日本水环境质量监测管理概述

伴随着日本经济的高速发展,其水环境污染问题十分严峻,防治水污染成为日本政府在20—21世纪的重要工作之一。经过几十年的努力,日本水污染治理取得长足进展。目前日本水环境监测已经形成由水和土壤等方面组成的水循环监测体系,包括地表水、近海、湖泊、地下水和土壤等。在日本的重要环保法律法规中均有涉及水环境监测工作内容的明确法律条文,国家行政机关、地方政府和公立的科研单位在具体实施水环境质量监测过程中的职责和义务不同,水环境质量监测管理的国家行政机关以环境省为主,地方政府根据环境省制定的水环境质量标准、监测技术方法及规范,制定所辖地域的监测方案并实施监测,公立的环境科研机构在环境质量监测工作中起到重要的支撑作用。笔者概述了日本开展水环境质量监测的法律依据和监测管理情况等。     

衡阳市区和衡山背景站臭氧浓度变化规律的对比分析

选取衡阳市区和衡山背景站臭氧自动监测数据,分析两地的臭氧污染特征。对空气质量的优良率情况、臭氧作为首要污染物的变化情况、臭氧浓度的日变化特征、典型时段的浓度变化特征、臭氧浓度的月际变化特征和臭氧与PM_(2.5)的关联情况等进行了分析。结果表明,多云及阴雨天气时,衡阳市区的臭氧浓度日变化幅度大于衡山背景站。夏季,衡阳市区和衡山背景站的臭氧浓度的日变化特征规律差异较大,臭氧浓度分布比较分散,前者为典型的单峰形,后者则波动平缓。冬季,日变化幅度不大,但衡阳市区的臭氧浓度明显低于衡山背景站。衡山背景站和衡阳市区的臭氧基本同步变化,但日均值高于衡阳市区。     

基于双指标多等级的土壤重金属生态风险评价

采用土壤中重金属的全量和有效态双重指标,建立基于多等级综合评估的土壤中重金属生态风险评价模型,将联合概率曲线法引入土壤评价模型,分析重金属暴露浓度与毒性数据的概率分布,考察重金属对土壤生物的毒害程度,从而确定土壤中重金属对于生态系统的风险。建立从简单到复杂的多等级综合评价方法,表征重金属的污染等级、浓度效应、多种重金属污染物的协同效应、不同重金属的毒性效应和土壤对不同重金属污染物的敏感性。选择典型地区采集有代表性的土壤样品,测定不同重金属的总量和有效态,验证评价模型的实用性和评价分级的合理性。旨在解决土壤重金属风险评价的方法学问题,为土壤环境质量管理提供支持。     

嘉陵江有毒鱼类的分布研究

为了丰富人们对有毒鱼类的认知,结合8年的调查数据和已有资料对嘉陵江中有毒鱼类的种类、分布和食性进行研究。研究结果发现:在嘉陵江中有毒鱼类共计18种,隶属于4目6科17属,随着分类水平的变化(从目、科、属到种),有毒鱼类在不同分类级别下所占的比例逐渐降低。嘉陵江有毒鱼类中仅圆口铜鱼(Coreius guichenoti)和鳜(Siniperca chuatsi)分布于中下游,其余16种有毒鱼类分布于整个嘉陵江干流。Jaccard’s相似性分析表明各江段有毒鱼类分布的相似性极高,卡方(χ~2)检验结果显示各江段有毒鱼类分布无显著性差异(p0.05)。嘉陵江分布的有毒鱼类共4类,包括卵毒鱼类2种,血清毒鱼类1种,胆毒鱼类9种以及刺毒鱼类7种,其中鲇(Silurus asotus)既属于卵毒鱼类也属于刺毒鱼类,胆毒鱼类全部来源于鲤科鱼类,暂没有发现皮肤黏液毒鱼类。这18种有毒鱼类共包含7种食性类型,主要以杂食性和肉食性类型为主,分别占有毒鱼类种类数的38.89%和33.33%。通过本研究可知,有毒鱼类在嘉陵江中分布广泛,有毒鱼类种类和类别较多。该研究促进了人们对嘉陵江有毒鱼类相关知识的了解,为进一步研究嘉陵江有毒鱼类奠定了基础。     

羟胺强化Fenton反应降解水中氯酚

针对传统Fenton体系Fe（Ⅲ）累积和pH适用范围过窄等缺点,采用羟胺（HA）强化的HA-Fenton体系,以对氯苯酚（4-CP）为目标污染物进行降解实验,考察了Fe（Ⅱ）投加量、H2O2投加量、HA投加量和溶液pH等工艺条件对4-CP去除率的影响。实验结果表明：HA-Fenton体系适用于酸性和弱酸性条件,最佳pH范围为3.0~4.0;在溶液pH为3.0、Fe（Ⅱ）投加量为5.0 μmol/L、H2O2投加量为0.4 mmol/L、HA投加量为0.20 mmol/L的最适条件下,反应10 min, 4-CP去除率达64.25 %。     

Irrigation Water Allocation Using an Inexact Two‐Stage Quadratic Programming with Fuzzy Input under Climate Change

Agricultural irrigation accounts for nearly 70% of the total water use around the world. Uncertainties and climate change together exacerbate the complexity of optimal allocation of water resources for irrigation. An interval‐fuzzy two‐stage stochastic quadratic programming model is developed for determining the plans for water allocation for irrigation with maximum benefits. The model is shown to be applicable when inputs are expressed as discrete, fuzzy or random. In order to reflect the effect of marginal utility on benefit and cost, the model can also deal with nonlinearities in the objective function. Results from applying the model to a case study in the middle reaches of the Heihe River basin, China, show schemes for water allocation for irrigation of different crops in every month of the crop growth period under various flow levels are effective for achieving high economic benefits. Different climate change scenarios are used to analyze the impact of changing water requirement and water availability on irrigation water allocation. The proposed model can aid the decision maker in formulating desired irrigation water management policies in the wake of uncertainties and changing environment.     

三峡库区典型土壤酸碱缓冲性能及其影响因素研究

受酸沉降和化肥施用等外源性酸输入的影响,三峡库区土壤面临着严重的酸化威胁。通过选取三峡库区两种典型土壤(紫色土和黄壤)作为研究对象,采用酸碱滴定法对土壤酸碱缓冲性能及其影响因素进行了研究。结果表明:在一定的p H范围内,紫色土(p H 6.5~2.5、6.2~11.5)和黄壤(p H 5.6~2.8、5.5~10.7)的p H变化与外源性酸、碱加入量均呈线性相关关系。通过分段拟合获取的缓冲容量结果显示,紫色土酸、碱缓冲容量分别为101.3、34.6 mmol/kg;而黄壤酸、碱缓冲容量分别为105.3、38.0 mmol/kg。黄壤和紫色土主要受碳酸钙与阳离子交换的缓冲作用;缓冲体系及初始p H、机械组成等土壤理化性质的不同是导致库区典型土壤酸碱缓冲容量差异的主要原因,总体表现为黄壤酸、碱缓冲性能略优于紫色土。此外,由于近年来酸沉降和氮肥用量的增加,使得库区土壤面临的酸化威胁呈上升趋势。该结果对库区土壤环境容量和典型土壤酸化潜势等研究具有参考价值,还可为区域外源性酸临界值评估以及应对策略制定提供理论依据。     

三峡库区消落带水淹初期主要优势草本植物生态位变化特征

根据三峡库区初期水位涨落情况,以空间代替时间法,连续两年对典型消落带区域地上植被进行调查,通过计算生态位宽度和生态位重叠来分析不同水淹时间下优势草本植物生态位的变化特征。结果表明,一年水淹区段在未水淹时,植物生态位宽度普遍较窄,此时生态位明显特化,而第二年水淹极大的增加了适应干湿变化的物种的优势度。水淹前生态位重叠值大于0.5的只有12对,小于0.2种对为189对,其中生态位重叠值为零的为103对;水淹后生态位重叠值大于0.5的有24对,小于0.2种对为53对,其中生态位重叠值为零的为6对,说明生境由干燥到湿润的变化,对湿润环境相对适应的物种存活,优势植物生态位重叠明显增加。经两年水淹区段中,第一年以毛马唐的生态位宽度最高,其余17种物种生态位宽度小于0.2的物种占优势物种的61%,第二年以雾水葛和鳢肠的生态位宽度较大,其余15种物种生态位宽度小于0.2的物种占优势物种的50%,共同出现的物种仅有8种。生态位重叠值大于0.5的种对由5对上升到17对,生态位重叠值为零的种对由10对减低到2对,说明连续水淹产生更加均一的生境类型,对资源要求相似的物种是增加的。     

洪泛区林地的开发对鱼类栖息地面积的影响模拟

洪泛区的开发利用,必然会导致洪泛区林地糙率的改变。河漫滩也是河流洪泛区的一部分。洪泛区糙率的减小,会使河水流速增大,从而减小鱼类可用栖息地面积。因此,在洪水发生时,为了给鱼类提供避险场所,保护有效栖息地面积,需研究洪泛区林地的开发对鱼类的影响。利用River 2D软件模拟在一定频率的洪水条件下,不同的河漫滩糙率对应的鱼类栖息地加权可用面积(WUA),分析了糙率的改变对河流鱼类栖息地的影响。结果表明:随着河漫滩糙率的降低,加权可用面积(WUA)逐渐减小,河漫滩范围内WUA的变化幅度比较大,河漫滩的特性对鱼类栖息地面积的影响很大。洪泛区植被的砍伐,会使鱼类栖息地面积减小。因此,应防止洪泛区的过度开发,保护河流生态环境。     

移动床生物膜反应器—膜生物反应器深度处理模拟废水及工业园区综合废水

将移动床生物膜反应器(MBBR)与膜生物反应器(MBR)有机结合,研究了该MBBR—MBR串联系统在水力停留时间(HRT)为17.50、11.75h条件下的脱碳脱氮的效果以及对工业园区综合废水污染物的去除情况。结果表明:(1)MBBR—MBR串联系统脱碳脱氮的效果良好,HRT的改变对系统的去除效果有一定的影响,随着总HRT由17.50h变为11.75h,模拟废水中COD的去除效果降低,但氨氮、硝态氮和TN的去除效果基本不受影响。(2)MBBR—MBR串联系统处理印染工业园区综合废水也有较好的效果,当进水COD、氨氮分别为150~450、20~40mg/L时,出水COD、氨氮平均分别为53.1、1.8mg/L,MBBR—MBR串联系统对COD、氨氮的去除率平均分别为80.4%、93.1%,但系统对TN的去除效果不是很理想。