GIS支持下乡镇域土壤肥力评价与分析

在地理信息系统支持下,以鄂南典型红壤丘陵区为例,研究了乡镇域土壤肥力评价的方法和过程,分析了土壤肥力变化原因。结果表明,应用GIS对乡镇域土壤肥力进行评价能克服速度慢、数据更新不方便的缺点,避免乡镇农业决策者主观判断土壤肥力等级的弊病,为生产布局和用地决策提供准确的科学依据。试区土壤肥力与土壤养分、土地利用和区域经济有关,肥力等级有向中等级变化的趋势。     

九龙江流域规模化养殖环境风险评价

在GIS支持下采用养分收支平衡法对九龙江流域规模化生猪养殖的环境风险进行评价。规模化养殖污染负荷在不同类型养殖场的分配、空间分布规律以及规模化养殖的环境风险评价结果表明：规模化养猪业年产粪尿量达107万t，以小型规模化养殖场产生的污染负荷最高；整体来看，规模化生猪养殖的环境风险不大，但由于养殖场的地理分布集中，造成近郊区域规模化养殖的环境风险极高；由于过多施用化肥，中远郊规模化养殖粪尿未得到合理利用而流失。位于水系附近的养殖场对水体影响较大，根据“福建省畜禽养殖污染防治管理办法”，为减少规模化生猪养殖对九龙江水质的直接威胁，需搬迁主要支流沿岸1km范围内的规模化养猪场250个。     

GIS与环境模拟在环境地学研究中的作用和意义

21世纪全球环境问题将更加突出,环境地学应为研究、解决环境问题做出更多的贡献。但是,环境地学研究所采用的方法和手段还不能满足客观的需要。文章着重讨论了环境模拟系统(EnvironmentalImitationSystem,EIS)的建立及EIS与地理信息系统(GeographicalInformationSystem,GIS)的耦合等问题。作者通过研究,认为上述问题已基本得到解决．从而可以弥补GIS中环境模拟功能的不足,可使EIS纳入GIS的信息空间管理系统,进行信息空间管理、应用分析和信息叠加,并使信息可视化。文章最后指出．目前,可建立GIS-EIS联合系统,以实现信息互换和信息资源的二次开发、利用。     

四溴双酚A的光转化过程及机理

四溴双酚A(Tetrabromobisphenol A,简称TBBPA)作为目前使用最广泛的溴系阻燃剂,通过生产、使用、处置等环节进入到环境中,并通过环境降解过程转化为新型的有机污染物,产生未知环境风险.光转化是环境中有机污染物降解的主要方式之一,转化效率高、速度快.本文综述了TBBPA及其衍生物在光照条件下的模拟环境光转化和光催化过程及机理. TBBPA及其衍生物在光辐射条件下易发生转化,转化效率和速率受到pH、初始浓度、溶解氧等环境条件的影响,光催化剂会显著提升TBBPA的转化速率. TBBPA的光转化机理包括脱溴、β-断裂、羟基化等,产物主要包括三溴双酚A、二溴双酚A、4-异丙烯基-2,6-二溴苯酚、2,6-二溴苯酚、羟基化三溴双酚A等.相较于TBBPA,针对TBBPA衍生物的光降解过程和机理尚不明晰,未来需要进一步对TBBPA及衍生物光转化过程进行研究,为其迁移转化过程的机理和相关未知污染物的监控提供理论支持,为综合评估TBBPA类溴代阻燃剂的环境风险提供科学依据.     

100年来东湖富营养化发生的沉积学记录

在210Pb计年的基础上,运用水生生物遗存、色素、有机碳同位素和磁化率分析了东湖钻孔沉积物中的生物与环境信息,重建了东湖100多年来湖泊营养与环境演化历史.研究发现东湖100多年来在人类活动不断增强的背景下,指示重金属污染的磁化率和指示湖泊富营养化的色素指标如蓝藻叶黄素(Myx)、颤藻黄素(Osc)快速上升,相应的水生生物如介形虫、腹足类、水生高等植物等表现明显的组合和变化阶段,同时有机碳同位素偏正与湖泊生产力升高和藻类繁盛有关.沉积记录表明东湖生态系统近代发生了深刻变化,湖泊营养演化自早至晚呈现四阶段性:贫营养阶段(1900-1966AD)色素水平低、拥有较丰富的水生高等植物和腹足类;中营养阶段(1966-1983AD)色素含量增高、水生高等植物和腹足类减少;富营养化阶段(1983-1989AD)色素含量快速增高、水生高等植物消失;超富营养化阶段(1989AD－至今)色素含量稳定居高、某些耐污染的介形类较繁盛.结果对于认识湖泊生态环境演化与人类活动的关系、以及如何治理湖泊环境具有现实的意义.     

土壤信息系统数据采集中坐标变换模型及应用

要建立土壤信息系统，数据是其根本。多年来有大量以纸类为媒介的土壤空间数据地图，通过数字化能很容易地将它们转化成土壤信息系统的空间数据。文章就土壤资源建库的地图数字化过程中，仿射变换和相似变换模型在数字化结果坐标校正、地图配准时的应用进行探讨；提出了在GIS软件环境下，选择适当的变换模型对数字化结果实现坐标变换的方法。     

城市湖泊流域面源污染的源-汇效应研究--以武汉市东湖为例

随着城市点源污染控制不断完善,城市面源污染已成为危害中国城市水体的重要污染源.由城市土地利用变化引起的地表径流污染是导致湖泊水质恶化和富营养化的主要因素,加强面源污染的源-汇效应研究是控制、管理流域污染的重要途径之一.研究选取中国最大的城市湖泊武汉市东湖为研究对象,运用遥感和GIS技术,进行流域划分和地类解译,建立土地利用基础数据库,后对水质统计数据进行定量化处理,通过建立了地类——湖泊水质关系模型,科学地分析了用地与水质的关系,并对城市湖泊水质的季节动态、影响因素进行了初步探索.研究结果表明土地利用和气候变化对流域内湖泊水质的影响显著.其中,农田和建设用地是城市湖泊面源污染的主要来源,绿地和坑塘水面能够有效的截流、吸收污染物,起到保护湖泊水质的作用;受降水、温度等气候因子的影响,湖泊水质状态呈现季节性波动.研究选取东湖为研究对象,研究面源污染的源-汇效应,具有代表性,对于更好保护城市湖泊,合理利用湖泊资源提供了理论依据.     

武汉东湖近代沉积物中总氮、总磷与生物硅沉积与营养演化的动态过程

选择富营养化程度较高的武汉东湖作为研究对象,于2011年对其中4个子湖湖心的沉积物进行了采集,并分析了沉积物中总氮、总磷与生物硅含量。结果表明:对照东湖沉积速率(约0.33 cm·a-1),在底层41～50 cm(1860—1890年)与31～40 cm(1890—1920年),东湖4处子湖氮、磷、硅基本为湖泊自然沉积;在中层21～30 cm(1920—1950年),人类活动有所增强,沉积有所变化;表层沉积物0～10 cm(1980—2010年)、11～20 cm(1950—1980年)中氮、磷、硅沉积普遍上升,这一时期对应着东湖人类干扰活动的普遍增加。对东湖4个子湖的沉积物氮、磷与硅的对比研究表明:人类活动增加了对东湖氮、磷的排放,促进了东湖硅藻的生长及硅的消耗,东湖不同子湖之间氮、磷、硅的沉积存在着明显差异,这可能与人类活动的影响差异有关。     

武汉东湖近代沉积物中总氮、总磷与生物硅沉积与营养演化的动态过程

选择富营养化程度较高的武汉东湖作为研究对象,于2011年对其中4个子湖湖心的沉积物进行了采集,并分析了沉积物中总氮、总磷与生物硅含量。结果表明：对照东湖沉积速率（约0.33 cm·a-1）,在底层41～50 cm（1860—1890年）与31～40 cm（1890—1920年）,东湖4处子湖氮、磷、硅基本为湖泊自然沉积;在中层21～30 cm（1920—1950年）,人类活动有所增强,沉积有所变化;表层沉积物0～10 cm（1980—2010年）、11～20 cm（1950—1980年）中氮、磷、硅沉积普遍上升,这一时期对应着东湖人类干扰活动的普遍增加。对东湖4个子湖的沉积物氮、磷与硅的对比研究表明：人类活动增加了对东湖氮、磷的排放,促进了东湖硅藻的生长及硅的消耗,东湖不同子湖之间氮、磷、硅的沉积存在着明显差异,这可能与人类活动的影响差异有关。     

风险地图—环境风险管理的有效新工具

中国不断发生的重大环境突发事故使得环境风险管理提上了政府的议事日程,建立有效和实用的环境风险管理体系势在必行。近年来,风险地图已成为环境风险管理中迅速崛起的新领域。风险地图不但可以探讨污染物效应的空间特征,而且可作为风险可视化的重要工具。通过调研和分析大量文献,在描述了环境风险地图的功能、重要的风险地图类型基础上,以一个城市为例展示了风险图制作流程,最后,对环境风险地图在中国的应用和发展提出了建议。     

梯级水库群环境风险分析

为提高梯级水库群环境风险管理水平,加强流域生态环境保护,以溪洛渡-向家坝梯级水库为研究对象,基于灾害系统理论和系统动力学,对溪洛渡-向家坝梯级水库环境风险进行了系统梳理,辨识了梯级水库环境风险承载体、风险源、风险诱因,分析了环境风险传递机理,采用贝叶斯理论进行库区水体藻类爆发概率计算。结果表明:溪洛渡-向家坝梯级水库环境风险通过水流、电流、系统动力学流进行传播,并会影响到电站机组和水工建筑物的安全,由于水动力减弱和库区污染物排放,导致库区水体藻类爆发概率为2.42%,死鱼概率为1.21%,在此基础上,绘制环境风险传递拓扑图,并提出相应的环境风险管控措施。     

基于矿物晶体结构的场地重金属污染土壤结构化固定处置

重金属污染企业搬迁遗留场地的重金属污染问题是当前城市土地安全开发需解决的迫切环境问题。以广州市某钢铁企业搬迁遗留场地重金属污染土壤处置为例，系统研究污染重金属晶体结构化固定过程机制。对遗留场地土壤通过采样调查发现，在场地某些区域的土壤中，重金属Ni和Cd的浓度超过GB 15618-1995《土壤环境质量标准》二级标准，二次开发存在一定的环境风险。通过研发以氧化铝为基质的黏土固定剂，以一定比例与污染土壤混合后压实成型，在1100℃的温度下煅烧，通过X-射线衍射研究发现，烧结体中重金属以尖晶石晶体结构成分的形式固定。进一步采用TCLP毒性浸出程序研究烧结体中重金属的浸出风险，结果发现，烧结体中滤出液中重金属浓度均远低于GB 3838-2002《地表水环境质量标准》三类水标准值，获得烧结体中重金属浸出风险低。实现了重金属污染土壤的无害化处置，对于目前重金属污染企业遗留场地土壤处置具有重要意义。     

武汉严东湖近代沉积物中总氮、总磷与生物硅沉积及营养演化的动态过程

选择武汉近郊一中型浅水湖泊——严东湖为研究对象,对其进行了2个柱状沉积物的总氮、总磷、生物硅含量测试。结果表明：严东湖表层沉积物中总氮、生物硅含量总体均有所上升,而总磷近代含量有所下降。近代以来,硅藻的生长消耗了水体大量的硅与磷,表现为生物硅含量的显著上升,严东湖的营养程度有所上升。硅藻的生长与沉积影响到湖泊的沉积系统与过程,使营养盐比例与结构发生了变化,导致严东湖水体出现硅限制。     

江苏典型中华绒螯蟹养殖区抗生素污染特征与生态风险评估

为评价江苏典型中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)养殖区抗生素污染水平和生态风险,利用超高效液相色谱-串联质谱仪(UPLC-MS/MS)分别检测了江苏高淳和金坛4个中华绒螯蟹养殖塘水体和沉积物中大环内酯类、四环素类、β-内酰胺类、喹诺酮类和磺胺类5类抗生素水平。结果表明:研究区中华绒螯蟹养殖水体中均存在一定程度的抗生素污染。高淳养殖水体中污染物主要为喹诺酮类、四环素类和大环内酯类抗生素,而金坛养殖水体中5类抗生素分布均匀。4个养殖塘中,养殖塘GC2水体中抗生素检出浓度最高,主要包括盐酸金霉素(241.99 ng·L~(-1))、螺旋霉素(198.53 ng·L~(-1))、环丙沙星(168.81 ng·L~(-1))、沙拉沙星(165.40 ng·L~(-1))、诺氟沙星(126.17 ng·L~(-1))、恩诺沙星(117.42 ng·L~(-1))和依诺沙星(103.08 ng·L~(-1));而沉积物中抗生素含量均较低。水体抗生素浓度与对应的水质指标的相关性分析结果显示,水体克林霉素、强力霉素和青霉素G钠盐浓度与COD_(Mn)呈显著相关。采用风险商值法对水体残留抗生素进行风险评估,结果表明江苏高淳和金坛中华绒螯蟹养殖环境中残留抗生素具有一定的生态风险,尤其是养殖塘GC2水体中大环内酯类和喹诺酮类抗生素对相应敏感物种的风险较高,直接影响藻类等浮游植物的生长。建议控制该类抗生素在养殖过程中的使用,以降低生态风险。     

我国水生生物的二甲苯基准阈值探讨及其在风险评估中的初步应用

搜集筛选了二甲苯对我国淡水生物的急、慢性毒性数据。物种涵盖了昆虫类、甲壳动物类、鱼类、两栖动物类、环节动物类、软体动物类、轮虫类和浮游植物类。数据分析表明,甲壳类生物对二甲苯最为敏感。采用美国水生生物基准技术对二甲苯水质基准进行推算,得出保护我国淡水生物的二甲苯急性基准域值为1.41 mg·L-1,慢性基准为0.57 mg·L-1。基于获得的二甲苯基准值对我国部分流域二甲苯的暴露生态风险进行初步评估,结果表明二甲苯并未对这些水体中的水生生物造成潜在风险。本研究将为二甲苯水质标准的制修订和流域水环境管理提供技术支持。     

武汉市火车站广场灰尘中PCBs的污染特征及评价

于2017年3月采集武汉市的3个火车站广场灰尘样品30个,其中武汉火车站12个,武昌火车站8个,汉口火车站10个,采用气相色谱对样品中32种PCBs的含量进行了测定,并应用美国国家环保局(USEPA)的暴露评价模型对其进行了健康风险评价.结果表明,在武汉市3个火车站广场灰尘样品中∑PCBs的质量浓度范围分别是20.6—140 ng·g~(-1)(平均值为66.0 ng·g~(-1)),20.3—125 ng·g~(-1)(平均值为71.2 ng·g~(-1)),19.6—62.9 ng·g~(-1)(平均值为36.7 ng·g~(-1)),与国内外其它城市相比,PCBs污染较为严重,且六氯联苯所占百分比值均很高.健康风险评价结果显示,成人在武汉火车站和武昌火车站仅通过皮肤接触存在较轻的致癌风险,通过呼吸吸入及经口摄入途径不存在致癌风险;成人在汉口火车站3种途径均不存在致癌风险;儿童在武汉、武昌和汉口等3个火车站的3种途径不存在致癌风险.儿童及成人在3个火车站3种途径均不存在非致癌风险.     

国产防污漆中铜的海洋环境风险评估

为有效控制防污漆中杀生物活性物质给海洋环境带来的不利影响,亟需开展活性物质的环境风险评估研究,为筛选环境友好型活性物质提供依据。以25种国产防污漆中的铜为评估对象,采用防污漆活性物质环境风险评估的针对性方法,分步进行暴露评估、危害性评估和风险表征。暴露评估采用海洋防污剂预测环境浓度模型(MAMPEC)中的港口、码头和开阔海域等典型暴露场景;危害性评估基于铜对淡水和海水水生生物的慢性毒性数据,采用物种敏感度分布法和评估因子法;风险表征采用熵值法。结果表明,铜对全部水生生物和海水生物的预测无效应浓度分别为2.8和2.3μg·L~(-1),藻类对铜最为敏感。除1种配方外,其余24种防污漆配方中铜的风险熵均小于1,可判定铜为"相对低风险"类活性物质,使用上述防污漆时铜对生态环境造成的风险较小。铜在不同暴露场景中的环境风险分析表明其对水流交换较弱海域的码头造成的风险最大,其次是默认港口和码头,对于公海造成的风险最小。根据现有的评估结果,设计含铜型防污漆配方时,应使铜的释放速率不大于33.5μg·cm~(-2)·d~(-1),以避免对较封闭海域的生态环境造成不可忽视的风险。     

全三维环境下湖泊水位-容积曲线快速计算方法

为了从本质上提升湖泊水位-容积曲线计算的精度与效率,在分析对比传统水位-容积曲线计算方法的基础上,利用Civil 3D高程分析,结合.NET二次开发,建立了水位-容积曲线计算的新方法。该方法能够在全三维环境不降低实测地形图精度的条件下精确高效计算湖泊的水位-容积曲线,特别是对大范围的湖泊容积分析,具有更加明显的优势,让湖泊的传统水文分析技术有了质的提升。     

一株好氧反硝化细菌的鉴定及其在废水处理中的应用

从武汉市郊稻田土壤中分离得到一株好氧反硝化细菌HS-03,对其反硝化能力进行了研究.结果表明:细菌HS-03在好氧条件下能有效去除人工废水中的NO3-(10mmol/L),去除率达90%以上,并且在反应过程中没有NO2-的积累.菌株HS-03与Pseudomonasstutzeri的16SrDNA序列具有99.1%的相似性.对该菌株的16SrDNA序列以及生理生化特征分析表明,细菌HS-03是P.stutzeri的一个新分离种.实验采用ClastalW和PHYLIP程序对该菌株与报道菌进行了系统发育进化分析.图5表2参14     

华北典型污灌区有机氯农药残留特征及健康风险评价

在我国华北地区由于水资源的匮乏及农业生产的需要,采用污水灌溉与施用有机氯农药(OCPs)结合的农业管理方式普遍存在。大量OCPs则被引入到当地环境中,进而可能对该地区的居民产生潜在的健康风险。本研究分析石家庄市汪洋沟污灌区OCPs的残留状况,探讨污水灌溉条件下土壤-作物系统OCPs残留对土壤质量影响,并评价经口摄入及皮肤接触两种暴露途径下对人体产生的健康风险。结果表明:汪洋沟污灌区地表水、沉积物、土壤和玉米籽粒中检出了14种OCPs,其平均残留浓度分别为36.5 ng·L~(-1)、62.9 ng·g~(-1)、57.3 ng·g~(-1)和27.0 ng·g~(-1),滴滴涕(DDTs)是其最主要的污染物,占OCPs的73%以上,其次是六六六(HCHs)和甲氧滴滴涕。р,р'-DDT是DDTs的最主要成分,其主要来源于污水灌溉或近期DDTs的使用。γ-HCH是环境HCHs残留的主要成分,其主要来源于林丹的输入和使用。此外,在该地区污灌条件下OCPs残留对土壤中C、N循环及有机S的矿化产生一定的负面影响。研究区OCPs残留对人体产生的非致癌风险和致癌风险均不超过控制标准,但经口摄入所引致的非致癌风险应予以关注,其中р,р'-DDT与γ-HCH为主要风险物质。