铅锌矿周边岩溶流域重金属污染及健康风险评价

水质是岩溶区可持续发展中最重要的环境问题之一.为探讨铅锌矿周边岩溶流域重金属污染及健康风险,采集了思的河岩溶流域河水和地下水样品18组,测定了9种重金属的浓度（Cu、Pb、Zn、Cd、Mn、Fe、As、Cr和Sr）,采用了主成分分析、相关分析、水质指数、内梅罗综合污染指数、危害商和危害指数进行分析.结果表明,思的河水呈微碱性,河水中Cu、Pb、Zn、Cd、Mn、Fe、As和Sr浓度距离尾矿库越远其浓度越低.主成分分析和相关分析表明,思的河岩溶流域的重金属主要来自矿山废水的排放（55.42%）、碳酸岩风化溶解（21.41%）和人类活动（14.72%）.河水中82%的样品为优质水,地下水样均为优质水,河水中内梅罗综合污染指数为4.12,属于强污染级,所有危害指数均在1以下.Pb、Zn、As、Cd和Cr是思的河岩溶流域内有潜在威胁的金属.重金属进入岩溶管道后浓度发生了明显变化,表明岩溶含水层特有性质影响着重金属浓度的空间变化.研究结果可为思的河流域和类似岩溶水流域的水资源污染防治和人类健康保护提供数据参考.     

Estimating Water Budgets and Vertical Leakages for Karst Lakes in North‐Central Florida (United States) Via Hydrological Modeling1

Lin, Zhulu, 2011. Estimating Water Budgets and Vertical Leakages for Karst Lakes in North‐Central Florida (United States) Via Hydrological Modeling. Journal of the American Water Resources Association (JAWRA) 1‐16. DOI: 10.1111/j.1752‐1688.2010.00513.x Abstract: Newnans, Lochloosa, and Orange Lakes are closely hydrologically connected karst lakes located in north‐central Florida, United States. The complex karst hydrology in this region poses a great challenge to the hydrological modeling that is essential to the development of Total Maximum Daily Loads for these lakes. We used a Hydrological Simulation Program – Fortran model coupled with the parallel Parameter ESTimation model calibration and uncertainty analysis software to estimate effectively the hydrological interactions between the lakes and the underlying upper Floridan aquifer and the water budgets for these three lakes. The net results of the lake‐groundwater interactions in Newnans and Orange Lakes are that both lakes recharge the underlying upper Floridan aquifer, with the recharge rate of the latter one magnitude greater than that of the former. However, for Lochloosa Lake, the net lake‐groundwater interaction is that the lake gains water from groundwater in a significant amount, approximately 40% of its total terrestrial water input. The annual average vertical leakages estimated for Newnans, Lochloosa, and Orange Lakes are 6.0 × 10⁶, ?8.9 × 10⁶, and 44.4 × 10⁶ m³, respectively. The average vertical hydraulic conductance (K_v/b) of the units between a lake bottom and the underlying upper Floridan aquifer in this region are also estimated to be from 1.26 × 10^?4 to 1.01 × 10^?3 day^?1.     

喀斯特地区长期草地利用制度对群落稳定性的影响

草地利用方式和混播组合对群落特性的长期影响不同。利用方式对白三叶(Trifolium repens)盖度没有显著影响,而混播组合与利用方式的交互作用影响显著。白三叶在宿营处理和刈割为主利用下的与鸭茅(Dactylis glomerata)混播中的比例最低,而在刈割利用和宿营处理的多年生黑麦草(Lolium perenne)组合中的盖度最高。混播组合对禾本科组分盖度影响不显著,但利用方式和交互作用有显著的作用,长期放牧绵羊的混播草地多年生黑麦草很少。混播组合对杂草密度、盖度和多样性指数的影响不明显,而利用方式和交互作用显著地影响杂草盖度和多样性指数。放牧草地中的杂草密度高于刈割草地的,其中放牧利用的白三叶/多年生黑麦草草地最高。放牧牛的草地杂草密度较少,而放牧绵羊的草地杂草较多。白三叶、禾本科牧草以及杂草的密度都显著地受混播组合、利用方式及其交互作用的影响,说明密度是一个敏感的指标。     

巴中北部岩溶山区地下水化学特征及演化分析

为研究我国南、北岩溶发育过渡带地下水的水文地球化学特征及形成机制.采集巴中市北部双峰垭地区25组地下水样品,运用描述性统计分析、变异系数、Schoeller图、舒卡列夫分类、Piper图解、Gibbs与离子比例系数等方法对研究区岩溶水化学及分布特征进行分析,并探讨控制地下水化学演化的主要过程.结果表明,研究区南、北地下水存在一定的差异,北区地下水阴阳离子以HCO3-、Ca2+和Mg2+为主,水化学类型以HCO3-Ca·Mg型为主,南区地下水阴阳离子以HCO3-和Ca2+为主,水化学类型以HCO3-Ca型为主;地下水水文地球化学演化过程均受水-岩作用和阳离子交替吸附作用的控制,但对比之下南区蒸发结晶作用比北区更加强烈,北区大气降雨作用更加显著;气候与岩性的差异是导致研究区南、北部地下水化学存在差异的主要原因.     

喀斯特地区小尺度农业土壤砷的空间分布及污染评价

贵州岩溶地貌分布广泛,部分地区的土壤砷(As)污染问题比较突出.为了解高As背景地区农业土壤As含量分布特征,选取贵州省兴义市西南部具有代表性的As污染区(典型喀斯特区、亚喀斯特区)为研究对象,并以非喀斯特区作为对照组,采用地统计分析与GIS相结合的方法研究农业土壤As的空间变异和污染状况,并采用Moran's I系数分析在小尺度下土壤As的空间自相关性及其方向性特征.结果表明,不同地貌区土壤中As含量从高到低依次为:典型喀斯特区亚喀斯特区非喀斯特区,其中典型喀斯特区农业土壤As的算术均值与几何均值分别为47. 9 mg·kg~(-1)和43. 3 mg·kg~(-1),亚喀斯特区其值分别为36. 8 mg·kg~(-1)和30. 1 mg·kg~(-1),两个区域农业土壤As含量明显高于贵州土壤As背景值,As的超标率分别为98. 5%和96. 7%,表现出明显的As累积,而非喀斯特区As超标率仅为6. 7%;独立样本T检验结果表明,在3个不同地貌类型中,农业土壤与自然土壤As含量均无显著性差异(P 0. 05).农业土壤As的Moran's I系数为0. 45,Z值为11. 61,在本采样尺度下具有显著的正空间自相关(P 0. 05),存在空间聚集,尤其是东北-西南方向空间自相关性较好,以结构性变异为主.农业土壤样本As总体上处于轻微污染至轻度污染之间,分别占27. 10%、29. 02%,部分地区处于中度污染级别,而处于无污染状态的样本占41. 94%.     

高分辨率监测下的漓江省里断面生物地球化学特征分析

为了获得漓江流域不同季节生物地球化学昼夜动态变化过程、影响因素与规律,分别于2016年10月30日～11月1日(秋季)和2017年9月14～16日(夏季)对漓江流域省里断面进行了为期48 h的高分辨率在线监测和高频率取样工作,研究水体电导率(EC)、水温(T)、pH以及Ca~(2+)、HCO_3~-、NO_3~-等离子含量和溶解无机碳同位素(δ~(13)C_(DIC))等水化学参数的昼夜变化规律,并分析其影响因素,同时评估水生植物对输入岩溶水生生态系统中溶解无机碳的固定量.结果表明:①省里断面水化学参数表现出显著的昼夜变化规律,T、pH、DO、SIC白天上升夜间下降,Ca~(2+)、HCO_3~-、EC、p(CO_2)白天降低夜晚上升且秋季昼夜变化幅度大于夏季.②SO_4~(2-)、NO_3~-、Cl~-、Na~+、K~+和Mg~(2+)等营养元素含量昼夜变化主要受水生植物代谢过程(同化作用)控制,呈现白天降低夜间升高的变化规律.同时,省里断面夏季营养元素昼夜变化幅度小于秋季.③省里断面溶解无机碳同位素(δ~(13)C_(DIC))主要受水生植物光合作用和呼吸作用控制,表现为白天偏重晚上偏轻的动态变化.受土壤根系和土壤微生物呼吸作用强度和河流水文要素季节变化的影响,夏季省里断面δ~(13)C_(DIC)总体上偏轻于秋季,两者的平均值分别为-10. 08‰和-8. 90‰.④通过计算,实验期间省里断面水生植物光合作用岩溶碳汇量日平均值为2. 12 mmol·L~(-1)和0. 94mmol·L~(-1),秋季比夏季具有更高的固碳效率.     

贵州遵义高坪水源地岩溶地下水重金属污染健康风险初步评价

健康风险评价是定量描述污染物对人体健康产生危害的重要方法. 对贵州省遵义市高坪水源地岩溶地下水21个采样点中Cd,Cr,Pb和Cu的含量进行了调查研究,并应用目前美国环境保护局(USEPA)推荐的健康风险评价模型,对该地岩溶地下水中重金属所引起的健康风险做出初步评价. 结果表明:研究区内丰水期健康危害的个人致癌风险最大值为3.52×10-5 a-1,没有超过国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的通过饮水途径最大可接受风险水平(5.00×10-5 a-1);枯水期各采样点的个人致癌风险值为10-8～10-7 a-1,远低于ICRP推荐的最大可接受水平. 丰水期的健康风险明显大于枯水期,重金属Cr是产生风险的主要污染物.      

西南喀斯特山地的土壤侵蚀研究探讨

西南喀斯特山区具有独特的喀斯特土壤特征与土壤侵蚀的环境效应,普遍面临着因土壤侵蚀导致的"石漠化"问题.已有研究认为,在气候、地质地貌、植被和人为活动等环境因素的影响下,喀斯特山区土壤侵蚀以混合侵蚀方式进行.但由于对喀斯特山区土壤侵蚀过程的认识不同,致使研究者得出土壤侵蚀强度差异较大的研究结果.有关喀斯特土壤侵蚀系统研究重点应该在土壤侵蚀机制、土壤侵蚀分级强度与土壤合理流失量等方面开展研究.     

基于主成分分析和熵的喀斯特地区水资源承载力动态变化研究——以贵阳市为例

以贵阳市为例,通过主成分分析法从15个指标中选取出影响喀斯特地区水资源承载力动态变化的3个主成分,并用熵值法对其赋权,计算出1998-2003年贵阳市水资源承载力的综合得分。进而得出,虽然贵阳市水资源承载力的两大主要压力人口和经济发展逐年增长,但除2002年出现小的波动,整体上6年来水资源承载力向良好方向发展。2002年水资源总量比较大,但受喀斯特发育的影响,水资源渗漏严重,反而使得从水资源承载力指标上来看,水资源承载力(尤其是单位水资源承载力)有所降低。随着科技的发展,水资源开发利用率和节水水平的提高,喀斯特地区水资源承载力还会有较大的富余空间。     

AGRICULTURAL LAND USE IMPACTS ON BACTERIAL WATER QUALITY IN A KARST GROUNDWATER AQUIFER1

ABSTRACT: The impact on water quality by agricultural activity in karst terrain is an important consideration for resource management within the Appalachian Region. Karst areas comprise about 18 percent of the Region's land area. An estimated one-third of the Region's farms, cattle, and agricultural market value are on karst terrain. The purpose of this study was to compare fecal bacteria densities in karst groundwater impacted by two primary agricultural land uses in central Appalachia. Fecal bacteria densities were measured in cave streams draining two primary land management areas. The first area was pasture serving a beef cow-calf operation. The second area was a dairy. Neither area had best management practices in place for controlling animal wastes. Median fecal coliform and fecal streptococcus densities were highest in cave streams draining the dairy. Median fecal coliform densities in the dairy-impacted stream were greater than 4,000 CFU/100 ml and the median fecal coliform densities in the pasture-impacted streams were less than 10 CFU/100 ml. Median fecal streptococcus densities in the same streams were greater than 2,000 CFU/100 ml and 32 CFU/100 nil, respectively. A second dairy, with best management practices for control of animal and milkhouse waste, did not appear to be contributing significant amounts of fecal bacteria to the karst aquifer. It was concluded that agriculture was affecting bacterial densities in the karst aquifer. New management practices specifically designed to protect karst groundwater resources may be one way to protect the groundwater resource.