梁子湖水体和底泥中微量元素及重金属的空间分布格局及污染评价

利用多元统计方法研究了湖北梁子湖水体及底泥中12种微量元素和重金属(As,Ba,Co,Cr,Cu,Hg,Mn,Ni,Pb,Sb,Sr和Zn)的含量及空间格局,并通过饮用水及地表水质量标准及地质累积指数评价梁子湖水质及底泥状况。结果表明:梁子湖的水体质量较好,仅Cu是潜在污染物质;对湖泊底质而言,As是主要污染物质,Cu、Pb和Zn处在轻微的污染状态。空间格局显示:受人类活动的影响,湖泊水体中的重金属分布有较强的区域性,最大值出现在人类活动相对集中的梁子岛附近;在湖泊底泥中由于地质背景一致性而差别不大。相关分析表明,较之湖泊水体,湖泊底泥中的重金属元素的关系更密切,强相关性说明它们可能有共同的来源。未来研究应结合湖泊中大型水生植物及鱼类的重金属含量更全面考虑生态学效应,为恢复湖泊生态环境的管理提供重要参考。     

南方重金属矿区重金属的污染特征及评价

 采用全面踏查和典型调查相结合的方法,对福建主要重金属矿区的尤溪铅锌矿、连城铅锌矿和连城锰矿不同片区重金属污染状况进行调查。结果表明：福建重金属矿区重金属污染极其严重,矿区中Mn、Zn、Pb、Cd最高含量分别达92 546、27 454、23 792和248 mg/kg,是对照区的几倍至上百倍。根据国家土壤环境质量三级标准,按照重金属单项污染指数标准进行的污染评价表明：南方重金属矿区Zn、Pb、Cd均达到重度污染标准,污染程度表现为尤溪铅锌矿区>连城铅锌矿区>连城锰矿区。按照综合污染指数评价标准,福建连城铅锌矿、连城锰矿和尤溪铅锌矿的综合污染指数也达到重度污染标准,分别是重度污染临界标准的16.5、10.6和53.6倍,不同矿区的重金属污染程度大小排序为尤溪铅锌矿区>连城铅锌矿区>连城锰矿矿区。     

临沂水源地水库沉积物重金属分布、来源及生态风险评价

水源地沉积物重金属对生态环境和供水具有极大的潜在危害,一直是水资源保护研究中的热点科学问题.本研究选取临沂市3个水源地水库开展8种重金属(Cr、Cu、Cd、Ni、Pb、Zn、As和T1)的监测和研究,分析其污染及空间分布特征,利用地累积指数法和潜在生态风险指数法开展污染状况评价,并利用主成分分析法(PCA)和相关分析法对沉积物重金属进行源解析.结果 表明:3个水库沉积物重金属Cr、Zn和Pb均严重超过山东省土壤环境背景值;云蒙湖Cd轻度超标;许家崖水库沉积物重金属Cu严重超标.地积累指数法与内梅罗综合指数法评估结果显示,3大水库Zn为中度污染,云蒙湖Pb为偏中度污染,其余重金属无污染或污染较轻.生态风险指数法(RI)评估结果显示,跋山水库、云蒙湖、许家崖水库总体的RI平均值分别为52.05、59.75、61.92,三大水库均处于低度风险水平.统计分析表明研究区域沉积物中重金属主要来自自然源(36.5％)、农业生产(26.1％)、水产养殖(13.7％).     

河流综合水质评价方法比较研究

为探讨综合水质评价结论的科学合理性,对典型的7种河流综合水质评价方法,包括单因子评价法、污染指数法、模糊评价法、灰色系统评价法、层次分析法、人工神经网络法、水质标识指数法,在归类分析其特性的基础上,针对代表性的评价样本,进行了综合水质评价比较研究。主要结论为：①单因子评价法以最差水质指标所属类别作为综合水质类别,评价结论表现为过保护;②污染指数法能够直观判断综合水质是否达到功能区目标,但是不能判断综合水质类别;③对模糊数学法、灰色系统评价法、层次分析法、BP人工神经网络法和水质标识指数法等5种典型评价方法,当综合水质为Ⅰ~Ⅴ类水情形时,这几种方法评价结论基本一致,证明这5种典型评价方法对Ⅰ~Ⅴ类水的评价结论具有科学合理性;④当综合水质为劣Ⅴ类水时,模糊数学法、灰色系统评价法、层次分析法、BP人工神经网络法的评价结论偏保守,而水质标识指数法解决了劣Ⅴ类水质的连续性描述问题,能够对劣Ⅴ类水进行科学合理评价,并对Ⅰ~Ⅴ类水、劣Ⅴ类水不黑臭、劣Ⅴ类水黑臭进行全面、科学合理的定性与定量评价.     

城郊农田土壤Pb、Cd的空间变异与评价研究

为了研究城郊区域农田土壤重金属的空间分布特征与质量状况,采用ArcGIS缓冲分析和地统计分析模型分析了长沙城郊农田土壤Pb、Cd的空间变异规律;运用单因子评价法对土壤Pb、Cd的质量状况进行了现状评价;采用Hakanson法对农田土壤Pb、Cd进行了潜在生态风险评价。结果表明,土壤Pb、Cd含量大部分处于Ⅰ级水平（背景状况）,但两种元素均存在不同程度的累积,尤其是Cd的累积程度更为突出。土壤Pb、Cd的平均含量在20km以内、20～40、40～60 km的缓冲区由近至远均呈下降趋势,表明城市人类活动在一定空间尺度内对城郊区农田土壤Pb、Cd含量有较大影响;通过半变异函数分析,土壤Pb、Cd在较大范围内存在空间相关性,Pb和Cd的空间变异均是由结构性因素和随机性因素共同作用引起的。Pb、Cd的单项累积指数和潜在生态危害系数均呈现出近郊>远郊>中郊的趋势,各区域土壤Cd的潜在生态危害趋势较土壤Pb更明显,城市近郊南北方向区域及远郊局部工矿聚集区是农田土壤Pb、Cd的累积程度和污染风险较高的区域     

基于线性变换的水质综合评价方法

对于多个因子的水质综合评价存在很多不同方法,尚未形成公认的权威评价方法。因而,对水质综合评价方法进行探索有利于积累研究经验,丰富方法手段。在把数据向[0 1]区间标准化的基础上,通过线性空间变换,把水质样本数据与《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)数据转换到同一线性空间。计算水质样本数据向量与5类水质划分等级标准数据向量的欧式距离,把欧式距离的最小值作为水质类别辨别的依据,最终得到水质的综合评价结果。借由已经公开发表的19个断面水质监测数据,运用大型工程计算软件Matlab 2010b进行计算,并与变权欧式距离模型、灰色聚类法、模糊综合指数法和BP神经网络法的评价结果相比较,符合性较好,验证了线性空间变换法应用于水质综合评价的科学性和合理性。方法可用于水质综合评价。在不对污染因子进行加权的情况下,基于线性变换的水质综合评价方法,获得的评价结果较轻。对于被评价为同一类水质的不同监测断面,可以借助"评价单元与5级水质标准的欧式距离矩阵",对评价单元水质差异进一步辨识。     

升金湖重金属污染历史、来源解析及其生态风险评价

通过采集、测定升金湖沉积岩芯重金属含量,基于岩芯AMS¹⁴C年代—深度模型,分析了升金湖1000 A.D.以来的重金属污染历史特征和可能来源,采用潜在生态风险指数法与富集系数法评价了升金湖流域不同历史时期生态风险。研究结果表明,元素As、Mn、Pb、Cu、Zn、Cr、V和Ni的平均含量分别为19.2、623.7、28.6、42.4、115.7、83.7、153.1和46.5 mg·kg^-1。随时间推移,升金湖沉积物中重金属综合潜在生态风险(RI)逐渐上升;1600 A.D.前元素As的潜在生态风险属于轻微生态危害,1900 A.D.后上升为中等生态危害,元素Cu、Mn、Ni、Pb、Zn、V和Cr均为轻微生态危害;各元素潜在生态危害由大到小排序为As>Cu>Ni>V>Pb>Cr>Mn>Zn, As、Cu为主要贡献因子。1600 A.D.前元素As为轻度富集,人为污染小,1600 A.D.后呈中等偏强富集,人为来源占比显著增加;1600 A.D.前元素Cu波动变化,1600 A.D.后呈中等富集,人为来源...     

黄浦江表层沉积物中重金属污染的潜在生态风险评价

采用潜在生态风险指数法对黄浦江表层沉积物中重金属污染的潜在生态风险进行了评价。评价结果表明,黄浦江表层沉积物中重金属的潜在生态风险水平较低,其中杨浦大桥和南市水厂断面达到中等生态风险,其它断面均为轻微生态风险;重金属的潜在生态风险依次为Cd>Hg>Cu>As>Pb>Cr>Zn,除Cd达到中等生态风险外,其余元素均为轻微生态风险。沉积物中重金属的污染水平从上游到下游呈上升趋势,工业排放是水环境中重金属的主要来源,苏州河对黄浦江下游重金属存在一定的输入贡献。相关性分析表明,黄浦江表层沉积物中大多数重金属元素呈现相近的来源特征,有机质是影响沉积物中重金属分布的重要因素。     

基于AHP与模糊综合评价的土地整治项目实施后效益评价

对土地整治项目实施后效益评价进行科学研究,对于规范与指导土地整治的实践活动,实现土地整治的科学决策具有重要意义。以湖北省长阳土家族自治县土地整治项目为例,以相关研究理论为指导,在充分收集项目区基础资料的基础上建立了一个由15个指标所组成的效益评价指标体系,将景观效益作为一个独立的评价方面,拟为土地整治效益评价的完善做出有益探索。运用层次分析法确定各指标因子的权重,以多层次模糊综合评价法构建评价模型,对项目区土地整治前后的经济效益、社会效益、生态效益、景观效益和综合效益进行了评价研究。研究表明项目实施使得各效益均有明显提高,但社会效益和生态效益还有较大提升空间。另外,景观效益潜力巨大,在今后的项目实施中应得到更多的重视,并将其作为土地整治项目实施后效益评价研究的一项重要内容     

包容性增长中人的全面发展的评价

本文系统地阐述了理论界对人的发展评价指标体系的不同观点,并基于现有包容性增长观的理论基础,根据经济增长对人的包容的评价维度,综合考虑了人的经济发展环境、人的社会发展环境、人的生态环境、人口素质和人的生活质量五大要素来构建指标体系。通过上述5个方面30个指标,基于因子分析法建立人的全面发展综合评价模型,对我国2004-2009年的人的全面发展情况进行评价。研究结果表明:我国2004-2009年人的全面发展状况呈现逐年上升的趋势,且增幅也逐年递增,这表明随着人的全面发展的速度加快,人的全面发展状况越来越好。结合主成分分析解析获得人的全面发展的两个主因子,分别为外部因子(25个指标)与内部因子(5个指标),两个子因子的累积方差贡献率达到87.890%,其中外部因子的贡献率为76.202%,内部因子的贡献率为11.688%。这说明,在决定人的全面发展水平的诸多因素中,外部要素和内部要素是两大主要因素,且前者的影响力大于后者。分析外部因子与内部因子的年际变化规律可知外部要素是正面因素,起着积极的作用,而内部因素则不然。说明我国人的发展存在以外延发展为主,内涵发展不足的现象。综上,文章针对内涵发展不足提出政策建议,以期通过关注人的生活质量、发展潜能和幸福指数,最终来实现人的全面发展。     

墨水湖上覆水与沉积物间隙水中重金属的分布特征

武汉市墨水湖重金属污染严重,在我国内陆城市受污染湖泊中具代表性。应用 ICP MS对墨水湖上覆水和沉积物间隙水中的主要重金属元素进行了定量测试,并分析了其空间分布特征和变化规律。在此基础上,结合微量重金属界面扩散通量的计算,定量评估了其对上覆湖水水质的影响,以期为浅水湖泊的重金属污染防治提供科学依据。研究结果表明,墨水湖沉积物间隙水中重金属的浓度由高到低依次为：Mn>Fe>Zn>Cu>Cr>Pb;上覆水和沉积物间隙水中微量重金属浓度剖面均表现出明显相似的峰形分布特征,指示了湖泊沉积物中普遍存在微量重金属的沉积后再迁移现象;Fe和Mn在间隙水中的浓度远大于它们在上覆水中的浓度,其剖面分布特征主要是参与氧化还原反应的结果,Cu、Cr、Pb和Zn等的浓度也因受氧化还原过程及矿物平衡作用的影响而波动;微量重金属元素按照浓度梯度经孔隙水从沉积物向上覆水中扩散,并最终影响上覆水.     

汉江堵河流域地表水质时空变化特征

对汉江堵河流域9个点位为期1年的地表水水质理化特性进行时空特征分析,应用〖WTBX〗t〖WTBZ〗检验进行水质季节性变化分析,聚类分析进行空间相似性分析以确定空间尺度的分类情况,判别分析识别显著性指标,并以此反映上述空间聚类分析结果的差异性。结果表明:①Cl-、总溶解性固体（TDS）及浊度（Turbidity） 3项指标没有表现出显著的时间差异性;②温度、pH、NO-3、TP表现为丰水季显著大于枯水季,而SO2-4、HCO-3、NH+4、 DO则表现出相反的变化趋势,即枯水季显著大于丰水季;③空间聚类分析将采样点分为4类;④判别分析体现出良好的指标降维能力,仅需4个指标（NO-3、TDS、SO2-4、HCO-3）即可反映整体水质的空间差异性。     

汉江堵河流域地表水质时空变化特征

对汉江堵河流域9个点位为期1年的地表水水质理化特性进行时空特征分析，应用〖WTBX〗t〖WTBZ〗检验进行水质季节性变化分析，聚类分析进行空间相似性分析以确定空间尺度的分类情况，判别分析识别显著性指标，并以此反映上述空间聚类分析结果的差异性。结果表明:①Cl-、总溶解性固体（TDS）及浊度（Turbidity） 3项指标没有表现出显著的时间差异性；②温度、pH、NO-3、TP表现为丰水季显著大于枯水季，而SO2-4、HCO-3、NH+4、 DO则表现出相反的变化趋势，即枯水季显著大于丰水季；③空间聚类分析将采样点分为4类；④判别分析体现出良好的指标降维能力，仅需4个指标（NO-3、TDS、SO2-4、HCO-3）即可反映整体水质的空间差异性。     

西苕溪干流水体、悬浮物和表层沉积物中营养盐分布特征与水质评价

了解不同介质的营养盐分布可以全面掌握河流的环境现状。为了调查西苕溪干流的营养盐分布特征和水质现状,沿着干流采集了11个点位的水体、悬浮物和表层沉积物样品,并对水体、悬浮物和表层沉积物中的营养盐特征进行了分析,拟为苕溪流域的水污染防治提供基础数据。研究表明:整个西苕溪干流,水体和沉积物中总氮(TN)和总磷(TP)浓度均存在丰水期明显高于枯水期的季节变化特征,水体中总氮的浓度均超出地表水环境质量Ⅴ类的标准,显示氮污染是西苕溪流域的特点。相关性分析结果表明,悬浮物中的TN和有机质(OM)呈极显著性正相关(r=0.974,p0.01);水体中的TN和悬浮物的各营养盐指标之间的相关性均达到了极显著水平,但沉积物营养盐指标与水体的TN和TP相关性不明显,显示沉积物并不能很好反映流域水质的现状。     

通吕运河河滩沉积物重金属及营养元素的季节性特征

城市河道污染物的季节性变化能够反映出人类活动的强度和方式,研究其规律能够有效地进行污染控制。通过对南通通吕运河河滩4个采样区域沉积物中总氮(TN)、总磷(TP)、有机质(OM)和重金属含量的分析,研究城市河流的不同污染源段河滩沉积物营养元素和重金属的季节性含量一般特征。结果表明：在位于入江口的1号区域,营养元素和重金属含量的季节变化比较大, TN、TP、OM和重金属在冬季含量较高;在2号区域居民生活污染较多,Cu、Zn含量较高;3号区域受工业污染较为严重,Pb、Cr、Cd含量较高。由于外来污染源较多,2号和3号区域的污染物季节变化无明显规律。在人类污染物较少的4号区域,污染物含量较低,一般表现出冬高夏低的季节变化。TN、TP、OM与金属之间的相关性研究表明：TN和OM的相关性较好,有机质与重金属之间的相关性也较好。总体来看,城市河道的污染状况与人类活动密切相关。     

太湖典型丘陵水源地水质时空变化及影响因素分析——以平桥河流域为例

基于太湖流域典型丘陵水源地平桥河流域12个采样点的水质监测数据,综合运用聚类分析和主成分分析法对平桥河流域水质时空变化及影响因素进行分析。聚类分析显示,按照水质相似性将平桥河流域水质分为枯水期、平水期、丰水期3个季节时段和中上游丘陵河谷区、下游紧邻平桥镇的平原区、下游暗沟出口区3个典型空间区域。主成分分析显示:(1)枯水期水质以氮污染为主导因素,磷和有机污染次之,受流量减小、流速缓慢导致的营养盐富集的影响加大;平水期水质以氮污染为主导因素,磷污染次之,受茶园等大量施肥导致的农业面源污染的影响;丰水期水质以氮和磷污染为主导因素,受到水稻种植等农业活动和大量降雨径流的影响。(2)中上游丘陵河谷区水质以氮和磷污染为主导因素,有机污染次之,受到茶园种植等农业活动导致的面源污染的影响;下游紧邻平桥镇的平原区水质以氮和磷的污染为主导因素,有机污染次之,受到居民生活污水和农业生产的影响;下游暗沟出口区水质以氮污染为主导因素,有机污染和磷污染次之,受到生活污水、农业生产和畜禽养殖的影响。研究结果可为太湖流域丘陵区水源地保护和管理提供参考。     

基于主成分分析法的长江经济带省会城市水生态文明评价

城市水生态文明评价指标体系是测量水生态文明,指导城市水生态文明建设的基础。在综述国内水生态文明评价研究文献基础上,按水生态、水经济和水社会三大系统,从水生态、水工程、水经济、水管理和水文化等方面筛选了18项指标构建了水生态文明城市建设平价指标体系,并应用主成分分析法对长江经济带11个省会城市的水生态文明建设水平进行测度分析。结果显示长沙、杭州、成都和贵阳的城市水生态文明综合得分靠前,上海、南京得分较低,并且与其他城市相比差距较为明显;将长江经济带11个省会城市的水生态文明状况划分为5个等级,以体现不同城市水生态文明的差异性,并按空间格局分析了长江经济带东部、中部和西部三大区域的水生态文明程度。     

水布垭水库水体碳时空变化特征及其影响因素分析

为了评估大型水库对河流碳循环的拦截作用,选择清江流域最上游水布垭水库为典型案例,采用德国元素公司vario TOC分析仪对定期采集水样进行分析,研究新建大型水库水体碳时空分布特征及其影响因素。结果表明,水布垭水库表层水体总碳、总无机碳、溶解有机碳和颗粒有机碳平均含量分别为26.665、24.089、2.141和0.438 mg/L,在水库年内蓄水阶段呈现显著的峰值,其空间分布格局在支流库湾和坝前典型断面表现出显著的差异,在水体碳中总无机碳占据主导地位,与湖泊水体碳时空分布特征极为相似。由于受到人类活动和自然环境的双重影响,水体无机碳则与水体电导率指标具有较强的相关性,溶解有机碳则与水体温度具有直接的关系,而数量最少的颗粒有机碳则与水体叶绿素含量具有弱相关关系。研究成果可以为理解水库碳循环过程机制提供数据支持,对于开展大坝建设的河流碳循环影响评估具有重要参考意义。