基于水化学和稳定同位素的白洋淀流域地表水和地下水硝酸盐来源

为探究白洋淀流域生活污水河附近地表水和地下水硝酸盐来源,于2014年7月沿着生活污水纳污河——府河采集地表水和地下水.通过分析水化学和氢氧同位素(δ~2H、δ~(18)O)明确地表水和地下水转化关系,并通过硝酸盐氮(δ~(15)N)同位素确定硝酸盐来源.结果表明,河水来源于城市和农村生活污水,同时受蒸发作用影响.浅层地下水受府河、白洋淀和太行山山区地下水侧向补给.浅层地下水硝酸盐超标(世界卫生组织)率为16.7%.受水体自净能力的影响,府河上游硝酸盐浓度大于下游.受区域水流方向的影响,南岸浅层地下水硝酸盐浓度大于北岸.近河和近淀区域浅层地下水硝酸盐主要来自于地表水.此外,土壤、化肥及其点源污染也是地下水硝酸盐的主要来源.城市和乡村居民生活及农业生产活动影响区域地表水和地下水硝酸盐.     

府河和白洋淀沉积物中DDTs的分布特征和风险评估

利用气相色谱-质谱(GC-MS)检测了府河和白洋淀共计19个表层沉积物样品中的w(DDTs)及其分布特征. 结果表明,w(DDTs)为1.74～51.33 ng/g (以干质量计),平均值为11.01 ng/g,其分布特征呈现从府河到白洋淀逐渐递减的趋势. 与国内其他地区沉积物相比,府河和白洋淀地区DDTs的污染处于中等偏低的水平. 在所有沉积物样品中,p,p′-DDT所占比例较大,是最主要的异构体. 大部分样品中w(DDD)/w(DDE)大于1,而w(DDT)/w(DDE+DDD)小于1,说明研究区DDT处于厌氧环境条件,且没有新的DDT输入. 该地区DDTs主要来源于农田土壤侵蚀及工业废水排放. 潜在风险评估表明,府河和白洋淀的表层沉积物中DDTs对周围环境具有一定的影响,应引起相关部门的重视.      

雄安新区唐河污水库残留污染物对地下水水化学动态的作用机制

唐河污水库位于雄安新区白洋淀西侧,污水库渗漏和污水灌溉历时长达40 a,包气带中累积大量污染物.识别污水渗漏和灌溉复合系统残留污染物对地下水水化学动态的作用机制,对雄安新区的水环境保护至关重要.利用水化学离子示踪及改进的氯碱指数等水文地球化学方法,解析浅层地下水水化学时空特征及演化机制.结果表明,污水库区地下水水化学类型为SO₄ ·HCO₃-Na型,平均污水混合比例为48.4%,阳离子交替吸附作用和岩盐溶解作用分别为地下水提供了29.9%和8.6%的钠离子;污灌区地下水水化学类型为SO₄ ·HCO₃-Na ·Mg型,平均污水混合比例为58.3%,阳离子交替吸附作用降低了地下水中8.1%的钠离子;降水和灌溉水的混合稀释作用导致残留污水混合比例和矿物饱和指数降低,促进地下水中钠离子与土壤胶体吸附的钙镁离子的交换作用.含水层反硝化作用能有效减少地下水硝酸盐污染.此外,污水库修复前后污水比例分别为61.5%和49.3%.污水渗漏和灌溉复合系统中长期滞留的污染物将在降雨和灌溉模式驱动下以不同程度的污水物理混合和水岩相互作用持续影响浅层地下水水质.     

营养盐对白洋淀草型富营养化的驱动与限制

对流入白洋淀的府河水体及沉积物中氮、磷营养元素进行了测试,并结合1991~2007年的历史数据,研究了白洋淀富营养化的基本特征及营养盐驱动机制.结果表明,府河氮、磷浓度严重超标,属于劣Ⅴ类水体.草型湖泊水生植物的生长与水体中营养盐限制类型密切相关.在高营养盐浓度下,水体氮、磷相对比(N/P)为14~16时,有利于水生高等植物生长,促使芦苇成为白洋淀优势物种.草型富营养化是白洋淀的基本特征,氮是湖泊草型富营养化的限制因子.通过降低府河输入白洋淀的含氮污染物总量,可有效缓解白洋淀草型富营养化状况.     

Distribution of polybrominated diphenyl ethers and decabromodiphenylethane in surface sediments from Fuhe River and Baiyangdian Lake, North China

Nineteen surface sediment samples collected from Baiyangdian Lake and its inflowing river (Fuhe River) in North China were analyzed for polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) and decabromodiphenylethane (DBDPE). The concentrations of PBDEs and DBDPE in sediments ranged from 5.5 to 300.7 ng/g dry weight (dw) and 1.1 to 68.2 ng/g dw, respectively. Their levels in sediments in Fuhe River were significantly higher than those in Baiyandian Lake. Compared to data from other regions, the PBDE levels in surface sediments from Baiyangdian Lake and Fuhe River were in the medium to lower range. Among the PBDE congeners, BDE209 was predominant, with contributions to the total PBDEs ranging from 79.4% to 97.3% in sediment samples. For the lowly brominated congeners (tri- to hepta-BDE), BDE47 and BDE99 were the most abundant, which contributed 52.1% and 44.1% to the sum of tri- to hepta-BDEs in the sediments from Baiyangdian Lake and Fuhe River, respectively. The compositional patterns of PBDEs in Baiyangdian Lake sediments indicated that technical deca-BDE mixture was the major pollutant sources with a minor contribution of penta-BDE mixture. The present study suggested that the importance of Fuhe River as a possibly potential sources of PBDEs contamination in Baiyangdian Lake.     

白洋淀污染的主成分分析

在上游多种污染物排放的影响下,白洋淀的污染呈现了富营养化和沼泽化等多种表象。文章以白洋淀为研究对象,采用基于因子分析的主成分分析方法,将白洋淀水质监测数据概括为5个主成分,即:富营养化特征指标、有机物污染指标、藻类生物量指标、生物生长环境指标、水体酸碱度指标。经分析得出:富营养化污染最严重,有机污染次之。文章进一步分析讨论了各主成分的内涵和湖泊的污染净化机理,为白洋淀水体污染的科学治理提供依据。     

基于AHP法白洋淀湿地生态评价

以白洋淀湿地为研究对象,采用层次分析法对湿地进行生态评价.结果表明:湿地最主要的功能是生态服务功能(0.64);其次是生态保护功能(0.26);最次是资源功能(0.1).单项指标中最重要的是缓洪滞沥功能(0.31),最次为土地资源功能(0.004).最后,通过计算湿地综合评价指数(CEI=0.58),根据自然保护区生态...     

白洋淀水生态综合调控决策支持系统设计

在充分挖掘白洋淀污染源控制、富营养化与沼泽化治理、长效生态节水及流域综合管理协调相关研究成果的基础上,以流域水生态系统健康和生态安全保障为目标,设计了集水生态系统健康诊断、水生态安全预警与应急、水量调控、污染物控制、淀区净化、综合调控、知识库子系统于一体的白洋淀水生态综合调控决策支持系统,为白洋淀流域的水生态安全保障提...     

白洋淀水体富营养化和沉积物污染时空变化特征

雄安新区成立以后,在白洋淀流域实施了一系列污染综合整治措施.为评估白洋淀污染状况并识别主要污染来源,本文在淀内采集了30个水体样品和29个沉积物样品,分析了水体中的COD、TP、TN、NH~+_4-N和Chla这5项指标和沉积物中TN、TP和重金属(Cd、Zn、Cu、Pb、Ni、As和Cr),结合历史监测数据分析了白洋淀污染时空分布特征及其影响因子.结果表明, 2019年白洋淀淀内水体整体处于富营养化状态, 30个采样点中"轻度富营养化"点位8个,"中度富营养化"16个,"重度富营养化"6个,与1991～2017年相比,淀区北部地区多数点位的营养程度明显下降,污染整治措施基本上遏制了水体污染加重趋势.沉积物营养盐污染依然严重,TN含量在1 483.7～14 234.1 mg·kg~(-1)之间,平均值为5 054.9 mg·kg~(-1),变异系数高达46.5%,TP含量在360.3～1 964.4 mg·kg~(-1)之间,平均值为925.4 mg·kg~(-1),变异系数为25.7%.重金属地累积指数计算表明沉积物中I_(geo)平均值均小于1,属于清洁或轻度污染,主要污染物为Cd、Zn和Cu.重金属生态风险除部分点位(L3、L21、L28和L29)处于重度和严重生态风险等级外,淀区整体处于中等风险水平.整体上,白洋淀水体污染区域正在从北部向南部转移,主要影响因素从外源污染向淀中村和沉积物污染引起的内源污染转变.     

白洋淀表层沉积物元素的空间特征、风险评价及来源分析

对白洋淀流域表层沉积物中营养元素(N和P)、重金属(Pb、Cu、Zn、Cd、Cr、Co、Ni及Sn)及粒度进行研究,分析元素的空间变化并进行污染和风险评价,在此基础上结合河流的沉积特征,利用多元统计方法分析淀内沉积物元素的来源及其变化规律.结果表明,白洋淀和河流表层沉积物重金属平均含量均高于背景值,淀内空间上呈现营养元素"西北高东南低",重金属"中部高南北低"的特征;表层沉积物中元素综合污染指数(I)大小顺序为:Cd Pb Cr Cu=Zn Ni Sn Co,其中Cd为重度污染,其它重金属为中度污染,枣林庄地区Cr为重度污染;潜在生态危害系数(Eri)大小顺序为:Cd Pb Cu Cr Ni Zn,其中Cd除采蒲台地区具有强潜在生态风险,其他元素具有轻度潜在生态风险.淀内沉积物质地差异较小,流域河流入淀后的面源污染是影响白洋淀表层沉积物元素空间变化的主要原因,但淀内村庄的点源污染也不容忽视,尤其是元素N、P、Pb及Cr.