亚高山旅游景区岩溶地下水水化学动态变化及其影响因素

岩溶地下水是岩溶区重要的水资源，因岩溶水文系统具有敏感性和脆弱性，其一旦遭受污染便很难再恢复。以重庆亚高山金佛山水房泉为例，通过计算2008年和2016年各水化学参数的浓度增降幅度和地球化学敏感性指数，对比分析各水化学参数及其地球化学敏感性变化特征。结果表明：水房泉水化学类型为Ca-HCO₃型，受水 岩作用控制。旅游活动产生的生活污水自2013年起被分成两条管道，住宿排污经过泉域内化粪池的沉淀降解后排入地下，使得2016年水房泉中K⁺、Na⁺、PO₄^3-浓度较2008年降低，显示化粪池对污染物具有有效的调节作用；而餐饮排污未经处理仍直接排入地下，导致流域出口水房泉中Cl^-、NO₃^-浓度呈翻倍增长，水质恶化。污水还加剧了碳酸盐岩的溶蚀，地下水中HCO₃^-、Ca²⁺、Mg²⁺浓度上升。由于旅游高峰期与非高峰期的游客量差距逐渐缩小，2016年各化学组分的敏感性指数多低于2008年，地下水受旅游活动影响的时间变长；分别对比不同水文年各主量组分的敏感性指数大小和离子当量浓度大小，发现2008年两者排序基本一致，而2016年较为混乱，这可能表明研究区地下水系统逐渐从有序转向无序的状态，稳定性被破坏，熵值增大。     

水生植物与水气界面气体交换对岩溶泉水化学及碳循环影响

为揭示水生植物光合作用及水气之间气体交换对岩溶水化学及碳循环的影响,在姜家泉沿程选取5个监测点,于2017年12月至2018年11月对其水化学性质进行监测.结果显示:(1)在降水较少的月份,JJQ3的Ca2+浓度和HCO3-浓度明显小于JJQ1和JJQ2,并且溶解氧(DO)与电导率(EC)、Ca2+浓度、HCO3-浓度之间均呈负相关关系,说明池水处水生植物光合作用将碳酸盐岩溶蚀产生的HCO3-转化成了稳定的有机碳,从而增强了岩溶碳汇效应.(2)JJQ4的Ca2+和HCO3-浓度与JJQ1、JJQ2没有明显差异,但pH和溶解氧(DO)却明显高于JJQ1和JJQ2,并且JJQ4处溶解无机碳的稳定碳同位素(δ13CDIC)偏正于JJQ1和JJQ2,这主要是跌水导致水-气之间发生了气体交换.大气中的氧气通过曝气作用进入水中,而水中二氧化碳分压(pCO2)远高于大气,导致水中溶解的CO2脱气.(3)姜家泉水化学受到水生植物光合作用和水-气间气体交换的共同影响,并且在强酸参与下,CO2脱气将进一步减弱岩溶碳汇效应.因此,为准确估算岩溶碳通量,有必要对两种作用方式进行区分.     

赣江南昌段水化学特征及城区影响

为探究赣江南昌段水化学时空变化特征及南昌城区对赣江的影响，于2015年4月~2016年3月在赣江南昌段（赣江进入南昌城区前、城区中心及流经城区后的北支、中支和南支）进行月周期采样，分析水体中的化学离子（HCO-3、Cl-、SO2-4、NO-3、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH+4），重金属元素（Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Cd、Sb、Pb）以及溶解性有机碳（DOC）、总磷（TP）的分布特征及影响因素。结果表明：1）赣江南昌段总体水质在地表水源地标准限值内，水化学类型为HCO3-Ca型水，HCO-3、Cl-、SO2-4、NO-3、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH+4、Mn和DOC含量在不同月份间的变化主要受流量影响，Cr、Fe、Ni、Cu、Cd、Sb、Pb和TP受流量影响较小。（2） 赣江南昌段污染程度为：南支污染最重，北支次之，中支、城区中心和入城区前的污染程度相近。TP、Cr、Ni、Cu、Sb、Pb在南支显著偏高，Mn在北支显著偏高。（3）TP、Ni、Cu、Pb受南昌城区影响显著，经城区后含量增加；DOC、Cd经城区后含量减小，但流经城郊农业区后增加；HCO-3、Cl-、NO-3、SO2-4、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、NH+4、Cr、Fe、Mn、Sb受南昌城区影响不显著。 关键词： 赣江；南昌城区；水化学；时空变化     

滇东南峰林湖盆区表层岩溶泉水化学动态变化分析

为探究不同表层岩溶带岩溶水系统和人类干扰方式下滇东南峰林湖盆区表层岩溶泉地球化学变化特征及其影响因素,利用CTDP300水质检测仪,对不同地质背景下的两泉域的水化学性质从月动态和降雨动态两个尺度进行了一个水文年的观测。结果表明:(1)菜花箐泉理化指标季节动态变幅较大:水温为4.6℃,电导率为302μs/cm,pH为0.66,水浊度为255.1;火把洞泉变幅相对较小:水温为3.3℃,电导率为225μs/cm,pH为0.5,水浊度9.8。(2)无雨时:菜花箐泉气温与水温、电导率、pH呈正相关关系;火把洞气温与水温呈现正相关关系,水温与电导率、pH呈现负相关关系。(3)强降雨时:菜花箐泉在降雨初期水温、电导率、水浊度均出现峰值,pH呈现低值。在降雨中后期,电导率大幅度上升,在6 h内从189μs/cm上升到405μs/cm,pH出现峰值后呈波动下降趋势。火把洞泉在降雨初期水温与电导率、pH呈正相关关系,各自呈现本期间峰值。在降雨持续10 h后,pH、电导率均呈现下降趋势。(4)弱降雨气候条件下:菜花箐和火把洞泉的理化指标变幅都较小,在降雨初期、中期和后期两泉域pH、电导率都出现稀释效应曲线。     

大坝拦截对河流水溶解组分化学组成的影响分析——以夏季乌江渡水库为例

以乌江渡水库为主要研究对象，揭示了大坝拦截条件下的夏季水化学特征：阴离子以HCO-3,SO2-4为主，阳离子以Ca2+,Mg2+为主，其余离子含量低于10%，说明了碳酸盐岩的风化对水体化学组成起到了主要控制作用，蒸发盐岩石的风化对水体化学组成影响较小。水库水体存在温度分层现象，形成了不同层位的水体有着不同的水化学组成，即水化学分层。水化学的分层形成了溶解组分在水库垂直深度上的规律分布，比如受藻类的影响，Si和叶绿素随深度成相反的变化特征；HCO-3受光合作用和有机质降解的影响，30 m 以上随着水深的增加而递增，30 m 以下呈现相反趋势；水库泄水方式明显改变了水化学各种参数和离子在水体中的分配。乌江水库两主要支流（息烽河和偏岩河）分别对乌江渡坝前水体中的Ca2+,SO2-4,HCO-3,Mg2+和K+,Na+,Cl-有贡献。网箱养鱼、生活污水、农业施肥、酸性矿山废水以及酸雨沉降都会对水体造成不同程度的污染。     

大坝拦截对河流水溶解组分化学组成的影响分析——以夏季乌江渡水库为例

以乌江渡水库为主要研究对象，揭示了大坝拦截条件下的夏季水化学特征：阴离子以HCO-3,SO2-4为主，阳离子以Ca2+,Mg2+为主，其余离子含量低于10%，说明了碳酸盐岩的风化对水体化学组成起到了主要控制作用，蒸发盐岩石的风化对水体化学组成影响较小。水库水体存在温度分层现象，形成了不同层位的水体有着不同的水化学组成，即水化学分层。水化学的分层形成了溶解组分在水库垂直深度上的规律分布，比如受藻类的影响，Si和叶绿素随深度成相反的变化特征；HCO-3受光合作用和有机质降解的影响，30 m 以上随着水深的增加而递增，30 m 以下呈现相反趋势；水库泄水方式明显改变了水化学各种参数和离子在水体中的分配。乌江水库两主要支流（息烽河和偏岩河）分别对乌江渡坝前水体中的Ca2+,SO2-4,HCO-3,Mg2+和K+,Na+,Cl-有贡献。网箱养鱼、生活污水、农业施肥、酸性矿山废水以及酸雨沉降都会对水体造成不同程度的污染。     

辽中地区酸雨特征及主控因子研究

近年来,以辽中工业群为代表的北方地区酸雨污染问题备受关注,对区域经济社会发展正在形成越来越明显的影响。为了深入了解辽中工业群地区酸雨污染特征,本研究利用XHARS30C酸雨自动采样仪系统采集了辽中地区2007年2月-2008年1月为期1年的降水样品,通过对降水样品pH值、主要阴阳离子组成的测定,分析了辽中地区酸雨的特征以及影响降水酸度的主要因素。结果表明,观测期间辽中地区降水pH值平均为5.15,酸雨频率为69.4%;雨水的主要离子组成为SO42-、NO3-和NH4+、Ca2+、Mg2+;在降雨过程中5种离子中的SO42-、NO3-、NH4+、Mg2+随降雨增加浓度呈U型变化,而Ca2+无明显规律;SO42-为主导性酸性离子,但NO3-对雨水酸度的影响不可忽视;辽中降水中起主要中和作用的是扬尘中的Mg化合物和与人类活动密切相关的NH3,扬尘中含Ca化合物中和作用相对较小。     

东平湖表层沉积物中磷的形态分布特征研究

以东平湖表层沉积物为研究对象，应用连续提取法测定了其中的总磷(TP)、弱吸附态磷(NH4Cl P)、铝磷(Al P)、铁磷(Fe P)、钙磷(Ca P)、残渣磷(Res P)、有机磷(OP)等形态磷的含量，探讨了东平湖表层沉积物中磷的形态分布特征。研究结果表明：东平湖表层沉积物中总磷的平均含量为79538 mg/kg，与我国其他湖泊相比含量较高。表层沉积物中的磷主要以无机磷的形式存在，含量为3849~1158.3 mg/kg，约占沉积物中总磷的8076%。各形态无机磷的含量在〖JP+1〗沉积物中的含量大小顺序为：Ca P>Res P>Al P+Fe P>NH4Cl P，分别占无机磷的448%、312%、231%和09%。老湖码头和湖心岛附近沉积物中有机磷含量略高于其他区域，这与两处附近均有大片网箱养殖区和接纳较多生活污水有关。生物可利用磷在东平湖沉积物中的含量较高，平均为2458 mg/kg，占总磷的309%，沉积物中磷向上覆水释放的潜在风险较大。     

污水处理厂减排效率的统计评价及影响因素分析

污染物减排和能源消耗成为衡量污水处理厂环境绩效的重要维度,提升污水处理厂的可持续性需要提高单位能耗的污染物减排效果,即污染物减排效率。采用数据包络分析方法,利用我国5 157座污水处理厂2007年至2017年的长历时运行数据,以电耗作为投入,以化学需氧量(COD)、悬浮颗粒物(SS)、氨氮(NH3-N)和总磷(TP)等污染物指标的去除率作为产出,分析我国污水处理厂污染物减排效率的动态变化特征及其影响因素。结果表明,2007年至2017年我国污水处理厂的吨水处理电耗均值处于0. 33 kW·h和0. 46 k W·h之间,COD、SS、NH3-N和TP的去除率持续上升。污水处理厂减排效率的均值在34. 0%到40. 0%之间,2007年至2013年减排效率呈现上升趋势,2013年至2017年有所下降。从处理规模看,污水处理厂的减排效率总体上与处理规模呈正相关,2007年至2017年之间不同规模污水处理厂减排效率的差距在不断缩小;从处理工艺看,SBR及其改良工艺、氧化沟和A2/O工艺的减排效率相对较高,MBR工艺的减排效率相对较低;从经济地理区域看,珠三角、中部和西南区域污水处理厂的减排效率相对较高,西北区域相对较低;从进水污染物浓度看,进水COD浓度与减排效率呈倒U型曲线关系;从影响因素的交互作用看,处理规模、处理工艺、经济地理区域、进水COD浓度等4个因素之间的交互作用对减排效率具有显著影响。可以通过提升污水处理厂运营管理水平、推动大型污水处理厂技术革新、新建污水处理厂的工艺选择综合考虑减排效率影响因素、加强排水管网系统的规划设计和运行维护等方法,提升我国整个污水处理行业的减排效率。     

基于Mann-Kendall法的三峡库区长江干流入出库断面水质变化趋势分析

三峡大坝对三峡库区水生态环境的影响广受国际关注,水质问题关乎三峡库区生态环境安全和社会经济发展。基于中华人民共和国生态环保部发布的2004～2017年三峡库区长江干流入库断面(重庆朱沱)和出库断面(湖北宜昌南津关)水质因子(DO、高锰酸钾指数和氨氮)监测数据,采用Mann-Kendall非参数统计检验法分析水库水质变化趋势。结果表明:入库和出库断面DO均保持Ⅰ级水质标准,均呈不显著下降趋势;入库断面高锰酸钾指数呈上升趋势,氨氮呈下降趋势,近年均保持Ⅱ级水质标准;出库断面高锰酸钾指数和氨氮呈显著下降趋势,近年保持Ⅰ级水质标准。相对于入库断面,出库断面水质在逐步改善,近年出库断面水质优于入库断面。突变趋势分析结果表明:入库断面各项水质因子均存在不显著的突变,突变时间主要发生在2005年和2008年;出库断面水质因子无突变,表明出库断面水质维持状况比入库断面平稳。库区水体中DO、高锰酸钾指数和氨氮含量与水情特征和库区生产生活方式密切相关;水库水位抬高,水流速度下降和泥沙沉积,有利于污染物沉入底泥。三峡水库水质维持及改善需要控制和削减农业面源污染、工业污水排放、城镇生活污水排放和船舶污染排放。     

后寨河流域岩溶含水层脆弱性及其对土地利用方式的响应

由于强烈的溶蚀作用,岩溶地区溶蚀裂隙、管道等高度发育,并相互贯通,形成岩溶区特有的地下、地表“双层空间”结构体系,地下空间成为地下水存储和运移的重要场所。岩溶地区由于土层浅薄或缺失,并且溶蚀裂隙、管道、落水洞、竖井等高度发育,使含水层更易受地表状况的影响,土地利用/覆被变化在很大程度上影响着地下水的水质、水量,岩溶水质的变化能集中反映人类活动胁迫下岩溶含水层脆弱性程度的增加。以典型岩溶单元--贵州普定后寨河流域为例,分析了流域水文地质背景下的岩溶含水层本质脆弱性,结合流域地下河水近20年的水化学资料,分析了含水层脆弱性对土地利用变化的响应。结果显示：土地利用/覆被变化、农业活动、城镇建设及居民活动都对地下水质变化有明显影响。因此,调整土地利用结构,恢复岩溶植被,改善生态环境是保护和改善岩溶水资源的重要途径。     

枯季乌江河流“呼吸”作用及其性质探讨

发源于云贵高原上的乌江是长江流域的重要支流之一。乌江流域喀斯特地貌广泛发育，是中国南方典型的喀斯特河流。以枯水季节乌江流域水体中的实测温度、溶解氧、碱度和pH值等理化参数为依据，探讨了乌江流域河道水体的CO2分压(〖WTBX〗P〖WTBZ〗CO2)与河流“呼吸”通量的变化规律。乌江流域枯水季节河道水体〖WTBX〗P〖WTBZ〗CO2介于2913~1 530 μatm之间，平均值为9493 μatm，约为大气的3倍，各支流样点的平均值为9924 μatm，大于干流平均值9026 μatm，由此推断乌江流域干支流河道在枯季是大气CO2的“源”。受各游段流域特征以及人类活动的影响，干支流河道水体〖WTBX〗P〖WTBZ〗CO2表现出明显的空间差异。水体〖WTBX〗P〖WTBZ〗CO2与溶解氧的相关关系不显著，说明河道内有机质的异养呼吸不是喀斯特乌江流域枯季水体中溶解无机碳的主要来源，其河道水体中高〖WTBX〗P〖WTBZ〗CO2成因复杂。〖WTBX〗P〖WTBZ〗CO2的上述分布规律是流域支流汇入、地下水以及河道水体有机质氧化分解等共同作用的结果。     

Assessing groundwater quality and its sustainability in Joypurhat district of Bangladesh using GIS and multivariate statistical approaches

Sustainable groundwater quality is a key global concern and has become a major issue of disquiets in most parts of the world including Bangladesh. Hence, the assessment of groundwater quality is an important study to ensure its sustainability for various uses. In this study, a combination of multivariate statistics, geographical information system (GIS) and geochemical approaches was employed to evaluate the groundwater quality and its sustainability in Joypurhat district of Bangladesh. The results showed that the groundwater samples are mainly Ca–Mg–HCO₃ type. Principal component analysis (PCA) results revealed that geogenic sources (rock weathering and cation exchange) followed by anthropogenic activities (domestic sewage and agro-chemicals) were the major factors governing the groundwater quality of the study area. Furthermore, the results of PCA are validated using the cluster analysis and correlation matrix analysis. Based on the groundwater quality index (GWQI), it is found that all the groundwater samples belong to excellent to good water quality domains for human consumption, although iron, fluoride and iodide contaminated to the groundwater, which do not pose any significant health hazard according to World Health Organization’s and Bangladesh’s guideline values. The results of irrigation water quality index including sodium adsorption ratio (SAR), permeability index and sodium percentage (Na %) suggested that most of the groundwater samples are good quality water for agricultural uses. The spatial distribution of the measured values of GWQI, SAR, Fe (iron), EC (electrical conductivity) and TH (total hardness) were spatially mapped using the GIS tool in the study area.     

荔波板寨小流域水化学和溶解无机碳的稳定同位素特征

通过采集贵州荔波自然保护区内的板寨地上河小流域的地表和地下水样品,测试了阴阳离子含量及其HCO_3~-中的δ~(13)C同位素值,分析不同季节该流域水体的水化学特征,并结合δ~(13)C同位素值探讨水体溶质的来源和水化学过程。结果表明:小流域水体的主要阴离子为HCO_3~-和SO_4~(2-),二者分别占了水体总阴离子当量的86.2%和10.4%,主要阳离子Ca~(2+)和Mg~(2+)则分别占总阳离子当量的76.9%和20.5%。河水较多的Mg~(2+)表明其可能受白云岩风化的影响。小流域水体DIC的δ~(13)C值在-16.87‰至-10.80‰之间,夏季相对于冬季偏负,并且HCO_3~-含量与其δ~(13)C值之间存在负相关关系,这可能是不同季节温度和降水强度共同作用的结果。水体的SO_4~(2-)含量与DIC的δ~(13)C同位素值之间存在明显正相关性,这说明H_2SO_4可能参与了小流域内碳酸盐岩的风化过程。     

The relationship of climatic and hydrological parameters to surface water quality in the lower Mekong River

The relationship between climatic, hydrological and water quality parameters of the lower Mekong River flowing through four different countries (Thailand, Cambodia, Lao PDR and Vietnam) was studied. The Mekong River Commission (MRC) secondary data of climatic and hydrological parameters included precipitation, evaporation, average air temperatures, mean water level and discharge flow. Water quality parameters consisted of TSS, NO(3)(-), PO(4)(3-), DO, pH, conductivity, Ca, Mg, Na, K, alkalinity, Cl, SO(4)(2-), Fe, TP, Si and COD. Pearson's correlation was used to determine their relationship. The results reveal that the correlations of climatic, hydrological and water quality parameters in those four countries located along the lower Mekong River had the same trend. Precipitation had fair positive correlations with mean water level (ranging 0.375-0.661), discharge flow (ranging 0.526-0.659) and mean air temperature (ranging 0.515-0.621), however had weak negative correlation with evaporation (ranging 0.169-0.468). Concerning relationship with water quality, the results show that TSS, NO(3)(-), PO(4)(3-), TP and COD had weak to fair positive correlations with precipitation, mean water level, discharge flow. However, DO, pH, conductivity, Ca, Mg, Na, K, alkalinity, Cl, SO(4)(2-) and Si had fair to strong negative correlations with all hydrological parameters. Finally, TSS, alkalinity and conductivity were proposed as sensitive water quality parameters for monitoring impacts of changing climate in the lower Mekong River.     

鄱阳湖出流水质2004~2014年变化及其对水位变化的响应:对水质监测频率的启示

通过对鄱阳湖湖口2004~2014年以周为单位的水质指标，包括溶解氧（DO），氨氮（NH₄⁺-N）和高锰酸盐指数（COD_Mn）的变化特征及其与水位响应关系进行分析，并对合理的监测频率进行了探讨。结果表明：（1）就DO，NH₄⁺-N和COD_Mn而言，鄱阳湖出湖水质在2004~2014年没有显著恶化的趋势，然而在年内呈现明显的周期性变化，其浓度与湖泊水位波动有较显著的负相关性（p<0.01），相关系数分别达到-0.63，-0.67和-0.36；（2）考虑水质指标在湖相状态与河相状态存在显著的差异（p<0.01），概率密度分布曲线进一步表明，在鄱阳湖呈湖相时，湖口NH₄⁺-N浓度小于0.25 mg/L的概率为93%，而在河相时仅为32.8%。DO与COD_Mn浓度在河湖相的特征与NH₄⁺-N相似。因此，在湖相状态下，鄱阳湖出流水质良好的概率更大，而高水位下的稀释作用可能是影响湖泊年内变化的主要控制因素；（3）时间序列分析表明DO，NH₄⁺-N和COD_Mn存在明显的自相关性，1~2月一次的监测频率基本能够准确的描述NH₄⁺-N和DO的动态变化特征，而COD_Mn仍需要1~2周一次的监测，从而避免过多的损失动态信息。能够为将来更深入的研究湖泊水情与水质定量关系提供基础和思路，从而为湖泊水环境管理和调控提供对策和建议。     

苏州地区地下水资源城市应急利用适宜性研究

随着太湖水体富营养化程度的不断加剧,建立安全、稳定、可靠的应急备用水源日益重要。利用2005~2009年苏州地区地下水水质连续监测和补充监测资料,对第Ⅱ承压含水层进行了应急利用(生活饮用和工业利用)的水质适宜性和安全性评价分析。研究结果表明:第Ⅱ承含水层主要水化学类型为Na-HCO3、Ca-HCO3和Na-CaHCO3型,水质总体稳定,年际差异很小;地下水水质指数(WQI)均值较低(位于49.98~68.75之间),地下水没有受到有机物污染,可作为应急利用水源;WQI的水质指标贡献率表明,As、Fe、pH和Mn指标的贡献率最大,局部区域As、Fe、Mn及氨氮和亚硝酸盐含量较高,应急利用时应进行处理。朗格里尔饱和指数(LSI)和拉森比(LnR)评价结果表明,该水源易结垢,具有轻微腐蚀倾向,作为工业备用水源时应进行适当的处理。为苏州地区地下水应急水源建设和安全利用提供了科学依据和参考。