乌鲁木齐河流域径流与气候变化的年内相关性分析

为了分析干旱区河流乌鲁木齐河径流在年内的分配及变化特征,定量辨析气温、降水对径流年内变化的驱动作用,根据流域水文气象台站的观测资料,对1993-2012年乌鲁木齐河山区流域降水、气温与径流变化的特征和趋势进行了分析,并对降水、径流的集中期和集中度进行分析,以期发现径流对降水的时滞效应;运用正积温来拟合温度与径流的关系.在此基础上,运用灰色关联度和相关分析法分析径流与气候变化的关联程度.结果表明,降水和气温直接或间接地对径流产生影响,三者各有其年内变化特征,又存在着很大的相关性.     

基于L-THIA模型的温榆河流域非点源污染负荷变化分析

为研究温榆河流域城市化过程中土地利用变化对非点源污染负荷的影响,基于GIS(地理信息系统)和RS(遥感),利用二次开发改进后的长期水文影响评价(L-THIA)模型,采用实地测得的EMC(事件平均浓度)数据,模拟了1992年和2009年非点源污染负荷量.结果表明,1992-2009年的城市化过程中商业用地、交通用地和住宅用地分别增加了13.95％、20.46％和85.76％,农业用地和水域分别减少40.04％和9.64％,导致非点源污染负荷量(总磷除外)明显增加.其中,总氮增加了3.31％,氨氮增加了12.20％,BOD5(5日生化需氧量)增加了11.87％,CODMn(化学需氧量)增加了7.62％,TOC(总有机碳)增加了15.46％,总磷下降了12.84％.交通用地、商业用地的非点源污染产出能力最强,应该成为非点源污染的重点控制区域.     

基于多层次集对分析的退役铀尾矿库区浅层地下水污染风险评价

退役铀尾矿库区浅层地下水污染风险评价体系存在不足。根据库区污染物的垂向迁移过程划分3个理想层并逐层进行污染风险分析,整合常用地下水污染风险的评价方法建立评价指标体系。为降低评价系统的不确定性,在采用层次分析法确定各层指标权重的基础上,由指标层确定系统层的综合指数,将该综合指数当作观测值通过直线形测度函数确定系统层未知测度评价矩阵,由此建立了污染风险评价等级与集对分析联系数的对应关系,并进行集对势分析呈现风险态势,构建退役铀尾矿库区浅层地下水污染风险评价体系。通过评价实例验证了构建的退役铀尾矿库区浅层地下水污染风险评价体系可行,评价结果属于中等污染风险等级,且集对势分析结果表明实际系统的污染风险态势较低。     

基于博弈论-模糊物元的地下水环境健康评价模型构建及应用

在分析现有地下水环境健康状态评价模型缺陷的基础上,基于可拓学原理,通过信息熵法确定客观权重,层次分析法确定主观权重,结合非对称贴近度方法改进最大隶属度原则及博弈论组合赋权思想得出综合权重,构建了基于博弈论和模糊物元的地下水环境健康状态评价模型,并选取黄河流域4个地区对模型的有效性进行了验证。结果表明,该模型适用于具有模糊性、不确性与多目标的地下水环境健康状态评价,能较好地避免因权重赋值的片面性造成的评价结果偏差问题,其评价结果同时反映了地下水环境健康等级与发展趋势。     

名山河流域水稻土组分对微团聚体吸附-解吸Hg2+的影响

以名山河流域水稻土为例,通过实验室模拟,采用等温吸附法和NaNO3、HCl溶液解吸法,研究了土壤组分(有机质、游离氧化铁)对原土及各粒径微团聚体吸附-解吸Hg2+的影响。结果表明:1)原土及各粒径微团聚体对Hg2+的吸附量随平衡溶液质量浓度增大而增加,吸附量与阳离子交换量、有机质质量比、游离氧化铁质量比呈极显著正相关(R2=0.9746~0.9836);Langmuir方程拟合效果最佳,达到显著水平(R2=0.9988~0.9996);分布系数Kd值与Hg2+初始质量浓度呈负相关;2)去除土壤组分后,原土及各粒径微团聚体对Hg2+的吸附量均有所减少,吸附减少量与有机质和游离氧化铁去除率呈显著正相关(R2=0.9960,R2=0.9468);3)原土及各粒径微团聚体对Hg2+的解吸率随吸附量增加而增加,并且以专性吸附的解吸为主,其解吸率在50%左右;去除各土壤组分后,原土及各粒径微团聚体对Hg2+的非专性吸附的解吸率增加,专性吸附的解吸率降低,土壤中Hg2+的流动性更大,对流域内地下水、土壤生物及作物的潜在威胁增大。     

秦岭安河铅锌尾矿复垦区重金属污染现状分析

系统采集秦岭安河铅锌尾矿复垦区尾砂、覆土、蔬菜、作物和中药材等样品,采用火焰原子吸收光谱法测定了样品中Pb、Zn、Cu、Cd 的质量比,并依据国家标准对其进行了评价.旨在调查当地铅锌尾矿复垦作物的重金属污染现状,探讨蔬菜、作物和中药材等重金属污染与覆上、尾砂的关系.提出防控铅锌尾矿复垦作物重金属污染的技术对策.结果表明:1)尾矿复垦与污灌作物中的重金属普遍超标,不能食用,其中污灌地菠菜叶Ph超标1 910倍,葱叶Cd超标1750倍.复垦地玉米籽粒Pb超标35倍,黄豆籽粒Cd超标.189倍;2)尾矿复垦作物中的重金属质量比与尾砂、覆土的重金属质量比具有高度的正相关关系,其污染与铅锌选矿活动有关;3)尾矿复垦地上的小麦、黄豆和玉米籽粒中重金属质量比趋势是:小麦最高,黄豆次之,玉米最低,重金属质量比与作物生长期呈正相关;4)不同植物组织部位中Zn、Cu、Pb、Cd等重金属质量比趋势均表现为:根最高,攀叶次之,耔实最低.     

新乡市农村浅层地下水健康危害及污染源识别

应用健康风险评价模型和多元统计方法,对河南省新乡市农村地区浅层地下水2015年11月的水质数据(30眼地下水监测井,15个水质指标)进行分析,评估了对当地农村人口造成的健康风险,探索污染物的空间分异特征,并识别对应污染源。结果表明:30眼监测井的Cr6+、Pb、Cd、Hg、As指标均满足Ⅲ类地下水水质标准,但有29眼监测井存在超标因子,浅层地下水污染形势严峻;污染物通过饮水途径所致健康风险均大于可接受风险水平(1×10-6),浅层地下水不适宜直接饮用;监测井可以划分为A组、B组、C组,A组水体受到原生地质污染、营养污染和盐类污染的共同影响,B组受有机污染、盐类污染影响,C组受原生地质污染、盐类污染、营养污染、有机污染的多重作用。     

奎屯高砷地下水灌溉区居民头发和指甲中砷含量研究

近十几年来,奎屯垦区高砷地下水被广泛用于农业灌溉,会在一定程度上降低改水措施对防治砷地方病的效果。为了解高砷地下水灌溉对居民体内砷累积的影响,选择头发和指甲作为评价指标,通过随机采集样品并用氢化物原子荧光光谱法测定样品中总As及As(Ⅲ)质量比的方式,对奎屯高砷地下水灌溉区居民砷污染健康影响现况进行了研究。结果表明,头发样品中总砷质量比为0.20~1.47μg/g(n=37),其中As(Ⅲ)质量比为0.06~0.67μg/g(n=32);51.35%的样品中总砷质量比高于卫生部标准(0.60μg/g),18.92%高于中国居民头发总砷正常值上限建议值(1.00μg/g),头发总砷质量比随居民居住年限和年龄增大而增大。指甲样品中总砷质量比为0.08~0.35μg/g(n=13),且与头发中总砷质量比呈正相关,当地居民体内呈现缓慢的As蓄积特征。改水30年后,奎屯垦区居民体内仍存在较高的砷水平,高砷地下水灌溉造成的人体健康风险不容忽视。     

海河流域土壤有机碳储量及分布特征研究

以海河流域为研究对象,在GIS技术支持下,根据流域的土壤类型图和土地利用类型图分析了海河流域土壤有机碳密度和碳储量及其空间分布特征.结果表明,海河流域土壤1 m厚度以内土体中土壤有机碳密度在1.62～49.49 kg/m2,其中低于土壤平均有机碳密度的土壤有11种,所占面积比例为55％.海河流域土壤有机碳密度总体上空间分布差异较大,并且呈现由南向北逐渐增加的趋势.海河流域土壤有机碳储量约2 481.94 Tg,其中褐土有机碳储量最大,约为流域总量的1/3;潮土是分布最广的土类,也是流域最重要的农业耕作土类,蕴含着688.98Tg的土壤有机碳储量.海河流域主要土地利用类型为耕地、林地及草地,所占面积比例约94％,各自的土壤有机碳密度均低于全国平均水平,而农业土壤潮土的大面积分布、成熟林和高覆盖度草地所占面积比例低是造成流域土壤有机碳储量水平低的主要原因.     

长江流域水污染事故时空特征及其环境库兹涅茨曲线检验

为了有效分析长江流域水污染事故发展阶段及变化趋势,采用1995—2010年长江流域水污染事故时序数据,运用GIS技术和环境库兹涅茨曲线(EKC)模型,探讨长江流域水污染事故发生的时空变化特点,并分析流域水污染事故发生与经济发展的关系。结果表明,1)时间上,长江流域水污染事故发生频数总体呈下降趋势;2)空间上,长江流域水污染事故的发生主要集中在广西、湖南、四川、浙江等省,而西藏、青海、上海等省市发生频数较低;3)长江流域人均GDP和工业总产值等经济发展指标与事故发生频数之间呈现"N"形EKC曲线特征。长江流域水环境事故发生频数与经济发展之间未表现出期望的倒"U"形变化关系,表明水污染事故频数增加或降低并非经济发展的必然结果,未来流域水污染事故风险仍存在巨大的不确定性,必须采用先进政策、制度和技术才可有效减少污染事故的发生。     

东营市挑河和神仙沟的河水重金属污染评价

为评价东营市挑河、神仙沟河水中重金属的时空分布、产生生物毒性的可能性及其综合污染水平,在夏季和秋季分别采集6个河水样品,监测7种重金属质量浓度。与国内外其他河流相比,研究区域河水中重金属(除Cd、Pb外)质量浓度均处于中等水平。大多数重金属在夏季质量浓度较高,且具有明显的空间分布。根据美国环保署制订的国家推荐性水质基准,各站位的Zn在两个季节均可能造成水生生物急性中毒;而大多数站位的Cu可能产生急性中毒(夏季)或慢性毒害(秋季)。改进型内梅罗指数计算结果表明,夏秋两季所有站位(除秋季1个站位外)的重金属综合污染水平达到严重等级,Hg对综合污染的贡献最大。Cu-Hg、Cu-Pb(挑河)及Cu-Pb-Cd(神仙沟)之间的显著正相关性与河流两侧分布的铜业、化工、电子、机械制造等企业的废水排放有关;河水Zn与上述元素大多呈显著负相关,其可能来源于沿河两侧路尘(含Zn)在河水中的沉降。     

奎屯河表层不同粒径沉积物中重金属空间分布及污染评价

在对新疆奎屯河表层沉积物粒径组成分析的基础上,采用原子吸收光谱仪测试了不同粒径沉积物中Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn 7种重金属的质量比,研究了奎屯河表层沉积物不同粒径中各种重金属的空间分布特征,并运用单因子污染指数法与内梅罗综合污染指数法评价了各采样点重金属的污染状况。结果表明,奎屯河表层沉积物粒径主要分布在250μm的范围内,其中粉砂所占比例最大,平均质量分数达到63.66%;黏土次之,平均占16.77%。从上游到下游地区,各重金属污染物没有形成一定规律的分布特征。单因子污染指数评价表明除了Co,各采样点不同粒径沉积物中6种重金属存在着不同等级的污染,在粒径4μm、4~63μm、63~125μm、125~250μm的沉积物中,各重金属污染样品所占比例由大到小为Cu、Zn、Cr、Pb、Ni、Mn,Zn、Cu、Ni、Cr、Pb、Mn,Cu、Zn、Pb、Cr、Mn、Ni,Cu、Pb、Zn、Cr、Mn、Ni。内梅罗综合污染评价表明,各采样点均受到不同程度的重金属污染。     

西辽河不同粒级沉积物对重金属镉的富集特征

为估算随泥沙颗粒迁移的重金属镉(Cd)的质量分数,采用平衡吸附法研究了西辽河不同粒级沉积物对Cd的富集特征。结果表明,不同粒级沉积物对Cd的富集系数从大到小依次为黏粒(6.65)、粉粒(4.13)、细砂(0.92)、粗砂(0.90)。黏粒级沉积物对Cd属于重度富集,粉粒级沉积物对Cd属于中度富集。其原因有二:细粒级沉积物中腐殖质含量明显高于粗粒级;细粒级沉积物中稳结态腐殖质比例较高,稳结态腐殖质的腐殖酸组成以胡敏酸为主,胡敏酸在复合体表面形成了S-HA-Cd三元配合物,增加了黏土矿物表面吸附位。西辽河沉积物在汛期黏粒级和粉粒级冲泻质泥沙所携载的吸附态镉质量分数可分别按沉积物原样的6.65和4.13倍估算。