河流CO2与CH4排放研究进展

河流作为连接海-陆两大碳库的主要通道,其水-气界面二氧化碳(CO_2)与甲烷(CH_4)排放构成全球碳循环的重要环节,对全球气候变暖的贡献不容小觑.明确河流水体CO_2与CH_4产排过程、时空特征以及控制因素是认识河流生态学功能以及其对变化环境响应的重要内容.基于当前河流CO_2与CH_4排放研究进展,构建河流碳排放动力学概念框架(内源代谢、陆源输入),并从全球尺度、区域尺度、流域尺度综述了河流碳排放时空变异性特征以及存在的研究不足.在理解碳排放动力学概念框架和时空变异特征的基础上,构建了河流CO_2与CH_4动力学控制因子分层框架(内部因子:有机质、温度、营养盐;外部因子:水文、地貌、人类活动),深入探讨了河流碳排放的关键影响因素.最后,根据当前研究中存在的不足,提出河流碳排放应将纳入区域陆地碳平衡过程,今后研究重点应包括流域尺度上河流CO_2与CH_4内源产生与陆源输入相对贡献的量化研究、不同界面CO_2与CH_4产生与排放过程研究、高时空分辨率的监测数据的补充以及变化环境与人类活动干扰下河流碳排放的响应过程等,为理解河流生态学过程及生态系统功能提供基础,同时为我国进一步深入开展相关研究提供借鉴.     

碧水岩地下河中微量金属元素对降雨的响应特征及来源分析

在降雨条件下,利用自动采样器对广西碧水岩地下河出口进行高频采样,分析了碧水岩地下河出口水体中Cu、Pb、Zn、Cd等微量金属元素的水化学动态变化特征,探讨了地下河水中微量金属来源及其对降雨的响应机制.结果表明,地下河水化学组分表现出了较明显的规律,其中主要元素Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO-3等在降雨过程中稀释作用明显,而Al、Mn、TFe、Cu、Pb、Zn、Cd等金属元素对降雨响应敏感,其质量浓度在降雨过程中有所升高,相应质量浓度曲线均表现出多峰值特点,且在最大降雨发生后第9 h达到最大峰值.推断水岩作用、河底沉积物再释放和水土流失是导致河水金属元素浓度增高的原因,金属元素不同来源及地下河双入口的结构特征是形成金属元素质量浓度曲线多峰值的原因,其中水岩作用引起的水化学变化较河底沉积物再释放和水土流失更敏感,而后者是导致河水重金属元素增加的主要原因.监测期间,溶质在地下河中的平均迁移速度约为0.47 km·h~(-1),污染物运移速度较快,因此,通过对岩溶地下河水化学动态的监测,掌握微量金属组分来源及迁移特性,对于地下河水环境污染治理具有重要意义.     

基于控制单元的水环境容量核算研究——以锦江流域为例

水环境容量核算是流域水环境容量总量分配的重要依据，关系到流域水质目标的实现。控制单元作为流域水环境管理的一个基本实施单位，以其为基础开展水环境容量核算，对于科学制定控制单元容量总量分配具有重要意义。以江西省锦江流域为例，根据水环境容量核算的基本原理，结合锦江流域的污染状况、水质现状和水环境功能区划，对流域各控制单元COD和氨氮的水环境容量进行分析，结果表明，控制单元的水环境容量与其内排污口的分布及功能区水质目标密切相关，COD的水环境容量以高安控制单元的最大，为 21 811 t/a；其次为上宜控制单元，为 21 168 t/a；再次为新丰控制单元，为 14 493 t/a；万载控制单元的最小，为 7 607 t/a。氨氮的水环境容量在各控制单元的分布特征与COD的略有不同，以上宜控制单元的最大，为790 t/a；其次为高安控制单元，为664 t/a；再次为新丰控制单元，为462 t/a；万载控制单元的最小，为303 t/a     

内陆河流域重要生态功能区生态安全评价研究——以黑河流域为例

以遥感与GIS技术为依托,根据PSR模型框架建立黑河流域生态安全评价指标体系,通过三期生态安全评价数据,综合分析了黑河流域20年来生态安全变化情况,结果表明其生态安全状况总体呈现波动变化,2000年较1986年呈恶化趋势,2007年较2000年有所好转。     

SWOT Analysis and Challenges of Nile Basin Initiative：An Integrated Water Resource Management Perspective

River Nile is one of the longest transboundery rivers and it is shared and used by Burundi,Democratic Republic of Congo,Egypt,Ethiopia,Eritrea,Kenya,Rwanda,Sudan,Tanzania and Uganda.As of today,the Nile is a crucial resource for the economic development of the Nile Basin countries and a vital source of livelihood for 160 million inhabitants as well as 300 million people living in the 10 riparian countries.The Nile Basin Initiative(NBI) is one of the international cooperative river basin management program and regional partnership where all the Nile Basin countries except Eritrea unite to pursue long-term sustainable development,improved land use practices and management.This review therefore focused on the challenges not faced on NBI in terms of integrated use of the river and conducted analysis of strengths,weaknesses,opportunities and threats(SWOT) based on secondary data.The result of the review revealed that for decades,the Nile Basin people have been facing many complex environmental,social,economic and political challenges that have made it difficult for the proper management and sustainability of Nile water.The initiative provides training to develop skills in government ministries,non-governmental organizations and local communities in each country.It is also working to raise awareness of critical environmental issues by strengthening networks of environmental education practitioners;developing curriculum in the education sector.The challenges of NBI include the involvement and funding of World Bank,lack of sufficient staff,procedural and policies conflicts,lack of coordination and linkage with other regional institutions and lack of recognition as river basin organization.Considering the complex nature of the project,it is recommended that the NBI should come up with a strong multi-disciplinary monitoring and evaluation team to follow up all implemented projects.The NBI should carry out participatory land use planning in communities along the river basin.Moreover,livelihood analysis should be carried out especially in communities along the Nile to come up with poverty eradication projects which are socially acceptable,applicable,economically viable and affordable.     

浊漳河山西省潞城市境内段河流生态健康评价研究

浊漳河山西省潞城市境内干流段及南源段河道生态环境目前最突出的问题在于水质恶化、水量减少以及生物多样性衰退。本文从水质、水量、生物状况三个要素出发,通过建立浊漳河潞城市境内河段的水生态健康评价体系,对浊漳南源及干流段进行了生态健康诊断。结果显示,浊漳干流段生态健康总指数36.74,呈生态病态状;南源段生态健康总指数60.03,呈基本健康状态。据此,浊漳河潞城境内段目前的核心问题是生态恢复问题,应当针对其存在的问题选择适当的生态修复模式,采取相应的生态环境管理方法,把生态系统的恢复和重建作为其流域治理的最终目标。     

应用加载磁混凝处理微污染河水

实验对比考察了常规混凝和加载磁混凝工艺对微污染河水中COD、浊度和TP等污染物的去除效果,系统研究了混凝剂用量、磁种加载量、搅拌条件和药剂投加顺序等因素对加载磁混凝效果的影响。实验结果表明,加载磁种后沉淀颗粒的体积平均粒径为从常规混凝工艺的50.1μm显著增加到68.6μm;污染物去除效果明显优于常规混凝工艺,尤其对浊度和总磷的去除效果得到了显著的提升;在实验最优条件下COD、浊度和TP的去除率分别达到54.17%、99.28%和75.82%;并且加载磁种后可减少50%以上的混凝剂投加量,同时大大缩短沉淀时间。     

黄河水体沉积物对敌百虫和甲拌磷的吸附

对敌百虫和甲拌磷在黄河水体沉积物中的吸附特性进行了研究,观察了ｐＨ值和离子强度等因素对吸附的影响．结果表明,敌百虫的吸附过程为一级动力学规律;敌百虫的吸附符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温式,甲拌磷的吸附可用Ｆｒｅｕｎｄｉｃｈ等温式较好地描述．ｐｈ值降低或离子强度增加使敌百虫和甲拌磷在沉积物中的吸附程度明显减小．敌百虫在黄河水体沉积物中的吸附以表面吸附为主,而甲拌磷则表现为表面吸附和在有机碳中的分配作用两种吸附方式．     

基于水质的水资源模型与水质经济学初探

在对传统的以水量为核心的水资源模型理论与实践矛盾的分析基础上,阐述了水资源社会及自然循环规律,提出城市-流域系统中水资源利用的水质自然与人工再生过程和自然、人工修复的双要素.提出水质再生和水量循环的水资源模型及其假设和约束条件,确定了模型适用的边际条件和范围,据此进一步辨析了城市污水回用与再生水的异同,将再生水置于流域尺度的城市群上下游用户层面,提出污水回用(包括中水利用)是降低需求,再生水是增加总量的基本结论.在以水质为核心的水资源模型基础上,对现有水资源经济学定义进行了修正和补充,提出了水质经济学的基础概念,并讨论了水质经济学指导下的供水服务和价格模型结构,重新定位了再生水的战略并提出以流域水体的净化成本和人工水质改善成本共同形成的全成本高低来表征流域水资源短缺程度的缺水等级划分新思路.     

大坝拦截对河流水溶解组分化学组成的影响分析——以夏季乌江渡水库为例

以乌江渡水库为主要研究对象，揭示了大坝拦截条件下的夏季水化学特征：阴离子以HCO-3,SO2-4为主，阳离子以Ca2+,Mg2+为主，其余离子含量低于10%，说明了碳酸盐岩的风化对水体化学组成起到了主要控制作用，蒸发盐岩石的风化对水体化学组成影响较小。水库水体存在温度分层现象，形成了不同层位的水体有着不同的水化学组成，即水化学分层。水化学的分层形成了溶解组分在水库垂直深度上的规律分布，比如受藻类的影响，Si和叶绿素随深度成相反的变化特征；HCO-3受光合作用和有机质降解的影响，30 m 以上随着水深的增加而递增，30 m 以下呈现相反趋势；水库泄水方式明显改变了水化学各种参数和离子在水体中的分配。乌江水库两主要支流（息烽河和偏岩河）分别对乌江渡坝前水体中的Ca2+,SO2-4,HCO-3,Mg2+和K+,Na+,Cl-有贡献。网箱养鱼、生活污水、农业施肥、酸性矿山废水以及酸雨沉降都会对水体造成不同程度的污染。