仙女湖富营养化特征与水环境容量核算

以典型的亚热带大型水库——江西省仙女湖为例,于2011~2013年季节性监测了仙女湖水体理化指标。采用综合营养状态指数法对其富营养化状态进行了评价,并采用沃伦威德尔模型(Vollenweider)和狄龙模型(Dillon)计算了COD、NH₃-N、TN和TP的水环境容量。结果表明:仙女湖水质总体处于地表水Ⅱ类~Ⅲ类标准,TN 0.32~0.91 mg/L、平均0.59 mg/L,NH₃-N 0.012~0.59 mg/L、平均0.31 mg/L,TP 0.017~0.080 mg/L、平均0.028 mg/L,COD_Mn 1.61~5.59 mg/L、平均2.85 mg/L,Chl-a 0.37~0.95 μg/L、平均0.56 μg/L。从湖区上游到下游,各指标尤其是总氮、总磷、透明度和氨氮呈现明显的趋优变化特征,除TP出现Ⅲ类水质外,其余指标多年持续处于Ⅱ类水质状态;从单因子状态指数来看,采用透明度评价的营养状态最高,大部分湖区持续处于轻度富营养状态;TN和TP评价的营养状态次之,处于中营养水平。仙女湖COD、NH₃-N、TN和TP水环境容量分别为21 208.0、3 528.8、4 991.2和248.1 t/a,分别剩余容量比率56.88%、68.25%、62.89%和13.67%,影响仙女湖水环境容量最突出的环境因子为TP。同时,基于对水环境容量影响因素的分析,最后提出了提高仙女湖区水环境容量的建设性方案。     

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。     

长江上游典型季节性河流富营养化评价及污染成因分析

全面掌握水体富营养化现状对水环境的长效治理至关重要,但目前针对季节性河流富营养化时空变化特点和污染成因分析的研究还少有报道。基于岷江流域(眉山段)2019年1月至2020年12月的13项水质指标的监测数据,联合使用富营养化指数、地理信息系统和多元统计方法,阐明了流域内岷江干流及主要支流的营养盐时空变化特征、富营养化状态和主要污染因素。结果表明：(1)时间上,总氮(TN)浓度在夏季最高,达到5.33 mg/L。总磷(TP)和氨氮(NH₃-N)在春季最高,分别达到0.22和0.65 mg/L。空间上,TN浓度在思蒙河最高,达到7.09 mg/L。TP和NH₃-N浓度在体泉河最高,分别达到0.27和0.96 mg/L;(2)富营养化指数排序为：春季(69.10)>夏季>(67.06)冬季>(65.93)秋季(65.91);体泉河(76.06)>思蒙河(70.39)>毛河(70.02)>金牛河(63.14)>岷江干流(62.19);(3)主成分分析提取4个主成分,累计解释71.11%的方差变量,识别出影响该流...     

洪泽湖湖滨带丰水期水质空间分异特征及其影响因素

湖滨带是陆地与湖泊水体之间的生态过渡带，具有强烈的环境异质性和丰富的生产力，同时也容易受到人类活动的威胁。洪泽湖湖滨带受人类开发利用情况严重，为探明其水质空间分异特征，于2020年8月对全湖52个点位的水质开展调查，对比4个湖区水质差异，应用逐步线性回归探究水质空间分异的影响因素。结果表明：氮磷营养盐、高锰酸盐指数(COD_Mn)与叶绿素a(Chla)是影响洪泽湖湖滨带水质的主要指标，各样点总氮(TN)浓度在0.66～4.25 mg·L^-1之间，均值为1.88 mg·L^-1,属Ⅴ类水；总磷(TP)浓度在0.02～0.24 mg·L^-1之间，均值为0.12 mg·L^-1,属Ⅴ类水；COD_Mn浓度在5.24～14.16 mg·L^-1之间，均值为7.21 mg·L^-1,属Ⅳ类水；Chla浓度在4.55～158.31 ug·L^-1之间，均值为49.30 ug·L^-1。洪泽湖湖滨带...     

漫湾电站建成后澜沧江下游水质变化

随着澜沧江流域水电资源的开发,其水质变化及其跨境影响,越来越受到下湄公河流域国家及许多国际组织的关注。以漫湾电站为例,利用澜沧江下游1988～2002年6个断面、21个项目的水质监测资料,采取对比分析法,评价分析了漫湾电站建设和运行15年来,整个下游干流的水质状况和主要污染物变化趋势。结果表明,漫湾电站的建设和运行,目前对澜沧江下游干流水质总体还没有明显影响,但漫湾水库受重金属等污染物的污染,水库水质趋于下降。主要污染物M\-nO\+-\-4指数、NH\+-\-4 N、Hg、Pb和Cd的污染呈下降趋势;TP的污染有所加重。重金属Pb、Cd的污染主要集中于嘎旧（漫湾）断面和景临桥断面;M\-nO\+-\-4指数、TP和NH\+-\-4 N产生的有机污染主要集中在版纳水文站断面和勐罕渡口断面;澜沧江出境断面关累水质良好,基本达到该断面水环境功能要求。     

长江入海口徐六泾断面2005～2012年水环境因子及入海通量变化特征

分别于2005～2012年的4个季节对长江入海口徐六泾断面水质实施了29个航次的监测。2005、2010和2012年为丰水年,2006、2011年为枯水年,其余3 a为平水年。2005～2012年化学耗氧量（CODCr）的年度平均浓度范围为52～1469 mg/L,氨-氮（NH4 N）为0051～0358 mg/L,总磷（TP）为0069～0255 mg/L,活性磷酸盐（PO4 P）为0044～0098 mg/L,石油类（Oil）为2367～7939 μg/L,铜（Cu）为171～277 μg/L,镉（Cd）为0057～0116 μg/L,砷（As）为234～294 μg/L。引入计算Spearman秩相关系数的方法分析评价指标与时间序列间的相关性,并检验相关系数的显著性意义。评价结果显示,长江入海径流量呈现上升的趋势,但趋势不显著。年平均浓度呈上升趋势的污染因子水质要素从强到弱到小依次为TP、PO4 P、NH4 N、Oil和CODCr,TP上升趋势显著,呈下降趋势的水质要素从强到弱依次为Cu、As和Cd,Cu下降趋势显著;长江入海口的水质综合标准指数呈显著上升趋势,监测断面水质等级持续下降,污染状况持续恶化;长江污染物入海通量总体呈显著增加趋势,特别是氮的输出通量有较大增加。研究表明,长江入海口水质恶化速度加剧,应引起政府和社会的足够重视,保护长江水质刻不容缓     

长江流域鄂西四河流大型底栖动物群落结构特征及水质生物学评价

鄂西水系是国家级水源保护区，也是湖北省重要的生态旅游区。为了解鄂西水生态健康状况，于2014年10月~2017年1月不同时段在宜昌国家可持续发展实验示范区卷桥河（J）、清江利川段（Q）、宜昌市水源地黄柏河（H）和丹江口入库河流天河郧西段（T）开展了底栖动物群落特征研究。研究表明：4个河段共采集到大型底栖动物5门8纲18目61科。基于底栖动物指示种耐污性及其丰度占比分析，表明J、Q和T三河流污染程度沿水流方向呈加重趋势，而H水体健康状况整体较好。运用FBI和SIGNAL底栖生物评价指数，显示四条河流健康程度沿水流方向均呈下降趋势，但H变化趋势平缓，结果表明H水体上下游均处于较健康状态，其他3条河流上游或源头水体健康状况良好，下游受到较重污染。对主要环境因子（TP、NH₃-N、COD_Mn和TN）做主成分分析表明，轴1的解释率达到65.1%，表明轴1可以有效表征主要环境压力梯度。FBI和SIGNAL指数与轴1线性拟合度均较高，表明二者在鄂西河流水生态健康评估中可作为快速生物评价指数。     

降雨径流面源污染年负荷预测方法的开发——以镇江古运河为例

在对镇江古运河2009~2013年的降雨量、降雨径流污染物量监测的基础上,运用回归分析建立降雨量-径流污染方程,并采用灰色理论对未来降雨量进行预测,进而得出降雨径流面源污染年负荷值。结果表明:2014~2020年间,镇江古运河降雨径流中污染物TP、NH₃-N和SS的年负荷与降雨量同向变化,2020年降雨量达到1 381.2 mm时,污染物TP、NH₃-N和SS的年负荷可分别达到217.15 t、421.4 t、5 811.87 t,数值较大;灰色理论与回归分析结合所提出的降雨径流面源污染年负荷预测方法,能够在小样本、贫信息和波动数据序列情况下,简捷有效的对降雨径流面源污染负荷进行高精度的预测,实用与推广价值较大。     

江苏污水处理差别定价政策对地表水质的影响——基于合成控制法的研究

近年来，我国工业污水排放量持续增长、水污染事件频发，对生态环境和居民健康造成严重危害。为扭转这一局面，各级政府相继出台众多环保政策。利用2013~2016年周度省级面板数据，选取高锰酸盐(COD_Mn)、溶解氧(DO)、氨氮(NH₃)等3类单项指标，基于合成控制法(SCM) 评价江苏省污水处理差别定价政策的效果，并借助熵权法构建综合指标以评价其综合效应。研究发现：政策实施后，江苏省地表水质整体上取得明显改善；溶解氧指标提高，表明地表水体自净能力显著提升；但由于不易监管，以高锰酸盐和氨氮衡量的地表水体富营养化反而有所恶化。为确保实现预期目标，政策制定及动态调整必须保证激励约束相容。     

雅砻江下游浮游植物群落结构时空变化特征及环境驱动因子

为了解雅砻江下游浮游植物在梯级水电站运行多年后的现状，于2020年春季和秋季分别对雅砻江下游流域的22个断面进行浮游植物和环境因子采样调查，分析浮游植物群落结构时空变化特征并探究其环境驱动因子。共采集鉴定出浮游植物7门10纲20目36科72属123种(包括变种),以硅藻门、绿藻门和蓝藻门为主，其中春季物种数明显多于秋季，共有的物种有55种，干流与支流物种数接近，共有的物种有82种。全年优势种有5种，分别为硅藻门的梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)、尖针杆藻(Synedra acus)、极小曲壳藻(Achnanthidium minutissima)、隐藻门的尖尾蓝隐藻(Chroomonas acuta)和蓝藻门的尖头藻(Raphidiopsis sp.),春季优势种5种，秋季优势种4种，干流优势种6种，支流优势种4种。调查期间雅砻江下游浮游植物平均丰度为3.17×10⁶ cells/L,秋季平均丰度高于春季，支流高于干流。相关分析显示：总磷(TP)、悬浮物(SS)、高锰酸盐指数(COD_Mn)、溶解氧(DO)、透明度(...     

西苕溪干流水体、悬浮物和表层沉积物中营养盐分布特征与水质评价

了解不同介质的营养盐分布可以全面掌握河流的环境现状。为了调查西苕溪干流的营养盐分布特征和水质现状,沿着干流采集了11个点位的水体、悬浮物和表层沉积物样品,并对水体、悬浮物和表层沉积物中的营养盐特征进行了分析,拟为苕溪流域的水污染防治提供基础数据。研究表明:整个西苕溪干流,水体和沉积物中总氮(TN)和总磷(TP)浓度均存在丰水期明显高于枯水期的季节变化特征,水体中总氮的浓度均超出地表水环境质量Ⅴ类的标准,显示氮污染是西苕溪流域的特点。相关性分析结果表明,悬浮物中的TN和有机质(OM)呈极显著性正相关(r=0.974,p0.01);水体中的TN和悬浮物的各营养盐指标之间的相关性均达到了极显著水平,但沉积物营养盐指标与水体的TN和TP相关性不明显,显示沉积物并不能很好反映流域水质的现状。     

西太湖区域水环境容量分配及水质可控目标研究

西太湖流域产业、人口集聚,水环境污染一直以来是该区域经济可持续发展的制约因素之一,利用2010年的监测数据对西太湖主要入湖河流及湖体的水环境状况进行了分析,通过对研究区域工业点源、城镇和农村生活源、农田面源和畜禽水产污染源排污的分布情况调查,并计算了入河污染物量;利用构建的西太湖区域水量水质数学模型,估算了区域水环境容量,依据水环境功能区的水质目标与水域面积分配到了各市/区,在充分调查现有与规划的各类型污染源总量控制工程措施的基础上,量化出具有空间分布的流域污染削减率,并提出水质可控目标。结果表明:太湖湖体受总氮污染影响总体水质劣于Ⅴ类,研究区域主要入湖河流基本处于Ⅳ类,氨氮超标最严重;进入水体的COD为25 410.2 t/a,氨氮2 795.4 t/a,总氮4 646.4 t/a,总磷313.8 t/a,其中城镇生活源污染物入河量所占的比例最大,各类污染物均在35%~50%,尤以宜兴市和常州武进区负荷较大;各控制单元进入水体的污染物量基本都超过了水环境容量,近期各市/区COD、氨氮、总氮和总磷的削减率分别为8.0%~56.0%,8.0%~62.1%,6.0%~41.8%,8.0%~59.9%,远期污染物削减率更高;最终通过模型推算,定出西太湖湖体各污染因子的可控目标,2015年,COD、氨氮、总氮和总磷分别为4.50、0.80、3.50和0.08 mg/L,2020年进一步达到4.50、0.60、3.00和0.07 mg/L,为西太湖总量控制提供科学依据。     

长江三角洲城市群PM_(2.5)时空演变及影响因素

科学识别PM_(2.5)的空间分异及其驱动因素,是实现区域空气污染治理的关键。以国测点日均PM_(2.5)浓度为数据来源,基于多种空间分析方法,研究长江三角洲城市群PM_(2.5)浓度的时空演变及影响因素。结果发现:(1)2013～2017年,长江三角洲城市群的PM_(2.5)年平均浓度,处于不断下降的趋势;城市间的差异,呈现逐渐减少的趋势。(2)一年中,12月份的PM_(2.5)浓度最高,8月份的PM_(2.5)浓度最低。1～12月,PM_(2.5)浓度先减后增。(3)2013年,PM_(2.5)高浓度区域主要分布在江苏省;2017年,PM_(2.5)高浓度区域主要分布在安徽省。5年间,PM_(2.5)浓度的空间重心,向安徽省转移72 km。(4)长江三角洲城市群PM_(2.5)浓度存在明显的空间自相关。存在PM_(2.5)浓度高-高值区、低-低值区"扎堆"现象,且集聚程度趋于增大。(5)影响PM_(2.5)浓度的因素包括了自然因素和社会因素。自然因素中,降雨与PM_(2.5)浓度显著相关。社会因素主要来自工业排放、交通排放和能源消耗。其中,能源消耗的影响程度最大,工业排放次之,交通排放最后。     

汉江中下游干流水质变化趋势及持续性分析

汉江是长江中游最大的支流,近年来水质污染日趋严重,且范围有逐渐扩大趋势。随着流域内经济社会发展用水量增长以及2014年南水北调中线一期工程建成引水,汉江中下游流域水资源、水生态环境压力日益显现,流域管理面临较大挑战。利用汉江中下游干流襄阳、仙桃和汉口3个主要的水质监测控制断面1998~2011年实测水质资料中5个水质项目,采用季节性肯达尔检验法对其项目进行了变化趋势检验与分析,并用叠加型指数法验证趋势分析的合理性;结合Hurst指数分析了趋势变化的持续性,结果表明季节性肯达尔检验法方法合理,持续性分析结果可预测未来水质变化,并为水环境保护和管理提供技术参考。     

常州市大气PM_(2.5)中水溶性离子组成及来源

于2013年3月~2014年4月采集常州市郊区、工业区、居民区和背景点的春季、秋季大气PM_(2.5)样品,用离子色谱法分析其中水溶性离子成分,对其组成、分布特征及来源等进行研究。结果表明:SO_4~(2–)、NO_3~–和NH_4~+是常州市PM_(2.5)中的主要水溶性离子,3种离子在PM_(2.5)中占比为18%~33%。不同功能区之间水溶性离子的占比和差异较小,常州背景点可能受到周边城市污染输送的影响。在PM_(2.5)中,NH_4~+与SO_4~(2–)和NO_3~–主要以(NH_4)_2SO_4和NH_NO_3存在;硫转化率(SOR)和氮转化率(NOR)是衡量二次无机粒子转化的有效手段,常州市各功能区的SOR均大于NOR;春季SOR0.25,NOR0.1,满足发生强烈光化学氧化反应的条件。     

近48年来湘江流域极端降水事件特征分析

基于湘江流域44个气象站1960~2007年的逐日降水资料，将第95个百分位值定义为各台站极端降水事件的阈值。同时，采用线性回归、突变分析和相似系数等方法，分析了该流域极端降水事件的变化特征，研究了不同强度降水事件的时空分布特征。结果表明：湘江流域近48 a来极端降水事件的各指标（降水量、降水日、降水强度、降水指数、日最大降水量）均呈增加趋势。但在不同时期，极端降水事件表现了不同的变化趋势。1970s以前多大雨事件，1970s~1980s各类极端降水事件相对偏少，进入1990s开始明显增加，尤其是暴雨和大暴雨事件显著增多。此外，极端降水事件的分布还表现出明显的区域性特点：湘江上游多暴雨事件，中游多大雨事件，下游多大暴雨事件。
     

长江中游地区多尺度耕地景观格局演变特征

揭示区域耕地景观格局多尺度演变特征有助于从区域层面全面解读耕地利用状况，可为区域耕地保护和生态环境建设提供重要参考。采用景观格局指数分析方法和数理统计手段，选取10个景观指数，从城市群、省域、流域3个不同空间尺度分析了长江中游1995~2014年耕地景观格局变化特征。结果表明：（1）1995~2014年间，长江中游耕地总面积以平均每年30821 km2的降速大量减少。其中，湖北、湖南、江西3省年均降速分别为18512、7026、5276 km2/a，武汉城市圈、长株潭城市群、环鄱阳湖城市群三大城市群年均降速分别为18003、4819、5616 km2/a。（2）不同省份耕地景观变化的方向和程度存在较大差异。湖南省耕地连通性先增后减，景观的破碎度先减后增，而湖北省和江西省耕地景观的连通性和破碎度变化趋势则与湖南省恰好相反，且变化强度明显弱于湖南省。（3）不同城市圈（群）耕地景观变化的方向和程度差异明显，作为工业化快速发展地区，长株潭城市群耕地景观变化的剧烈程度明显高于长江中游经济带内的其他两大城市圈（群）。（4）不同尺度耕地景观格局在数量、面积、聚集度、多样性方面差异较大。而城市圈（群）作为省内重点发展区域，其耕地景观格局及其变化与其所处省份大致相同