天津市水資源與水環(huán)境重點實驗室吳光紅教授近日在Journal of Oceanology and Limnology上發(fā)表了題為“Water quality analysis and source apportionment inestuaries along the coast of the Bohai Sea, North China”的學術論文，該文運用大數(shù)據(jù)分析方法研究了渤海沿岸河口水質的時空變化及影響水質的潛在因素。
渤海是中國的半封閉內(nèi)海，沿岸河流輸入是其近海有機質和養(yǎng)分的主要來源，量化陸地污染物輸入和模式對于了解海洋環(huán)境問題至關重要。本研究根據(jù)渤海沿岸21個河口的25項水質參數(shù)的高維數(shù)據(jù)，應用多元統(tǒng)計等方法評估渤海沿岸河口水體污染狀況和相對營養(yǎng)水平，定量識別污染物的可能來源，估算潛在污染源對水質參數(shù)的貢獻，研究結果有助于了解渤海的有機質和營養(yǎng)鹽等水質參數(shù)的時空分布特征，為渤海沿岸水污染防治和海洋環(huán)境保護提供基礎資料。其新穎之處在于，這是首次利用大數(shù)據(jù)的相關分析方法（如APCS-MLR模型等）對高維數(shù)據(jù)進行分析，揭示渤海河口水體污染狀況，評估污染物的時空變化，并定量估算了潛在污染源或影響因素的貢獻。
研究結果表明：（1）水質指數(shù)WQI在67.96～70.67之間，汛期和非汛期河口水質均處于中等水平。海河流域總磷（TP）、氨氮（AN）和有機污染物濃度高于遼河流域和黃淮河流域，而總氮（TN）濃度低于遼河流域和黃淮河流域。遼河流域重金屬濃度高于海河流域和黃淮河流域。2013~2022年海河、遼河、黃河各河口AN年平均濃度呈現(xiàn)顯著下降趨勢，但高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）和TP未發(fā)現(xiàn)顯著下降趨勢。汛期TN、AN濃度低于非汛期，TP濃度高于非汛期，但有機污染物濃度并沒有表現(xiàn)出顯著差異；（2）利用APCS-MLR模型識別出生活污水和工業(yè)廢水、大氣沉降(空氣與水的物質交換)、城鄉(xiāng)面源和養(yǎng)殖廢水等是河口水污染物的主要來源或因素。進一步對識別出的污染源的貢獻率進行了定量分析，潛在來源或因素重要性排序為：生活污水和工業(yè)廢水（35.4%）>大氣沉降（水氣相互作用，16.2%）>交通和農(nóng)業(yè)面源（9.7%）>養(yǎng)殖廢水（9.0%）。
天津市水資源與水環(huán)境重點實驗室吳光紅教授為第一作者，天津師范大學為第一署名單位。
論文鏈接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00343-024-3151-8
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