大九湖泥炭藓湿地对磷、铜污染物净化作用的模拟研究

在大九湖泥炭藓沼泽湿地采用野外实地模拟方法,就泥炭藓湿地对铜、磷两种污染物的净化能力进行了研究。结果表明,磷污染物浓度分别为10,100,1 000 mg/L时,两小时后泥炭藓湿地对该污染物的净化率分别为939%,695%,663%;同样的浓度梯度下,对铜污染物的净化率分别为1000%,976%,880%。泥炭藓湿地对污染物具有很强的净化能力,其泥炭层部分在湿地净化污染物中起到重要作用。利用拟一级动力学模型、修改上限的拟一级动力学模型、拟二级动力学模型、Elovich模型、双常数速率模型、抛物线扩散模型等6个模型对泥炭藓湿地的净化进行动态研究,其中后4个模型均可模拟湿地净化的动态过程。长期预测以拟二级动力学模型为最佳。     

河流渗滤系统中苯系物污染去除机理实验模拟研究

河流渗滤是一种自然净化过程,污染河水通过该过程在河流沉积层中发生各种物理、化学和生物作用,使得污染物浓度降低,河水水质得到净化,从而达到增加地下水开采量的目的。通过静态吸附实验和淋滤实验模拟了苯系物（BTEX）在河流渗滤系统中的吸附行为和降解行为。两种环境行为中吸附作用对于BTEX的净化效果较为有限,当吸附达到饱和之后,并存在电子受体的情况下,BTEX能够发生厌氧微生物降解,降解作用能够更有效的去除BTEX污染物。其中去除效率最高的是间二甲苯,其次是乙苯、甲苯,去除率最差的是苯。微生物降解作用相对于BTEX浓度变化存在一个滞后期。BTEX各组分的土壤 水吸附分配系数Kd越大,总的降解效率也就越低。通过河流渗滤系统这一自然净化过程,可以有效地去除浓度较高的BTEX混合污染,在两种电子受体的情况下各组分平均去除效率都超过了60%,最高去除率均超过了80%。对于持续不断入渗的污染河水,当土壤吸附达到饱和、微生物活性受到抑制情况下,去除效率会大大降低,从而使BTEX穿透包气带进入含水层,对地下水产生危害     

城市地表污染物累积和降雨径流冲刷过程研究进展

城市地表污染物是城市降雨径流污染的主要来源,其累积和降雨冲刷过程分别是沉降-悬浮-再沉降以及悬浮-沉淀-再悬浮的动态过程。描述累积过程的模型主要有线性、指数、对数等形式,其中以指数及一些变形形式发展相对成熟并得到了广泛的应用。这些模型都将雨前干期天数（ADWP）作为主要的影响因子。而描述冲刷过程的模型主要基于一级反应动力学假设,这类模型已被人们广泛接受。为使冲刷模型更接近实际,人们进一步在其中引入了雨天排污因素,并取得较好的成效。虽然城市地表径流的研究取得了较大的进步,但是目前的模型基本属于经验型或基于大量监测数据的统计学模型,尚缺对污染物输移过程的机理性描述。因此,从城市地表污染物输移过程的机理出发,建立城市地表污染物累积和降雨冲刷过程的物理模型是今后城市降雨径流污染研究工作中一个亟待解决的问题.     

MERIS卫星数据定量反演长江河口的悬沙浓度

悬浮泥沙浓度是描述水质的重要参数,获取其空间和时间上的分布,有助于水环境监测及泥沙输运观测。首先介绍了欧空局（ESA）发射的ENVISAT上携带的中分辨率成像光谱仪（MERIS）基本特点,其数据较SeaWiFS、MODIS在水色波段设置和灵敏度上具有一定优势,然而在我国高浑浊河口如长江口,MERIS二级产品如离水辐射率和总悬浮物浓度的反演结果与实测数据有较大的偏差。故直接利用其一级数据即传感器接收到的辐射率,采用基于辐射传输模型的MODTRAN算法进行大气校正以获得水表遥感反射率。应用遥感反射率与悬沙浓度的关系模型,反演了2005年夏季三个寻常潮（7月30日、8月3日、8月9日）悬沙浓度。通过对反演结果与实测数据进行分析,得出反演偏差可由二级产品90%相对误差降低到53%左右。最后给出了2005年8月15日、9月16日悬沙浓度分布图,通过分析得出利用MERIS数据反演高浑浊河口悬沙浓度是可行的.     

水体悬移质对重金属吸附规律研究 ——以长江宜昌段为例

随着长江三峡工程的建设,上游来水的流速在坝区附近减缓,随江水而下的大量泥沙在此沉淀,将使坝下（长江中下游）水中的悬移质浓度降低、粒径改变 ,从而改变水环境容量。利用长江宜昌江段的周年悬移质样及水样,研究了悬移质对重金属（铜、锌、铅、镉及铬）的吸附特征。结果表明,悬移质对上述金属的吸附可用Freundlich型及Langmuir型等温式较好进行拟合;当较高浓度的金属污染物排入江水后,在吸附及沉淀的共同作用下,浓度明显降低;单位悬移质的吸附量随悬移质浓度降低而上升,但总吸附量降低,从而导致水中的金属污染物的平衡浓度升高。所得结果为预测水环境容量提供了依据。     

淮河(江苏段)水体有机污染物风险评价

淮河（江苏段）水体检测到的半挥发性有机物和有机氯农药绝大多数属于USEPA的优先控制污染物。应用USEPA规定的水中优先控制污染物和非优先控制污染物对人体健康的摄入与饮入之和的水体有机物浓度标准,计算了淮河（江苏段）水体的48种有机污染物的环境暴露浓度,并根据最高环境暴露浓度与USEPA水质指标的比值,参考IARC的化合物致癌性指标,建立了一套表征水体有机污染物的风险特征以及采取相应管理措施和建议的评价体系,对这些化合物的环境健康风险进行了评价。结果表明,有18种有机污染物超过了USEPA的标准浓度要求,其中9种物质具有一定的生态风险,其中六氯苯、N-亚硝基二正丙胺、3,3'-二氯联苯胺、2,4,6-三氯酚、五氯酚、茚并(1,2,3-cd)芘、4,4'-滴滴涕、七氯在内的8种化合物具有一定的风险,而多环芳烃二苯并(a,h)蒽需要引起更高警惕;在此基础上探讨了这些化合物的来源及作用,并提出了相应的防治建议。     

三峡工程与长江中游湿地(文摘)

长江从宜昌至湖口为中游,全长900 km,其间有四湖地区、洞庭湖区和鄱阳湖区,为湿地集中地带。 
（1） 四湖地区〓位于荆江北岸,属江汉平原,是长江出三峡后第一个大平原湖区,包括长湖、三湖、白露湖和洪湖,总面积原有11000 km2,现有1793 km2,耕地面积约454万hm2,人口450万。荆江河水通过新滩口排水闸汇入长江,汛期关闸,靠电力抽排渍涝,枯季开闸自流排水。长江对地下水侧向补给是地下水主要来源。
四湖地区是湖北的“水袋子”,历史上长江、汉江洪水多次在此决堤泛滥。四湖下游江湖相通,每到汛期,长江、汉江洪水倒灌,形成洪泛区。湖区围垦耕地约7万hm2,地势低洼,多为湖积淤泥,排水不畅,存在潜育型、沼泽型渍害。
（2） 洞庭湖区〓位于荆江南岸,总面积原有18730 km2,1950年时有4350 km2,由于不断围湖垦殖,现仅有2691 km2,耕地面积533万hm2,高程在43~26 m。湖区水网密布,土地肥沃,历来为鱼米之乡。洞庭湖为过水性湖泊,接纳湘、资、沅、澧四水和长江松滋、太平、藕池三口来水,由城陵矶注入长江。近百年来,由于长江泥沙沉积湖内,加之围湖垦殖,湖泊容积显著减少,洪涝灾害日趋严重。
（3） 鄱阳湖区〓位于长江南岸,鄱阳湖是我国最大的淡水湖泊,总面积3900 km2,耕地面积约37万hm2,高程在16 m以上。接纳赣、抚、信、饶、修五河来水,经湖口注入长江。湖区16 m以下大多为湖草滩地,已垦耕地一般在湖水退落后种植,汛期湖水涨落频繁,汛后淤积,土质粘性较重,有机物含量高,地势低洼,排水不畅,耕地土壤脱潜过程缓慢。
人类历史活动,从原始游牧狩猎部落演进为农业定居聚落。江汉平原的湿地主体是“云梦泽”,洞庭湖平原的湿地主体是“江南之梦”,春秋战国时期均为楚国皇家猎区。两个湿地生物多样性丰富,生活着大象、犀牛、麋鹿、扬子鳄等。随着历史变迁,水陆交错型湿地逐渐转化为农业用地和聚落用地,最终成为人工湿地和水体湿地。13世纪后,人类开始围湖造田,与水争地。汉朝时代的大象、犀牛灭绝,宋代后成为老虎栖息地,湿地生态结构转为以湖泊湿地为主,成为水禽栖息地和越冬地,生活着天鹅、野鹤、鸳鸯、家雁等,17～18世纪时老虎绝迹,水禽亦成为濒危物种。由于围湖垦殖,人水争地,自然湿地中70%转化为耕地,多样性损失严重,洪涝灾害不断。1998年长江大洪灾后,中央提出 “封山育林、退耕还林、退田还湖、平垸行洪、以工代赈、移民建镇、加固干堤、疏浚河道” 32字方针,其关键是退耕还林、退田还湖,旨在恢复生态。 
　　根据历史记载,堤垸始于春秋,南宋时形成围垦高潮,围湖造田普遍。20世纪50年代以来,人口剧增,“以粮为纲” 驱动围垦新高潮,堤垸经济蓬勃发展,带来生态失衡,人水矛盾。必须协调耕地保护与湿地保护矛盾,推行科学耕种和农、牧、渔协调发展,确保湿地总量动态平衡。长江中游江汉平原及两湖地区,河网交错,湖泊密布,应多建国家级自然保护区,争列《国际重要湿地名录》,逐步扩大湿地保护范围,滋润地球之“肾”;发展生态旅游,保护生态环境,重建湿地生物、景观和文化多样性,促进湿地可持续发展。
三峡建库后,长江枯季1～5月份下泄流量有所增加,水位将略有抬高,但仍在建库前天然水位变幅范围内;10月份水库蓄水,下泄流量减少,但三峡水库将实施人工实时调度,确保中下游生产、生活及航运用水需求。四湖地区潜育型、沼泽型渍害农田主要在总干渠两侧的湖盆地带,远离长江,地下水位不受长江水位变化影响,排水状况也不会改变,三峡建库后不会加剧这些地区农田潜育化、沼泽化。10月后水库蓄水,长江水位降低,有利于四湖地区汛后排涝排渍,提前降低湖、田水位和农田地下水位。 三峡建库后,洞庭湖泥沙淤积将会减少,可延长湖泊寿命。长江枯季下泄流量有所增加,城陵矶水位略有升高,但湖区水位仍低于圩区地面3～4 m,不会影响湖区农田自排。每年10月水库蓄水,下泄流量减少,城陵矶附近江水位比建库前降低2 m,湖区水位可尽快退落,对洞庭湖汛后排涝排渍有利。三峡建坝后如遇长江干流发生特大洪水,经三峡水库调蓄后,可减少鄱阳湖及中下游平原湖区分洪的负担和损失。遇鄱阳湖水系发生大洪水时,还可减少下泄流量,降低湖口水位,有利鄱阳湖水排入长江。每年10月三峡水库蓄水,鄱阳湖可提前退水,有利于湖区农田排涝排渍。1～4月下泄流量比建库前略有增加,湖口水位抬升不超过0.6 m,湖区农田地面仍高出长江水位3 m以上,既不会影响枯季排水,也不会加重湖区土壤的地下渍害。
由于三峡建库后,水位随洪、枯季节调蓄变化,结合中下游平原湖区排灌抽提,湖水交换相对频繁,促使水生生物生长茂盛,为水体稀释自净,消纳降解污染提供有利条件。三峡工程建成后,防洪、发电、航运等综合效益和有利影响将得到充分发挥,并采取有效措施,使不利影响得到减免。随着时间的推移,水利、水电、航运、农业、水产、湿地及自然资源的逐步开发,环境保护和湿地保护必将统筹安排、综合利用、协调发展。三峡工程将有力地保护湿地、保护环境。     

大薸对水体氮磷去除效果的初步研究

通过大薸在模拟富营养化水体中的培养试验,研究其在不同程度富营养化水体中对N、P的去除效果。结果显示：在总氮（TN）、总磷（TP）初始浓度分别为245～941 mg/L和044～153 mg/L的3种富营养化水体中,大薸均可正常生长。经过21 d的生长,大薸鲜重达16433～1934 g,干重达857～1053 g,大薸鲜重的特定生长率为044%～119%/d,大薸干重的特定生长率为046%～14%/d,大薸的分株速率为133%～362%/d。3种富营养化水体中的N、P去除量分别为6920～31860 mg和1560～6600 mg,大薸的N、P吸收量分别为3520～20821 mg和899～4837 mg,且随水体初始N、P浓度的升高而增加。大薸吸收对水体N去除的贡献率为5326%～6524%,对水体P去除的贡献率分别为5958%～7419%。由此可以看出,大薸对氮磷具有较好的去除效果,在富营养化水体中种植大薸可起到改善水质的作用     

金沙江干热河谷典型区(云南省)土壤退化机理研究Ⅱ土壤水分与土壤退化

在金沙江干热河谷地区,存在以土壤退化为主要形式的土地荒漠化和水资源匮乏这两大生态环境问题。试比较不同退化程度土壤在水分及特性方面产生的差异,研究土壤水分特性对土壤退化的作用机理。通过对金沙江干热河谷典型区（云南省）不同退化程度的燥红土水分特性的对比研究,发现退化土壤PWP（凋萎湿度）增加,而FC（田间持水量）和BCM（毛管联系断裂含水量）降低,使植物可利用的有效水范围变窄;退化土壤的入渗速率减少,渗透性减弱,在降雨入渗90min后,未退化燥红土的入渗速率降低54%,而退化的燥红变性土却下降了94%。因土壤的水分蒸发量和蒸发速度加快,导致土壤持水能力降低和抗旱性显著减弱。未退化燥红土在有效水的两个蒸发阶段,土壤含水量降低速度小于退化燥红土,有效水蒸发历时达82.5h,表蚀燥工土仅有45.9h,同时,未退化燥红土的水容量在低吸力阶段高于退化燥红土,但在水分蒸发阶段失水比却低于退化燥红土。由于有效含水量的降低,退化土壤即使雨季处于水分亏缺时期也超过45d。以上研究说明土壤水分特性恶化导致或加重了土壤退化。     

太湖湖滨带浮叶植物菱(Trapa quadrispinosa Roxb)对氮素再悬浮的影响

大型浅水湖泊沉积物的再悬浮是湖泊生态系统的重要过程之一,也是影响湖泊内源负荷的主要因子之一。大型水生植物在抑制沉积物再悬浮方面有重要作用。通过测定浮叶植物生长区内外的沉积物再悬浮速率、沉积物总氮含量和水中总氮浓度,探讨太湖湖滨带浮叶植物菱（Trapa quadrispinosa Roxb）对沉积物中氮素再悬浮的影响。研究结果发现菱对沉积物的再悬浮有良好的抑制作用,在研究期间,菱生长区内的平均沉积物再悬浮速率为218.46 g dw m-2d-1,生长区外为658.13 g dw m-2d-1。随着沉积物的再悬浮,在生长区内平均每天每平方米有719.63 mg N（每年每平方米262.66 g）被带入水中,在生长区外相应的数字为1 536.14 mg（每年每平方米560.69 g）。另外在研究中发现上层沉积物总氮含量受风浪影响较大,与沉积物再悬浮速率呈负相关。恢复浮叶植物能有效控制湖泊沉积物再悬浮,降低湖水氮负荷。     

长江经济带PM_(2.5)时空特征及影响因素研究

大气细颗粒物(PM_(2.5))因其对空气环境质量乃至人类健康的巨大危害而逐渐引起学者们的关注。本文以我国综合实力最强、战略支撑作用最为突出的区域之一——长江经济带为研究对象,基于城市级空气质量监测数据,运用地理学时空分析与GIS可视化方法探索并呈现了2015年长江经济带PM_(2.5)的时空分布特征及其演变规律;在此基础上,结合空间回归模型考察了PM_(2.5)浓度与区域城市发展之间的内在关系。结果表明,就空间特征而言,长江中下游地区PM_(2.5)污染较长江上游地区更为严重,长江北岸地区比长江南岸地区更为严重;PM_(2.5)高浓度集聚地带主要位于鄂皖苏大部分地区,与空气质量较佳的云南及其周边地区呈"对角"分布状态。长江经济带内城市间PM_(2.5)浓度存在着显著的正向空间自相关,且自相关性随距离增大而不断减弱,其门槛尺度约为900 km;在这一范围内,PM_(2.5)空间集聚效应较为明显。就时间特征而言,冬季PM_(2.5)浓度相对较高,春秋两季次之,夏季空气质量最好;各地区浓度分布在年初相对离散,后有所趋同。此外,PM_(2.5)与其他类型的大气污染物(如SO2、NO2、O3)浓度两两之间均存在着显著的正相关性,暗示大气污染物从原发污染演变为二次污染,形成恶性循环。空间回归分析结果表明,PM_(2.5)污染随经济发展水平的提高呈现先上升后下降的趋势,在一定程度上支持了"环境库兹涅兹曲线"假说;且人口密度、公共交通运输强度均在不同程度上导致长江经济带PM_(2.5)浓度的升高。最后,从区域性联防联控、不同类型大气污染物协同治理、促进经济发展方式转型等方面为长江经济带的大气环境治理提出切实可行的政策建议。