含量与施磷水平及土壤速效磷含量均呈显著正相关(P<0.05)。与不施磷肥相比,施用APP和MAP均显著增加冬小麦的分蘖数、生物量和磷素吸收量。通过对生物量(y)和施磷水平(x)进行线性加平台的函数拟合分析,最大生物量时APP和MAP的P_(2)O_(5)施用量分别为90.53和97.34 mg·kg^(-1)。施用MAP和APP的冬小麦分蘖数显著高于不施磷处理,APP的施用量与冬小麦分蘖数呈线性正相关,在P_(2)O_(5)60 mg·kg^(-1)以上水平下施用APP的冬小麦分蘖数均有高于施用MAP的趋势;两种磷肥下冬小麦的植株磷含量和磷吸收量与施磷水平均呈显著线性正相关(P<0.01),施用APP的冬小麦植株磷含量和磷吸收量均高于施用MAP且在P_(2)O_(5)150 mg·kg^(-1)水平下差异显著。由此可见,本试验条件下APP和MAP的P_(2)O_(5)最适施用量分别为90.53和97.34 mg·kg^(-1),此时土壤速效磷含量分别为30.71和30.27 mg·kg^(-1)。相比于施用MAP,施用APP对冬小麦植株磷含量、磷吸收量和土壤速效磷含量的提高效果更佳,肥效更好。

关键词：磷酸一铵聚磷酸铵冬小麦石灰性土壤土壤磷库

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钱塘江流域杭州段地表水中典型抗生素的分布特征及生态风险评价

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中国环境科学 2024年第6期44卷 3247-3258页

作者：叶旭红张宝锋周猛何平刘子述冒冉叶永根朱英俊陈峰浙江省杭州生态环境监测中心浙江杭州370001 浙江大学环境与资源学院浙江杭州370001 中国科学院生态环境研究中心北京100085

采用固相萃取和超高效液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)首次测定钱塘江流域杭州段地表水中β-内酰胺类(β-Ls)、喹诺酮类(QNs)、磺胺类(SAs)、大环内酯类(MLs)、四环素类(TCs)、广谱抗菌药物(WAs)等6类83种典型抗生素的浓度水平,初步探明... 详细信息

采用固相萃取和超高效液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)首次测定钱塘江流域杭州段地表水中β-内酰胺类(β-Ls)、喹诺酮类(QNs)、磺胺类(SAs)、大环内酯类(MLs)、四环素类(TCs)、广谱抗菌药物(WAs)等6类83种典型抗生素的浓度水平,初步探明钱塘江流域杭州段中典型抗生素的区域分布特征,并利用风险熵值法评价了抗生素赋存的潜在风险.结果表明,46种抗生素在钱塘江流域杭州段有检出,地表水中抗生素总平均浓度在枯水期、平水期、丰水期分别为27.8,24.8,23.8ng/L,枯水期抗生素浓度略高于平水期和丰水期,且抗生素总检出浓度呈现上游>中游>下游的趋势.其中,林可霉素(LCM)的检出率高达98.2%,最高检出浓度为22.7ng/L,平均浓度与中位浓度分别为8.04ng/L和8.14ng/L,是区域地表水中的特征抗生素.其他检出率较高的抗生素有磺胺甲噁唑(SMX)、磺胺氯哒嗪(SCP)、甘宝素(CB)、甲氧苄氨嘧啶(TMP)、氟康唑(FCZ)、磺胺(SM)、克拉霉素(CLT)等,其平均浓度分别为3.60,2.56,1.07,0.97,1.09,1.08,0.70ng/L.主成分分析结果显示LCM、SMX、SM、SCP的浓度变化与其他抗生素有相比有显著差异.生态风险评价结果表明,钱塘江流域杭州段所有检出抗生素单项生态风险熵(RQ)均小于1.0,未发现高生态风险抗生素.

关键词：抗生素钱塘江地表水污染特征生态风险评价

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长江武汉段船舶大气污染物排放清单研究

武汉大学学报(理学版) 2024年

作者：周君蕊邱培培肖凯段元秀朱婧瑄刘浩黄宇武汉市生态环境科技中心

以长江武汉段为研究区域，分别基于船舶自识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据和船舶运输周转量数据，计算2019年长江武汉段船舶典型大气污染物排放量。结果显示，前者计算结果更符合武汉市真实情况。船舶大气污染物中SO... 详细信息

以长江武汉段为研究区域，分别基于船舶自识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据和船舶运输周转量数据，计算2019年长江武汉段船舶典型大气污染物排放量。结果显示，前者计算结果更符合武汉市真实情况。船舶大气污染物中SO2、NOx、CO、PM10、PM2.5、VOCs(挥发性有机物)排放量分别为183.1、12 003.5、1 727.1、1 505.2、1 442.0、359.9 t；普通货船的污染物排放量分担率最高，SO2、NOx、CO、PM10、PM2.5、VOCs排放量分别占船舶总排放的92.9%、90.8%、85.1%、85.0%、87.6%;1月、8月和9月是高峰期。

关键词：船舶污染长江大气污染物排放清单

潮-径相互作用下甬江总氮污染的降解、扩散及分布模拟

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中国环境科学 2024年第1期44卷 344-351页

作者：陈勤思胡松王晓华刘鹏霞刘星高照诠生态环境部太湖流域东海海域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心上海200125 上海海洋大学海洋生态系统与环境实验室上海201306 浙江省海洋生态环境监测中心浙江舟山316021

基于非结构有限体积法海洋模式(FVCOM)建立了宁波—舟山海域的水动力模型,结合海域海水监测数据分析了区域内总氮浓度的分布情况及影响污染物输运的动力因素,进而采用表观降解系数方法在示踪物(DYE)模块中补充了浓度衰减机制,从而对甬... 详细信息

基于非结构有限体积法海洋模式(FVCOM)建立了宁波—舟山海域的水动力模型,结合海域海水监测数据分析了区域内总氮浓度的分布情况及影响污染物输运的动力因素,进而采用表观降解系数方法在示踪物(DYE)模块中补充了浓度衰减机制,从而对甬江入海总氮污染物在2021年丰水期条件下的降解、扩散及分布进行了模拟分析.模拟结果表明,甬江输入到宁波—舟山海域的总氮污染物是造成2021年夏季宁波市镇海区、北仑区近岸海域海水总氮浓度出现高值的重要因素.在潮汐和甬江径流的共同作用下,甬江输入到宁波—舟山海域的总氮污染物将在短期内显著影响到宁波市镇海区东部和北部海域海水质量.以2021年夏季为例,考虑降解过程后,模拟结果显示甬江输入的总氮污染物在90d内使宁波市近岸站位海水总氮浓度增加约0.7mg/L.

关键词：非结构有限体积法海洋模式(FVCOM) 示踪物(DYE) 甬江总氮表观降解系数数值模拟

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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

北京市城市河流中抗生素的污染特征及多层次生态风险评估

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环境科学 2024年第6期45卷 3165-3175页

作者：赵晓帅郑其冰马瑞张恒陈苗郭昌胜邹平市生态环境监控中心邹平256200 滨州市生态环境局高新技术产业开发区分局滨州256623 中国环境科学研究院北京100012

为评估北京市河流中抗生素的污染特征和生态风险,利用固相萃取结合高效液相色谱串联质谱检测了4类共35种常见抗生素的浓度水平,并利用风险商法(RQ)和联合概率曲线法(JPCs)评估了抗生素的生态风险.结果表明,北京市10条河流地表水中共检测... 详细信息

为评估北京市河流中抗生素的污染特征和生态风险,利用固相萃取结合高效液相色谱串联质谱检测了4类共35种常见抗生素的浓度水平,并利用风险商法(RQ)和联合概率曲线法(JPCs)评估了抗生素的生态风险.结果表明,北京市10条河流地表水中共检测出33种抗生素,总浓度范围是N.D.~1573.57 ng·L^(-1),磺胺甲唑的浓度最高(N.D.~160.04 ng·L^(-1)),其次为磺胺嘧啶(0.09~147.90 ng·L^(-1))和氧氟沙星(0.28~94.72 ng·L^(-1)),其中检出率>50.0%的抗生素有16种;RQ法显示有12种抗生素存在生态风险,四环素、克拉霉素和甲氧苄氨嘧啶的风险最高,其风险商分别为3.99、1.86和1.01,污水处理厂出口的风险高于其所在河流干流的风险.四环素、克拉霉素和甲氧苄氨嘧啶的预测无效应浓度超标率均为2.3%,基于JPCs发现,克拉霉素的最大风险乘积为1.66%,对0.3%~7.0%的物种具有低等风险,其余抗生素的风险可忽略.抗生素的检出率、浓度分布、最敏感物种和物种敏感性分布对生态风险评估具有重要影响,采用多层次生态风险评估法能有效避免保护不足和过保护现象,有助于在全区域范围内对抗生素进行分级和分区管理.

关键词：北京市河流抗生素污染特征生态风险概率风险评估

基于DRASTIC模型优化的地下水污染风险评价研究

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环境科学学报 2024年第2期44卷 227-236页

作者：侯宇徽窦筱艳保善磊高海鹏杨悦锁文一王明铭吉林大学新能源与环境学院长春130021 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 青海省生态环境监测中心西宁810000

地下水污染风险评价是地下水污染防治的方法之一,但传统的地下水污染风险评价仅考虑了自然条件因素,未考虑人类活动影响.因此,本文提出一种地下水脆弱性与污染荷载结合的评价方法,通过引入土地利用类型指标对DRASTIC模型进行优化,从毒... 详细信息

地下水污染风险评价是地下水污染防治的方法之一,但传统的地下水污染风险评价仅考虑了自然条件因素,未考虑人类活动影响.因此,本文提出一种地下水脆弱性与污染荷载结合的评价方法,通过引入土地利用类型指标对DRASTIC模型进行优化,从毒性、释放可能性和可能释放量3个方面定量评价污染源荷载;同时,构建了基于DRASTIC模型优化的地下水污染风险评价指标体系,并以西部半干旱地区西宁市为例,在宏观尺度上评价该地区地下水污染风险,并通过地下水脆弱性和污染源荷载叠加,研究了该区域地下水污染风险.结果表明,研究区地下水脆弱性整体偏低,污染风险水平较低;较高脆弱性和高脆弱性区域主要分布在湟水河河谷两侧,占比约23%,该区域地下水埋深浅,含水层厚度薄;此外,工业污染源的潜在污染风险最高,高荷载区占评价区域总面积的0.272%;较高风险和高风险区面积为293.96 km^(2),占总面积的3.84%,主要分布在湟中区东部和城东区南部.本研究结果可为后续地下水污染防治重点区划等工作提供科学依据和参考.

关键词：地下水脆弱性 DRASTIC模型 ArcGIS 污染源荷载风险评价西宁