南水北调东线工程沿线湖泊表层沉积物重金属污染特征及生态风险评价

以南水北调东线工程的南四湖、骆马湖、洪泽湖、高邮湖为研究对象,通过优劣解距离多指标综合评价模型（TOPSIS法）和潜在生态风险指数法分析4个湖泊表层沉积物中7种重金属（Cr、Cu、Ni、Zn、Pb、Cd、As）空间分布特征及生态风险,并与我国五大湖区其他湖泊进行对比分析。结果显示：4个湖泊表层沉积物重金属浓度均低于同在东部平原湖区的太湖、巢湖、洞庭湖、鄱阳湖等湖泊,但高于蒙新、青藏、东北山地与平原湖区的湖泊,不同区域湖泊沉积物重金属分布具有明显的差异,除了地质构造特征外,工农业生产等人类活动也是导致湖泊沉积物重金属存在差异的主要因素;TOPSIS法评价结果显示,4个湖泊表层沉积物重金属综合风险存在一定空间差异,可能受沿线陆域土地利用类型变化、工农业生产等人类活动等因素的影响,重金属污染程度排序为南四湖>高邮湖>洪泽湖>骆马湖;4个湖泊表层沉积物重金属综合潜在生态风险水平为低,但Cd单项重金属存在中度至较高潜在生态风险。建议加强南水北调东线工程沿线湖泊周边工农业生产排放的监管,进一步调整和优化各湖泊沿线的产业结构,同时加强重金属特别是Cd等入湖的管控,以确保南水北调东线工程沿线湖泊的水环境安全。

     

南水北调东线山东境内调蓄湖库蓝藻种群分布特征及环境驱动因子

为掌握南水北调东线山东境内调蓄湖库在工程运行前后蓝藻种群的分布情况及其环境驱动因子,于2010～2019年的5～11月对南四湖、东平湖、大屯水库、东湖水库和双王城水库进行藻类和水环境调查.共检出浮游蓝藻44种,其中丝状蓝藻23种.湖泊假鱼腥藻、拉氏拟柱孢藻、铜绿微囊藻和惠氏微囊藻在各调蓄湖库的检出频次和密度均较高,是主要有害蓝藻种.通过分析各调蓄湖库蓝藻种群的分布特征,发现丝状蓝藻在水力扰动较大水体中的生长优势较为明显,应成为日后调蓄湖库蓝藻风险防控的重点.Pearson相关性分析和广义线性拟合曲线结果显示,总氮、总磷、水温和水深是影响调蓄湖库主要有害蓝藻种生长的主要环境驱动因子.氮磷营养盐对于有害蓝藻种的生长具有显著的促进作用.湖泊假鱼腥藻具有良好的温度适应性,在夏初秋末仍能成为优势种,而当水温大于25℃时,拉氏拟柱孢藻、铜绿微囊藻和惠氏微囊藻具明显的生长优势.此外,较小的水深更利于拉氏拟柱孢藻的生长.建议在加强控制湖库氮磷营养盐输入的基础上,在夏初和秋末对湖泊假鱼腥藻进行重点监控,并在高温时期密切关注浅水区拉氏拟柱孢藻的生长情况,保障水质安全.     

南水北调东线湖泊硫酸盐污染现状与成因分析—以东平湖为例

南水北调东线的河流型湖泊水质是整个东线水质的重要保障.然而,东平湖面临硫酸盐无法稳定达标问题,其浓度分布对评价东平湖污染现状及成因分析具有重要意义.通过测定东平湖及其上游汇水河流的地表水、湖泊上覆水、地下水硫酸盐浓度,以及土壤和沉积物硫酸盐含量,探讨了东平湖流域硫酸盐来源、污染成因和治理对策.结果表明：东平湖流域上游河水硫酸盐浓度超标并不明显,而大部分湖水硫酸盐浓度均高于250 mg·L^-1,均值达326.4 mg·L^-1;东平湖硫酸盐污染来源可分为外源污染、内源污染,其中,南水北调东线来水和大汶河流域均对东平湖硫酸盐有一定贡献;各类排污向东平湖流域排放水溶性硫酸盐总量约为48000 t·a^-1,其中,混合污/废水和工业企业废水约占水溶性硫酸盐排放总量的94%;土壤硫酸盐含量受人类活动影响强烈,土壤盐渍化对东平湖湖水硫酸盐浓度升高有一定影响;内源污染中,沉积物的硫酸盐主要集中在靠近如今水产养殖禁养水域,也表明了水产养殖的长期影响,其累积硫酸盐缓慢释放会造成局部水体硫酸盐含量升高,并在相当长时间内影响东平湖水质.本研究对东...     

大连湾海域营养盐分布特征及其与环境因子的关系

根据2012年8月份和11月份对大连湾海水中溶解态营养盐的调查数据,对大连湾海域营养盐分布趋势、营养结构特征及其与环境因子的关系进行了分析,结果表明:无机氮(DIN)和活性硅酸盐(SiO3-Si)含量较历史研究数据明显增高,活性磷酸盐(PO4-P)含量则明显降低,并且8月份PO4-P和SiO3-Si含量均低于11月份,DIN相反;PO4-P、DIN和SiO3-Si的水平分布趋势基本一致,表现为由湾顶向湾口逐渐降低的趋势;PO4-P和NH4-N与温度、pH、化学需氧量(COD)、盐度(S)和表观耗氧量(AOU)均表现出显著的相关性,而NO2-N、SiO3-Si则仅与AOU表现出显著正相关关系;营养盐结构特征分析表明,海域海水中营养要素的主要限制元素为P。     

湛江内港水域无机氮含量分布特征及其与环境因子的关系

根据1999年5月至2001年11月的调查资料，初步探讨了湛江内港水域无机氮的分布特征及其与环境因子（COD、DO,pH,S)之间的关系，结果表明，湛江内港水域无机氮表层高于底层，盐度（S）表层低于底层，NO3^-,N,NO4^ ,N表现出了不同年际的变化特点，无机氮与PH，S呈现出负相关的规律性，与COD呈现出正相关的规律性，影响湛江内港水域无机氮变化的主要因素是沿岸排放工业废水和生活污水。     

长江口异养细菌生态分布特征及其与环境因子的关系

根据2006年5月对长江口海域调查资料,对表层水体异养细菌的生态分布特点进行了研究,同时对营养盐、叶绿素a等其他相关环境因子对异养细菌分布特征的影响进行了一定地探讨.结果表明:长江口表层水体异养细菌丰度在(1.35～9.40)×105/mL,并在长江口外上升流附近海域形成两个高值区.在空间分布上,异养细菌数量与磷酸盐、硝酸盐、叶绿素a相关性具有明显的区域性.同时长江冲淡水、长江口上升流和悬浮物也对其数量分布产生重要影响.     

北海湾无机氮的分布及其与环境因子的关系

根据１９９８年１０月和１９９９年１月、４月、８月的调查资料，对北海湾无机氮的特征分布及其与环境因子（ｐＨ、ＤＯ、盐度和叶绿素ａ）之间的关系进行了初步探讨。结果表明，影响北海湾无机氮含量分布的主要因素是沿岸冲淡水，其次是生物活动；通过Ｎ／Ｐ值分析，表明了Ｎ为该湾秋冬季节初级生产力的限制因子，而Ｐ则为该湾春夏季节初级生产力的限制因子。     

云南省阳宗海湖心浮游藻类分布与环境因子的变化

在对阳宗海湖心浮游藻类进行19次定性、定量采样的基础上,分析了藻类组成及优势种,共观察到藻类8门67属;研究了藻细胞密度的变化及其与总磷、总氮、叶绿素a的关系,探索了阳宗海湖心全年的优势种——蓝藻细胞密度与TN/TP的变化。     

云南省阳宗海湖心浮游藻类分布与环境因子的变化

在对阳宗海湖心浮游藻类进行19次定性、定量采样的基础上,分析了藻类组成及优势种,共观察到藻类8门67属;研究了藻细胞密度的变化及其与总磷、总氮、叶绿素a的关系,探索了阳宗海湖心全年的优势种——蓝藻细胞密度与TN／TP的变化。     

阿哈水库叶绿素a时空分布特征及其与藻类、环境因子的关系

为了解阿哈水库叶绿素a(Chl-a)时空分布特征及其与藻类、环境因子的关系,于2012年枯水期至2013年平水期、丰水期对藻类与理化指标进行分层采样.结果表明Chl-a季节变化明显,与藻类生物量季节变化较为一致,而与丰度差别较大,平水期发生甲藻水华,浓度最高(91μg·L~(-1)),枯水期与丰水期相对较低,分别为8μg·L~(-1)与16μg·L~(-1).枯水期与丰水期水体表层Chl-a浓度略高于中、底层,表层光照、溶解氧相对充足,利于藻类生长;平水期表层Chl-a浓度远高于中、底层,易在表层聚集的甲藻水华是主要原因.大坝Chl-a浓度高于库中,这可能是大坝位于金钟河入库口,营养盐高于库中的缘故.相关性分析得出Chl-a与甲藻门呈极显著正相关(R=0.798,P0.01);Chl-a与TP、DO、pH呈极显著正相关(R=0.762,P0.01;R=0.792,P0.01;R=0.658,P0.01),与TN显著正相关(R=0.388,P0.05)与N/P、NO_3~--N显著负相关(R=-0.37,P0.05;R=-0.435,P0.05).逐步回归分析得出DO、TP、N/P为影响阿哈水库Chl-a分布的主要因子.此外热分层以及水温对Chl-a的影响也不容忽视.     

南水北调中线北京段水质状况分析

水质是水资源管理部门关心的核心问题,北京市南水北调水质更是关系到北京市生活用水安全和社会稳定.收集了南水北调中线北京段通水以来大宁调压池和大宁调蓄水库两个监测点位的总氮、硝氮等10项月水质监测数据.采用方差分析法从不同角度分析了北京南水北调来水水质差异,采用因子分析法识别了大宁调压池和大宁调蓄水库的水质风险因子.结果表明,南水北调中线北京段冀水全年硝氮、总氮、氟离子、氯离子、硫酸盐含量高于江水,江水水质优于冀水.LSD差异性检验结果显示:冀水溶解氧、硝氮和总氮汛期和非汛期差异性显著(P0.05),江水pH汛期和非汛期差异性显著,水质较冀水更为稳定.无论在汛期还是在非汛期,江水和冀水在pH、溶解氧、高锰酸盐指数、总磷、氨氮这5个指标上差异性不明显(P0.05),而硝氮、总氮、氟离子、硫酸盐及氯离子则存在显著性差异(P0.05).大宁调蓄水库硝氮、总氮、硫酸盐及氯离子含量2015年(冀水+江水)全年低于2012~2014年(冀水),江水进京后在水库对冀水起到了很好的稀释调节作用.2012~2014年及2015年水库汛期和非汛期水质差异性检验结果均显示,硝氮、总氮、氟离子、硫酸盐和氯离子存在显著性差异(P0.05),非汛期水质2015年优于2012~2014年,其他pH、溶解氧、高锰酸盐指数、总磷、氨氮这5个指标差异性不明显(P0.05).调压池、大宁水库冀水汛期和非汛期差异性比较结果显示,高锰酸盐指数、总氮、氟离子、硫酸盐及氯离子差异性显著,其中高锰酸盐、氟离子、硫酸盐和氯离子水库高于调节池.因子分析的结果表明,大宁调压池和大宁调蓄水库潜在水质风险因子主要是氮元素,包括氨氮、硝氮和总氮,大宁调蓄水库水质潜在风险因子还包括总磷.     

南水北调中线水源区森林覆盖变化及其影响因子分析

以南水北调中线水源区1980、1990、2000年LANDSAT MSS/TM/ETM+ 遥感影像为主信息源,辅以DEM、植被分布图、土地利用图、气象数据及相关社会经济资料,对该区域20年来森林覆盖的动态变化和区域分异特征进行了研究。在此基础上,采用典范对应分析（CCA）研究了林地分布及其变化与环境因子间的关系。研究结果表明水源区1980年、1990年、2000年林地面积分别为67 631、61 635、65 051km²,斑块数依次为41 790、71 276、69 632个,平均斑块面积为1.62、0.86、0.93 km²,呈破碎化趋势;林地分布主要由海拔、降雨和坡度等因素决定,而林地变化的主要影响因子是海拔、坡度和人口。     

南水北调丹江口库区土壤中微塑料分布特征及风险评估

为探究丹江口库区土壤中微塑料赋存特征及影响因素,通过对果园、旱地、水田和湿地进行土壤样品采集,利用密度分选、显微镜观察和拉曼光谱仪测定等方法对土壤中微塑料进行鉴定.结果表明,研究区采集的64个样本均有微塑料检出,丰度范围为645~15161 n·kg^-1.空间分布上,库尾高于库中和库首,且表层土壤（0~20 cm）中微塑料的丰度明显低于下层土壤（20~40 cm）.微塑料主要类型为聚丙烯（26.4%）和聚酰胺（20.2%）,粒径主要集中在50~500 μm之间（75%）,常见形状为碎片状（66.2%）.相关性分析显示,土壤微塑料丰度与土地利用、距水面和住宅的距离、人口密度和土壤性状密切相关.从微塑料污染风险来看,72.1%区域微塑料聚合物污染指数处于Ⅲ级和Ⅳ级,丹江口库区存在一定的微塑料污染风险.研究结果可为微塑料风险评估提供支撑.     

南水北调中线源头区降雨径流中多环芳烃分布特征

研究了南水北调中线源头区降雨径流中多环芳烃的分布特征及来源.根据不同土地利用类型修建了5组径流场收集径流,采用GC/MS对径流中美国EPA优先控制的16种PAHs进行了检测分析.结果表明,3种土地利用类型降雨径流水相中PAHs含量平均值为：耕地（26.53 ng·L^-1）〉栎林（20.91 ng·L^-1）〉果园（1...     

南水北调东线水源地的生态补偿问题探究

生态补偿机制及其建立是目前生态经济学领域研究的热点,尤其是流域生态补偿机制的建立更为重要。本文以南水北调东线水源地生态功能保护区建设为例,探讨了跨流域调水所涉及的生态补偿问题,并根据多种计算方法的加和,提出了建立南水北调水源地生态功能保护区建设流域生态补偿机制的思路和建议。     

南水北调中线工程总干渠河南段原水中消毒副产物前体物变化规律

以取自南水北调中线总干渠河南段沿线10个分水口门的原水为研究对象,探究了原水中有机物的相对分子质量分布和亲疏水性分布规律;并且研究了原水在氯化和氯胺化条件下消毒副产物生成潜能的变化规律.分离实验结果表明,南水北调沿程原水中的有机物以小分子和强疏水性为主,1×103区间的溶解性有机碳(DOC)所占的比例最大,质量分数约为57%,强疏水性组分的DOC含量最高,占到总量的50%左右;氯化及氯胺化消毒副产物生成潜能分析实验结果表明,氯化及氯胺化后主要生成了两种含碳消毒副产物(三氯甲烷和一溴二氯甲烷)和两种含氮消毒副产物(二氯乙腈和三氯硝基甲烷).氯化三氯甲烷生成潜能约为120μg·L-1,与氯化生成潜能相比,氯胺化三氯甲烷生成潜能减少了90%左右,一溴二氯甲烷减少了84.9%左右,生成的两种含氮消毒副产物增加了,其中二氯乙腈的生成量增加了约2.3倍,但总含氮消毒副产物生成潜能仍旧较低,均小于6μg·L-1.本研究成果可为南水北调中线工程河南段沿线城市的水厂工艺选择和优化提供有效的理论和技术支持.     

南水北调中线工程调水前后汉江下游水生态环境特征与响应规律识别

随着我国南水北调中线工程（简称“中线工程”）于2014年底正式通水运行,科学识别调水前后汉江下游水生态环境特征与响应规律,是国家重大水利工程优化调度的迫切管理需求.基于系统收集的2010—2017年汉江下游水文、气象、水质及水生态数据匹配资料,利用多种数据模型方法识别了中线工程调水前后汉江下游主要环境要素特征和响应规律,探索了导致河流生态退化的关键驱动因子及其贡献.结果表明:①中线工程开通后,受丹江口水库下泄流量减少的影响,汉江下游多年平均流量下降了11.5%,流量年内分配趋于不均匀,流量变幅增大,人类活动对汉江下游径流过程的影响更为显著.②调水后汉江下游ρ（TP）、ρ（TN）减小,武汉段ρ（Chla）和藻密度显著上升,汉江下游水华的发生对水文过程改变更加敏感.③基于GAM模型（广义相加模型）的相关分析,调水前后影响汉江下游藻密度变化的关键因子是流量和ρ（TP）,调水前贡献率分别为27.7%和20.5%,调水后贡献率分别为65.4%和20.5%,调水后汉江下游流量对藻密度变化的贡献率显著升高,说明上游调水引起的汉江下游流量减小对水华暴发的影响十分明显,而TP等营养盐的影响相对减弱.      

十堰市产业结构变化及其环境效应

对十堰市各县区产业结构变化的环境效应进行研究,以期能为十堰市寻求更好的绿色经济发展模式提供理论依据。以南水北调中线水源地十堰市为典型区域,利用生态环境影响指数法,根据1999-2014年统计数据和实地调查数据,系统分析比较了中线水源地十堰市各县市的产业结构演变对其环境效应的影响。各县市产业结构以第二产业占主导,第一产业占比较少,其环境影响等级分别为:丹江口市2004年之前小于2.5,2004年之后逐渐超过2.5并不断增大;郧西县整体较弱;其他各县在2009年之前为较弱,之后中等。十堰市产业结构演变同生态环境变化有较大关系,各县市产业结构演替进程与ISE指数变化相对应,且第二产业占比对环境负效应明显。     

Computing payment for ecosystem services in watersheds: An analysis of the Middle Route Project of South-to-North Water Diversion in China

An improved watershed criteria model was developed in light of research on payment for ecosystem services outflows theory.