近10年北京市河流污染时空变化特征分析

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作者 田颖 刘保献 +3 位作者 陶蕾 荆红卫 常淼 马召辉 《环境污染与防治》 北大核心 2025年第1期96-100,108,共6页

分析2013-2022年北京市河流环境质量变化情况。结果显示,近10年河流环境质量显著改善,高锰酸盐指数、氨氮年均质量浓度分别下降了56.8%和96.6%,整体变化趋势符合Boltzmann函数,以北运河水系改善幅度最大。丰、枯水期相对规律发生变化,... 分析2013-2022年北京市河流环境质量变化情况。结果显示,近10年河流环境质量显著改善,高锰酸盐指数、氨氮年均质量浓度分别下降了56.8%和96.6%,整体变化趋势符合Boltzmann函数,以北运河水系改善幅度最大。丰、枯水期相对规律发生变化,高锰酸盐指数以2018年为转折点,氨氮以2020年为转折点,丰水期污染物质量浓度超过枯水期;空间上,整体上游优于中下游,山区优于平原的特征未改变,但空间差异已明显缩小。10年间全市河流水质状况经历匀速改善-快速改善-稳步改善3个阶段。现阶段非点源污染问题凸显,城市河流对再生水依赖性强,污染热点区域主要分布在通州区全域,朝阳、顺义和房山区下游区域。为进一步提升首都水环境质量,需重点关注城市非点源、再生水利用状况和热点区域水质变化。 展开更多

关键词 时空变化 趋势模拟 非点源污染 汛期污染强度 热点分析

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应用底栖动物完整性指数评价北京市河流水生态环境质量 被引量：11

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作者 张宇航 颜旭 +6 位作者 姜兵琦 渠晓东 张敏 张海萍 荆红卫 刘保献 彭文启 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期2010-2021,共12页

利用底栖动物完整性指数(B-IBI)评价河流生态环境状况已成为水生态健康评估和管理的重要方法。基于2020年秋季至2021年夏季对北京市五大水系115个样点的大型底栖动物、水体理化因子以及栖息地质量4个季度的调查数据,分别构建了北京市山... 利用底栖动物完整性指数(B-IBI)评价河流生态环境状况已成为水生态健康评估和管理的重要方法。基于2020年秋季至2021年夏季对北京市五大水系115个样点的大型底栖动物、水体理化因子以及栖息地质量4个季度的调查数据,分别构建了北京市山区、平原区河流底栖动物完整性指数,并对其生态状况进行了评估。指标筛选结果显示:山区河流B-IBI核心指标包括总分类单元数、EPT相对丰度、BMWP指数、粘附者相对丰度、Shannon-Wiener多样性指数;平原区河流B-IBI核心指标包括总分类单元数、摇蚊科相对丰度、EPTO相对丰度、耐污类群相对丰度。根据各参数值随干扰增强的变化趋势,采用比值法计算各指标的分值和评价标准。结果显示:在空间上,北京市山区河流处于良好状态,其中以潮白河水系生态状况最好,处于良好状态,蓟运河水系生态状况最差,处于很差状态;平原区河流处于中等状态,其中永定河、大清河水系处于良好状态,蓟运河、北运河以及潮白河水系均处于中等状态。在时间上,不同季节的B-IBI值无显著性差异,整体生态状况不受季节变化的影响,表明构建的北京市B-IBI评价体系在时间上具有良好的稳定性。多元回归分析显示:栖息地质量是限制北京市山区、平原区河流生态状况的主控因子,其次,高锰酸盐指数和化学需氧量是影响平原区河流生态状况的主要因子。本研究构建的B-IBI评价体系对于北京市河流的栖息地状况和水体污染状况具有较好的指示作用,参照点的B-IBI值整体上显著高于受损点,表明B-IBI评价体系在北京市河流的适用性良好。 展开更多

关键词 底栖动物完整性指数 大型底栖动物 生态状况评价 北京市

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北京潮白河中下游第四系沉积物还原性无机硫分布特征及其影响因素

3

作者 陈吉吉 荆红卫 +7 位作者 沈秀娥 郭婧 杨庆 席玥 徐蘇士 郭华明 高志鹏 陶蕾 《中国环境科学》 北大核心 2025年第5期2735-2744,共10页

基于岩芯采样、室内连续分级提取,沉积物、地下水关联分析,以及水体矿物饱和度指数(SI)等,探究潮白河中下游地区第四系沉积物还原性无机硫(RIS)含量分布、赋存形态及影响因素.结果表明:研究区域第四系沉积物RIS各组分含量自高到低分别... 基于岩芯采样、室内连续分级提取,沉积物、地下水关联分析,以及水体矿物饱和度指数(SI)等,探究潮白河中下游地区第四系沉积物还原性无机硫(RIS)含量分布、赋存形态及影响因素.结果表明:研究区域第四系沉积物RIS各组分含量自高到低分别为黄铁矿硫(CRS)>单质硫(ES)>酸可挥发性硫化物(AVS),CRS、ES和AVS含量分别占RIS的80.1%、13.4%和5.56%,67%的点位CRS/AVS>3.中上游地区沉积物中RIS含量低于下游,四个含水层中RIS含量自浅向深分别为84.3,37.4,39.1和10.5mg/kg,整体呈降低趋势.RDA和相关性分析结果显示,沉积物TOC含量、CRS/AVS值、含水率是影响研究区域RIS含量和赋存形态的重要因素,前者同时受地下水pH值、铁/硫比,以及水文地质条件的影响,后者同时受地下水COD_(Mn)和ORP值的影响.地下水中FeS的SI值在零值附近浮动,FeS_(2)的SI>0.研究区域沉积物中RIS基本不受人为扰动影响,硫化物活性和生物有效性低,沉积物主要通过AVS沉淀/溶解以及ES歧化反应影响地下水中SO_(4)^(2-)、硫化物、Fe、As的浓度水平. 展开更多

关键词 还原性无机硫 空间分布 赋存形态 第四系沉积物 地下水 潮白河冲洪积扇

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北京永定河冲洪积扇地下水氟化物分布特征及成因分析

4

作者 陈吉吉 荆红卫 +7 位作者 刘保献 杨庆 席玥 徐蘇士 鲁安怀 陈圆圆 马召辉 陶蕾 《环境化学》 北大核心 2025年第4期1320-1329,共10页

地下水是北京市供水的重要组成部分,地下水中氟化物超标会限制水资源的开发利用.为研究北京市域内永定河冲洪积扇第四系地下水氟化物的分布特征及成因,采集测试了338个地下水样品和7个钻孔的127个沉积物样品,分析了该区域氟化物偏高地... 地下水是北京市供水的重要组成部分,地下水中氟化物超标会限制水资源的开发利用.为研究北京市域内永定河冲洪积扇第四系地下水氟化物的分布特征及成因,采集测试了338个地下水样品和7个钻孔的127个沉积物样品,分析了该区域氟化物偏高地下水的空间分布、地球化学特征及其来源.结果表明:研究区域地下水氟化物浓度范围为0.06—3.91 mg·L^(-1),均值为0.44 mg·L^(-1),地下水中氟的超标点位主要分布在地下水流动的下游、弱透水层(黏土层)相互交错的地区,自浅向深地下水中氟化物浓度没有明显的变化趋势.沉积物中氟化物含量范围为217—814 mg·kg^(-1),均值为424 mg·kg^(-1),沉积物中氟化物含量与地下水中氟化物浓度有一定的一致性.地下水中氟化物超标主要是由于原生地层中偏高的氟化物本底值、水文地质条件和地热地质、岩石矿物组分,以及弱碱性的地下水环境等自然地质环境所致,同时受到了萤石溶解、阳离子交换等水化学过程的影响,人类活动不是造成研究区域地下水中氟超标的主要原因. 展开更多

关键词 氟化物 地下水 沉积物 成因分析 永定河冲洪积扇.

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地下水中24种磺胺类抗生素检测方法比对研究

5

作者 郭越 丁萌萌 +5 位作者 董瑞 刘亚萍 时百成 常淼 沈秀娥 刘保献 《中国环境监测》 北大核心 2025年第2期188-200,共13页

环境地下水中已有多种磺胺类抗生素被检出,污染平均值为ND~612 ng/L(ND表示未检出)。为了进一步提高环境地下水中抗生素检测水平和效率,选取在线固相萃取和手工固相萃取2种前处理方法,结合液相色谱-质谱联用技术,开展地下水中24种磺胺... 环境地下水中已有多种磺胺类抗生素被检出,污染平均值为ND~612 ng/L(ND表示未检出)。为了进一步提高环境地下水中抗生素检测水平和效率,选取在线固相萃取和手工固相萃取2种前处理方法,结合液相色谱-质谱联用技术,开展地下水中24种磺胺类抗生素检测。结果表明:在线固相萃取和手工固相萃取2种前处理方法检出限差异不大(分别为0.10~0.58 ng/L和0.08~0.59 ng/L),均达到ng/L检出级别;在线固相萃取/液相色谱-质谱法基体加标回收率为70.7%~144%,相对标准偏差为0.3%~15.2%,结果优于手工固相萃取/液相色谱-质谱法(基体加标回收率为25.1%~132%,相对标准偏差为0.8%~18.3%);2种方法线性范围分别为1.0~200 ng/L和1.0~200μg/L,相关系数(r>0.99)良好,均可满足磺胺类抗生素痕量分析测试的要求。与手工固相萃取法相比,在线固相萃取法前处理操作简单,用时短,使用工作曲线对水中磺胺类抗生素浓度的测定更为准确。将这2种方法应用于北京市地下水样品中24种磺胺类抗生素检测,检出了9种磺胺类抗生素,检出率为5.9%~70.6%,检出值为ND~188.8 ng/L。 展开更多

关键词 磺胺类抗生素 在线固相萃取 三重四极杆质谱 方法比对

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基于长短时记忆神经网络的河流水质预测研究 被引量：27

6

作者 张贻婷 李天宏 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期163-169,共7页

准确高效地预测河流水质变化趋势对河流水环境治理与保护具有重要意义。该文利用广州市白坭河上自动监测站每2 h的水质数据,从单测站数据时序之间的相关性和上游测站的影响两方面,分别建立长短时记忆网络(LSTM)河流水质预测的循环神经... 准确高效地预测河流水质变化趋势对河流水环境治理与保护具有重要意义。该文利用广州市白坭河上自动监测站每2 h的水质数据,从单测站数据时序之间的相关性和上游测站的影响两方面,分别建立长短时记忆网络(LSTM)河流水质预测的循环神经网络模型。模型以氨氮浓度为输出变量,比较了不同输入变量下的模型预测效果,并以最优模型和常用的深度学习算法支持向量机(SVM)进行了比较。结果表明:单测站LSTM模型经输入变量特征选择后的预测结果比仅使用氨氮浓度单变量的时间序列预测更接近真实数值;对加入上游监测站的双测站LSTM模型,输入的变量经过特征选择时,模型预测效果优于全部水质变量作为输入的预测结果,也优于单测站LSTM模型;但不进行特征选择时,输入变量增加,模型学习到噪声而使精度下降;和SVM模型相比,最优特征组合的LSTM模型具有更好的预测效果。研究也表明,对输入变量进行特征选择后,LSTM模型是一种有潜力的河流水质预测方法。 展开更多

关键词 水质预测 长短时记忆网络 循环神经网络 深度学习 特征选择

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基于生态完整性和社会服务功能的柏条河–府河河流健康评价 被引量：10

7

作者 席浩郡 袁一斌 +1 位作者 昝晓辉 李天宏 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1111-1120,共10页

以成都市锦江流域典型河段柏条河–府河为研究对象,从河流健康内涵出发,选取生境特征、生物群落和社会服务三方面共16个指标,建立满足河流生态系统完整性和社会服务功能的河流健康评价指标体系,采用实地勘查、遥感、GIS和环境DNA等方法... 以成都市锦江流域典型河段柏条河–府河为研究对象,从河流健康内涵出发,选取生境特征、生物群落和社会服务三方面共16个指标,建立满足河流生态系统完整性和社会服务功能的河流健康评价指标体系,采用实地勘查、遥感、GIS和环境DNA等方法来定量化指标,通过综合评价法分4个河段进行河流健康评价。结果表明,各评价河段的河流健康评价指数范围为3.23~3.82,处于亚健康水平。河流健康评价指数呈现从上游到下游沿程降低的趋势,不同河段河流健康水平表现出的强空间异质性与人类活动相关。研究结果可为成都平原河流的可持续管理提供科学依据,也为其他受人类活动影响的河流系统的健康评价提供方法。 展开更多

关键词 锦江流域 河流健康 指标体系 生态完整性 社会服务功能

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流域水文模型的参数全局敏感性分析 被引量：5

8

作者 蔡开奎 李金城 +3 位作者 胡梦辰 马文静 叶瑞 刘永 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期753-762,共10页

基于LSPC构建内蒙大佘太流域水文模拟模型,利用Morris和Sobol两种全局敏感性分析方法,识别水文敏感参数及敏感下垫面类型,评估不同敏感性分析方法和模型输出度量方法对敏感性分析结果的影响。主要结论如下:1)模型对日、月两尺度的径流... 基于LSPC构建内蒙大佘太流域水文模拟模型,利用Morris和Sobol两种全局敏感性分析方法,识别水文敏感参数及敏感下垫面类型,评估不同敏感性分析方法和模型输出度量方法对敏感性分析结果的影响。主要结论如下:1)模型对日、月两尺度的径流模拟效果好,模拟值与观测值的决定系数R^(2)>0.6,纳什系数NSE>0.5,说明LSPC模型适用于对内陆干旱半干旱地区的流域水文模拟;2)两种敏感性分析方法对参数敏感指数排序和敏感参数识别均有影响,而MAE和MSE两种度量方法的影响主要体现在敏感参数识别方面;3)敏感水文参数为下层土壤含水量(LZSN)和地下水蒸发系数(AGWETP),敏感下垫面类型为草地、耕地、林地和水域,与大佘太流域的降水和土地利用类型有关。 展开更多

关键词 全局敏感性分析 水文参数 LSPC模型 大佘太流域

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潮白河流域水库浮游动物群落季节变化特征及其驱动因素 被引量：8

9

作者 张群 许旭明 陈倩 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期290-300,共11页

为了解不同季节潮白河流域水库中浮游动物群落的结构特征及其影响因素,分别于2020年9月(秋)和12月(冬),2021年3月(春)和6月(夏)对12个水库监测断面的浮游动物群落开展调研。4个季度共采集并鉴定浮游动物67属90种,其中夏季种类最丰富,春... 为了解不同季节潮白河流域水库中浮游动物群落的结构特征及其影响因素,分别于2020年9月(秋)和12月(冬),2021年3月(春)和6月(夏)对12个水库监测断面的浮游动物群落开展调研。4个季度共采集并鉴定浮游动物67属90种,其中夏季种类最丰富,春季最少。水库浮游动物密度和生物量在夏季达到峰值,均值分别为231.5 ind./L和0.199 mg/L;春季浮游动物的平均密度(60.8 ind./L)和生物量(0.075 mg/L)均最低。不同季节浮游动物群落组成存在显著差异。夏秋两季浮游动物种类组成与密度组成均以轮虫为主,冬春两季则以原生动物为主。侠盗虫在水库四季均为优势类群。相关性分析结果表明,浮游动物Shannon-Wiener多样性指数与亚硝酸盐氮和总有机碳均显著正相关,浮游动物丰富度则与硝酸盐氮、总氮和总磷显著正相关。典范对应分析结果表明,溶解氧、水温、亚硝酸盐氮、总有机碳和电导率是影响浮游动物群落季节分布的主要环境因子。研究结果较全面地揭示了不同季节潮白河流域水库的浮游动物群落变化规律,可为流域内水生态健康评估提供基础资料。 展开更多

关键词 浮游动物 环境因子 季节 多样性 潮白河

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氢氧化钴/生物炭活化过氧乙酸降解水中抗生素 被引量：2

10

作者 孙丰宾 杨旭东 +2 位作者 李璠 乔林 刘文 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期78-87,共10页

通过对非均相复合催化剂进行合理的电子结构调控,可有效促进界面电荷分离和转移,进而提升催化剂的性能。近年来,以生物炭(BC)基材料活化过氧乙酸[CH3C(O)OOH,PAA]的非均相高级氧化工艺因能产生多种活性氧物种(ROS)而备受关注。采用一种... 通过对非均相复合催化剂进行合理的电子结构调控,可有效促进界面电荷分离和转移,进而提升催化剂的性能。近年来,以生物炭(BC)基材料活化过氧乙酸[CH3C(O)OOH,PAA]的非均相高级氧化工艺因能产生多种活性氧物种(ROS)而备受关注。采用一种简易的共沉淀法合成了Co(OH)2纳米颗粒修饰的生物炭材料(h-Co/BC),并将其应用于活化PAA降解水中的典型抗生素四环素(TC)。实验结果表明h-Co/BC在pH=7条件下,7 min内可实现对初始浓度为10µmol/L的TC的完全降解去除。自由基猝灭实验和电子顺磁共振(EPR)分析表明,该非均相体系中主要的ROS为烷氧基自由基,包括CH3COO·、CH3COOO·、·OH和1O_(2)。材料表征结合密度泛函理论计算表明,Co(OH)2纳米颗粒成功地负载于生物炭上,Co 3d带中心更靠近费米能级,利于电子的定向迁移,进而被PAA捕获,随后PAA裂解生成ROS。该研究可为非均相PAA高级氧化技术中功能材料的研发提供新的理念。 展开更多

关键词 生物炭 氢氧化钴 过氧乙酸 抗生素 密度泛函理论计算

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北京潮白河冲洪积扇中下游地下水铁锰来源解析及成因分析 被引量：4

11

作者 陈吉吉 陶蕾 +4 位作者 席玥 田颖 徐蘇士 刘保献 荆红卫 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期5016-5025,共10页

为了查明高铁锰地下水来源及其水化学成因,运用主成分分析方法和绝对主成分-多元线性回归模型,解析地下水中铁锰来源及主要环境影响因素,量化各来源贡献率;基于Durrov图和矿物饱和度指数等揭示各来源铁锰的影响范围、水化学特征及成因.... 为了查明高铁锰地下水来源及其水化学成因,运用主成分分析方法和绝对主成分-多元线性回归模型,解析地下水中铁锰来源及主要环境影响因素,量化各来源贡献率;基于Durrov图和矿物饱和度指数等揭示各来源铁锰的影响范围、水化学特征及成因.结果表明:研究区内铁、锰超Ⅲ类标准率分别为45.6%和59.4%,且丰水期铁、锰浓度水平和超标率普遍高于枯水期;主成分分析提取出铁、锰因子载荷较高的3个主成分,分别为导致第一含水层铁锰超标的迁移-富集作用(F1),导致第一、二含水层铁锰超标的铁锰氧化物自然溶解作用(F2),以及水化学作用(F3),主要影响因素分别为水文地质条件、还原环境和p H值;铁、锰易在HCO_(3)^(-)Ca·Mg型地下水中富集(F1和F2),HCO_(3)^(-)Na型地下水中Fe、Mn浓度较低(F3);源解析结果显示F1和F3分别解释了研究区域54.3%和26.3%的铁,以及58.7%和19.4%的锰,F2对铁锰的解释率低于7.50%.综合所述,F1和F2是导致研究区域铁锰超标的主要原因,水文地质条件和pH值是影响研究区域地下水铁锰浓度的主要变量,人为源对研究区域地下水中铁、锰浓度影响有限. 展开更多

关键词 铁 锰 源解析 水化学成因 APCS-MLR分析 地下水

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北京市平原区地下水铁锰分布特征及成因分析 被引量：3

12

作者 陈吉吉 陶蕾 +5 位作者 刘保献 杨庆 席玥 徐蘇士 陈圆圆 荆红卫 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期198-207,共10页

地下水是北京市供水的重要来源,地下水中铁、锰超标会限制水资源的开发利用。为了查明北京市平原区高铁、锰地下水的分布与成因,以平原区第四系地下水和沉积物为研究对象,基于X射线荧光光谱,铁、锰分步提取技术,利用地学数理统计、GIS... 地下水是北京市供水的重要来源,地下水中铁、锰超标会限制水资源的开发利用。为了查明北京市平原区高铁、锰地下水的分布与成因,以平原区第四系地下水和沉积物为研究对象,基于X射线荧光光谱,铁、锰分步提取技术,利用地学数理统计、GIS空间特征等分析方法,探讨地下水中铁、锰的空间分布,地球化学特征及来源。结果表明:(1)研究区域地下水中铁的质量浓度范围为0.02~26.70 mg/L,均值为0.76 mg/L;锰的质量浓度范围为0.01~5.24 mg/L,均值为0.21 mg/L。(2)地下水中铁、锰浓度分布规律基本吻合,总体上呈现出沿着地下水流向(自西北向东南)浓度逐渐升高、随采样深度增加浓度逐渐降低的趋势。(3)典型区域沉积物中铁的质量比范围为9.25~52.18 g/kg,均值为19.90 g/kg;锰的质量比范围为0.12~7.26 g/kg,均值为0.50 g/kg,沉积物中铁、锰以残余态为主,分别占总量的92.3%和86.6%。(4)尽管沉积物中铁、锰质量比没有表现出与地下水中铁、锰浓度相似的分布规律,但地下水铁、锰高值区内2个钻孔中活性组分铁占比与地下水中铁浓度呈正相关关系(R=0.66,P>0.05)、活性组分锰与地下水中锰浓度呈显著的正相关关系(R=0.84,P<0.05),可认为区域地下水中铁、锰的富集与沉积物中活性组分铁、锰有关,同时受缓慢的地下水径流速度、较高的黏土比重等水文地质条件,以及还原环境、酸碱度等因素的影响,人类活动不是造成地下水中铁、锰超标的主导因素。研究结果可为北京市地下水资源开发和管理提供科学依据。 展开更多

关键词 铁 锰 地下水 沉积物 赋存形态 北京平原

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放线菌酮对小球藻的毒性效应及其机制研究

13

作者 李光鑫 高强 +4 位作者 尤明涛 孙卫玲 沈宏 祁得林 杨希 《河南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期43-49,共7页

为探究抗生素对藻类的毒性效应与机制,以放线菌酮(cycloheximide,CHX)为潜在污染物,以小球藻为受胁迫对象,通过检测小球藻细胞密度、叶绿素a(chlorophyll a)、活性氧(reactive oxygen species,ROS)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)和PSⅡ... 为探究抗生素对藻类的毒性效应与机制,以放线菌酮(cycloheximide,CHX)为潜在污染物,以小球藻为受胁迫对象,通过检测小球藻细胞密度、叶绿素a(chlorophyll a)、活性氧(reactive oxygen species,ROS)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)和PSⅡ最大光化学量子产量(optimal/maximal quantum yield of PSⅡ,F_(v)/F_(m))等生长及生理生化指标,探究抗生素对藻类的毒性效应.研究结果表明CHX对于小球藻的96 h EC_(50)为1.229 mg/L.在该质量浓度下作用96 h后,CHX对小球藻细胞密度的抑制率为49.7%,使叶绿素a的含量降低了36.2%,对F_(v)/F_(m)的抑制率为13.0%.此外,与对照相比,CHX暴露使小球藻的ROS和MDA分别上升了533.7%和618.6%.因此,CHX对小球藻的毒性效应主要体现为生长抑制,其可能的机制是引起氧化应激(如产生ROS和MDA),进而抑制细胞的光合作用(降低F_(v)/F_(m)). 展开更多

关键词 放线菌酮 小球藻 毒性效应 F_(v)/F_(m)

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中国市域尺度人为净氮磷输入及其空间异质性分析

14

作者 付佳兴 李金城 +1 位作者 蔡开奎 刘永 《地理科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2024年第3期513-522,共10页

为解析中国人为净氮输入(NANI)和人为净磷输入(NAPI)的来源和空间分布,本研究构建了中国市域NANI和NAPI模型,核算了2020年中国367个市域单元NANI和NAPI,并采用标准差椭圆方程和莫兰指数对其进行空间异质性分析。主要结论为:①2020年中国... 为解析中国人为净氮输入(NANI)和人为净磷输入(NAPI)的来源和空间分布,本研究构建了中国市域NANI和NAPI模型,核算了2020年中国367个市域单元NANI和NAPI,并采用标准差椭圆方程和莫兰指数对其进行空间异质性分析。主要结论为:①2020年中国NANI和NAPI分别为4596.43 kg N/(km^(2)·a)和840.02 kg P/(km^(2)·a);②化肥施用是NANI和NAPI的主要贡献源,其中80.93%、89.65%的市域单元分别为其最大贡献源;③中国NANI和NAPI空间分布具有明显的聚集性和异质性,以胡焕庸线为界,东南部地区的NANI和NAPI明显高于西北部,聚集区域主要分布在华北平原地区。NANI和NAPI模型是一种定量评估区域内氮磷排放状态的模型,能够为中国氮磷污染重点区域的识别、污染治理等提供技术支撑。 展开更多

关键词 人为净氮输入 人为净磷输入 贡献分析

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北京市北运河水系污染特征及来源解析

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作者 田颖 陶蕾 +4 位作者 刘保献 陈吉吉 荆红卫 常淼 马召辉 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1656-1661,共6页

采用聚类分析法、主成分分析法和绝对主成分-多元线性回归(APCS-MLR)源解析模型对北京市北运河水系污染特征及来源进行解析。结果表明,北运河水系监测点位可聚为两类,A类点位主要分布在中心城区及水系上游,水环境质量状况较好;B类点位... 采用聚类分析法、主成分分析法和绝对主成分-多元线性回归(APCS-MLR)源解析模型对北京市北运河水系污染特征及来源进行解析。结果表明,北运河水系监测点位可聚为两类,A类点位主要分布在中心城区及水系上游,水环境质量状况较好;B类点位水质相对较差,多分布在水系中下游和郊区。源解析结果显示,补水水源对A类点位高锰酸盐指数、化学需氧量(COD)、氨氮和总磷(TP)的贡献率分别为65.0%、66.6%、58.1%和57.1%;生活源对B类点位高锰酸盐指数、COD、氨氮和TP的贡献率分别为74.7%、55.3%、58.1%和62.1%,农业面源对氨氮和TP的贡献率也较高。为持续改善北运河水系水环境质量状况,需重点关注水系上游的补水水源和城市面源,加强中下游生活源和农业面源的有效防治。 展开更多

关键词 聚类分析 主成分分析 绝对主成分-多元线性回归源解析 汛期污染强度

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湖泊富营养化响应与流域优化调控决策的模型研究进展 被引量：27

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作者 刘永 蒋青松 +5 位作者 梁中耀 吴桢 刘晓钰 冯秋园 邹锐 郭怀成 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期49-63,共15页

湖泊富营养化是全球水环境领域面临的长期挑战,富营养化响应与流域优化决策模型是制定经济和高效调控方案的关键.然而已有的模型研究综述主要集中于模型开发、案例应用、敏感性分析、不确定性分析等单一方面,而缺少针对非线性响应、生... 湖泊富营养化是全球水环境领域面临的长期挑战,富营养化响应与流域优化决策模型是制定经济和高效调控方案的关键.然而已有的模型研究综述主要集中于模型开发、案例应用、敏感性分析、不确定性分析等单一方面,而缺少针对非线性响应、生态系统长期演变等最新湖泊治理挑战的研究总结.本文对数据驱动的统计模型、因果驱动的机理模型和决策导向的优化模型进行了综述.其中,统计模型包含经典统计、贝叶斯统计和机器学习模型,常用于建立响应关系、时间序列特征分析以及预报预警;机理模型包含流域的水文与污染物输移模拟以及湖泊的水文、水动力、水质、水生态等过程的模拟,用于不同时空尺度的变化过程模拟,其中复杂机理模型的敏感性分析、参数校验、模型不确定性等需要较高的计算成本;优化模型结合机理模型形成“模拟优化”体系,在不确定性条件下衍生出随机、区间优化等多种方法,通过并行计算、简化与替代模型可一定程度上解决计算时间成本的瓶颈.本文识别了湖泊治理面临的挑战,包括:①如何定量表征外源输入的非线性叠加和湖泊氮、磷、藻变化的非均匀性?②如何提高优化调控决策和水质目标的关联与精准性?③如何揭示湖泊生态系统的长期变化轨迹与驱动因素?最后,本文针对这些挑战提出研究展望,主要包括:①基于多源数据融合与机器学习算法以提升湖泊的短期水质预测精度;②以生物量为基础的机理模型与行为驱动的个体模型的升尺度或降尺度耦合以表达多种尺度的物质交互过程;③机器学习算法与机理模型的直接耦合或数据同化以降低模拟误差;④时空尺度各异的多介质模拟模型融合以实现精准和动态的优化调控. 展开更多

关键词 湖泊富营养化 非线性 统计模型 机理模型 优化模型 模型融合

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臭氧消毒研究进展及对新型冠状病毒的灭活启示 被引量：13

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作者 冀豪栋 孙丰宾 +1 位作者 赖波 刘文 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1-8,106,共9页

新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情给人类社会造成了巨大威胁,新型冠状病毒(SARS-CoV-2)在不同环境介质中稳定性的差异,使如何高效杀灭SARS-CoV-2成为关注的重要问题。在综述臭氧及其协同技术在病原体灭活中应用的基础上,探讨了臭氧氧化... 新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情给人类社会造成了巨大威胁,新型冠状病毒(SARS-CoV-2)在不同环境介质中稳定性的差异,使如何高效杀灭SARS-CoV-2成为关注的重要问题。在综述臭氧及其协同技术在病原体灭活中应用的基础上,探讨了臭氧氧化技术在SARS-CoV-2灭活中的应用可行性,重点阐述了该类技术对于病毒的灭活行为及机理。该综述可为臭氧氧化技术应用于水中新冠病毒灭活及其在不同媒介中的次生传播阻断提供参考。 展开更多

关键词 臭氧消毒 新型冠状病毒 灭活 氧化

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洱海悬浮颗粒物和表层沉积物有机碳氮同位素来源特征及水质指示意义 被引量：14

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作者 季宁宁 刘永 王圣瑞 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期118-133,共16页

为探究湖泊水体悬浮颗粒物和沉积物有机碳、氮来源及水质指示意义,分析了2013-2014年洱海悬浮颗粒物和表层沉积物有机碳同位素(δ^(13) C)、氮同位素(δ^(15) N)和C/N比值时空变化特征及与水质的关系.结果表明:①洱海悬浮颗粒物δ^(13) ... 为探究湖泊水体悬浮颗粒物和沉积物有机碳、氮来源及水质指示意义,分析了2013-2014年洱海悬浮颗粒物和表层沉积物有机碳同位素(δ^(13) C)、氮同位素(δ^(15) N)和C/N比值时空变化特征及与水质的关系.结果表明:①洱海悬浮颗粒物δ^(13) C、C/N、δ^(15) N在旱、雨季差异显著(P<0.05),旱季变化范围分别为-31.75‰~-18.21‰(均值-25.34‰±4.14‰)、9.1~16.9(均值13.3±2.7)、4.9‰~7.4‰(均值6.4‰±1.3‰),雨季变化范围分别为-14.7‰~-23.8‰(均值-20.2‰±3.3‰)、4.6~8.9(均值7.1±1.6)、7.4‰~10.8‰(均值9.3‰±1.8‰).悬浮颗粒物有机碳来源在旱季以陆源C3植物为主(46.0%±6.9%),转变为雨季以浮游植物为主(43.3%±6.1%);氮来源在旱季以陆源植物为主(40.7‰±6.5%),转变为雨季以湖内水生植物和浮游植物为主(39.9%±6.6%).表层沉积物δ^(13) C(-24.0‰~-14.6‰(均值为-18.7‰±4.7‰))和C/N(9.1~15.5(均值为12.1±3.3))均无显著季节差异(P>0.05),δ^(15) N在旱、雨季差异显著(P<0.05),变化范围分别为1.9‰~4.9‰(均值为3.6‰±1.5‰)和0.7‰~7.8‰(均值为4.2‰±1.8‰).表层沉积物有机碳来源在旱、雨季均以陆源C4植物为主(48.2%±19.1%),氮来源旱季以陆源植物为主(44.3%±10.1%),转变为雨季以化肥为主(30.3%±6.8%).两者有机碳与氮来源差异揭示水生和浮游植物来源的有机碳与氮易降解,对水质影响较大,而陆源C4植物和土壤来源的有机碳和化肥来源氮易沉积,对水质影响相对较小.②随机森林回归分析表明,悬浮颗粒物有机质(POM)来源差异(δ^(13) C、C/N)、氧化还原电位和水温(WT)是影响水体多营养循环指标的重要因子,重要度为4.0%~6.9%;POM、C/N和WT是影响叶绿素a的重要因子,重要度为9.3%~10.7%,说明POM来源特征结合水环境因子显著影响水质,而表层沉积物有机质来源相对稳定,对水质无显著影响.为防控洱海水质持续下降,除了加强外源控制,雨季还应重点采取控藻措施. 展开更多

关键词 悬浮颗粒物 有机质 碳氮稳定同位素 来源 指示意义 洱海

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黄河下游花园口至艾山河段滩区洪水漫滩风险度评估研究 被引量：4

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作者 孙煜航 程舒鹏 +3 位作者 张祺 杜鹏举 李振山 赵志杰 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期575-586,共12页

利用Delft3D模型,模拟黄河下游滩区洪水漫滩过程,获取漫滩范围和洪水淹没水深等洪水致灾参数。基于地形和防洪条件,划分洪水漫滩淹没单元,参考联合国灾害风险评价指标体系,结合对各淹没单元的危险度和易损度评估,得到不同洪水量级下各... 利用Delft3D模型,模拟黄河下游滩区洪水漫滩过程,获取漫滩范围和洪水淹没水深等洪水致灾参数。基于地形和防洪条件,划分洪水漫滩淹没单元,参考联合国灾害风险评价指标体系,结合对各淹没单元的危险度和易损度评估,得到不同洪水量级下各淹没单元的洪水漫滩风险度空间分布。结果表明,占滩区总面积近50%的淹没单元的洪水漫滩风险等级随洪水量级的增加而稳步增加,为“水险同期”类淹没单元;39.7%的淹没单元在十年一遇洪水情景下呈现极高风险度状态,即“小水大险”状态;11.67%的淹没单元稳定地处于相对较低的风险度等级,漫滩风险不受洪水量级影响,为“稳定低险”类。因此,对于黄河下游滩区洪水漫滩风险,应当重点防范主要集中分布在高村至艾山河段的“小水大险”类淹没单元,同时应以十年一遇,甚至五年一遇的洪水情景作为洪水防范工程措施布设的参考依据。 展开更多

关键词 黄河下游 滩区 洪水 水动力模拟 风险评价

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滇池溶解氧浓度变化的氮磷循环响应模拟研究 被引量：5

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作者 胡梦辰 朱滔 +5 位作者 蒋青松 邹锐 吴桢 张晓玲 叶瑞 刘永 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期481-488,共8页

基于滇池外海的三维水动力‒水质模型,模拟湖泊水动力及水质的动态过程,识别湖泊水体中溶解氧特征,并通过设置外部负荷削减情景,探究溶解氧浓度对底泥内源释放以及氮磷循环的影响。结果表明:1)由于藻类爆发与水体氧传输受阻的共同作用,... 基于滇池外海的三维水动力‒水质模型,模拟湖泊水动力及水质的动态过程,识别湖泊水体中溶解氧特征,并通过设置外部负荷削减情景,探究溶解氧浓度对底泥内源释放以及氮磷循环的影响。结果表明:1)由于藻类爆发与水体氧传输受阻的共同作用,滇池底层水体6—9月间存在较严重的缺氧现象;2)溶解氧调控底泥氮、磷营养物质的释放,进而显著地影响底层水体中氮、磷浓度;3)滇池底层缺氧状况的改善对外部负荷削减要求较高;4)底泥的磷吸收‒释放平衡点溶解氧浓度约为3.3 mg/L,滇池水体中氮浓度的变化更易受外源负荷作用影响。 展开更多

关键词 水质模型 溶解氧 氮磷循环 底泥释放 滇池

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