宁波月湖的水质改善与生态修复

随着浙江"五水共治"工作的深化,宁波作为浙江"五水共治"的中坚力量,始终把"五水共治"作为全市工作的首要任务和突破重点。自1999年进行清淤后,月湖水质得到短期改善,然而治标不治本的治理措施,并没有让月湖水质得到根本改善。因此,对月湖进行科学有效的生态修复,针对性地处理水污染问题,使之重新焕发活力具有十分重要的意义。     

基于MIKE21模型的洋河水库水质模拟

近年来,由洋河水库富营养化引起的供水安全问题日益突出。为应对洋河水库富营养化问题,基于迁移扩散及对流扩散理论,利用MIKE 21二维水动力模型对其水质进行了模拟。考虑污染物随水流入库及出库过程,分析了在水动力作用下TN、TP、NH_3-N随时间迁移扩散的质量浓度变化及分布情况。结果表明:模拟初期污染物以扩散为主,高浓度区域主要集中在入流处,在入流高峰期污染物向整个库区扩散,垂直水库中心线以西出现高质量浓度水域;入流与出流稳定期污染物以降解为主,水库中心水域污染物质量浓度较高。最终模拟得到库区TN质量浓度约为4.5 mg/L,TP质量浓度为0.06~0.075 mg/L,NH_3-N质量浓度为0.20~0.25 mg/L;9月水库实测TN、TP、NH_3-N质量浓度分别为5.0 mg/L、0.008 mg/L、0.20 mg/L,与模拟结果基本一致。研究表明,8月中旬到9月中旬,洋河水库污染物浓度较高水域极易暴发富营养化,此结论可为洋河水库水质评价、供水安全及污染物治理提供参考。     

基于GF-1号遥感影像的武汉市及周边湖泊综合营养状态指数反演

湖泊水体富营养化的监测评价是湖泊水资源管理和水环境保护的基础性工作。基于GF-1号WFV遥感影像和综合营养状态指数法,通过82个站点实测数据建立多元线性回归和RBF神经网络模型,对武汉市及其周边地区主要湖泊综合营养状态指数进行了反演。反演的结果显示,武汉市及周边大部分湖泊水域处于轻度富营养和中营养状态,局部湖区为中度富营养状态。验证结果表明:GF-1号WFV多光谱数据用于监测大面积湖群水质变化是可行的;两种模型都可以建立实测数据与遥感信息的函数关系,根据函数可以反演湖泊水质综合营养状态指数,进而实现大面积湖泊水质动态监测;而RBF神经网络模型预测的R2为0.742 3,均方根误差为3.72,其反演精度更高,更适合于监测内陆湖泊水质变化。     

4,4'-DDT全生命周期暴露对大型溞(Daphnia mag-na)生长、生殖、心率、行为、存活及基因转录的影响

大型溞(Daphnia magna)慢性毒性测试的毒理学数据是美国环境保护局水质基准(water quality criteria,WQC)制定中非常重要的数据来源,用以推导能有效保护水生生物的化学污染物浓度阈值.以往的研究表明,在部分生命周期暴露的基础上得出的最低观察效应浓度(lowest observed effective concentration,LOEC)有时会高于在大型溞全生命周期暴露时的LOEC.因此,对于一些具有生物富集性和环境持久性的化学污染物而言,由部分生命周期测试的毒理学数据推导出的水质基准在全生命周期暴露后是否仍然会对水生生物产生毒性效应尚未明确.为此,本研究选取美国环境保护局WQC文件中的污染物4,4'-滴滴涕(4,4'-DDT)为受试化学污染物,其基准连续浓度(criteria continuous concentration,CCC)为测试浓度,开展模式生物大型溞全生命周期暴露实验,检测4,4'-DDT在大型溞不同生命阶段对其生长、生殖、心率、行为、存活及基因转录的影响.研究发现,美国环境保护局WQC文件制定的4,4'-DDT的CCC对大型溞全生命周期的生长、生殖、存活都没有产生显著性的影响,但是在不同生命阶段对于其心率和行为有显著性的毒性效应.基因转录结果表明,4,4'-DDT在生长阶段和死亡阶段分别显著性改变了大型溞与免疫功能和细胞信号传导功能相关代谢通路中基因的转录.此外,随着暴露时间的延长,其心率参数的LOEC从第21天的1 ng·L-1降低至第32天的0.1 ng·L-1,说明即使在0.1 ng·L-1暴露条件下仍然能够观察到4,4'-DDT对大型溞的毒性效应.因此在对一些持久性环境污染物作环境风险评估与环境基准制定时,全生命周期毒性测试也应得到适当的考虑.     

典型四环素类抗生素的预测无效应浓度和风险评估

四环素类抗生素是一类广谱抗生素,对生态环境存在潜在风险.本研究以四环素和土霉素为研究对象,根据欧盟现有化学物质风险评价技术指导文件(TGD),推导不同环境介质中四环素和土霉素的预测无效应浓度(PNEC),并采用风险商值(RQ)法对我国部分地区水质、淡水沉积物和土壤的暴露风险进行评估.结果 表明,我国水质、淡水沉积物及土壤中四环素的PNEC值分别为0.115 μg·L-1、423 μg·kg-1(湿质量)和57 μg· kg-1(湿质量);土霉素的PNEC值分别为4.93μg·L-1、1.78x104 μg·kg1(湿质量)和3.16×103μg·kg-1(湿质量).淡水沉积物风险区域主要集中在海河,土壤风险区域主要集中在山东省、四川省彭州市、辽宁省沈阳市等,部分区域点位存在潜在的生态风险.研究结论可为四环素类抗生素的生态环境风险评价提供科学依据.     

河流水质自动监测站选址适宜性评价

为建立和量化适于河流水质自动监测站选址的评价方法体系,提出了河流水质自动监测站选址一致性、可行性和适宜性评价问题,并建立了选址可行性和适宜性评价2套指标体系。以自动站选址与手工断面位置不一致为前提,利用累乘指数判断选址可行性,在可行的基础上利用模糊综合评价进一步分析选址的适宜性。应用案例显示,罗汉大桥断面水质自动站选址于手工断面下游150 m处是可行的,并且此选址高度适宜,在具有水质代表性的同时兼顾成本和运维管理需求。     

地表水环境遥感监测关键技术与系统

介绍了地表水环境遥感监测的关键技术与系统及其典型应用,其代表性机理模型和应用示范成果主要来自于中国科学院遥感与数字地球研究所的高光谱遥感团队在最近几年中取得的一些研究进展,主要包括建立了基于改进双峰法的水体分布自动化遥感提取方法,实现了简单、高效和高精度的水体提取；提出了大型湖泊长时序水量估算方法,并以青藏高原湖区为例,重建了典型湖泊面积、水位和水量序列；发展了基于“软分类”的典型内陆水体叶绿素a浓度反演方法,构建了基于生物光学模型的高度浑浊水体悬浮物浓度遥感反演半解析方法,提高了反演方法的区域和季节适用性；构建了基于水色指数的大范围湖库营养状态和透明度遥感监测方法,实现了全球大型湖库营养状态遥感监测,以及全国大型湖库透明度遥感监测；在此基础上,开发了地表水环境遥感监测系统,提高了水环境遥感监测效率,促进了卫星遥感在水环境监测中的高精度业务化应用。     

气相色谱法测定水质中的内吸磷

优化了气相色谱法测定水质中的内吸磷,当取样量为100 m L时,内吸磷-O方法检出限为0. 30μg/L,测定下限为1. 20μg/L;内吸磷-S方法检出限为0. 80μg/L,测定下限为3. 20μg/L。内吸磷-O和内吸磷-S标准曲线线性良好,相关系数分别为0. 999 2和0. 999 8。不同水质中内吸磷-O的加标回收率为90. 3%～104%,相对标准偏差为3. 6%～9. 2%;内吸磷-S的加标回收率为92. 1%～94. 9%,相对标准偏差为4. 6%～8. 7%。该方法灵敏度高,能有效分离内吸磷-O和内吸磷-S,同时能将内吸磷-O、内吸磷-S与其他有机磷农药类干扰物分离。     

便携式GC-MS仪快速测定水中硝基苯及其在应急监测中的应用

采用便携式GC-MS仪快速测定水中硝基苯,通过优化水中离子强度和顶空加热时间,使方法在0μg/L^300μg/L范围内线性良好,方法检出限为2.5μg/L。标准溶液6次测定结果的RSD为7.8%~10.9%,实际水样的加标回收率为80.7%~103%。同步测定试验表明,硝基苯与7种苯系物分离良好。与国标方法对比,该方法单个样品测定时间由2 h缩短为15 min。将该方法用于应急监测工作中,及时有效的数据可为污水处理及事故调查提供分析和研判依据。     

江苏省水质全要素代表性监测体系的设计

为了评价并进行城市水环境质量考核排名,介绍了江苏省组织开展涵盖地表水、饮用水、地下水、近岸海域和城市内河5种类型"全要素、代表性"水质监测断面(点位)体系建设工作的情况以及全要素断面设置的基本原则和做法。分苏南、苏北、苏中3个区域,对全省地表水监测代表性进行了量化计算,结果表明,调整后全省水质综合指数极差从41.07降至7.17,标准差从3.16降为0.49;采用德尔斐层次分析法分析,设计了水质代表性指数,含1项一级指标、5项二级指标、12项三级指标,计算表明,调整前全省水质代表性指数得分为69.1分,调整后为88.7分。将调整结果进行论证后再与各市环保主管部门交换意见,取得最终一致后正式实施。