三峡水库入库污染负荷研究(Ⅰ)--蓄水前污染负荷现状

分析蓄水前三峡水库入库污染负荷,包括库区污染负荷,如城市生活污水、工业废水、农业面源、船舶流动污染源;主要干支流长江、嘉陵江、乌江的入库背景污染负荷,包括上游天然背景负荷和上游污染贡献负荷,为三峡水库水污染防治提供理论依据。研究表明：①进入三峡库区的污染源主要来自长江、嘉陵江、乌江上游输入的背景负荷,包括上游贡献负荷和天然背景负荷,其中：CODCr的天然背景负荷与上游污染贡献负荷较为接近,BOD5、NH3-N的上游贡献负荷略大于天然背景负荷;TP的上游贡献负荷远大于天然背景负荷。因此,“三江”上游区域的污染治理工作应为今后三峡水库水污染防治的重点;②库区内排放的主要污染物是TP、BOD5、TN、CODCr等有机污染物,其累计等标污染负荷比达到98%以上。库区内的主要污染源为农田径流,其等标污染负荷比为77.85%;其次为城市污水,其等标污染负荷比为19.45%,工业废水的等标污染负荷比只占1.62%。因此,农田面源将是今后库区污染防治的重点。     

二龙山水库流域不同程度生态破坏对小气候要素的影响

根据森林生态系统破坏程度的不同,对二龙山水库流域进行区域划分,组织小气候观测,研究不同小区气温、相对湿度和风速的特征.分析结果表明,流域内不同程度生态破坏对小气候要素有显著的影响.      

二龙山水库水质富营养化趋势及削减规划研究

选用C_N,C_P(水库中氮、磷的平均质量浓度)2项指标作为契入点,以狄龙模型为基础,结合二龙山水库水质污染的具体特点,设计了一套适合于预测二龙山水库水质富养化的C_N,C_P模型,运用其预测了水库水质营养状态变化趋势并对水质富营养化进行了预评价.结果表明:2001-2050年二龙山水库水质总氮和总磷的质量浓度同步增长,但总磷的增长幅度远远大于总氮,水库水质富营养化逐渐加剧.最后,根据系统诊断模型计算了水库氮、磷营养盐的环境容量,并结合该地的实际情况提出了氮、磷污染物的削减规划方案.      

石梁河水库沉积物中重金属的累积污染研究

沉积物中的重金属常被作为环境质量的重要指标之一. 通过对岩芯的137Cs测年及探讨石梁河水库表层沉积物重金属的分布特征和柱状岩芯中重金属的垂直沉积特征,分析了水库重金属的主要来源,并采用Hkanson潜在生态风险指数法对水库沉积物中As,Pb,Cu,Cr,Zn 5种重金属进行生态风险评价. 结果表明:石梁河水库表层和岩芯沉积物的粒度与重金属元素的变化规律遵从“粒控效应",库区表层的重金属含量显示Cr含量最高,而As含量最低;20世纪80年代前岩芯重金属含量是升高的,之后逐渐降低,其中As,Pb和Zn的变化较为明显;用Al校正后发现水库重金属元素主要为自然来源,但同时受到人类活动影响. 生态风险评价结果显示,单一重金属生态风险系数均小于40,潜在生态风险指数均小于150,说明水库各重金属富集程度均处于轻微的生态风险等级,各重金属元素的生态风险顺序为As>Pb>Cu>Cr>Zn.      

水库调度和营养物消减关系的探讨

以北京密云水库为研究背景,研究和分析水库的水质分布特征,在此基础上研究水库调度与富营养物质消减之间的关系.并在对实际水质监测数据和模型模拟结果分析的基础上,提出了水库富营养化控制中的水库调度措施,即结合水库的防洪调度,采用底层放水的方式去除营养负荷.最后还分析该运行管理措施的可行性和应注意的几个问题.     

丹江口水库表层沉积物有机/无机磷形态特征

采用连续分级提取法研究了丹江口水库表层沉积物中有机磷和无机磷的形态及其赋存特征,同时结合间隙水体中溶解性总磷(DTP)的空间分布特征,讨论了各形态磷的生物可利用性及其释放风险.结果表明,丹江口水库沉积物中各形态磷均在入库河流处高于库区.各采样点沉积物总磷在203.08~1625.61mg/kg之间,平均值为642.51mg/kg,其中以无机磷为主,占总磷的52.9%.无机磷形态中生物可利用性差的Ca-P_i占优势,平均值为196.46mg/kg,占无机磷的57.8%;沉积物有机磷形态中活性最差的NA-P_o占绝对的优势,NA-P_o平均值为180.83mg/kg,占有机磷(OP)的59.7%. WA-P_i、PA-P_i、Fe/Al-P_i、WA-P_o、PA-P_o均与间隙水体DTP呈显著正相关(P < 0.05), Ca-P_i、MA-P_o、NA-Po与间隙水DTP相关性较差.入库河流沉积物生物可利用性磷含量及释放通量均较库区高,具有较高的释磷风险.     

Characteristics and risk assessment of organochlorine pesticide residues in surface sediments collected at the Qingshitan Reservoir

ABSTRACT

An ultrasonic extraction – gas chromatography – electron capture detector analytical method was used to measure the concentration and types of organochlorine (OC) pesticides in sediment to obtain a better understanding of the characteristics and hidden ecological risks associated with OC pesticide exposure in surface sediment of the Qingshitan Reservoir. Fifteen types of OC pesticides were detected in the sediment, and the sum concentration of these chemicals was in the 149.32–490.19 ng/g range (mean value: 319.39 ng/g). The concentrations of detected OC pesticides occurred in the following order: hexachlorohexanes (HCHs) (mean value: 200.17 ng/g) > DDTs (mean value: 36.92 ng/g) > heptachlors (mean value: 32.74 ng/g) > methoxychlor (mean value: 24.13 ng/g). There was a 100% detection rate for HCH isomers, and their concentrations occurred in the following order: β-HCH > δ-HCH > γ-HCH > α-HCH. β-HCH was the main component of HCHs. Ratios between α-HCH/γ-HCH and β-/(α+γ)-HCH were used to investigate the sources of pollution. Most of the surveyed areas were polluted by lindane, which originated from past pesticide residue usage, and no new inputs of HCHs were found. DDT was the major component of the DDTs, and accounted for 52%–87% of the DDTs. The ratios of (DDE+DDD)/DDT at all sample collection points were less than 1, indicating that degradation rate of DDTs in sediment was low and there was a new input of DDTs in these surveyed areas. The ratio of DDD/DDE was less than 1 at most of the sample collection points, indicating that the degradation of DDT in the sediments primarily took place under aerobic conditions. Comparison of OC pesticide residual levels in the underwater sediment collected at the Qingshitan Reservoir to other states and countries showed the pollution level of these chemicals of the Qingshitan Reservoir was relatively high. The ecological risk was assessed based on guideline values of effects range-low (ERL) and effects range-medium (ERM). The results showed that DDD, DDE, DDTs and endrin residues in the sediment posed a moderate ecological risk, but DDT and γ-HCH showed high ecological risk. These OC pesticides might adversely affect biological systems, and need to be addressed.     

三峡水库初期蓄水对消落带植被及物种多样性的影响

通过对173 m蓄水后三峡水库消落带内植物群落的调查,运用CCA法对消落带植物群落进行排序,研究了消落带植物群落特征和物种多样性格局,分析了消落带植被的变化及其环境解释。结果表明:三峡库区消落带共记录58科175种植物。狗尾草、马唐、小蓬草、狼杷草、稗、酸模叶蓼、苍耳、双穗雀稗、狗牙根等为优势种。一年生植物为消落带优势生活型。共记录54个群落类型,其中灌丛群落5个,草本植物群落49个。CCA排序表明,三峡水库消落带植物主要分布在坡度平缓、底质较细、高程较高的消落带上部区域。在消落带内,物种多样性和一年生植物比例随高程上升而增加。消落带植物组成特征和物种多样性格局与水淹干扰强度在空间上的变化一致。长期的冬季水淹、剧烈的水位变动以及退水季节的高温伏旱等环境因素是影响消落带植被组成的重要因素。     

流溪河水库流域非点源溶解态氮磷污染负荷估算

流溪河水库作为广州市最重要的水源地之一,其水环境质量受到广泛关注. 利用基于SCS模型的污染负荷输出,对流溪河水库流域非点源溶解态氮磷污染负荷进行估算. 结果表明:流域非点源溶解态氮污染负荷为384.31 t/a,溶解态磷污染负荷为20.68 t/a.其中氮贡献最大的为林地,占50.93%;其次为园地,占18.10%.磷贡献最大的亦为林地,占49.22%;其次为旱地,占15.85%.溶解态氮单位面积污染负荷道路最高,为50.57 kg/(hm2·a);其次是水田,为33.60 kg/(hm2·a).而溶解态磷单位面积污染负荷最大是水田,为3.43 kg/(hm2·a);其次是道路,为3.19 kg/(hm2·a). 与水库流域颗粒态氮磷污染负荷比较表明,溶解态氮大于颗粒态氮,氮以溶解态迁移为主;溶解态磷则小于颗粒态磷,但由于颗粒态磷易随泥沙受阻或沉降,溶解态磷对水库水质的影响依然是总磷关注的重点.      

三峡库区消落带土壤重金属分布特征及潜在风险评价

探讨了三峡库区重庆段沿江左右两岸、不同淹水高程消落带土壤中重金属的分布特征,并对研究区域重金属潜在风险进行了评价.结果表明,土壤中As(>19.0mg/kg)、Cd(>0.38mg/kg)含量超标,其余重金属含量均达国家土壤环境质量2级标准.沿江两岸Cu、Zn、Cr和Hg含量存在显著差异(P<0.1),左岸土壤中各重金属平均含量均小于右岸,而右岸各重金属的变异系数较左岸大.不同淹水高程重金属含量差异明显(P<0.1).沿长江水流方向,库区土壤中Cd含量先减后增,其余重金属(Cu,Pb,Zn,Hg,As,Cr)含量逐渐降低.Pb和Cr、Cd和As含量与土壤pH值均具有显著相关性(P<0.05或P<0.01).土壤中Cu与Hg,Cu与Cr间具有显著正相关关系(P<0.05);Cu、Pb、Zn与多种重金属间具有极显著正相关关系(P<0.01).库区消落带土壤重金属潜在生态风险处于轻微状态,主要生态风险元素为Cd.