密云县密云水库流域坡耕地养分流失特征

于2005年和2006年连续2 a对密云水库流域坡耕地进行水土流失小区试验,并完全按照当地农民习惯进行农事管理.试验结果表明:(1)降雨后坡耕地产生的地表径流量、泥沙量随坡度增大而增加,并与坡度正弦值呈一定的线性关系;(2)坡度对雨后地表径流和泥沙中养分含量影响不明显,但对泥沙养分流失量有明显影响;(3)养分流失以泥沙携带为主要途径,且通过泥沙携带途径流失的养分量占流失养分总量的比例随坡度增加而增加;(4)水库周边区域内坡耕地流失养分的主要来源为施用于坡耕地的化学肥料.(5)调整水库流域内坡耕地的种植结构、对坡耕地实施改造以截留或减少泥沙流失和控制化学肥料投入等措施对于治理流域内农业非点源污染、保护水源地水质显得尤为迫切.     

官厅流域农田地表径流磷流失初探

农田径流和侵蚀泥沙是磷进入官厅水库的主要非点污染源。针对该流域夏季农田暴雨径流发生的典型情景进行模拟降雨径流试验，对该流域农田地表径流泥沙和磷流失进行了初步的研究，结果表明，本降雨过程径流累积泥沙产量为30．5l～2493．34g／m^2，受雨强、坡度和作物覆盖的影响明显；径流溶解态磷(DP)中绝大部分是生物可利用性磷(DRP)，径流平均DP、DRP浓度都远大于水体允许临界值0．02mg／L，对官厅水体存在直接污染危害。径流累积全磷(TP)流失达O．0439～2．0798g/m^2；估算的流域农田径流全磷(TP)流失水平达2．67kg／(hm^2．a)以上，其颗粒态占969，0以上，可能成为官厅水库浮游生物长期丰富的潜在可利用磷源。降低农田土壤速效磷水平、减少水土侵蚀，是控制库区水华季节性发生和复原库区水体富营养化状态的关键。     

洱海近岸不同种植类型农田沟渠径流氮磷流失特征

为研究不同种植类型对沟渠径流氮磷流失的影响,以洱海西岸苗木地、菜地和稻田3种种植类型农田内的典型灌排单元为研究对象,通过监测沟渠径流流入和流出灌排单元断面的氮、磷浓度,分析不同种植类型对沟渠径流氮、磷浓度的影响及相对贡献。结果表明,不同种植类型农田沟渠出水径流氮、磷浓度从大到小依次为菜地、稻田和苗木地,其中稻田和苗木地沟渠出水口径流总氮(TN)浓度大于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水,而总磷(TP)浓度低于地表Ⅳ类水标准,菜地沟渠出水口径流TN、TP浓度远大于地表V类水标准。菜地沟渠出水口径流中各形态氮、磷浓度均大于沟渠入水口,苗木地则相反。5、6月稻田沟渠出水口径流各形态氮、磷浓度大于沟渠入水口,其他月份则相反。3种种植类型下沟渠径流氮磷的主要形态为无机氮和可溶性总磷(DTP),分别占TN和TP浓度的70.32%~81.49%和70.33%~79.33%,NO_3~--N占无机氮浓度的75.13%~84.75%。不同种植类型对沟渠径流TN、NH_4~+-N、NO_3~--N、TP和DTP浓度的贡献率从大到小依次为菜地(56.41%、85.81%、44.61%、66.17%和64.80%)、稻田(-4.50%、-15.14%、-10.01%、-0.85%和-0.29%)和苗木地(-89.88%、-64.81%、-96.49%、-72.11%和-69.69%)。     

山区性小流域水化学特征及物源贡献研究——以武夷山九曲溪流域为例

通过对武夷九曲溪流域地表水体化学组成的分析,运用离子三角图、端元图和Gibbs图定性分析了流域的化学特征、岩性来源控制和主要自然作用机制,运用主成分分析定量判断离子的主要来源,并计算流域风化速率和碳汇作用.研究结果表明:(1)九曲溪流域水化学类型为重碳酸盐类钙组Ⅰ型水,并以硅酸盐矿物风化产物为主要来源,碳酸盐矿物风化产物次之.(2)流域水化学特征整体上受岩石风化和大气降水共同影响.(3)物质来源以碳酸岩和硅酸岩为主,贡献率超过50%.(4)流域的化学风化速率为27.91 t·km~(-2)·a~(-1),大气CO_2消耗量为1.01×108mol·a~(-1),消耗率为5.40×105mol·km~(-2)·a~(-1).结果揭示了湿热季风区流域化学风化对碳汇作用的重要性,以及流域内岩性、气温、降水量以及土地利用类型等因素对物源贡献的复合作用.     

北京市污水处理厂污泥重金属污染特征和生态风险评价

通过连续采集法获得北京市4家污水处理厂脱水污泥样品(标记为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ),经微波消解后采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)检测了Zn、Cu、Pb、Cr、Cd、Ni、As、Hg的含量,利用BCR连续提取分析法分析污泥中重金属赋存形态,并采用不同污染指数评价了污泥中重金属污染程度和潜在生态风险,为研究北京市污泥污染特征研究提供基础资料。结果表明,(1)北京市4家污水处理厂重金属含量差异显著(P0.05),Cu、Ni、As平均含量分别超过全国城市污泥均值的7.2%、71.9%、7.4%。(2)重金属形态分析表明,Zn、Cd以可提取态为主,分别为56.8%~63.7%和81.3%~85.7%;Cu、Pb以可还原态为主,分别为54.6%~70.2%和63.9%~79.1%;Cr、Ni、As主要以残渣态形式存在,分别为53.4%~71.8%、33.4%~51.3%和49.3%~67.4%。(3)各重金属单因子污染指数大小为ZnCuNiCdPbAsCr,各污水处理厂污泥的内梅罗综合指数依次为ⅣⅡⅠⅢ,分别达到中、中、轻、重污染水平。(4)重金属单因子潜在生态风险指数表现为:CuCdNiZnPbAsCr,各污水处理厂污泥的综合因子潜在生态风险指数大小为ⅣⅡⅢⅠ,均处于低生态风险水平。     

太湖流域非点源污染负荷估算

在现有技术条件下,运用相对简单可行的方法对太湖流域的非点源污染负荷进行了初步估算.通过实地监测和调查,获得了土地利用、生活污染、畜禽养殖以及水产养殖等不同类型污染源的产污系数,并与遥感、GIS技术相结合,分别计算了太湖流域农田、生活、畜禽养殖、水产养殖等不同类型污染源的污染负荷.计算结果表明,畜禽养殖和生活污染是太湖流域非点源污染的主要来源,畜禽养殖的TN、TP和COD污染负荷分别占流域总污染负荷的34%、58%和61%,农田污染所占比例并不突出.应将畜禽养殖和生活污染作为太湖流域非点源污染控制的重点.     

短期酸化对新安江流域屯溪段水体浮游植物群落结构及多样性的影响

为了探讨酸雨引起的水体酸化对新安江流域屯溪段浮游植物群落结构、丰度以及多样性的影响,对该流域3个采样站点以及流域附近一小型人工湖泊内浮游植物(同源性不同)进行调查并模拟酸胁迫(p H值4.50、5.65)处理。经酸化处理24 h后,各采样站点浮游植物与未经模拟酸雨处理的对照组相比种类及丰度呈降低趋势;较低p H值下(4.50)金藻门、黄藻门种类消失,优势种类硅藻门和绿藻门浮游植物受到的影响较大,种属数降低范围为0%~75%和27.3%~79.2%,蓝藻门受影响较小,裸藻门、甲藻门种属数未受影响;整体上各站点辛普森多样性指数、香农-维纳指数经酸化处理后均呈降低趋势。水体酸化对浮游植物种类与丰度的抑制效应在高NH3-N和总磷水平下较小。研究结果表明,不同门类浮游植物对酸胁迫的敏感性有较大差异,群落组成不同的水体,短期酸化处理都会显著改变浮游植物群落结构、降低浮游植物丰度以及多样性。作为长期受酸雨胁迫较为严重的地区,酸雨引起的水体酸化将可能成为影响新安江流域浮游植物群落结构的重要因子。     

雅砻江流域生长季植被时空变化特征及对气象因子的响应分析

在全球气候变化背景下,开展植被变化对气象因子的响应研究对流域生态环境保护和水土资源合理利用具有重要的现实意义。以雅砻江流域为研究区,基于1982—2015年GIMMS NDVI数据,首先采用多种数理统计方法揭示生长季NDVI的时空变化特征,基于滞后相关系数法分析NDVI对气象因子的时滞效应,在此基础上建立各像元NDVI与气象因子的主成分回归方程,分析影响NDVI变化的主要气象因子及其贡献率,进而揭示NDVI对各气象因子的响应变化特征。结果表明:雅砻江流域NDVI在年内呈单峰型变化,峰值出现在8月,生长季NDVI年际变化呈不显著下降趋势。流域NDVI自下游向上游逐渐减小,植被退化面积占30%,改善面积占24.28%,中游植被改善和退化面积占比最大,就各植被类型变化而言,针叶林改善比重相对较大,灌丛和草甸退化较为严重。导致流域植被变化的主控气象因子为降水和气温,其对植被变化的贡献率分别为27.68%和26.31%,其中,流域上游及中游北部地区植被变化主要受气象因素影响,中游南部及下游地区植被受气象因子与其他因子(如人类活动)的共同影响。各像元NDVI变化的主控气象因子存在显著差异,降水、平均气温和相对湿度是中上游植被变化的主控气象因子,而降水和日照时数是下游植被变化的主控气象因子。流域植被对各气象因子的响应存在一定的时滞效应,植被对各气象因子滞后响应面积大小顺序为:平均风速>降水>日照时数>平均气温>相对湿度。中上游植被对主控气象因子降水、平均气温和相对湿度的响应主要为当月及滞后1个月;下游植被对主控气象因子降水的响应主要为滞后1个月和滞后3个月,而对主控气象因子日照时数的响应主要为当月。     

崇明东滩旱作农田土壤磷素流失及其影响因素

对采用不同施肥和地表管理方式的梨园和菜地磷素的流失进行监测,研究了崇明东滩旱作农田土壤磷素的流失负荷、流失途径及其变化规律和影响因素,并分析了不同施肥和地表管理方式对农田土壤磷素流失的影响.结果表明,旱作农田土壤磷素径流流失、渗漏流失和泥沙流失浓度均超过水体富营养化总磷浓度临界值;土壤磷素流失以泥沙流失为主,泥沙总磷流失负荷占总磷流失总负荷的70.7%～82.2%;磷素流失主要发生在6、8和10月,这3个月总磷流失负荷占全年总磷流失总负荷的71.6%～73.0%.对磷素流失影响因素的相关分析表明,旱作农田土壤磷素流失与降雨量、降雨侵蚀力、径流量、径流水中总磷浓度等因素相关显著.与常规对照方式相比较,保持表土植被、覆盖地膜和精确滴灌,可减少旱作农田径流和泥沙产生量,降低总磷流失浓度,梨园和菜地总磷流失负荷消减率分别可达20.6%和12.6%.     

岔口小流域AnnAGNPS模型参数敏感性分析

以黄土丘陵沟壑区岔口小流域为例,选取可能对农业非点源污染模型Ann AGNPS产生影响的径流曲线数CN值、降雨侵蚀因子、饱和导水率、田间持水量、耕作管理因子、水土保持因子、土壤侵蚀因子、地形因子、沟道曼宁系数和化肥施用量等10个因子,采用修正的摩尔斯(Morris)分类筛选法,分析影响模型模拟结果的敏感性程度,在此基础上对模型进行模拟验证。结果表明:CN值与模型模拟结果呈明显正相关;沟道曼宁系数和田间持水量与模型输出结果均呈明显负相关;影响地表径流量输出最敏感的参数是CN值和田间持水量;影响模型泥沙、营养盐输出最敏感的参数主要是CN值、土壤可蚀性因子、耕作管理因子、地形因子和水土保持因子;氮磷污染物空间分布不具一致性,区域差异明显,土壤氮磷库是其流失主要来源;径流模拟结果显示R2和Ens均为0.99,模型能较好地反映流域地表径流过程;泥沙和氮磷模拟误差较大,但在一定程度上能反映流域水土流失及氮磷污染的趋势,对流域水土流失及非点源污染的治理具有一定的参考价值。     

水体沉积物质量基准研究现状

沉积物质量基准是对水质基准的补充,对水质管理具有重要意义。目前国际上沉积物质量基准计算方法有十几种。对各种方法的理论基础、数据需求、适用范围等方面进行了概述之后,综合分析了各种方法的理论基础。研究结果认为,应将建立沉积物质量基准的方法分为以生物效应数据为基础的生物效应数据库法和以相平衡分配原理为依据的相平衡分配法。而根据统计方法不同,生物效应数据库法又分为单值基准、双值基准和三轴图法。同时还对美国、加拿大、荷兰、英国、澳大利亚和新西兰的沉积物质量基准研究发展和应用概况进行了分析。结合我国实际情况认为,依赖于大量生物效应数据的生物效应数据库法,目前在我国的适用范围有限,只能用于推导少数几种污染物的基准值。相平衡分配法具有可靠的理论基础而且不需要大量的生物效应数据,具有很大的发展潜力。因此,对于目前沉积物质量基准研究处于初级阶段的我国,更适合使用相平衡分配法计算污染物沉积物质量基准。     

城市大气污染物来源特征

以北京市为案例，介绍一种包括污染物排放清单建立、环境空气质量模拟及区域环境影响分析等方法在内的城市大气污染物来源特征分析的整体技术方法，从而确定城市大气污染物的排放分布及浓度分布特征、行业排放分担率及浓度贡献、地区排放分担率及浓度贡献以及区域污染对城市环境空气质量影响等多方面特征，为城市大气污染的控制决策提供必要的理论支持。对北京市的研究结果表明：对PM10，扬尘和工业为主要当地污染源；对SO2，采暖和工业为主要当地污染源；对NOx，交通和工业为主要当地污染源；对3种主要大气污染物，石景山、朝阳南等工业区以及老城区对北京市的大气环境造成重要影响，为需要优先控制的地区；北京市周边污染源对北京环境气质量有较大影响，其中RM10的影响最大(高达47．3％)，北京市应同时加强对局地污染与区域污染的控制。     

Adsorption anionischer Azofarbstoffe an Boden/Sediment

The adsorption behavior of three anionic azo dyes (Acid Orange 6, Acid Orange 10 andAcid Orange 12) on different soil/sediment components (quartz sand, clay and organic matter) was investigated with a flow-through method using a simplified HPLC apparatus. Organic matter had the highest adsorption capacity for all three dyes, followed by clay and sand. The adsorption on different components in mixtures was not additive. The adsorption of similar aniomic azo dyes decreased with increasing negative charge. The affinity of equally charged dye molecules to the adsorbents was also strongly influenced by the remaining chemical structure. While adsorption on organic matter could always be described by Freundlich isotherms, S-shaped isotherms were often measured with quartz sand and clay. For that reason one must assume different adsorption mechanisms for organic matter and mineral adsorbens. Lower pH values always led to stronger adsorption of the anionic azo dyes. On the other hand, ionic strength effects cannot be characterized so clearly. Adsorption was generally lowered by decreasing ionic strengths but sometimes the opposite effect was observed. Moreover, there were some unusual cases of partly irreversible adsorption on quartz sand and organic matter when the dyes were not dissolved in an aqueous solution containing additional inorganic ions but in double distilled water. The adsorption of anionic azo dyes on soil and sediment materials turned out to be a very complex process. Although some interesting coherences could be pointed out, much more research is required to recognize general principles, concerning for example the influence of the chemical structure or the surrounding aqueous solution.     

Sediment bacteria in the deep Norwegian Sea

During a joint French-Swedish expedition (NORBI) in July-August, 1975, in the deep Norwegian Sea, the density of aerobic, heterotrophic sediment bacteria was determined by viable counts at 9 stations. The numbers rarely exceeded 10³ ml^-1 wet sediment. ATP measurements, with a limit of detectability of 5 ng ml^-1 wet sediment, gave constantly negative results. One third of the strains isolated at 5°C were psychrophiles. The ability to degrade lipids, proteins, starch, and chitin, probably due to maximum biosynthesis of the exoenzymes, was correlated with the optimum temperature for growth. There was a strong positive correlation (P<0.001) between optimum temperature for the isolates and the number of different macromolecules attacked. Lipolytic activity was found to predominate. Differences in the bacterial composition between the Norwegian and Lofoten, Spitsbergen, and Greenland deep basins are discussed in relation to known differences in their faunal density and hydrography.     

氟苯尼考对海洋沉积物微生物活动的影响

通过室内模拟实验研究了氟苯尼考对海洋沉积物中细菌数量、呼吸作用、纤维分解作用的影响,并对不同来源沉积物中异养细菌的抗药性进行了分析.结果表明,培养前期 (7 d) ,较低浓度(10 mg/kg和100 mg/kg)的氟苯尼考刺激了沉积物中细菌的生长;高浓度 (500 mg/kg) 的氟苯尼考一直表现为对细菌生长的抑制作用,最大抑制率为22%.氟苯尼考对沉积物中纤维分解作用的影响明显,作用初期即产生抑制作用,且随着氟苯尼考浓度的增加影响越显著,其中高浓度(500 mg/kg)氟苯尼考对纤维分解作用的最大抑制率达91%.培养5 h后,氟苯尼考对沉积物呼吸有刺激作用;从24 h开始,则表现为对呼吸的抑制作用,且抑制作用随药物浓度增加而加强.实验最后阶段,不同浓度(10 mg/kg、100 mg/kg和500 mg/kg)的氟苯尼考对呼吸作用的抑制率分别为22%、32%和43%.另外,使用过抗生素的养殖区海洋沉积物中异养细菌产生了对氟苯尼考的抗药性,而且使用过氟苯尼考的区域沉积物中细菌的抗药性明显强于使用过其它抗生素的区域.图3表2参18     

Sediment environmental capacity of 137Cs in Daya Bay

Sediment environmental capacity of pollutants is very important for marine environmental management. Based on the methodology of a study on water, soil environmental capacity, and mass conservation theory in a system, the concept and model on sediment environmental capacity for ¹³⁷Cs in Daya Bay were developed. The static capacity for ¹³⁷Cs in the upper sediment near the shore at a shallow area was calculated, and the annual dynamic capacity and total dynamic capacity were also calculated through determination of the typical biomass in the sediment. The results showed that the estimated environmental capacity for ¹³⁷Cs in sediments was approximately equal to the current input of ¹³⁷Cs into the sediments. Controlling the input of ¹³⁷Cs in the sediments within the environmental capacity guarantees the sustainability of the current situation of the Daya Bay ecosystem and avoidance of a significant degradation of the system.     

Sediment tolerance of Sargassum algae inhabiting sediment-covered rocky reefs

Although sediment deposition has detrimental effects on macroalgal settlement and recruitment, fucoid algae (mainly Sargassum duplicatum) thrive on rocky reefs always overlaid with fine sediments in sheltered sites of Kagoshima, Japan. The aim of the present study was to assess their ability to settle and recruit onto sediment-covered substrata. A transplant experiment using boulders with Sargassum juveniles attached showed that the 30-day survival rate was as high as 50% even for the juvenile stage (<10 mm) on boulders completely buried with sediment. In addition, an outdoor tank experiment testing the effects of different sediment thicknesses (0–4 mm) on already settled 4-day old S. duplicatum germlings indicated significant reductions in growth by the presence of sediment cover even at 0.5 mm but no significant increase in mortality up to 2 mm. Furthermore, an in situ experiment in which sterilized cobbles were placed at a sediment-covered site to allow sediment to settle over them before the embryo release showed a uniformly high recruitment of Sargassum over the cobbles. This suggests the presence of unknown mechanisms to allow the settlement of propagules on substrata thinly but completely covered by fine sediments.     

河流底泥污染及其控制与修复

水体底泥污染是世界范围内的一个环境问题。污染物通过大气沉降、废水排放、雨水淋溶与冲刷进入水体，最后沉积到底泥中并逐渐富集，使底泥受到严重污染。在河流环境中，河床沉积底泥以推移和悬浮形式输送，很大程度上导致了上覆水和沉积底泥的相互物理作用。河流有强有力的自然环境，在河流系统中趋向有利于沉积底泥的解吸作用，从而将会影响上覆水的水质。因此，在水质管理计划中，应该将已污染的沉积底泥作为一个污染源予以考虑，沉积底泥是河流污染的一个重要方面。文章根据近年来国内外对河流底泥污染的控制、处理、修复及利用的文献资料，分析了河流底泥的污染现状及主要类型，包括重金属、NP营养物质、难降解有机物和持久性有毒污染物等，指出了目前在底泥污染修复中存在的问题。针对河流底泥污染控制与修复技术，介绍了除控制外源污染物外的物理修复、化学修复和生物修复等几种主要的修复方法和技术，分析了各种方法的利弊以及适用情况。在阐述了堆肥、建材利用、低温热解、湿地及栖息地建设、修复废弃地和建设填方等利用方式后，提出具体的控制和修复应因地制宜，综合各种恢复技术及利用方式，以达到控制及修复污染的河流底泥，恢复河流生态系统之目的。     

沉积物与盐度对罗红霉素生物有效性的影响

在河口环境,沉积物与盐度对抗生素的生物有效性有重要影响。使用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)分析单一和复合控制系统(水、水-沉积物、水-斑马鱼、水-沉积物-斑马鱼)中的各相态中的罗红霉素,以期量化各相态中罗红霉素的迁移、分布。随着暴露时间延长,水体中罗红霉素浓度不断减少,沉积物和斑马鱼体内罗红霉素不断蓄积。沉积物的存在会减少罗红霉素在斑马鱼中的生物有效性。在高盐度环境下,沉积物拥有更大的吸附效率,符合盐析效应,导致罗红霉素的生物有效性及斑马鱼富集能力下降。水-沉积物-斑马鱼系统达平衡时,沉积物为罗红霉素的主要富集场所,可积累42.0%的罗红霉素。同时,斑马鱼可吸收和富集0.16%的罗红霉素。上述研究为研究抗生素环境行为和毒理提供了参考。     

Sources of bias in ecological studiesof non-rare events

Ecological studies investigate relationships at the level of the group, rather than at the level of the individual. Although such studies are a common design in epidemiology, it is well-known that estimates may be subject to ecological bias. Most discussion of ecological bias has focused on rare disease events, where the tractability of the loglinear model allows some characterization of the nature of different biases. This paper concentrates on non-rare events, where the Poisson approximation to the binomial distribution is not appropriate. We limit the discussion to bias that arises from within-area variability in exposures and confounders. Our aims are to investigate the likely sizes and directions of bias and, where possible, to suggest methods for controlling the bias or for addressing the sensitivity of inference to assumptions on the nature of the bias. We illustrate that for non-rare events it is much more difficult to characterize the direction of bias than in the rare case. A series of simple numerical examples based on a chronic study of respiratory health illustrate the ideas of the paper.