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天津市水资源与水环境重点实验室吴光红教授近日在Journal of Oceanology and Limnology上发表了题为“Water quality analysis and source apportionment inestuaries along the coast of the Bohai Sea, North China”的学术论文，该文运用大数据分析方法研究了渤海沿岸河口水质的时空变化及影响水质的潜在因素。

渤海是中国的半封闭内海，沿岸河流输入是其近海有机质和养分的主要来源，量化陆地污染物输入和模式对于了解海洋环境问题至关重要。本研究根据渤海沿岸21个河口的25项水质参数的高维数据，应用多元统计等方法评估渤海沿岸河口水体污染状况和相对营养水平，定量识别污染物的可能来源，估算潜在污染源对水质参数的贡献，研究结果有助于了解渤海的有机质和营养盐等水质参数的时空分布特征，为渤海沿岸水污染防治和海洋环境保护提供基础资料。其新颖之处在于，这是首次利用大数据的相关分析方法（如APCS-MLR模型等）对高维数据进行分析，揭示渤海河口水体污染状况，评估污染物的时空变化，并定量估算了潜在污染源或影响因素的贡献。

研究结果表明：（1）水质指数WQI在67.96～70.67之间，汛期和非汛期河口水质均处于中等水平。海河流域总磷（TP）、氨氮（AN）和有机污染物浓度高于辽河流域和黄淮河流域，而总氮（TN）浓度低于辽河流域和黄淮河流域。辽河流域重金属浓度高于海河流域和黄淮河流域。2013~2022年海河、辽河、黄河各河口AN年平均浓度呈现显著下降趋势，但高锰酸盐指数（COD_Mn）和TP未发现显著下降趋势。汛期TN、AN浓度低于非汛期，TP浓度高于非汛期，但有机污染物浓度并没有表现出显著差异；（2）利用APCS-MLR模型识别出生活污水和工业废水、大气沉降(空气与水的物质交换)、城乡面源和养殖废水等是河口水污染物的主要来源或因素。进一步对识别出的污染源的贡献率进行了定量分析，潜在来源或因素重要性排序为：生活污水和工业废水（35.4%）>大气沉降（水气相互作用，16.2%）>交通和农业面源（9.7%）>养殖废水（9.0%）。

天津市水资源与水环境重点实验室吴光红教授为第一作者，天津师范大学为第一署名单位。

论文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00343-024-3151-8