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长江朱沱断面磷浓度与通量变化及来源解析

环境科学 2024年第1期45卷 159-172页

作者：娄保锋谢卫民黄波刘旻璇生态环境部长江流域生态环境监督管理局监测与科研中心武汉430010

磷(P)是长江流域备受关注的污染物.金沙江下游向家坝水库和溪洛渡水库分别于2012年和2013年蓄水成库,极大改变了库区及长江宜宾至江津段(金沙江、岷江和长江“三江口”与三峡水库之间)水沙条件和磷的赋存及输移规律.朱沱断面是宜宾至江... 详细信息

磷(P)是长江流域备受关注的污染物.金沙江下游向家坝水库和溪洛渡水库分别于2012年和2013年蓄水成库,极大改变了库区及长江宜宾至江津段(金沙江、岷江和长江“三江口”与三峡水库之间)水沙条件和磷的赋存及输移规律.朱沱断面是宜宾至江津段代表断面,既可以反映金沙江梯级水库及岷沱江水环境变化等所产生的综合效应,又是三峡水库的入库断面.研究了2002~2019年长江朱沱断面径流量、悬浮泥沙(SS)浓度与输沙量、磷浓度与通量[分总磷(TP)、溶解态磷(DP)、颗粒态磷(PP)]年际变化及水期特征,基于河流基流分割原理对磷的来源进行了解析.结果表明,18年来朱沱TP和PP浓度与通量丰水期高于平、枯水期;PP与SS正相关性的规律未变.从2002~2019年,TP、PP和DP浓度与通量总体上呈先升高后下降趋势,且向家坝水库运行是SS、输沙量和TP、PP浓度与通量下降的重要时间节点.相对于2002~2012年,2014~2019年SS与输沙量分别下降了94%和77%,TP与PP浓度分别下降了46%和70%,TP与PP通量分别下降了58%和74%,下降主要发生于丰水期,其次是平水期.两座水库形成后,水沙关系和磷赋存形态都发生了巨大变化,DP占比显著升高,PP占比显著下降,枯水期和平水期的磷已由颗粒态为主转变为以溶解态为主.水沙条件改变是磷浓度、通量及形态发生显著变化的主要驱动力.向家坝水库运行前,汇水次级流域中,金沙江对朱沱TP总负荷和面源负荷的贡献率最大,运行后变为岷江贡献率最大.2017~2019朱沱断面总磷负荷平均为3.575万t·a^(-1)(扣除天然背景值后),其中面源和点源贡献率分别为68%和32%;朱沱TP总负荷中岷江贡献率占49%,面源负荷中岷江贡献率占43%,点源负荷中岷江贡献率占62%.长江三峡水库上游磷污染治理的重点区域是岷沱江流域.

关键词：长江梯级水库磷通量形态源解析

1998—2019年三峡水库总磷浓度与形态变化及通量汇算

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第3期60卷 548-562页

作者：娄保锋余明星黄波杨妍林晶晶生态环境部长江流域生态环境监督管理局监测与科研中心武汉430010

研究1998—2019年三峡水库磷浓度及形态变化,并进行通量汇算。研究时段分为3个阶段:1998—2002年(阶段Ⅰ,三峡水库运行之前)、2003—2012年(阶段Ⅱ,过渡时期)和2013—2019年(阶段Ⅲ,三峡水库实现175m正常蓄水位,且金沙江下游段向家坝水... 详细信息

研究1998—2019年三峡水库磷浓度及形态变化,并进行通量汇算。研究时段分为3个阶段:1998—2002年(阶段Ⅰ,三峡水库运行之前)、2003—2012年(阶段Ⅱ,过渡时期)和2013—2019年(阶段Ⅲ,三峡水库实现175m正常蓄水位,且金沙江下游段向家坝水库运行后),以阶段Ⅰ和Ⅲ为重点时段进行对比分析。结果表明,随着三峡成库、水位抬高及金沙江向家坝水库和溪洛渡水库的运行,三峡水库悬浮泥沙浓度值已降至很低(常年回水区2013—2019年均值为42mg/L,丰水期均值为96mg/L)。22年间,泥沙入库量和出库量皆呈下降趋势。三峡成库后的2003—2012年,泥沙淤积量巨大(平均1.546亿t/a);向家坝成库后的2013—2019年,泥沙淤积大为减少,淤积量仅为2003—2012年的37%。2013年是三峡库区磷污染程度由加重趋势至减轻趋势的拐点,之后三峡水库总磷和溶解态磷浓度皆呈显著下降趋势。三峡水库磷的主导形态由颗粒态变为溶解态,溶解态磷占比由成库前的39%上升为2017—2019年的69%。2004—2012年是总磷滞留的高峰期,期间总磷入库量大且年际波动大,约60%的磷随泥沙发生沉降,年均滞留量为8.222万t/a;2013—2019年,总磷入库量大幅度减小且年际波动变小,入库和出库磷通量趋于平衡。总磷、溶解态磷和颗粒态磷通量均表现为丰水期>平水期>枯水期。河流泥沙总磷浓度与泥沙含量正相关的实质是颗粒态磷浓度与泥沙含量的正相关。总磷浓度、通量和形态发生变化的主要驱动力是泥沙含量下降和磷污染控制。

关键词：长江三峡水库磷通量形态

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黄河流域区域再生水循环利用的制约因素和对策措施探讨

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环境科学研究 2024年第1期37卷 131-139页

作者：温慧娜高涵张翔彭定华寇杰锋生态环境部黄河流域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心河南郑州450000 生态环境部环境规划院北京100012

区域再生水循环利用是破解水资源、水环境和水生态“三水统筹”治理难题,实现污水资源化利用的重要途径.通过调研黄河流域上中下游16个地级市区域再生水循环利用试点实施方案的推进情况,剖析了区域再生水循环利用模式在地方的认知度和... 详细信息

区域再生水循环利用是破解水资源、水环境和水生态“三水统筹”治理难题,实现污水资源化利用的重要途径.通过调研黄河流域上中下游16个地级市区域再生水循环利用试点实施方案的推进情况,剖析了区域再生水循环利用模式在地方的认知度和融合度,从政策和技术层面梳理了影响黄河流域区域再生水循环利用体系构建的主要制约因素,并提出了相应的对策措施.旨在推动区域再生水循环利用体系在黄河流域更大范围内发挥更加显著的效益,为其他流域再生水利用提供借鉴.政策层面的制约因素表现在地方政府缺少对再生水利用比例的考核机制,人工湿地工程无法与当地再生水利用规划、城镇污水处理厂和管网建设充分衔接融合,再生水不能有效纳入水资源配置规划,对于再生水取用权和收益权亦缺乏明确的管理要求,再生水尚未纳入水权交易市场.再生水利用工程盈利能力较弱,在缺乏经济政策保障的情况下很难形成稳定的市场运营和长效运行机制.技术层面的制约表现在冬季低温条件下,人工湿地工程的处理效果对运维技术的依赖度较高.不少地方的人工湿地工程往往缺乏专业运维队伍,“重建设、轻运维”的现象较为普遍.黄河流域再生水用于农业灌溉的需求量大,潜力有待充分发掘,再生水盐分升高和水质安全利用问题需持续探索和研究.提出的对策措施包括四方面:一是强化地方政府相关职能部门的协作协同,加大再生水利用率在考核中的权重,鼓励基础较好的地区开展再生水水权交易制度建设试点;二是省级层面应加大对区域再生水循环利用工程的政策和资金倾斜,推动工程尽早开工建设和发挥示范效益;三是强化人工湿地用地保障和运维管理;四是鼓励地方政府出台支持再生水用于农业灌溉的政策,推动黄河流域内典型农业县城形成具有示范性的再生水农业安全利用模式.

关键词：黄河流域区域再生水循环利用制约因素

黄河流域河南段浮游藻类功能群分布特征及影响因子

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水生生物学报 2024年第3期48卷 513-523页

作者：王飞虎杨越张洋秦祥朝陈玉环袁杰郭聪慧董静李学军张曼高云霓高肖飞河南师范大学水产学院新乡453007 生态环境部黄河流域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心郑州450000

为研究黄河流域藻类功能群分布及关键环境驱动因子,于2021年6—7月在黄河河南段设置16个采样位点,对黄河流域河南段浮游藻类群落组成、藻类功能群分布特征、不同空间环境因子特征及藻类-环境因子相关性进行分析,(1)共鉴定浮游藻类7门65... 详细信息

为研究黄河流域藻类功能群分布及关键环境驱动因子,于2021年6—7月在黄河河南段设置16个采样位点,对黄河流域河南段浮游藻类群落组成、藻类功能群分布特征、不同空间环境因子特征及藻类-环境因子相关性进行分析,(1)共鉴定浮游藻类7门65属154种,在物种数上,绿藻门类(68种)>硅藻门类(60种)>蓝藻门类(11种),以小环藻(Cyclotella sp.)、颗粒沟链藻极窄变种(Aulacoseira granulata ***)、束丝藻(Aphanizomenon sp.)、假鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)为流域内主要优势种(优势度≥0.02);(2)黄河流域河南段浮游藻类共划分为23个功能群,分别是功能群B、C、D、E、F、G、H1、J、LM、Lo、M、MP、N、P、S1、T、W1、W2、X1、X2、X3、X_(ph)和Y,所调查流域功能群空间分布差异较大,其中干流功能群种类最少,支流种类最多;从优势度来看,以适应富营养化、混动水体的功能群C、D、MP、P和J占优势;(3)RDA分析结果表明,优势功能群C与TN呈负相关;功能群MP与TP、NH_(4)^(+)-N、WT、pH和CODMn呈负相关;功能群P与NH_(4)^(+)-N、WT和CODMn呈正相关;功能群D与TN呈正相关,功能群J与NTU呈正相关,与DO呈强负相关,其中CODMn是驱动藻类功能群分布的关键因子;(4)结合地表水环境评价、基于功能群的Q指数与Qr指数评价、生物多样性指数评价,此次调查流域水体呈重度氮污染,水库呈轻度磷污染,洛河流域相对其他支流水质偏差。

关键词：黄河浮游藻类优势度功能群空间分布

黄河流域典型铅锌冶炼企业重金属废水管控与碳排放协同研究

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环境科学研究 2024年第1期37卷 212-220页

作者：武亚凤王海燕刘琰丁帅温慧娜中国环境科学研究院环境标准研究所北京100012 生态环境部黄河流域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心河南郑州450000

黄河流域作为国家生态安全的重要屏障,重金属污染一直以来备受关注.为提升重金属重点排放源铅锌冶炼行业废水排放管控水平,本文聚焦黄河流域中上游典型地区某铅锌冶炼企业,研究了不同产污环节排放废水中重点重金属排放特征及达标情况,... 详细信息

黄河流域作为国家生态安全的重要屏障,重金属污染一直以来备受关注.为提升重金属重点排放源铅锌冶炼行业废水排放管控水平,本文聚焦黄河流域中上游典型地区某铅锌冶炼企业,研究了不同产污环节排放废水中重点重金属排放特征及达标情况,并从行业绿色低碳发展方面测算了不同冶炼工艺流程碳排放强度、不同产污环节排放废水处理过程碳排放强度.结果表明:(1)采用氧化法+硫化钠除汞+石灰中和+生物制剂法+除铊稳定剂的组合处理工艺,污酸废水中总铅、总镉、总汞和总砷的排放浓度均可稳定达到《铅、锌工业污染物排放标准》(GB 25466-2010)特别排放限值要求,以处理后各重金属日最大检出浓度的90%分位数作为参比浓度,该处理工艺对总铅、总镉、总汞的去除率分别为98.2%、99.8%、99.9%.(2)铅锌冶炼企业污酸车间地面冲洗水应全部纳入污酸车间污水处理系统进行集中处理,避免铅、镉、汞、铊等重金属废水稀释排放,长期汇入黄河干流富集造成潜在环境风险.(3)锌冶炼过程重金属主要富存于固相颗粒和液相颗粒中,污酸废水(废气洗涤制酸废水)中总铅、总镉、总汞、总砷产污系数分别为4.83、4.33、7.02、0.01 g/t(以产品计),较实际流向废气中相应重金属产污系数低10^(3)量级.(4)鉴于污酸废水处理碳排放强度约为一般性生产废水的7.93倍,建议加强评估并推广应用2022年《国家先进污染防治技术目录(水污染防治领域)》提出的有色冶炼烟气洗涤污酸废水治理与资源化利用技术,研究提出基于资源化利用途径的污酸废水排放控制要求.(5)湿法炼锌工艺碳排放强度为3.08 t/t(冶炼1 t锌的CO_(2)排放量),相对属于绿色低碳冶炼工艺.研究显示,黄河流域中上游部分典型铅锌冶炼企业已采用相对绿色低碳冶炼工艺,鉴于黄河流域的国家战略定位,需进一步提升末端重金属废水风险管控和减污降碳协同治理力度,引领沿黄冶炼产业高质量发展.

关键词：黄河流域铅锌冶炼重金属碳排放

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乌江磷浓度与通量变化及来源解析

湖泊科学 2024年第1期36卷 64-76页

作者：娄保锋黄波黄小龙邓世江卓海华生态环境部长江流域生态环境监督管理局监测与科研中心武汉430010 四川省广元生态环境监测中心站广元628000

磷(P)是长江流域备受关注的污染物。乌江是长江八大支流之一,位于三峡水库近库尾江段。武隆断面是乌江入长江控制断面。对1998-2019时期武隆断面径流量、悬浮泥沙浓度(SS)与输沙量、磷浓度与通量(包括总磷(TP)、溶解态磷(DP)和颗粒态磷(... 详细信息

磷(P)是长江流域备受关注的污染物。乌江是长江八大支流之一,位于三峡水库近库尾江段。武隆断面是乌江入长江控制断面。对1998-2019时期武隆断面径流量、悬浮泥沙浓度(SS)与输沙量、磷浓度与通量(包括总磷(TP)、溶解态磷(DP)和颗粒态磷(PP))年际变化及季节特征进行研究,并基于河流基流分割原理对磷的来源进行了解析。结果表明,(1)1998-2019年,乌江武隆断面径流量在一定幅度内上下波动,而悬浮泥沙浓度和输沙量下降剧烈。(2)22年来,乌江TP和DP浓度与通量总体上呈先升高后下降的趋势,2009-2013年为磷污染峰值期,TP和DP浓度与通量远高于其它时期。(3)2007年是一个重要的时间节点,该节点前,TP的赋存形态以颗粒态为主,颗粒态磷在总磷中的占比均值为65%;该节点后,TP的赋存形态转变为以溶解态为主,颗粒态磷占比均值下降为16%,相应地,溶解态磷占比由35%上升为84%。水沙条件改变是磷形态发生显著变化的主要驱动力,磷污染程度亦是磷形态变化的重要影响因素。(4)磷通量在年内的季节分布发生了显著变化,丰水期磷通量减少,枯水期磷通量增加。(5)1998-2012、2009-2013和2014-2019年3个时期点源负荷占比分别为23.5%、36.8%和62.1%,呈增加趋势。(6)建议制定适宜的总磷控制目标,结合目前所存在的磷污染风险点,进一步强化监管,侧重源头治理。

关键词：乌江磷通量形态来源解析

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嘉陵江总磷通量变化及空间来源解析

中国环境科学 2024年第3期44卷 1448-1456页

作者：关文海骆国辉王攀菲娄保锋邱光胜中国长江三峡集团有限公司湖北宜昌443133 生态环境部长江流域生态环境监督管理局生态环境监测与科研中心湖北武汉430010

研究了2002~2019年嘉陵江北碚断面径流量、悬浮泥沙(SS)浓度与输沙量、磷浓度与通量[分总磷(TP)、溶解态磷(DP)、颗粒态磷(PP)]年际变化及水期特征,基于河流基流分割原理对磷的来源进行了解析.结果表明,(1)2002~2019年,嘉陵江悬浮泥沙... 详细信息

研究了2002~2019年嘉陵江北碚断面径流量、悬浮泥沙(SS)浓度与输沙量、磷浓度与通量[分总磷(TP)、溶解态磷(DP)、颗粒态磷(PP)]年际变化及水期特征,基于河流基流分割原理对磷的来源进行了解析.结果表明,(1)2002~2019年,嘉陵江悬浮泥沙浓度和输沙量年际波动巨大,最大年输沙量是最小年输沙量的20倍以上.(2)18a间嘉陵江北碚断面总磷浓度年均值在0.058~0.139mg/L范围内波动,其多年平均值为0.098mg/L.2002~2013年,TP和PP浓度表现为丰水期>平、枯水期,之后有的年份表现为丰水期>平、枯水期,有的年份则表现为丰水期<平、枯水期.(3)18a间DP浓度总体呈先上升(2002~2016年)后下降趋势(2016~2019年),尤以平、枯水期最为显著.(4)18a间TP和PP通量年际波动巨大,TP年通量最大值(2.280万t/a,2005年)是最小值(0.399万t/a,2006年)的6.7倍.水量、沙量、TP通量和PP通量表现为一定程度的“水、沙、磷”同步效应,而且丰水期最强,枯水期最弱.(5)水期之间对比,丰水期TP、PP和DP通量远大于平、枯水期.TP、PP和DP丰水期通量在年度通量中的平均占比分别为73.5%、77.5%和64.9%.(6)面源磷负荷年际波动远大于点源磷负荷,TP总负荷的年际变化趋势取决于面源磷负荷趋势.除2006年外,其他年份面源负荷在总负荷中占绝对优势,按年度计算,面源负荷平均占82.5%,按丰水期计算,面源负荷平均占90.8%.面源年度负荷主要来自于丰水期(平均81.2%).

关键词：嘉陵江磷通量来源

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珠江流域浮游植物群落特征及驱动因素

环境科学研究 2024年

作者：张家卫王吉毅黄迎艳王旭涛耿平刘俊黄少峰生态环境部珠江流域南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

浮游植物常用于水生态监测及健康评价，珠江流域为典型的亚热带湿润区，水系组成复杂，沿程海拔落差较大，主要为山区性河流，目前尚未有对整个流域浮游植物的分布及环境效应的研究。为探究珠江流域浮游植物的种群结构、与环境因子的关... 详细信息

浮游植物常用于水生态监测及健康评价，珠江流域为典型的亚热带湿润区，水系组成复杂，沿程海拔落差较大，主要为山区性河流，目前尚未有对整个流域浮游植物的分布及环境效应的研究。为探究珠江流域浮游植物的种群结构、与环境因子的关系及评价水质情况，本文于2022年4—7月对珠江流域的西江水系、北江水系、东江水系的浮游植物及水体理化参数进行调查与分析。结果表明：①调查期间珠江流域共检出浮游植物8门79属204种，浮游植物平均密度为6.78×105cells/L，以硅藻门为主，绿藻门次之；②珠江流域浮游植物优势种主要为卵圆隐藻、啮蚀隐藻、小环藻、菱形藻、科曼小环藻、舟形藻，浮游植物Shannon-Wiener多样性指数北江水系>西江水系>东江水系，平均值3.81，为“优秀”状态；③主成分分析（PCA）分析表明，氮磷污染的主要在珠江-西江上游及东江下游水域，总氮、总磷、浊度、五日生化需氧量、高锰酸盐指数、化学需氧量是影响珠江流域浮游植物群落结构特征的主要因素；④冗余分析（RDA）分析表明，pH、水温、溶解氧是影响珠江流域浮游植物种群结构的重要因子。研究显示，珠江流域浮游植物整体组成为硅藻—绿藻型，其中东江水系为绿藻型，西江水系为硅藻-蓝藻型，北江水系属于蓝藻-硅藻型。珠江流域整体为中营养型状态，北江水系已基本形成连续型水库群特征，连通性受到严重阻隔，流速缓慢，导致河流富营养化加剧，存在水华现象发生的风险。

关键词：珠江流域浮游植物环境因子群落结构分布

黄河中下游伊洛河流域2002—2021年植被覆盖度时空变化及影响因素分析

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灌溉排水学报 2024年第1期43卷 89-96页

作者：寇杰锋杨超张莹莹职露张翔彭定华刘哲生态环境部黄河流域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心郑州450004 生态环境部长江流域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心武汉430010 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院武汉430077 郑州师范学院地理与旅游学院郑州450044

【目的】探究黄河中下游伊洛河流域2002—2021年植被覆盖度的时空变化规律及影响因素。【方法】基于2002、2007、2011、2016、2021年Landsat卫星数据,结合像元二分模型提取该流域植被覆盖度,利用变异系数和线性回归分析揭示植被覆盖度... 详细信息

【目的】探究黄河中下游伊洛河流域2002—2021年植被覆盖度的时空变化规律及影响因素。【方法】基于2002、2007、2011、2016、2021年Landsat卫星数据,结合像元二分模型提取该流域植被覆盖度,利用变异系数和线性回归分析揭示植被覆盖度的时空变化规律,从自然因素和人类活动因素2个方面分析流域植被覆盖度时空变化的影响因素。【结果】2002—2021年,流域西部、南部源头山区为高植被覆盖度地区,自西向东沿河道区域及中北部地区的植被覆盖度较低,东部为低植被覆盖度区域。流域高和较高覆盖度面积占比合计为65.29%,中等植被覆盖度占比为17.66%,较低、低覆盖度占比为17.05%。流域整体植被覆盖度较高,且呈先降低后升高的趋势。2002—2021年,植被覆盖度较为稳定的区域占比为44.14%,植被覆盖度有所改善的区域占比为32.25%,轻度退化区域占比为17.27%,明显退化区域占比为6.34%。自然因素对植被覆盖度的影响程度由高到低依次为高程、气温、降水和坡度。植被覆盖度随高程、降水和坡度的增加而增加,随温度的增加而降低。人类活动的正向影响大于负面影响,是导致植被覆盖度逐渐增长的重要因素。【结论】伊洛河流域2002—2021年植被覆盖度较高,且呈逐渐增加趋势,高程、气温和降水是影响其空间分布的主要因素,人类活动对其增加有促进作用。

关键词：伊洛河流域植被覆盖度时空变化影响因素

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