洞庭湖区环境污染的安全性研究

从水体、底泥、土壤、生物等方面分析了洞庭湖区的环境污染状况,结果表明洞庭湖水体主要受氮磷污染,底泥和周边土壤主要受重金属Cd、Cu污染。分析认为污染物排放、地质原因、外源输入和纳污能力减弱是洞庭湖区环境污染的主要原因,并提出污染治理的相关措施。     

基于系统动力学的湖南省水资源供需系统模拟研究

运用系统分析的理论和方法,建立湖南省水资源供需系统模型,仿真模拟传统发展型、发展经济型、节水型、协调型等4种不同方案条件下,2010~2030年湖南省水资源供需变化趋势。结果表明：（1）随着经济发展和人口增长,水资源供需矛盾将日趋紧张;（2）在协调型模式下,水资源供应基本能够满足社会经济发展的需要,且用水效率最高,是湖南省水资源开发利用的最优方案;（3）为了实现节水型社会建设目标,还需完善用水管理、优化经济结构、加快水利建设、加大循环利用和环境整治,提高节水技术水平和水资源保障水平     

负载铁生物炭对土壤-水稻系统As溶出特性与生物有效性的影响与机理解析

负载铁生物炭(FeBC)已证实对溶液体系和雄黄矿高砷(As)尾渣中的无机As具有极为显著的吸附钝化效能,但其对土壤-水稻系统中As的溶出特性和生物有效性的影响尚为空白.为此,本研究系统探析了FeBC处理对水稻根际As溶出特性、根表铁膜As持留-释放模式转化和As向水稻体内各器官转运积累的影响与发生机制.结果表明,FeBC处理条件下的水稻根际pH普遍高于对照(CK),而氧化还原电位(Eh)则低于CK;FeBC处理所导致的根际Eh下降几乎同步使根际孔隙水As、Fe浓度自分蘖期后均随FeBC比例的增加而升高,且孔隙水As、Fe浓度具有显著正相关性(p0.01).成熟期内根表铁膜Fe、As含量均随FeBC比例的增加而升高,这一点可由微区X射线荧光(μ-XRF)所显示的2%FeBC处理中水稻根系表面Fe、As浓度均显著高于CK得到印证,而这一特点导致FeBC处理下的白根和糙米As含量显著升高(p0.05).以上结果表明,FeBC能有效提高水稻根表铁膜形成量及其对As的持留,但超过特定阈值的铁膜浓度(20~25 mg·g~(-1))对As的大量富集却可成为根系对As的吸收源,促进As向根系内的转运,并导致稻米As积累量升高.由此可见,含Fe钝化剂对水稻根际As生物有效性的影响具有可变性,其应用风险和产生机制值得引起高度关注.     

亚热带典型小流域磷收支及流失特征对比研究

磷素（P）在环境中的过量累积是导致农业面源污染的主要因素。论文以湖南省长沙县脱甲河农区小流域（52 km²）和涧山河森林-农区小流域（50 km²）为研究单元,基于入户调查资料和连续4 a的流域把口站水文水质定位观测数据,采用物质流分析法,对比研究了亚热带丘陵区典型小流域P的收支平衡及流失特征。结果表明,农区小流域出口地表水总磷（TP）含量变化为0.03~0.68 mg·L^-1,平均含量为0.21 mg·L^-1,整体达到Ⅲ类水质标准;森林-农区小流域TP含量变化范围为0.01~0.35 mg·L^-1,平均为0.08 mg·L^-1,整体为Ⅱ类水质,表明森林-农区小流域地表水水质明显优于农区小流域。农区小流域P的环境滞留强度（32.0 kg·hm^-2·a^-1）显著高于森林-农区小流域（20.6 kg·hm^-2·a^-1）,对环境影响更大。以2013年为例,农区小流域P的主要输入项为饲料,占53.1%,森林-农区小流域则以肥料为主,占53.0%;两个流域的P输出项都以植物和畜禽产品输出为主,均占总输出量的94.0%左右。控制小流域肥料和饲料投入、增加循环利用途径以及提高P利用率是当前减轻水体富营养化的有效途径。     

基于GIS的河北省滦县洪水灾害风险评价

依据灾害学理论,基于GIS技术,通过综合分析致灾因子、孕灾环境的自然属性和承灾体的社会经济属性,从形成洪水灾害的自然环境危险性和社会经济易损性两方面出发,对河北省滦县的洪水灾害综合风险进行了评价。在洪灾危险性评价中,综合考虑降水量、降水变率、地形高程、坡度、水系分布等自然因素;在洪灾易损性评价中,综合考虑人口密度、单位面积年粮食产量和GDP密度等社会经济指标;在此基础上利用GIS方法对洪灾危险性评价和易损性评价进行叠加分析,得到滦县洪灾综合风险评价结果。结果表明:洪水灾害风险主要集中在滦县东南部平原区,且以河流干流为中心向两边递减,以东部的滦河、溯河中下游、西北部的管河上游风险最高。     

洞庭湖垸外灾害风险区湖洲高效生态农业模式研究

为了协调好防灾减灾与湖洲农业综合开发的关系,运用灾害学和循环经济学以及农业、林业、牧业、水产、生态、系统工程等科学交叉的理论与方法,将灾害防控技术体系、农业生产方式与高效生态农业结构的优化机理融为一体,设计了湖草洲畜、禽、鱼一体化开发的灭螺治鼠防洪技术集成模式,荻芦洲荻、芦、林、牧、农一体化开发的灭螺治鼠抗洪技术集成模式。并分别在典型区域进行了示范,试验表明：与传统农业生方式相比,生态、经济、社会三大效益十分显著。同时致力于湖洲农业产业化,认为在建设好优势农产品生产基地的基础上,大力发展与之相配套的产品加工等商品服务体系和市场体系,促进荻、芦、林、牧等产品精、深加工,延伸产业链,提高产品附加值,从整体上提高湖洲高效生态农业模式的综合效益,使之成为湖区农业经济的新增长点。     

基于农户视角的粮食主产县耕地健康评价与诊断--以湖南省湘阴县为例

耕地健康关乎国家粮食安全。依据PSR理论模型构建耕地健康评价指标体系,利用湖南省岳阳市湘阴县农户调查数据,运用层次分析法、TOPSIS法和障碍度模型评价了该县耕地健康状况并诊断其障碍因子。结果表明:湘阴县耕地健康综合指数为0.488,耕地健康等级为中度亚健康;耕地健康压力指数、状态指数和响应指数依次分别为0.597、0.526和0.418;轮作休耕、种植绿肥、单位播种面积有机肥施用量、粮食单产、耕作层厚度、单位播种面积化肥施用量、灌溉保证率是制约湘阴县耕地健康的主要障碍因子。     

重金属污染场地土壤风险筛选值关键影响因子研究——以砷为例

合理确定重金属土壤筛选值是污染场地风险识别和调查评估的基础,过松或过严的标准都会增加风险评估的不确定性,甚至可能会导致风险管控措施失效或修复资金浪费,确定重金属土壤筛选值的关键影响因子是合理确定重金属土壤筛选值的前提。选择工业污染场地中检出频率高、毒性大的砷作为研究对象,通过假设工商业用地下的暴露情景,根据《污染场地风险评估技术导则》(HJ25.3—2014)得到砷筛选值计算公式,利用基于蒙特卡罗模拟的Crystal Ball模型计算公式中各参数对结果的敏感性和贡献率来确定关键影响因子,通过调研国内外砷筛选值现状,从计算模型、毒性评估及关键影响因子等方面对引起各国砷筛选值差异的原因进行了分析探讨。结果表明:工商业用地下土壤砷筛选值取值为0.84～175.7 mg·kg~(-1),均值为21.4 mg·kg~(-1),95%的置信上限为24.19 mg·kg~(-1);风险可接受水平、每日土壤摄入量(IR)、暴露频率(EF)和暴露周期(ED)对砷筛选值的贡献率依次为41.3%、-27.3%、-16.3%和-12.7%,其余因子的贡献率均小于1%;关键影响因子按贡献率绝对值从大到小分别为风险可接受水平、每日土壤摄入量(IR)、暴露频率(EF)、暴露周期(ED)。计算模型和毒性评估存在差异是国内外土壤砷筛选值差异的基础原因,当计算模型和毒性评估差异不大时,关键影响因子才是决定性因素,其影响程度与模拟计算的结果一致。建议我国完善筛选值计算模型,对砷的毒性效应和符合我国暴露人群特征的关键影响因子展开深入研究。     

一种改进的灰水足迹计算方法

灰水足迹是为达到一定水质标准,将污染物稀释至该标准允许下最大浓度所需的水量。灰水足迹理论为定量评估水环境污染提供了新方法,但在实际计算中,由于未考虑对污染物的稀释实际由不同水体完成,且存在将污染物排放量大等同于产生的灰水足迹大的混淆,结果往往不够准确,也不能反映不同水体的污染程度。鉴于此,提出改进的灰水足迹计算方法,将污染物分解到不同水体,计算各水体的灰水足迹,再求和得到总灰水足迹,以湖南省为例进行实证分析。结果显示,近29 a来湖南省灰水足迹呈递增趋势,地表水与地下水灰水足迹之比约为7:3;地表水灰水足迹先后由氨氮和磷决定,地下水始终由磷决定;地表水环境荷载指数相对较低,环境状况优于地下水。     

洞庭湖区湿地生态脆弱性研究

近年来洞庭湖区洪涝灾害的频发,使洞庭湖湿地生态脆弱带区域受到越来越多的关注.文章建立了湿地生态脆弱性评价指标体系和方法,并利用该方法对洞庭湖区湿地进行了评价,依据湿地生态特性及演化规律建立评价指标体系,利用层次分析法(AHP)确定指标权重,利用综合指数法计算湿地的脆弱度,为保护洞庭湖区湿地环境,合理开发、利用湿地资源提供了依据.