区域地下水不同深度微生物群落结构特征

为了揭示区域地下水不同深度微生物群落结构特征及其与地下水环境相互作用关系,选取北京琉璃河地区,采集不同深度地下水样品,用于水化学分析和微生物16S rRNA基因V4-V5区测序.水化学分析结果显示,地下水中8种主要离子浓度随深度增加均呈减小趋势,Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-变化规律显著,工业较发达区NO₃^-浓度达155.30mg/L,SO₄^2-浓度达321.00mg/L,部分浅层地下水受NO₃^-和SO₄^2-污染.微生物分析结果显示,地下水中微生物群落多样性受深度影响显著,随深度增加微生物群落组成丰富.地下水中优势菌门为Proteobacteria （26.2%~95.2%）,优势菌属为Pseudomonas（1.5%~32.2%）,不同深度微生物菌属组成差异明显,浅层、中层和深层地下水特有菌属数目分别为74,60,54.NO₃^-、SO₄^2-、深度是影响地下水微生物群落的主要因子,且NO₃^-、SO₄^2-浓度受地下水深度影响程度大.地下水深度是影响微生物群落结构差异的重要原因.     

会仙岩溶湿地地下水主要离子特征及成因分析

以我国最大的低海拔岩溶湿地会仙岩溶湿地为研究区,对该区丰水期、平水期和枯水期共采集的27组地下水样品中常规离子进行检测和分析,在分析会仙岩溶湿地地下水主要离子化学特征和不同时期变化基础上,运用单指标污染标准指数法对不同时期地下水进行污染评价,利用多元统计、Gibbs模型和离子比例关系识别地下水主要离子成因.结果表明,研究区内岩溶地下水主要为弱碱性淡水,Ca²⁺和HCO₃^-为优势离子.不同时期地下水主要离子总浓度顺序为：平水期 > 丰水期 > 枯水期,枯水期水质优于丰水期和平水期.地下水中K⁺和NO₃^-主要受含水层空间分布差异影响,Mg²⁺、SO₄^2-、NO₂^-、NH₄⁺和TDS受时空尺度综合作用,Na⁺、Ca²⁺、HCO₃^-和Cl^-为水体中较稳定离子.受碳酸盐岩控制,丰水期、平水期和枯水期地下水化学类型具有高度一致性,HCO₃-Ca水占比分别为77.78%、77.78%和88.89%.地下水主要受SO₄^2-、NO₃^-和NO₂^-污染,NO₃^-出现极严重程度污染样点,SO₄^2-在丰水期和平水期出现较重污染样点.地下水化学组分主要受水岩作用控制,Ca²⁺和HCO₃^-主要来源于方解石风化溶解,少量水点受白云岩、白云质灰岩及硫铁矿控制导致Mg²⁺和SO₄^2-浓度偏高,K⁺、Na⁺、SO₄^2-、NO₃^-和Cl^-部分来源于大气降水,Na⁺和Cl^-部分来源于当地居民生活,K⁺与种植施用的钾肥相关,NO₃^-主要来源是化学肥料.     

会仙岩溶湿地丰平枯时期地下水金属元素污染与健康风险

以我国面积最大的亚热带低海拔岩溶湿地为研究区,对该区不同时期（丰水期、平水期和枯水期）地下水27组样品中10种金属元素（Cd、Cr、As、Al、Cu、Pb、Zn、Mn、Hg和Fe）进行测试和分析,分别运用综合污染评价法、多元统计分析及健康风险评价模型揭示了丰平枯时期地下水中10种金属元素的污染特征、分布状况和健康风险.结果表明,研究区地下水中金属元素的平均浓度大小为：Mn > Fe > Zn > Al > Hg > Cr > Cu > Cd > As > Pb,丰水期Mn（1022.00 μg·L^-1）和平水期Hg（42.40 μg·L^-1）最大浓度超过我国相关水质标准限值.据污染评价结果,丰水期地下水中仅Mn污染等级出现Ⅵ,Cd、Al、Zn、Fe污染等级均为Ⅲ,平水期仅Hg污染等级为Ⅵ,仅Al污染等级为Ⅲ.从金属元素超标组分、浓度和污染特征看,枯水期水质优于丰水期和平水期.地下水中Zn、Cd、Mn和Al浓度受人类活动影响,时间尺度特征不明显,As、Fe、Cu和Cr浓度即受人类活动影响,又具有一定时间尺度特征,Hg和Pb浓度主要表现为时间尺度特征.据健康风险评价结果,地下水中10种金属元素通过饮用水和皮肤入渗2种途径暴露的人群总健康风险大小为：平水期 > 丰水期 > 枯水期,Cr通过饮用水途径在丰水期（8.03×10^-5 a^-1和8.76×10^-5 a^-1）、平水期（1.15×10^-4 a^-1和1.26×10^-4 a^-1）和枯水期（8.72×10^-5 a^-1和9.51×10^-5 a^-1）引起的成人和儿童致癌风险均高于5.0×10^-5 a^-1,Cr是引起致癌健康风险的主要金属元素.从饮用水安全角度,饮用前应对会仙岩溶湿地部分地下水中Mn、Hg和Cr进行一定控制.     

生态系统变化对岩溶水资源的影响--以湘西为例

岩溶水资源是支撑岩溶区社会经济发展最为重要的一个基本方面,明确生态系统变化是如何影响岩溶水资源的质与量这一重大问题,将有助于岩溶水循环机制的深入研究,为揭示岩溶水资源的形成、演化规律及控制机理,建立岩溶水资源评价、开发利用和保护的系统理论,探索岩溶水资源可持续利用模式提供科学的依据。在分析岩溶山区典型生态系统类型及其演化特征和岩溶水资源特点的基础上,通过湘西20年来的生态系统变化的对比,就其对岩溶水资源的影响进行了详细的论述。认为生态的恶化是引起岩溶石山区水资源短缺的一个重要因素,生态系统变化对岩溶水资源的影响主要是通过对岩溶水的补给、径流、排泄等的影响,使岩溶水资源产生水质和水量的变化。     

会仙岩溶湿地水体金属元素分布与健康风险评价

以我国最大的低海拔岩溶湿地会仙岩溶湿地为研究区域,对该区域内4种主要类型水（井水、地表河水、地下河水和溶潭水）的23组样品中9种金属元素（As、Cr、Al、Cu、Pb、Zn、Ni、Mn和Hg）进行检测和分析,运用多元统计方法和健康风险评价模型分别研究了9种金属元素在4种类型水中的浓度特征和健康风险.结果显示,会仙岩溶湿地水体中金属元素平均浓度顺序为Al > Mn > Zn > Cr > Ni > As > Hg > Cu > Pb,井水中Hg（1.08 μg ·L^-1）、地表河水中Hg（0.78 μg ·L^-1）和Mn（259.00 μg ·L^-1）以及溶潭水中Hg（0.47 μg ·L^-1）和Al（300.00 μg ·L^-1）的最大浓度已超过我国相应水质标准,地下河水样中未出现金属元素超标.从水体中金属元素角度,井水和地下河水质总体优于地表河水和溶潭水.井水中Cr、Ni、Cu和Zn浓度主要与地质背景值有关,溶潭水中Al和Pb浓度主要受北部硫铁矿开采和居民活动影响,河流中As和Mn浓度可能受旅游活动、渔业养殖和河道底泥综合影响.健康风险评价结果显示,4种类型水中9种金属元素通过饮用水途径和皮肤入渗途径引起的年均总健康风险顺序为井水 > 地下河水 > 溶潭水 > 地表河水,井水中金属元素通过饮用水途径对成人（6.11×10^-5 a^-1）和儿童（6.67×10^-5 a^-1）引起的年均总健康风险值已超过最大可接受风险水平（5.0×10^-5 a^-1）.Cr是引起年均致癌健康风险的主要金属元素.从饮用水安全角度,在饮用前需对井水中的Hg和Cr污染物进行适当控制.     

贵州丹寨废弃矿区典型农作物中汞、砷含量的分布特征及差异分析

为摸清废弃矿区重金属汞(Hg)、砷(As)在典型农作物中的含量和空间分布特征,于丹寨金汞矿废弃矿区选取当地主要种植作物-玉米和水稻,采用冷原子荧光光谱法和电感耦合等离子体质谱法分别对农作物Hg、As进行定量分析。结果表明:玉米植株中,茎叶Hg、As出现部分超标点,点位超标率分别为42.11%和5.26%,玉米果实中Hg、As均未超标;玉米Hg、As的空间分布特征表现为距离污染源越远浓度越低。而水稻植株中,茎叶及籽实Hg、As点位超标率和超标倍数均高于玉米,其中水稻茎叶Hg、As点位超标率分别为73.33%和26.67%;水稻中Hg含量随污染源距离的增加而降低,As随污染源距离的增加而增加。相关性研究表明,茎叶Hg和果实Hg不存在显著相关关系,而茎叶As和果实As存在较好的相关性,表明Hg在作物器官中的分布不均匀,而As的分布相对较均匀。玉米和水稻地上部分对Hg、As的生物富集系数均小于0.05,表明玉米和水稻从土壤吸收、并向地上部分转移Hg、As的能力较弱。金属Hg在农作物中的含量及富集系数均低于As,这可能与土壤重金属含量、矿区污染物的释放以及作物本身的耐受性和吸收机制不同有关。     

会仙岩溶湿地丰平枯水期地表水污染及灌溉适用性评价

以我国典型的亚热带低海拔岩溶湿地为研究区,对该区丰水期、平水期和枯水期共采集的27组地表水样品进行12种常规离子和10种金属元素检测,在分析地表水主要离子化学特征基础上,分别运用内梅罗污染指数法以及钠吸附比法（SAR）、钠含量法（SC）、渗透指数法（PI）和残余碳酸钠法（RSC）这4种评价体系对不同时期地表水进行污染评价和灌溉适用性评价.结果表明,研究区内地表水主要为弱碱性水,Ca²⁺和HCO₃^-为优势离子.常规指标中仅NH₄⁺超过生活饮用水卫生标准限值,超标率为25.93%,金属元素中超标组分为Al（11.11%）、Mn（44.44%）和Hg（37.04%）.常规指标浓度受时空尺度影响程度整体低于金属元素,两者均具有丰水期 > 平水期 > 枯水期的时期分布特征.据污染评价结果,区内地表水总体水质尚可,内梅罗综合污染指数介于0.75~2.69,主要污染指标为NH₄⁺、Mn、Al和Hg,部分样点存在季节性污染,污染级别为轻度~中度,丰水期污染程度最高,污染点多分布于湿地核心区.综合农田灌溉水质标准和地表水环境质量标准限值以及SAR、SC、PI和RSC灌溉适用性评价结果,会仙岩溶湿地地表水总体适合灌溉,枯水期灌溉适用性优于丰水期和平水期,平水期PH1（Hg浓度1.91 μg·L^-1）和丰水期FH8（NH₄⁺浓度13.70 mg·L^-1）地表水已不适用于农业灌溉.     

西南岩溶山区分散供水水污染特征

西南岩溶山区分散供水在一定程度上缓解了人畜饮水矛盾,但分散供水水质都存在不同程度的污染。通过对西南岩溶山区三种主要的分散供水模式供水水质的调查、监测与分析,认为分散供水水质的污染由两部分组成：水源水污染与供水水污染;水源水污染源属于面状污染,供水水污染属于点状污染。分散供水水污染类型主要有生物型污染（肉眼可见物以及不可见微生物）、物理型污染（色度、浊度）以及化学型污染（pH值呈碱性以及生活垃圾、粪便引起的离子浓度异常）,并以生物污染为主。污染途径主要有降雨过程污染、径流过程污染（地表、地下径流以及引水过程）和储蓄利用过程污染。最后,针对岩溶山区分散供水特点,给出了相应的水处理方法。     

重庆东南部岩溶水金属元素空间分布、源解析及健康风险评价

分散式岩溶水是重庆部分区县的重要供水水源,甚至是唯一供水水源,了解岩溶水金属元素分布特征及其暴露的健康风险尤为必要.以重庆东南部分散式岩溶水为主要研究对象,测定42组岩溶泉水样品中的Al、Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Ni、Mn、As和Hg金属元素浓度,利用普通克里金插值方法绘图揭示了高检出率金属元素的空间分布情况,应用多元统计方法与健康风险模型分析金属元素空间分布特征、来源及其暴露的健康风险.结果表明,重庆东南地区分散岩溶水水质整体较好,金属元素在岩溶水中赋存的空间尺度变异性较强,特别是Ni和As; Cu、Pb、As、Zn和Cr元素来源主要受到区域地质背景的影响,Al和Mn元素主要受到人类工农矿业生产活动的影响,Ni元素受到自然背景与人类活动的双重影响; 通过饮用途径暴露的总健康风险高于皮肤渗入途径,是人体主要的暴露途径,儿童通过饮用途径暴露的总健康风险高于成人,而通过皮肤渗入途径暴露的总健康风险成人高于儿童,值得注意的是,Cr元素是引起健康总风险的决定元素.从饮水安全的角度考虑,当地居民在饮用分散式岩溶地下水时需对水质给予一定的关注,以期降低人群健康风险.     

几种土壤重金属污染评价方法的对比

土壤重金属污染评价是土壤环境管理的基础性工作,采用合理的污染评价方法,才能识别土壤重金属污染状况,满足土壤环境管理和决策需要。选择单因子指数法、地质累积指数法、次生原生比值法和富集因子法四种方法进行对比分析,并进行实例计算和结果对比评价。结果表明:单因子指数法简单灵活,评价结果能直观反映土壤的污染情况,是比较实用的评价方法,但其将污染等级与元素实际含量简单地看成线性关系,导致评价结果较其它方法偏高。地质累积指数法是在单因子指数法基础上改进而来,计算公式较为简洁,污染评价结果较单因子指数法低。次生原生比值法突出元素形态的影响,未考虑元素总量和背景值,导致评价结果不能有效地与其它评价方法进行比较,在部分数据上还会出现污染浓度高却得到污染等级低的结论。富集因子法不仅考虑了元素的背景值,而且以地球化学过程中人为污染少、化学性质稳定、分析结果精确度高的Fe、Al、Si等元素作为参比元素,评价结果与地质累积指数法具有高度一致性,能够很好地体现土壤污染状况,但参比元素的实测值不易获取。研究结果可为土壤重金属污染评价方法的选取与改进提供基础数据。