水质评价

与内陆水体质量的人为改变和天然改变有关的水文学问题,已经成为联合国教科文组织、世界卫生组织和联合国环境规划署的研究课题。这项合作的结果是最近由联合国教科文组织、世界卫生组织和联合国环境规划署联合出版的一部指南:《水质评价》。这个出版物旨在协调解决水质问题的各有关方面,把它们与水文调查及水质研究联系起来及综合评价天然和人为造成的水文规律与质量变化。之所以编撰这部指南,是由于: a）在过去年代里水质研究已经取得巨大进展,这一点需要加以考虑。 b）水质即使不是一个全球关注问题,也已变成一个地区性重要问题,涉及比过去更多的污染物。一种生态研究方法可以把物理、化学、生物和微生物等方面结合起来;重金属和合成有机化合物则需要改变水质调查和监测战略。     

松花江干流底栖动物与水质相关性分析

生物指标监测可以综合反映水体各种污染物质相互作用的结果,具有综合性强、持续性久、敏感性高等特点,能对现行理化监测无法反映污染综合效应的缺陷进行补充.本文通过对松花江干流水体大型底栖无脊椎动物实际状况的调查与分析,结合典范对应分析(CCA)及BIOENV分析对底栖动物群落与环境因子进行相关性分析得出结论,总磷为研究区域内底栖动物群落变化的主要影响因子.为科学评估松花江流域水污染防治规划的实施效果和让松花江休养生息政策措施的绩效,全面评价流域污染物减排效果提供了生物学依据.     

基于HepG2细胞脂质组学方法对黄浦江水质的综合评价

环境水体中复合污染的毒性识别一直是环境科学界关注的热点.基于代谢组学的生物监测方法通过监测暴露前后生物内源性代谢物的变化,在评估复合污染导致的综合毒性效应中具有广泛的应用前景.本研究从污染物对细胞脂类代谢的影响角度出发,采用体外肝癌细胞(HepG2)暴露和脂质组分析相结合的方法,对黄浦江干流和支流共27个采样点的水质进行了综合评价.研究发现,水样对HepG2细胞的脂代谢影响程度与采样点所属河段紧密相关.黄浦江中游水样对HepG2细胞的平均脂代谢影响程度(3.40％)高于上游(1.65％)和下游(0.78％),而流经城区的支流水样对细胞的脂代谢影响(5.20％)明显高于干流水样(1.80％).此外,在采集的水样中超过70％的样品都导致HepG2细胞内甘油三酯(TG)大量蓄积,揭示了黄浦江水体中的复合污染物可能诱导肝脏产生脂毒性损伤.本研究为环境水质监测提供新的方法,研究结果为上海市生态环境和水质安全管理部门提供重要的参考信息.     

洞庭湖水污染特征及水质评价

于2016年4月—2017年3月对洞庭湖区11个监测断面396个表层水样进行采集,选取8个水质指标进行因子特征分析,并采用单因子评价法、综合污染指数法和主成分分析法对洞庭湖水质进行综合评价.洞庭湖水体呈弱碱性,总氮(TN)和总磷(TP)为超标污染物.单因子评价法结果表明,TN和TP为洞庭湖水质的主要限制因子,TN参与评价时,洞庭湖水质为Ⅴ类或劣Ⅴ类.综合污染指数法结果表明,洞庭湖水质状况为中污染,平水期水质优于枯水期和丰水期,主要污染因子为TN、TP、五日生化需氧量(BOD5)和高锰酸盐指数(CODMn).主成分分析结果表明,洞庭湖水质主要受p H、溶解氧(DO)、氨氮(NH3-N)和TN等指标影响,西洞庭湖水质较好,南洞庭湖次之,东洞庭湖较差.3种方法是定性和定量评价的有机结合,评价结果不完全一致,故采用多种评价方法来开展水质评价十分重要.     

松花江干流鱼体中的多环芳烃分布特征与营养级转移评估

采集松花江干流4个断面2种鱼类共30个鱼体样品,分析测定了沿江地区居民经常食用的鲫鱼和鲤鱼中多环芳烃(PAHs)的含量与分布特征.同时,分析了鱼体中PAHs的暴露水平与来源.结果表明,松花江干流水质中鱼体PAHs的平均浓度范围是0.008—2.337μg·kg-1脂重,其中菲是主要的污染物,鲫鱼和鲤鱼体内检出率分别为43.6%、41.4%.研究了PAHs的营养级转移,研究发现PAHs的生物放大因子范围分别是0.91—1.9和0.83—2.49,结果表明大部分污染物在食物链中出现了生物放大现象.     

水文连通性研究进展

水文连通是反映流域水生态过程、蓄泄能力及修复效果的关键指标,也是国家解决水问题的重要途径.在总结前人研究基础上,尝试界定水文连通性的内涵及范畴,同时对水文连通性的评估方法、理论体系及其应用实践进行综述.水文连通性的狭义概念是指流域内物质以水为媒介,在空间异质性景观或斑块内(间)进行传输的便利程度;广义概念则指地球外部各圈层内(间)各种生态水文及生物地球化学过程在不同时空尺度上的流通程度.将目前已有的水文连通性评估方法划分为原位监测、水文模型、连通性函数和图论等4类,现有方法多关注流域尺度内地表水文结构连通度的定量表征,尚不具备尺度推绎性.水文连通理论体系研究目前尚落后于实践、未成系统.最后介绍了水文连通在影响平原水网调蓄能力和修复受损水生态系统功能两个方面的应用实践.未来应结合地学信息技术与野外监测数据,开展跨多时空尺度域的综合水文连通性定量评估;重点关注连通工程前中后需遵循的原理;应用实践应重点关注不同河流结构的河网调蓄特征和最佳蓄泄调度,以及构建能够表征各种关键模块的综合水文连通修复模型框架,筛选能够指示修复过程或效果的关键因素.     

北方河流动态水环境容量分析与计算

由于自然条件的季节变化,水环境容量具有明显的时间动态特性,在单一的设计水文条件下计算的水环境容量并不能反映这一变化.在阐明水环境容量时间动态特性的基础上,提出一种动态水环境容量的计算方法,主要是利用合适的水质模型,在动态水文设计条件下,计算河流功能区的水环境容量.以哈尔滨市阿什河为例,利用丹麦DHI MIKE11软件,构建哈尔滨阿什河西泉眼水库以下河段水量水质模型,采用一维水环境容量模型计算功能区水环境容量.结果表明,阿什河各功能区冰封期水环境容量要远远小于非冰封期.此外,通过比较各月不同水文设计条件下水环境容量的大小,得到各功能区每个月水环境容量的上下控制线,可为阿什河污染物排放总量控制提供可行的参考.     

有害结局路径(AOP)框架在水体复合污染监测研究中的应用

由于包含复杂的毒害化学污染物质,水体复合污染一直威胁着人类健康和水生生态安全。对复合污染水体进行监测、评估和治理是水环境管理的重点之一。监测并识别水体关键毒害污染因子是进行水质管理的前提,也是复合污染研究的难点。目前国内外在水复合污染毒性监测研究上主要基于动物活体试验或者生物体外测试。由于受限于毒理学测试方法,常见的应用通常仅关注于某方面的毒性效应或者少数的分子指标,因而受到质疑和挑战。有害结局路径(Adverse outcome pathway, AOP)的概念将化学污染物的结构、致毒的分子启动事件和生物毒性的有害结局建立关联,为污染物的毒性测试、预测和评估提供了新的模式。本文旨在论述有害结局路径在复合污染毒性评估和关键毒害物质鉴别中的指导性价值和意义。在有害结局路径的指导框架下,借助于生物体外高通量测试技术、化学分析的靶向和非靶向分析技术、和生物信息学技术,可以系统地分析化学混合物在分子、细胞水平上健康相关指标的响应水平,评估水体中复杂结构污染物,与不同生态和健康有害结局之间的关联,为水环境评价和优先污染物的筛选管理提供有效支撑。本文通过综述AOP框架在复合水体中毒害物质风险研究的现状和优势,对AOP在水环境环境管理上的应用前景提出展望。     

有害结局路径(AOP)框架在水体复合污染监测研究中的应用

水体复合污染包含低浓度、种类复杂的毒害化学污染物,威胁人类健康和生态安全。监测并识别水体关键毒害污染因子是进行水质管理的前提,也是复合污染研究的难点。目前国内外在水复合污染毒性监测研究上主要基于动物活体试验或者生物体外测试。由于受限于毒理学测试方法,常见的应用通常仅关注于某方面的毒性效应或者少数的分子指标,因而受到质疑和挑战。有害结局路径(Adverse outcome pathway,AOP)的概念将化学污染物的结构、致毒的分子启动事件和生物毒性的有害结局建立关联,为污染物的毒性测试、预测和评估提供了新的模式。本文旨在论述有害结局路径在复合污染毒性评估和关键毒害物质鉴别中的指导性价值和意义。在有害结局路径的指导框架下,借助于生物体外高通量测试技术、化学分析的靶向和非靶向分析技术和生物信息学技术,可以系统地分析化学混合物在分子、细胞水平上健康相关指标的响应水平,评估水体中复杂结构污染物,与不同生态和健康有害结局之间的关联,为水环境评价和优先污染物的筛选管理提供有效支撑。本文通过综述AOP框架在复合水体中毒害物质风险研究的现状和优势,对AOP在水环境环境管理上的应用前景提出展望。     

秦皇岛主要入海河流污染及其对近岸海域影响研究

利用饮马河、洋河、汤河和戴河的水文和水质监测资料,分析了各河流的污染状况、营养状态、污染物入海通量及其对海域水质的影响。结果表明：秦皇岛市入海河流中饮马河和洋河污染较重;通过污染分担率分析,秦皇岛入海河流的首要污染物为DIN、COD,其次为PO43--P;采用综合营养状态指数法评价,汤河处于轻度富营养状态,戴河处于中度富营养状态,而洋河和饮马河都已达到重度富营养化状态,可见秦皇岛入海河流的富营养化现象非常严重;秦皇岛主要河流污染物入海通量近年来基本呈减小趋势,饮马河和洋河年均入海污染物量占到秦皇岛市陆源入海污染物总量的94.91%;通过相关分析表明,秦皇岛近岸海域的水质主要受入海河流影响,尤其是CODMn、DIN、PO43--P在河、海间存在线性关系,具有强相关性。因此应加强对入河污染物的管理,重点应放在生活污水、农业面源污染的治理上,从而改善近岸海域的水质状况。     

人血淋巴细胞检测浊漳河地表水的遗传毒性

为评价浊漳河水体中有机污染物的致突变性,采用单细胞凝胶电泳(SCGE)技术,研究了浊漳河水体3个不同样点的有机提取物对人外周血淋巴细胞DNA损伤效应。结果显示,各水样中的有机提取物均能引起DNA损伤,且随剂量的增高,有机物对DNA的损伤加重;细胞DNA损伤与对照组相比均有显著性差异(p<0.01)。这表明人外周血淋巴细胞对水体有机污染物的毒作用非常敏感。细胞彗星尾部DNA含量(%DNAT)和染毒剂量呈极显著正相关(R2>0.8547,p<0.01)。以上结果表明,浊漳河水体受到一定程度的有机物污染,这些有机污染物可诱导淋巴细胞DNA损伤,具有遗传毒性。SCGE技术作为一种简便、快速和灵敏的检测方法在水环境遗传毒性监测方面具有较大的应用价值。     

哈尔滨市松花江段水质自然净化机理分析与水环境保护策略

河流水体受污染后，在自然环境因素的影响下由各种物理、化学及生物作用能得到一定的净化。哈尔滨市松花江段河流水质净化作用主要包括稀释、吸附、江底沉积物的机械过滤与吸附和絮凝沉淀作用。哈尔滨市松花江断面正处于河流侵蚀与堆积交替动态平衡中，可不断提供新的活性表面，使河底沉积物的净化作用持久不衰。该特殊的地质条件是本段河流保持较强净化作用的关键，妥善利用水环境净化能力是一种经济有效的水污染控制手段。     

Emergency drinking water treatment in source water pollution incident—technology and practice in China

An investigation into emergency potable water treatment technologies was conducted to investigate China’s water pollution situation. In order to confirm optimum parameters, the technological efficiency of each pollutant was obtained. About 100 contaminants were tested to find the emergency treatment technologies, most of which were found to be positive. This paper presents the three largest and most significant water pollution incidents in China to date, analyzing cases such as the nitrobenzene pollution incident in the Songhua River in November 2005, the cadmium pollution incident in the Beijiang River in December 2005, and the water crisis with odorous tap water in Wuxi City in May 2007.     

Metal pollution status of Tajan River – Northern Iran

The monitoring of surface water quality of rivers is crucial to protect aquatic life and receiving water bodies of economic importance. The aim of the current study was to examine selected physicochemical parameters of River Tajan due to its ecological importance in Iran. Water samples from nine points covering the entire Tajan River and Caspian Sea estuary were collected and analyzed for pH, electrical conductivity (EC), total dissolved solids (TDS), carbonates, chlorides and selected heavy metals including zinc, cadmium, lead and chromium. The pH and levels of EC, TDS, chlorides, carbonates and all metals were within the USEPA reference guidelines for surface water quality standards. Although these water quality parameters are considered safe, continuous monitoring and assessment is recommended in order to protect the coastal receiving waters of Caspian Sea which serves as a tourist attraction in northern Iran.     

Total phosphorus accident pollution and emergency response study based on geographic information system in Three Gorges Reservoir area

• A new algorithm of two-dimensional water quantity and the quality model was built. • The migration and diffusion of TP was simulated. • The emergency measures for sudden water pollution accidents was proposed. In recent years, sudden water pollution accidents in China’s rivers have become more frequent, resulting in considerable effects on environmental safety. Therefore, it is necessary to simulate and predict pollution accidents. Simulation and prediction provide strong support for emergency disposal and disaster reduction. This paper describes a new two-dimensional water quantity and the quality model that incorporates a digital elevation model into the geographic information system. The model is used to simulate sudden water pollution accidents in the main stream of the Yangtze River and Jialing River in the Chongqing section of the Three Gorges Reservoir area. The sectional velocity distribution and concentration change of total phosphorus are then analyzed under four hydrological situations. The results show that the proposed model accurately simulates and predicts the concentration change and migration process of total phosphorus under sudden water pollution accidents. The speed of migration and diffusion of pollutants is found to be greatest in the flood season, followed by the water storage period, drawdown season, and dry season, in that order. The selection of an appropriate water scheduling scheme can reduce the peak concentration of river pollutants. This study enables the impact of pollutants on the ecological environment of river water to be alleviated, and provides a scientific basis for the emergency response to sudden water pollution accidents in the Three Gorges Reservoir area.     

QUAL2E模型在大沽河干流青岛段水质模拟中的应用

采用QUAL2E模型对大沽河干流青岛段的水质进行了模拟和预测。针对大沽河的具体情况,选用BOD5、COD和氮作为模拟预测指标,用实验模拟方法、模型率定法并参考相关文献确定了BOD耗氧系数k1、BOD复氧系数k2、BOD沉降系数k3、COD耗氧系数和弥散系数等水质参数,并对模拟结果进行了验证,表明预测值和实测值的相关性较好;对BOD5、k1、k2和Q(流量)进行了灵敏度分析,结果表明对大沽河DO浓度影响敏感的参数依次是:Q、k2、BOD、k1,即流量Q是模型最敏感的参数,说明河流的水力学参数对DO影响较大。     

我国海水水质基准的构建:以三丁基锡为例

我国近岸海域污染形势严峻、污染物种类繁多、生态健康风险复杂,现有的海水水质标准难以满足当前海洋环境污染评价、管理和监控的需求,亟需适宜我国海洋区系特征的海水水质基准作为水质标准修订与制定的理论依据.借鉴美国、欧盟和荷兰等国家水质基准的制定方法,提出了构建我国海水水质基准的思路,并给出了数值型双值基准的数据要求、定值方法和相应的计算模式等.以三丁基锡化合物(TBT)为例,按照论文建立的方法,计算了保护我国海洋水生生物的TBT基准.结果表明:我国TBT化合物海水水质基准高值(HSWC)和海水水质基准低值(LSWC)分别为0.43μg·L-1和0.002μg·L-1,与美国,加拿大和英国等国家的推荐基准值略有不同.研究结果将为我国海水水质基准的制定与研究提供帮助.     

Determination of the principal factors of river water quality through cluster analysis method and its prediction

In this paper, an artificial neural network model was built to predict the Chemical Oxygen Demand (COD_Mn) measured by permanganate index in Songhua River. To enhance the prediction accuracy, principal factors were determined through the analysis of the weight relation between influencing factors and forecasting object using cluster analysis method, which optimized the topological structure of the prediction model input items of the artificial neural network. It was shown that application of the principal factors in water quality prediction model can improve its forecasting skill significantly through the comparison between results of prediction by artificial neural network and the measurements of the COD_Mn. This methodology is also applicable to various water quality prediction targets of other water bodies and it is valuable for theoretical study and practical application.     

基于主成分分析和水质标识指数的天津地区主要河流水质评价

于2009年5月(枯水期)、8月(丰水期)、11月(平水期)对天津地区蓟运河、潮白新河、永定新河、金钟河、北塘排污河、黑猪河、海河、大沽排污河、独流减河、青静黄排水渠、子牙新河和北排水河12条主要河流的水质进行监测,并对监测数据进行主成分分析,构建水质评价指标体系,采用水质标识指数进行水质评价。结果表明,主成分分析与水质标识指数相结合的评价方法客观可靠。从时间分布来看,枯水期水质最差,58.3%的河流为劣Ⅴ类水质,部分河流已经黑臭,8月水质较好。从综合水质标识指数来看,海河以南河流污染较为严重。该地区河流NH3-N污染最为严重,其次是BOD5、CODMn和TP,属于有机型及富营养化污染。