城市水资源综合风险评价指标体系与模型构建

水资源是城市形成、发展的必要条件,在自然和人类活动影响下,城市旱涝、缺水及水环境污染现象时有发生,水资源问题已严重阻碍了当今城市发展。在城市水资源风险评价方面,国内外学者已进行了大量的理论探索和实证研究,但方法模型尚未统一。本文在系统论述前人关于自然灾害与城市水资源、水环境风险分析与评估研究成果的基础上,基于城市灾害风险系统论的角度,提出一套适合中国城市水资源综合风险评估的指标体系;同时,对城市水资源综合风险管理模式作了一定的探讨和分析,拟为城市水资源安全规划和管理提供科学的决策依据。     

上海城市河岸带对降雨径流氮垂直去除研究

在上海市城市河岸带人工绿地建设了微区径流场,进行了5次模拟降雨径流实验,研究了人工绿地岸带下渗流中氮浓度和去除率的时空变化。结果表明：人工绿地岸带对垂直下渗流中氮有显著的净化作用,且主要集中于土壤的0~30 cm以内,TN和NH4+去除率在399%和398%以上,NO3-+NO2-去除率除11月为负值外,其余月份均在100%以上;在30~60 cm深度,由于土壤氮的析出导致径流中氮浓度增加,去除率降低;而60~90 cm深度的去除率增加。径流场内下渗流中氮浓度具有明显的水平空间变化,随距入水端距离的增加,30 cm深度下渗流中氮浓度先上升后下降;人工绿地岸带对下渗流中氮的净化作用均随淹水时间的延长呈降低趋势,且季节变化明显,在10月和4月具有较高的去除率,0~30 cm内TN、NH4+和NO3-+NO2-的去除率可分别达635%、891%和416%以上     

长江口潮间带湿地涨退潮期N2O的排放通量研究

随着河口区接收上游人为氮排放量的增加,为这一区域氧化亚氮（N2O）的排放增加了很大不确定性。选择长江河口潮间带湿地为研究对象,分别采用原位静态箱法和静态顶空法,从2011年1月至12月对长江口沉积物 大气界面以及涨潮水 大气界面的N2O排放通量进行了为期一年的现场观测和研究。研究结果表明,沉积物 大气界面N2O通量有着显著的时空差异。N2O排放通量在日变化以及季节变化上都表现出明显的源汇转变,就年平均排放通量,光滩带沉积物 大气界面达到了599 μgN2O/(m2〖DK〗·h),而海三棱藨草盐沼带与大气间N2O交换则十分微弱,为060 μgN2O/(m2〖DK〗·h)。对长江口涨退潮期光滩和草滩上覆水体 大气界面N2O排放通量的研究表明,长江口涨退潮期在夏季和秋季,无论是光滩还是草滩均表现为大气N2O的稳定排放源,其中夏季平均253 μgN2O/(m2〖DK〗·h),秋季平均排放通量为207 μgN2O/(m2〖DK〗·h)。作为河口区上游排放氮素的直接接收者,和沉积物 大气界面N2O排放相比,长江口涨潮水 大气界面N2O排放稳定而又显著,是长江口N2O排放的主要贡献者,应成为这一区域N2O排放的关注热点     

长江口盐沼带湿地生态演替过程中甲烷排放研究

甲烷(CH4)作为河口湿地碳循环的重要中间产物,是大气中仅次于二氧化碳(CO2)的第二大温室气体,其排放清单对于全球气候变暖趋势的预测具有重要意义.因此,本研究采用静态箱-气相色谱技术,针对长江口盐沼带湿地CH4的排放通量展开了为期2年、每月1次的现场观测.研究结果表明,长江口盐沼带湿地持续表现为大气CH4的净排放源,其中,2011年在海三棱藨草覆盖情况下,全年CH4平均排放通量达到了1.00 mg·m-2·h-1,2012年互花米草大规模入侵后,海三棱藨草生物量显著减小,全年CH4排放通量减小为0.55 mg·m-2·h-1.Pearson相关性分析表明,沉积物有机碳含量、光合有效辐射及含水率等均不是影响长江口盐沼带湿地CH4排放的重要环境因子.在2011年,海三棱藨草生物量(p=0.001,r=0.928)、气温(p0.01,r=0.432)均与CH4排放通量呈现显著正相关,全年CH4最大排放通量出现在生物量最大的夏季8月份;2012年随着互花米草的入侵,CH4排放通量在5月份达到了最大值,自5月份之后逐渐减小,互花米草的入侵使长江口中潮滩盐沼带湿地CH4排放通量整体呈现出了下降的趋势.     

崇明东滩芦苇湿地温室气体排放通量及其影响因素

通过静态箱-气相色谱法对崇明东滩芦苇群落在生长周期内的3种温室气体——CH4、N2O和CO2的排放、吸收特征进行研究.结果表明:芦苇群落湿地CH4排放通量受温度影响较大,夏季排放通量明显高于其他季节,年均排放通量为74.46μg/(m2·h);N2O年均排放通量为2.22μg/(m2·h),冬季排放通量最大;CO2的吸收率季节变化明显,年均排放通量为-101.93mg/(m2·h).温度、芦苇植株光合作用及呼吸作用是影响CH4产生和排放的主要因素;而沉积物氮素不足和限制,则是促使芦苇群落表现出对N2O吸收的原因;芦苇的光合作用及土壤呼吸作用随温度和季节的变化是控制芦苇湿地CO2的排放和吸收的主要因素.芦苇植株发达的通气组织是CH4和N2O由大气向沉积物扩散的通道,同时分子扩散过程也是沉积物产生的CH4、N2O和CO2扩散到大气中的途径和方式.     

上海市崇明岛农田土壤中多环芳烃分布和生态风险评价

为研究崇明岛农田土壤中PAHs浓度分布和生态风险,于2008年采集崇明岛农田表层土壤33个.使用加速溶剂萃取仪（ASE300）进行萃取,经净化后,使用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）测定.结果表明,在采集的土壤样品中,PAHs的含量范围为24.92～1 014.61 ng·g-1（干重）,均值为192.83 ng·g-1（干重）.16种美国EPA优控的多环芳烃,只有茚并（1,2,3-cd）芘（IcdP）和二苯并（a,h）蒽（DahA）未全部检出.PAHs主要以2～4环为主,其中2环和3环多环芳烃所占比例为42.6%;4环多环芳烃的比例为42.2%;5～6环多环芳烃的比例为15.7%.使用浓度比值法判定,主要来源为石油源以及煤和木材的燃烧;崇明岛生活燃烧和汽车等尾气排放可能是农田土壤中PAHs的重要来源之一.生态效应区间法评价显示,崇明岛农田土壤中PAHs生态风险较小.     

横沙岛潮滩沉积物中重金属的空间分布与累积

长期以来，长江流域的工农业及城市生活排污一直没有得到有效的控制，这必将对下游河口地区的生态环境造成直接或潜在的威胁。因此，针对横沙岛目前的潮滩环境进行研究，并就潮滩质量和发展趋势进行评价非常必要。通过对横沙岛潮滩表层沉积物中重金属元素空间分布与累积的统计学分析，得知横沙岛潮滩环境总体比较清洁，但多年来受城市工业废水和生活污水排放，以及城市汽车尾气和工业粉尘干湿沉降的影响，局部地区表现出较严峻的污染形势，Cu、Zn、Cr、Pb的最高浓度分别达到背景值的2.34、4.24、2.74和1.63倍。通过对潮滩表层沉积物粒度和有机质含量的分析，指出水动力条件、潮滩生物活化作用是影响重金属空间分布和累积的主要因素。     

上海宝山区农业用地土壤重金属空间分异规律及分布特征研究

利用地理信息系统(GIS)和地统计分析方法对宝山区农业用地土壤重金属(As,Cd,Cr,Hg,Pb)空间分异规律和分布特征进行研究.结果表明,区内农业用地土壤中5种重金属均表现为中等空间变异性;在全局趋势上,Cd为一次全局趋势,其余重金属元素都表现为二次趋势;5种元素在空间上均存在明显的方向效应;Cr,Hg和Pb具有强烈的空间相关性,As和Cd具有中等强度的空间相关性;5种重金属的空间变程由大到小分别为Hg,Pb,Cr,As和Cd.土壤重金属As,Cd,Cr,Hg和Pb平均含量分别为7.31mg.kg-1、0.24 mg.kg-1、107.89 mg.kg-1、0.15 mg.kg-1和38.54 mg.kg-1,分别是上海土壤背景值的0.80,1.81,1.44,1.43和1.51倍.宝山区南部农业用地土壤重金属污染程度普遍高于北部.从宝山区各镇农业用地土壤重金属污染看,Cr和Pb普遍污染严重,而基本不存在As污染.同期降尘污染调查表明,降尘重金属是本区土壤重金属污染的最重要来源.     

上海市河网水体中As的分布特征及其生态风险评价

2012年4月,在上海市河网采集表层水和沉积物样品各53个,测定其As含量,并采用潜在生态风险指数法对沉积物As的污染状况进行了评价。研究结果表明,上海市河网表层水和沉积物中As的含量分别为0.47～8.84μg·L-1和3.72～12.65μg·g-1,其中表层水中As的浓度处于中国地表水环境质量标准Ⅰ类水平,沉积物中As的浓度有15个样点超过了上海市土壤背景值,但均低于欧盟标准推荐值;表层水中As的浓度与pH呈显著正相关,说明pH值影响河水中As的迁移和转化;沉积物中As的浓度与总有机碳含量呈显著性正相关,说明沉积物中的As主要与总有机碳结合在一起;潜在生态风险评价结果显示,上海市河网沉积物中的As属于低生态风险。     

长江口滨岸带生态环境质量评价指标体系与评价模型

基于生态系统理论，构建了由社会、经济、自然环境、自然灾害4个子系统和7个二级指标及29个三级指标组成的长江口滨岸带生态环境质量评价指标体系；以信息熵理论为基础建立了客观确定指标权重的综合信息熵模型法，并以层次分析法和综合信息熵模型法相结合确定评价指标权重值；采用灰色关联综合评价模型对上海滨岸带生态环境质量进行评价。对上海滨岸带宝山、浦东、南汇、奉贤、金山和崇明岸段1999~2003年5年间生态环境质量的时空变化特征和分级规律的研究表明：宝山滨岸带生态环境质量1999~2000年为较差，2001~2003年为中等；浦东、奉贤、南汇和金山生态环境质量一直处于中等水平；崇明生态环境质量1999、2000年为良，而2001~2003年为中。