淮河支流污染物综合降解系数动态测算

确定河流污染物综合降解系数动态变化规律对提高水环境容量测算精度和水环境管理具有重要意义。通过现场模拟法,采用一维稳态模型测算了淮河支流洪河五沟营-塔桥乡河段COD、氨氮和总磷在枯水期、平水期和丰水期的综合降解系数,COD、氨氮和总磷降解系数在各水期的关系为枯水期平水期丰水期,提出了建议值并利用实测浓度对计算结果进行了检验,结果表明,不同水期综合降解系数吻合情况较好。     

基于SWAT模型的松花江流域哈尔滨段径流量模拟

应用SWAT模型对朱顺屯—大顶子山断面(66 km)的松花江流域进行小区域径流模拟,选取2010—2013年的月实测数据进行参数的率定和验证,并对模型几个重要参数敏感性分析,总结参数取值变化对模拟结果的影响规律。结果表明:模拟结果的相对误差(Re)、相关系数(R2)和月径流模拟效率系数(Ens)分别为0.09、0.84、0.78,均在保证值范围内,说明SWAT模型适用于小范围流域内分布式水文模型的建立,对松花江哈尔滨段水文模型的建立具有指导作用。     

邻苯二甲酸酯在松花江吉林段水体中的分布规律

邻苯二甲酸酯是一类含有苯环的有机污染物,易在生物体内富集,所以开展水体中邻苯二甲酸酯的分布规律研究至关重要。对松花江吉林段2008年3月份不同监测断面的水体进行监测,通过GC-MS定性分析和GC定量分析,确定该江段水体邻苯二甲酸酯类污染物的分布规律、污染状况与污染水平。研究结果表明,松花江吉林段水体中主要的邻苯二甲酸酯类污染物是邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛酯,其分布的总体趋势是更易存在于水相中。     

2012—2019年松花江干流底栖动物群落变化及其对水环境因子的响应

底栖动物是水生态系统的重要组成部分,其群落特征通常用来评价水生态环境质量。研究了2012—2019年松花江干流水生态环境质量状况、变化趋势,并应用冗余分析(RDA)探究底栖动物群落结构特征与水环境因子之间的响应关系。结果表明:8年间共鉴定出底栖动物246个分类单元,隶属于4门、9纲、25目、58科、69属,其中水生昆虫的EPT物种为99个分类单元,占总物种数的40.24%;水生昆虫的其他物种为68个分类单元,占总物种数的27.64%;软体动物为36个分类单元,占总物种数的14.63%;环节动物为25个分类单元,占总物种数的10.16%;甲壳动物为18个分类单元,占总物种数的7.32%。底栖动物密度总体呈上升趋势,种类组成总体有所增多,其中环节动物、软体动物和甲壳动物有向水生昆虫转变的趋势,群落结构相对稳定且主要以水生昆虫占比最多,底栖动物密度平均值为5.97×10³个/m²,变化范围为2.86×10³~8.98×10³个/m²,优势科(属)主要为小蜉属Ephemerella、小寡脉蜉属Oligoneuriella、扁蜉属Heptagenia、等蜉属Isonychia、纹石蛾科Hydropsychidae、缺叉多距石蛾属Polycentropus、摇蚊科Chironomidae和圆田螺属Cipangopaludina等。生物指数评价结果多数为"中等"及以上,评价结果趋于稳定,且下游评价结果好于上游。松花江干流的水环境质量变化阶段性明显,溶解氧含量升高,氨氮呈下降趋势,其余指标呈波动变化。冗余分析(RDA)结果表明:影响松花江干流底栖动物群落结构变化的主要环境因子是随时间推移而变化的,其中溶解氧、生化需氧量、化学需氧量、总磷、氨氮和总氮等指标是影响该监测区域底栖动物群落分布的重要环境因子。     

松花江哈尔滨段藻类植物分布及其与环境因子的关系

松花江哈尔滨段流域是哈尔滨市重要的水源地,也是松花江重要的组成部分,其生态环境问题一直受到国内外学者密切关注,且近年来松花江哈尔滨段水体改善程度较为明显,流域内水体变化程度越来越受到相关学者和民众的重视,研究松花江哈尔滨段水体变化趋势意义明显。该研究的创新性在于运用典范对应分析(CCA)探究藻类植物与环境因子变化的关系,并运用欧洲硅藻数据库(EDDI)验证主要环境因子的准确性。国内现行的一些常规理化指标单独评价水体质量较为单一,不能更好地满足现行的水环境管理要求,并且对于水环境的变化反应效果及准确度较低。该研究运用相关理化指标数据和藻类植物的种类及丰度等的年际变化,实现从单一理化指标评价改善为理化和生物指标双重评价,从而更加具体地反映出松花江哈尔滨段水体状况的变化趋势。     

松花江流域水生态环境质量评价研究

采用生物完整性指数(IBI)法评价松花江流域的水生态环境质量。对25个候选生物参数进行敏感度分析、Pearson相关性分析,最终筛选出由总分类单元数、EPT分类单元数、EPT密度、敏感种分类单元比例、敏感物种数量、Hilsenhoff生物指数(HBI)6个核心参数构成的IBI评价指标。采用95%分位数法建立了IBI评价标准,将IBI评价结果划分为5个等级:大于35.84为优,26.88~35.84为良好,17.92~26.88为一般,8.96~17.92为较差,小于8.96为很差。结果表明,建立的IBI评价方法适用于松花江流域水生态环境质量评价,松花江流域各位点30.0%生物状况为优和良好,23.3%为一般;46.7%为较差和很差,说明流域内近一半区域的水生态质量存在不同程度的受损。流域生境质量主要处于一般-良好的状态;水质处于轻度污染。     

松花江底栖动物分布规律及与理化评价差异研究

2012—2015年对松花江干流11个断面21个点位进行底栖动物群落监测,在7种单一指数评价的基础上运用简单的叠加法进行综合评价,并与常规理化监测与评价进行了比较。结果显示,与2012年相比,2013年松花江干流底栖动物物种较丰富,各点位评价结果有所提升;2015年摆渡镇-同江段多为清洁等级,水环境生态质量稳中趋好,下游改善明显。结果显示,生物学评价与理化评价存在明显的差异,在水质改善的过程中生物学评价更灵敏、更显著。     

松花江流域水生态环境中生物与生境和化学要素间的关联 性研究

利用2012年松花江流域生物、生境和水质的调查数据,采用生物完整性指数(IBI)评价松花江流域的水生态环境质量,并着重对IBI评价结果与生境质量、水质间的关系及生物与生境和化学参数间的相关关系进行了分析。结果表明,松花江流域IBI评价结果与其生境质量存在显著正相关,与水质评价结果基本一致。生境质量及大多数生境参数均与多项生物参数间存在显著/极显著的相关关系;其次,COD、CODMn、BOD5、TN、TP等超标化学因子也与多项生物参数存在显著/极显著的相关关系,说明生境受损和有机污染压力是引起松花江流域水生态环境质量变化的主要压力。为恢复和改善松花江流域的水生态质量,研究建议针对流域生境质量和超标化学污染开展相应的保护和控制措施。     

松花江下游底栖动物组成及其环境指示作用

2005—2010年对松花江佳木斯江段3个断面进行大型底栖动物生态调查,共发现大型底栖动物51种,其中水生昆虫33种,软体动物9种,甲壳动物3种,环节动物6种。3个断面均以水生昆虫的种类数为最多,其次为软体动物,两者在各断面的年度监测中均能被观测到,且出现频率较高;环节动物与甲壳动物的种类数较少,且出现频率较低。底栖动物群落特征和水质生物学评价显示,佳木斯江段水质虽呈波动状态,但整体呈不断改善趋势,主要与溶解氧、氨氮以及总磷等指标的不断改善相关。     

松花江流域大型底栖动物生物完整性指数构建及其适用性

利用生物完整性指数评价河流健康状态,对于水环境管理决策具有重要的实践意义。基于大型底栖动物构建生物完整性指数(B-IBI),并评价松花江流域的水生态系统健康状况。在松花江主要干支流设定37个采样点,分别于2016年6、9月进行环境因子和大型底栖动物调查研究。最终从28个候选参数中确定了种类总数、摇蚊种类数、敏感种百分比、Hilsenhoff指数、Marglef指数作为核心参数构建B-IBI。通过0～10赋分法,计算得到了松花江流域全部采样点的生物完整性评价得分。结果显示,松花江流域内60%区域生物状态存在不同程度的损害。另外,B-IBI能够综合反映松花江大型底栖动物群落多样性、生境质量、理化水质等,具有一定的适用性。     

Distribution and contamination assessment of heavy metals in sediment of the Second Songhua River, China

The Second Songhua River was subjected to a large amount of raw or primary effluent from chemical industries in Jilin city in 1960s to 1970s, resulting in serious mercury pollution. However, an understanding of other trace metal pollution has remained unclear. The objective of this study was to investigate trace metal contamination in the sediment of the river. Bottom sediment samples were taken in the river between Jilin city and Haerbin city in 2005. An uncontaminated sediment profile was taken in the Nen River at the same time. Total concentrations of Al, Fe, Mg, Ca, K, Na, Ti, Mn, V, Sc, Co, Cu, Cr, Ni, Pb and Zn in the sediment samples were measured by ICP-MS or ICP-OES, following digestion with various acids. Concentrations of Co, Cu, Cr, Ni, Pb and Zn in the surface sediments were 5.1–14.7, 18.5–78.9, 2.4–75.4, 7.2–29.0, 13.5–124.4, and 21.8–403.1 mg/kg, respectively, generally decreasing along the course of the river from Jilin city to Haerbin city. Background concentrations of trace metals were reconstructed by geochemical normalization to a conservative element scandium. Results showed that concentrations of Co, Cr, and Ni in the sediment were generally only slightly higher than or equal to their background values, while concentrations of Cu, Pb, and Zn in the some sediment samples were significantly higher than their background values. In detail, the sediment at Jilin city was moderately contaminated by Cu, and the sediment of the Second Songhua River was moderately contaminated by Pb and Zn. The top layer (0–10 cm depth) and bottom layers (30–46 cm depth) of one sediment profile at Wukeshu town were generally moderately polluted by Pb and Zn. Synthetically, the surface sediment in the studied river section was classified as natural sediment without ecological risk by the sediment pollution index (SPI) of Cu, Cr, Ni, Pb and Zn. Only the 30–45 cm depth of the sediment profile at Wukeshu town was classified as low polluted sediment by the SPI of these metals, recording a historical contamination of the river in the 1960s to 1970s. This buried contamination of trace metals might pose a potential risk to water column under disturbance of sediment. Foundation item: The National Basic Research Priorities Program of China (2004CB418502)