北运河粪源微生物分布特征及健康风险评价

河流微生物污染研究对流域水环境保护和公共卫生管理至关重要.本研究以海河流域北运河水系典型河流断面为研究对象,系统评估了北运河水系微生物污染特征及其健康风险.结果表明,北运河水系丰水期的粪源微生物污染严重,大部分断面菌群量超过105MPN·L~(-1),平水期和枯水期粪源微生物菌群量约为103～105MPN·L~(-1),变化不显著;流域内的农业河段粪源微生物最为严重,呈劣五类水体概率超60%,城市河段降雨前后粪源微生物含量变化更明显,部分河流断面的粪源微生物菌群量从103MPN·L~(-1)增长为106MPN·L~(-1); 2017年丰水期,北运河水系粪大肠菌群的单次暴露风险主要在0. 015～0. 035之间,莲花河、马草河、清河下、温榆河下为人体健康风险的关键敏感断面,需重点关注.     

基于投影寻踪和阶梯型曲线的水质恢复能力评价模型

利用投影寻踪、遗传算法、阶梯型曲线和水体水质恢复能力评价标准,为水体水质恢复能力综合评价提出了一种新的方法--遗传投影寻踪方法(GPPM).GPPM可把水体水质恢复能力多维评价样本指标综合成一维投影指标值.根据该投影指标值的大小就可以对该样本集进行统一评价,从而解决了各单项水体水质恢复能力评价指标评价结果的不相容问题,提高了水体水质恢复能力综合评价问题各层次的分辩力.文中给出了GPPM实施的详细步骤,并在各等级中分别产生建模样本50个、100个、500个、1 000个、1 500个和2 000个,对评价模型参数的稳定性进行了检验,结果表明所建模型是稳定的.根据黄河干流三类主要污染物BOD、氨氮和挥发酚的浓度对黄河干流的水质恢复能力进行了评价,发现整体上黄河干流的水质恢复能力较弱.GPPM不仅可以对水体水质恢复能力进行综合评价,还可以确定评价指标的权重.GPPM可广泛应用于各种水质综合评价问题中.     

环境质量评价中隶属函数白化函数概念的发展

从物理意义上探讨了在环境质量评价中应用的模糊数学的隶属函数，灰色系统的白化函数，指出这两种函数均无法体现级别区间内的变化特征。为了更为精细，准确地刻划某样本所属级别，文中对这两种函数进行了改进，并提出了与之配套的评价方法，发现该方法较其它评价方法更具适应性，可用于质量评价实际。     

黄河流域水资源可再生性评价指标体系与评价方法

基于定性分析结果初步建立了黄河流域水资源可再生性评价指标体系,该指标体系共有32个指标,分别反映水资源可再生性的天然、天然-人为复合及社会三大特性。对黄河流域9个行政分区、19个流域二级分区的所有32个指标值进行了获取工作,获取了其中大部分指标值。针对黄河流域的实际资料,利用灰色关联方法与主成分分析方法对定性分析所得的指标体系进行了筛选,最终确定19个指标作为评价指标。同时,探讨了水资源可再生性评价标准的建立问题,建立了以黄河流域资料为基准及以全国资料为基准的两个评价标准,认为在进行实际评价时,应利用以全国资料为基准的评价标准。利用主成分赋权法进行了19个评价指标权重的确定工作。最后利用灰关联分析方法与模糊综合评判法对黄河流域9个行政分区、19个流域二级分区的水资源可再生性进行了评价,总的结论为黄河流域水资源总体上可再生能力较弱,不同行政分区与流域二级分区的水资源可再生能力在弱-中等之间。     

茅坪河流域非点源污染负荷模拟

为定量化研究茅坪河流域农业非点源营养物质氮、磷的输出负荷,在茅坪河的亚流域陈家冲,利用2004-05～2004-10降雨期的监测数据,通过实测值和模拟值的比较对非点源污染模型SWAT(Soil and Water Assessment Tool)进行了率定和验证,采用Nash-Sutcliffe系数(R²)、均方根差(RMSE)和相对误差(CV)检验实测值和模拟值的拟合度.利用验证后的模型模拟了茅坪河流域营养物质氮、磷的输出负荷量.经验证径流、总氮和总磷的Nash-Sutcliffe系数分别为0.71、0.51和0.62,最小相对误差分别为1.8%、1.1%和10%,模型对氮和磷的输出模拟效果稍差,但对径流的模拟取得了较好的效果,表明该模型可运用于茅坪河流域非点源污染的模拟研究.模拟结果显示,2004-05～2004-10,茅坪河流域共有102.5 t氮和9.46 t磷流入长江,大量农业非点源污染的产生是造成茅坪河水质恶化的重要原因之一.     

北京市密云县潮河周边土壤中类二恶英PCBs分析评价

为了探讨密云水库上游流域可能给水库带来的非点源污染,本研究测定了入库河流潮河下游周边土壤中12种类二恶英多氯联苯(DL-PCBs)的含量水平。结果表明,ΣDL-PCBs的总含量水平为0.0039~0.0365 ng·g-1,其中PCB-118,115,77为12种DL-PCBs的主要成分,PCB-81,114,157均低于检出限。草地、林地和果园中ΣDL-PCBs的含量高于玉米地,表明研究区的DL-PCBs主要受大气沉降和河流沉积物的影响,受当地人类活动影响不大。与其他研究相比,采样区域的PCBs含量总体处于偏低水平,毒性当量处于中等水平。而毒性当量因子(TEF)较高的PCB-126与PCB-169,可能会对人类和生物产生危害,应给予足够的重视。     

物元分析方法中关联度函数最佳点位置的确定

探讨了用于环境质量评价的物元分析关联度函数最佳点位置的确定方法，认为经典的综合评判物元模型中关联度函数的最佳点位置不完全合理，文中结合质量评价，给出了合适的最佳点位置的确定方法。     

从水质水量相结合的角度再论黄河的水资源

建立了流域水资源数量与质量联合评价的方法,发展了可利用水资源量的概念和计算方法,以及水资源功能容量和水资源功能亏缺的概念和计算方法,提出了水环境功能容量和功能亏缺的概念和计算方法.根据黄河流域1997—1999年间主要水文站点逐月的水质监测数据、水文数据及各取水口逐月的取水量数据,对黄河流域的水资源进行了水质水量综合评价.结果表明,在1997、1998和1999年,黄河可利用的水资源总量分别为2 5 5 3 9×10 8m3、3 43 41×10 8m3和3 5 5 44×10 8m3,分别占总天然径流量的80 2 % ,78 2 %和82 0 % .黄河水资源功能容量和亏缺在这3年间的平均值分别为42 3 5 0×10 8m3,78 97×10 8m3.对主要污染指标CODMn来说,黄河的水环境功能容量和功能亏缺在这3年间的平均值分别为2 95 71 5 4kg和199 70kg ;对主要污染指标NH+ 4 N来说,平均值分别为3 774 2 6kg和113 0 8kg .因此,与CODMn相比,NH+ 4 N对黄河可利用水资源总量的影响更大.水资源功能容量和水环境功能容量均分别显著大于水资源功能亏缺和水环境功能亏缺,说明在绝大部分情况下,黄河实际的水质要优于达到水资源功能所要求的水质     

从田块到水体：基于源-流-汇理念的非点源污染全过程核算方法

目前,国内外已开展了大量农业非点源污染核算研究,但大部分经验模型缺乏对非点源污染入水体过程的考虑,而机理模型则受到资料限制,大尺度应用难度较大.针对传统研究面临的未考虑入水体过程、难以精细化模拟等核心问题,本研究基于源-流-汇理念和栅格汇流算法,构建了耦合源负荷核算、入水体过程核算、植被截留核算等模块的农业非点源污染物全过程核算方法(Grid confluence based agricultural nonpoint source pollution calculation method,GC-ANPSM).案例研究表明,GC-ANPSM方法具有较好的适用性,径流模拟误差为24.3%,总氮模拟误差为9.78%.该方法可为少监测资料地区的农业非点源污染物全过程核算提供理论和技术基础,同时为制定农业环境保护政策提供决策依据.     

耕作措施对三峡库区土壤侵蚀和养分流失的影响

为研究三峡库区土地耕作措施对土壤侵蚀和营养物质流失的影响,在三峡库区张家冲小流域设置10个不同土地利用方式的试验小区,在自然降雨条件下,进行为期1 a的小区试验,研究不同土地利用方式下土壤侵蚀和径流中氮、磷流失特征.结果表明:在10个试验小区中,土坎梯种柑小区年均径流量和土壤侵蚀量最大,土坎篱种柑小区年均径流量最小,坡地种粮小区土壤侵蚀量最小;坡篱种粮小区总氮和总磷年流失量最大,坡地种柑小区年流失量最小;土壤侵蚀和营养物质流失主要发生在6-8月降雨集中的暴雨季节.在类似于研究区域的其他农业区域,适合于坡地种柑,而坡篱种粮和土坎梯种柑是不适合推广的种植方式.