水体微囊藻毒素污染对人群的非致癌健康风险

利用重庆某区2个水库的水样及水产品中微囊藻毒素的浓度,使用美国环境保护署推荐的健康风险评估模型计算微囊藻毒素通过饮水途径和食用水产品途径的人群非致癌健康年风险度以及两条途径的总非致癌健康年风险度.结果表明饮用水库A水的非致癌健康年风险度为0.001×10-6~0.004×10-6 a-1,饮用水库B水的非致癌健康年风险度为0.002×10-6~0.046×10-6 a-1;食用水库A水产品的非致癌健康年风险度为0.083×10-6~0.262×10-6 a-1,食用水库B水产品的非致癌健康年风险度为0.116×10-6~0.747×10-6 a-1,白鲢是水库A与水库B非致癌健康年风险度最高的水产品.水库A两条暴露途径的总非致癌健康年风险度的最大值为0.266×10-6 a-1;水库B两条暴露途径的总非致癌健康年风险度的最大值是0.793×10-6 a-1.水产品的非致癌健康年风险度高于饮水;水库B两条暴露途径的的总非致癌健康年风险度接近国际上最常用的最大可接受风险水平1.0×10-6 a-1.应优先加强水库B中微囊藻毒素的监测,同时限制食用水库A和水库B的水产品,特别是白鲢.     

贵州高原水库汞的分布特征及其对富营养化的响应

于2012年11~12月采集贵州不同营养状况的6座水库——三板溪水库、龙滩水库、万峰湖水库、百花湖水库、红枫湖水库和阿哈水库水样,分析水体中汞的形态分布及与水体富营养化之间的关系,探讨水体汞形态及其分布特征对水体富营养化的响应.结果表明:6座水库总汞浓度的平均值为(5.82±4.99)ng/L,其中在阿哈水库的库中和百花湖水库的岩脚寨采样点存在不同于其它点的局部污染源;MeHg浓度平均值为(0.08±0.07)ng/L,阿哈水库的MeHg浓度较高是其它水库的2~10倍,约为0.26ng/L.在枯水期,贵州6座水库的富营养化程度不同,其中三板溪水库和龙滩水库为表现为贫营养型;万峰湖水库表现为为贫中营养型;百花湖水库和红枫湖水库表现为为中富营养型;阿哈水库为富营养型.富营养化指数与总汞、甲基汞和溶解态甲基汞皆呈显著正相关(r=0.477,P<0.05; r=0.558, P<0.05;r =0.502, P< 0.05, n=19).富营养化对水库生态系统中形态汞之间的迁移和转化有着重要影响,为溶解态汞和甲基汞的生成提供了有利条件,对水体中汞的地球化学循环的影响不可忽视.     

湖泊和水库中甲基汞行为的多介质模型研究

以QWASI模型为例 ,简介了多介质环境数学模型 ,并运用模型对氯化甲基汞的行为进行了研究。计算结果表明 ,在环境条件满足一定要求的情况下 ,空气是水体中污染物的主要来源相 ,与文献报道一致。证实了多介质环境模型在湖泊和水库体系汞行为模拟中的适用性。通过对多个模型输入参数进行敏感度分析 ,发现污染物在空气中的背景浓度、水体流域面积、水中溶解度、年降雨量等较为重要。针对现有QWASI模型研究水体中汞行为的局限 ,探讨了改进模型的思路和方法     

不同类型城市人工湿地水体汞的分布特征

为了解城市人工湿地水体中汞的时空分布及甲基化特征,以便探究其潜在的汞暴露生态风险,在重庆市选择4个不同类型的人工湿地,于2017年3月～2018年3月,按季度采集垂直剖面水样,分析总汞(THg)和甲基汞(MeHg)的分布.结果表明:城市人工湿地由于景观布局、功能设置不同,其汞分布特征有一定差异. 4个湿地水体THg均高于背景水域,但远低于有污染历史的水体;湿地中部水体THg均略高于进、出水口,表明城市湿地对水体THg有截留作用.除彩云湖湿地出水口MeHg浓度高于入水口外,其余3个湿地出水口MeHg均低于入水口;湿地中水体MeHg呈随水深增加而升高的趋势,且MeHg占THg的比例(MeHg/THg)均高于其他水域,说明城市湿地具有净汞甲基化的作用. 4个城市湿地水体THg春秋两季高,夏季略有降低,冬季最低;水体MeHg冬季最低,而其他三季差异不大但远高于冬季,约为冬季的3倍.本研究明晰了城市湿地中汞的时空分布和甲基化规律,探究了人类活动对湿地的干扰程度和湿地的响应特征以及湿地汞对下游流域的影响,从控制潜在汞暴露风险的角度,为人工湿地建设提供建议.     

三峡水库支流汝溪河河口水体汞的时空变化特征

为探究三峡水库水位调度过程中支流河口汞的变化特征,选取三峡库区腹心地带的典型支流汝溪河河口为研究区域,设置4个断面,分别于蓄水期(9～10月)、淹没期(11～12月)、退水期(2～3月)及落干期(5～6月)这4个时期分层采集水样,分析了水样中的总汞(THg)、颗粒态汞(PHg)、溶解态汞(DHg)、活性汞(RHg)、总甲基汞(TMeHg)及溶解态甲基汞(DMeHg).结果表明,汝溪河口区域THg和TMeHg的质量浓度与中国其它水库或天然水体相接近.不同深度水体中DHg和TMeHg的质量浓度存在显著性差别,其原因是水体中的DHg和TMeHg可能来源于沉积物的再悬浮.对比同时期不同断面各形态汞质量浓度的差别,发现蓄水期长江干流来水方向的不同将导致河口区域THg和PHg的质量浓度分布不均;退水期河口水体中的颗粒物会吸附并携带大量的PHg,导致水体中THg的质量浓度明显高于其它时期.水位较为稳定的淹没期和落干期TMeHg的质量浓度明显高于其它两个时期,表明稳定的水位可能更有利于水体中甲基汞的积累,而水体的剧烈扰动会明显降低水体中TMeHg的质量浓度.     

三峡水库消落带土壤与优势植物淹水后对土-水系统汞形态的影响

三峡库区消落带落干期植被生长茂盛,蓄水后消落带被淹没,土壤-植物系统在长时间淹水情况下,随着体系内物理化学性质的改变,汞形态也会发生变化,从而对库区水生生态系统中汞含量以及形态带来一定的影响.为此,本研究选取三峡库区4种优势植物室内栽培,再进行室内模拟淹水试验,研究淹水后土壤、水体中甲基汞(Me Hg)以及其他形态汞的变化.结果表明,淹水过程中植物的存在有利于土壤Me Hg的生成,同时对上覆水不同形态汞浓度影响显著.狗牙根作为消落带优势种,由于其体内总汞及甲基汞含量较高,淹水后对土壤以及上覆水系统中甲基汞以及其他汞形态的影响最为明显.淹水第90 d,狗牙根+土+江水(B1)处理土壤Me Hg的含量最高,为(1 135.86±113.84)ng·kg~(-1),是不加植物的对照处理土+江水(CK2)中土壤Me Hg含量的2倍左右;上覆水总甲基汞(TMe Hg)、溶解态甲基汞(DMe Hg)、总汞(THg)、溶解态汞(DHg)和活性汞(RHg)均呈峰值偏左的抛物线状变化,在第30 d时达到峰值,其中B1处理上覆水TMe Hg、THg和DHg最高,分别为(2.88±0.06)、(40.29±2.42)和(35.51±3.77)ng·L~(-1),三者中溶解态汞是其主要存在形式.因此可以推测三峡库区消落带植物淹水后将增加水库汞污染负荷.     

投饵养鱼对潘家口水库围隔中浮游植物及水质的影响

2009年8月～10月在潘家口水库进行现场围隔试验,研究了投饵、投饵单养鳙鱼(Aristichthy novilis)、鲤鱼(Cyprinus carpio)及投饵混养鳙鲤鱼对浮游植物和水质的影响.结果表明,试验期间潘家口水库水体浮游植物密度维持在2.6×106个·L-1水平,氮、磷质量浓度比达112,磷是潜在的限制性...     

原位掩蔽对底泥汞释放的抑制效果及中试评估

为解决贵州省百花湖底泥中的汞污染问题,研究了原位掩蔽对底泥中汞释放的抑制效果. 选择沸石、高岭土和赤铁矿为掩蔽材料,通过模拟试验,确定原位掩蔽的最佳覆盖厚度为2.0 cm,此时沸石、高岭土和赤铁矿对底泥汞释放的控制率分别为47.1%、64.9%和62.3%,说明最佳掩蔽材料为高岭土. 以高岭土为掩蔽材料的情况下,试验实施7 d后,水体扰动对控制率的影响不足6.7%. 中试区位于百花湖重度污染区,面积约为22 000 m2,采用驳船少量多次撒布高岭土原位掩蔽汞污染底泥,控制覆盖厚度为2.0~3.0 cm,按月连续监测6次. 结果显示,高岭土对汞污染底泥的控制率达到47.1%. 模拟试验及中试效果显示,高岭土原位掩蔽可有效抑制底泥中汞的释放,并且较薄的覆盖厚度可降低工程成本和对湖底生态系统的影响.      

三峡库区燃煤,土壤和水库底泥中含汞量分布特征

详细研究了长江三峡库区燃煤，土壤和沉积物中汞的分布特征，以及湖泊沉积物中不同形态汞的含量，探讨了水库汞污染加重原因。     

三峡库区消落带沉积物-水界面汞的扩散特征

通过模拟实验研究了三峡库区消落带沉积物-水界面汞及甲基汞的扩散。结果表明,三峡库区消落带浅水沉积物中的甲基汞占总汞的比例为0.41%±0.29%,深水沉积物中的甲基汞占总汞的比例为0.74%±0.52%。深水沉积物比浅水沉积物具有更高的甲基汞产率。随着淹水时间的延长,沉积物中甲基汞的含量呈指数增长。沉积物中的甲基汞生成动力学方程符合零级反应方程。沉积物中无机汞的扩散以Freundlich修正式拟合效果最好,相对好氧的环境更有利于沉积物中无机汞的释放。相应地,甲基汞的扩散以抛物线扩散方程拟合效果最好,黑暗厌氧的环境更有利于沉积物中甲基汞的释放。三峡库区消落带沉积物-水界面无机汞的扩散通量为154.65±47.12~160.23±56.19 ng/(m~2·d),甲基汞扩散通量为7.61±3.39~7.79±4.56 ng/(m~2·d)。随着淹水时间的增加,孔隙水无机汞及甲基汞向上覆水体的释放通量均表现为先增加后减小的趋势。沉积物中的甲基汞对上覆水体甲基汞含量的贡献率为1.5%~14.3%,释放量为0.28~0.85 kg/a。而沉积物中的汞对上覆水体汞含量的贡献率为0.20%~1.70%,释放量为5.64~17.55 kg/a。     

唐山陡河水库沉积物汞的分布、来源及污染评价

为弄清陡河燃煤电厂大气汞沉降对毗邻的陡河水库沉积物中总汞、甲基汞的贡献及其污染程度,于2013年8月对陡河水库沉积物进行了采样,测定了沉积物中总汞、甲基汞、有机质以及孔隙水中溶解态汞含量等参数,运用地累积指数法评价了陡河水库沉积物的汞污染现状和污染程度.结果表明,陡河水库沉积物中总汞含量(dw)范围为19~97 ng·g~(-1),甲基汞含量(dw)范围为0.02~1.27 ng·g~(-1),均表现为表层高于底层,说明陡河水库沉积物的汞含量正逐年升高,外源汞输入对陡河沉积物负荷产生了一定的影响.受电厂大气汞干湿沉降影响,陡河水库周边土壤汞含量(dw)平均值为22 ng·g~(-1),而陡河水库3个沉积物柱库心总汞含量最高,其次为西支,东支最低.结合上游大黑汀水库较高的沉积物汞含量(总汞平均值为176 ng·g~(-1)),以及陡河水库附近较低的土壤汞含量,初步判断陡河水库沉积物中汞的主要来源为大黑汀水库的高汞水源输入,电厂汞沉积输入贡献相对较小.陡河沉积物总汞、甲基汞与有机质之间均呈显著的正相关关系,表明沉积物中有机质具有较好的吸附总汞和甲基汞的能力,并对甲基汞产生具有重要作用.地累积指数Igeo的评价结果表明,陡河水库各点位沉积物的汞污染程度依次为库心西支东支,库心和西支属于中度污染,东支属于轻微污染.大黑汀水库受周边采矿企业影响,两个采样点沉积物的地累积指数污染评价属于中强污染和强污染.     

Trophic transfer of mercury and methylmercury in an aquatic ecosystem impacted by municipal sewage effluents in Beijing,China

Gaobeidian Lake, located in Beijing, China, serves as a recipient lake for efluents from a large municipal sewage treatment plant (MSTP). In order to evaluate the effects of discharging MSTP efluent on the mercury contamination of the local aquatic ecosystem, sediment cores, water, plankton, fish, and turtle samples were collected from Gaobeidian Lake for mercury speciation analysis. High concentrations of total mercury (T-Hg) were detected in sediment cores (5.24–17.0 μg/g dry weight (dw), average: 10.1 μg/g). The ratio of methylmercury (MeHg) to T-Hg was less than 0.3% in sediments and ranged from 35% to 76% in biota samples. The highest level of T-Hg and MeHg were found in aquatic bryophyte and crucian carp (3673 and 437 ng/g dw, respectively). The relative contents of MeHg were significantly correlated with trophic levels (R2 = 0.5506, p 0.001), which confirmed that MeHg can be bio-transferred and biomagnified via food chain in this aquatic ecosystem.     

Trophic transfer of mercury and methylmercury in an aquatic ecosystem impacted by municipal sewage e uents in Beijing, China

Gaobeidian Lake, located in Beijing, China, serves as a recipient lake for e uents from a large municipal sewage treatment plant (MSTP). In order to evaluate the e ects of discharging MSTP e uent on the mercury contamination of the local aquatic ecosystem, sediment cores, water, plankton, fish, and turtle samples were collected from Gaobeidian Lake for mercury speciation analysis. High concentrations of total mercury (T-Hg) were detected in sediment cores (5.24–17.0 g/g dry weight (dw), average: 10.1 g/g). The ratio of methylmercury (MeHg) to T-Hg was less than 0.3% in sediments and ranged from 35% to 76% in biota samples. The highest level of T-Hg and MeHg were found in aquatic bryophyte and crucian carp (3673 and 437 ng/g dw, respectively). The relative contents of MeHg were significantly correlated with trophic levels (R2 = 0.5506, p < 0.001), which confirmed that MeHg can be bio-transferred and biomagnified via food chain in this aquatic ecosystem.     

贵州万山汞矿区汞的环境污染及对生态系统的影响

通过对贵州万山汞矿地区环境样品(水、土壤、植物、农作物和动物)的系统研究,发现该地区的环境汞污染以土壤、大气污染为主,水体基本处于正常范围.土壤汞含量为24.31～347.52mg·kg^-1,比全国土壤平均值高出2～3个数量级;水中汞含量除了冶炼厂荷花池中含量较高外,其它水体为0.10～0.68ng·mL^-1.由于矿山长期的开采和冶炼,整个环境的汞污染严重,当地的植被、农作物、动物中存在明显的汞蓄积,各种植物不同部位的汞含量为0.47～331.4mg·kg^-1;苔藓可以高度富集汞.     

汞对鲤鱼(Cyprinus carpio L.)组织中某些元素含量比的影响

用扫描电子显微镜-X射线能谱仪测定了鲤鱼、脑、肝胰脏等器官中元素Na、P、K的含量比与其对汞吸收量之间的关系。结果表明,经高浓度汞(0.1mg/L)处理的鱼体组织中含汞量与Na呈正相关,与P、K呈负相关;经低浓度处理(0.01mg/L),其相关性不明显,但其净效应差值(ΔHg)与各元素含量比有密切关系,即ΔHg=0时比值最高。     

苏南水库硅藻群落结构特征及其控制因素

为了解我国东南湿润区丘陵山地型水库硅藻的群落结构特征和控制因素,于2015年6月硅藻水华敏感期对苏南地区18座水库的浮游植物群落结构和水质进行调查,分析了营养盐、水深、库容等因素与硅藻及其它浮游生物的关系.结果表明,硅藻达到轻度水华水平(硅藻细胞含量介于100~1 000万cells·L~(-1))的水库有10座,对供水和景观功能产生明显影响;苏南地区水库普遍处于中营养和富营养水平,总氮浓度普遍偏高,磷及营养状态指数与硅藻生物量的关系密切;苏南地区水库中的浮游植物在数量上以蓝藻门中的席藻为主,在生物量上则以硅藻门、绿藻门和蓝藻门为主,其中硅藻门浮游植物平均占总浮游植物生物量的46.8%,是浮游植物异常增殖的主要门类;硅藻门中,主要是针杆藻、小环藻、曲壳藻和直链藻这4个种属占优,特别是针杆藻和小环藻,平均占硅藻总生物量的51.6%和21.4%;较深的水体,利于硅藻成为主要优势藻门;较大的水库流域库容比和较高总磷水平会导致水库营养水平和叶绿素浓度增加,促进浮游植物从硅藻门向绿藻门、蓝藻门演替,增加藻类危害的风险.因此,对于该地区水库,需要加强流域管理,并且针对水库自身的特点,包括水深、流域库容比等,确定其特定的富营养化控制策略,从而减少硅藻等藻类水华发生的风险,提升水源地水质安全保障能力.     

乌江流域东风水库沉积物中汞及甲基汞的时空分布特征

为弄清东风水库水库沉积物中汞及甲基汞的时空分布特征,于春、夏两季对东风水库进行了采样,分别采用王水水浴消解-冷原子荧光法和萃取-乙基化结合GC-CVAFS法测定沉积物总汞和甲基汞的浓度。结果表明,春、夏两季东风水库沉积物的总汞剖面分布特征具有良好的一致性,没有明显的季节性变化;水库沉积物甲基汞浓度表现为夏季略高于春季,中、下游略高于上游,但在垂直方向上的分布规律不明显,并未像其他的水库一样在沉积物剖面中出现峰值。     

破坏水库水温分层系统的能量效率估算:以金盆水库为例

为指导高效节能的破坏水库水温分层技术及系统的选择,需建立统一的能量效率基准.根据质量守恒和热量守恒定律,求出分层水库水体完全混合后的水温,计算水库水体混合前后的重心;采用库容以及与水温相关的密度等数据,对水深方向各微小水层的势能进行积分得到水体总势能,混合后水体总势能的增加量即为破坏分层所需的最小理论能量,应用耗电量估算法得到破坏分层所产生的最小碳排量;破坏分层系统的能量效率为破坏分层的最小理论能量与实际输入能量之比.以西安金盆水库为例,采用数值模拟方法计算不同水位下的水库库容,应用该方法估算了水库不同季节破坏分层所需最小能量和扬水曝气破坏分层系统的能量效率.采用数值模拟方法计算不同水位下的水库库容,计算破坏分层所需最小能量.结果表明随水体垂向温度梯度的增加而增大,在6~10月期间相对较高,7月达到最大值2432.08kW?h;该水库扬水曝气破坏分层系统的能量效率约为4%;在水温分层开始阶段运行破坏分层系统可有效降低破坏分层所需的能耗,减少碳排放量.     

富营养化饮用水源地山仔水库限制性营养元素研究

世界范围内关于水体富营养化的研究表明,流域尺度上营养盐的控制和削减是修复富营养化水体的关键措施,甄别水体限制性营养元素进而采取相应的控制措施是修复富营养化水体的有效途径.本文在时空格局上分析了富营养化饮用水源地山仔水库的限制性营养元素.结果表明,2003—2012年,山仔水库初级生产力的关键限制性营养元素为磷.秋、冬、春季,水体总磷浓度在0.02~0.09 mg·L-1左右,TN/TP原子比值在35~72之间,表明TP浓度相对低,磷为限制性营养元素;夏季表层水TP浓度在0.06~0.13 mg·L-1左右,TN/TP原子比值在11~13之间,表层水溶解性磷的浓度较低,磷主要蓄积在藻细胞内,由于温跃层的存在,底层释放的磷无法向表层水补给,故溶解态磷相对缺乏.总之季节变化对磷的限制性作用有显著影响.通过对山仔水库2003—2012年水体TP浓度和叶绿素a浓度相关性分析得出,修复水体需要控制的TP浓度阈值为0.028 mg·L-1.根据上述结果综合分析了已采取修复措施的效果,从而进一步提出了山仔水库富营养化的修复策略.     

WASP模型湖库水环境模拟国内外研究进展综述

WASP（The water quality analysis simulation program）模型是美国环保局（EPA）推荐使用的水质模型之一,数年来被广泛应用于各类水体的水质模拟、预测和决策制定.本文简述了WASP模型的基本原理,针对湖泊和水库较为相似的水环境特征,阐述了WASP模型在湖库水环境中应用的国内外进展,总结和分析了WASP模型的应用前景和不足之处,为进行湖库水环境模拟研究和模型的选用提供一定的参考依据.