黄河是我们国家的重要河流，流经众多城市，黄河水环境问题多样，污染的原因也很复杂。 虽然黄河是我国第二大河，但是黄河流域水资源却极为短缺，黄河以全国2%的水资源承担着沿黄河省区人民群众生活和工农业生产的重要任务，流域水资源开发利用率高达80%，部分支流出现断流，甚至存在挖湖造景的情况。

除了水资源短缺，黄河流域水质也低于全国平均水平，一些支流，如渭河和汾河，由于流经工业区或农业集中区域，污染问题较为严重，这些支流的污染状况也会影响到黄河干流的水质。为了改善黄河的水质，政府实施了一系列措施，包括加强工业和城市污水处理、推广农业面源污染治理、实施水污染治理重点工程等，同时，通过监测和科学研究，不断调整和优化治理策略，黄河的水质总体上在变好。

为了更好地解决黄河流域水环境问题，有针对性地开展保护治理，专家围绕黄河流域水环境问题的识别与诊断开展了系列研究，基于《全国地表水水质月报》黄河流域监测断面主要污染物的月平均浓度超标数据，识别黄河流域主要污染指标和超标情况，尤其需要优先控制的污染物包括化学需氧量（COD）、氨氮、总磷（TP）、生化需氧量（BOD）和高锰酸盐指数，这些指标受各种因素的影响而有所变化，比如农业上的化肥、农药，还有生活污水和工业废水等的超标排放，都会影响这些污染物的指数。

另外，季节变化也会影响污染物的浓度，比如，氨氮和氟化物在冬天比较多，可能是由于冬季排放量增加和水量减少导致的。而COD、高锰酸盐指数和溶解氧（DO）的超标率则在夏天更高。

基于黄河流域国控断面2020年12月至2021年11月，近120个自动监测站点的水质监测数据，研究人员发现渭河和汾河，污染问题比较严重，这些支流的部分监测站点的一些污染物一年中大部分时间都在超标，总氮在整个黄河流域严重超标。

黄河流域干支流氮磷通量与调水工程也有很大关系，基于2020年黄河流域水质水量数据，发现渭河、湟水、汾河是黄河干流总氮和总磷的主要贡献支流，黄河干流的引水工程显著改变了黄河水系总氮和总磷的循环，超过三分之二的总氮并没有通过自然流程流入海口，而是通过引水工程被转移到了其他地方，几乎全部的总磷都没有流入海口，而是通过引水工程被分流。

除了对现有的数据进行分析，科学家们还使用了机器学习模型来预测水中的溶解氧含量，根据河流的一些特征来预测溶解氧的水平，这对于保护水生生物和评估水质非常重要，但比如西部高海拔地区站点布设过于稀疏，或是引水工程、工业企业废水排放等人类活动数据的缺乏会对模型预测精度产生影响。

科学家们还对渭河流域的氮污染进行了深入研究，他们用模型预测了氮负荷的变化，并模拟了这些污染物是如何从源头到河流的。这样的研究可以帮助我们更好地了解污染物在环境中的运动，从而更有效地控制污染。

总的来说，虽然黄河的水质有所改善，但是保护黄河任重而道远，借助高科技手段可以为黄河的生态保护和可持续发展提供科学依据，我们有信心让黄河的水更清、景更美，让这条母亲河永葆生机和活力。