基于氮氧同位素的南四湖硝酸盐来源解析

选取南水北调东线受水湖南四湖为研究对象,运用δ¹⁵N-NO₃^-、δ¹⁸O-NO₃^-同位素示踪技术和水化学分析方法,阐明了研究区水化学及不同形态氮分布特征,揭示了氮的转化过程,分析了硝酸盐来源,基于MixSIAR模型,对研究区水体中各硝酸盐来源贡献比例进行了定量识别.结果表明:南四湖无明显温跃层,水体呈碱性,水化学类型以SO₄^2--Na⁺型为主.下级湖中的氮以硝态氮为主,随着水体自净及沉积物吸附,浓度逐渐降低,入湖河流污染特征与湖水一致.研究区湖水硝酸盐形成过程以硝化作用为主,水体中的硝酸盐来源生活污水>土壤有机氮>合成化肥>大气沉降,基于MixSIAR源解析模型分析,贡献比例分别为51.3%、23.7%、16.4%、8.5%.     

环南四湖区地下水中重金属健康风险评价

为评价环南四湖区地下水中重金属对人体健康的潜在危害,使用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定环南四湖区35个地下水体中重金属Cd、Cr、Fe、Mn、Zn的含量水平,并采用美国环保署(USEPA)推荐的健康风险评价模型对其通过饮水和皮肤暴露途径所引起的健康风险进行评价。结果表明:地下水中重金属Cd、Cr、Fe、Mn、Zn含量分别为0. 28,13. 56,0. 88,1. 43,2. 27μg/L,其中重金属Cr是该地区地下水中的主要污染物,超标率为90. 2%。健康风险评价结果表明:重金属对成人的致癌风险高于儿童,饮水暴露途径产生的致癌风险远大于皮肤暴露途径,5种重金属的潜在健康风险顺序为Cr>Cd>Mn>Fe>Zn。重金属Cr、Cd通过饮水暴露途径对成人和儿童产生的潜在风险值分别为1. 10×10~(-4)、2. 95×10~(-5)和2. 91×10~(-5)、7. 75×10~(-6),研究表明该地区饮水和用水途径下重金属对人体不会产生明显的健康风险。     

河流型湖泊水质指标现状与成因分析—以东平湖为例

目前,我国河流型湖泊水环境功能严重退化,水生态平衡逐渐失调.本研究通过对东平湖及其流域内水体酸碱度（pH）、溶解氧（DO）、 电导率（EC）和氧化还原电位（ORP）的分布情况进行调查分析,评价东平湖水质现状,并从多角度分析污染成因.结果显示,东平湖水环境指标pH、EC、DO和ORP的空间分布差异相对较小,变异系数分别为0.11、0.11、0.25和-0.12.湖泊中心区pH值小于河流入湖口及河流各点,高值点主要集中于东平湖东北部及河流下游,与DO、ORP的空间分布特征相反.水体流动性、光合作用强度的差异是导致流域内DO含量分布不均的主要因素,低DO含量使湖泊水体氧化还原体系向着还原反应进行并降低水体ORP.东平湖流域内ORP平均值仅为-656.09 mV,高值点主要 集中于湖泊南部、东部、北部,河流上下游之间未表现出较为明显的变化趋势,表明“南水北调”东线工程来水对东平湖水体产生了较明显的 影响.本研究对东平湖流域内水环境现状评价与生态修复具有重要参考意义.     

雄安新区唐河污水库残留污染物对地下水水化学动态的作用机制

唐河污水库位于雄安新区白洋淀西侧,污水库渗漏和污水灌溉历时长达40 a,包气带中累积大量污染物.识别污水渗漏和灌溉复合系统残留污染物对地下水水化学动态的作用机制,对雄安新区的水环境保护至关重要.利用水化学离子示踪及改进的氯碱指数等水文地球化学方法,解析浅层地下水水化学时空特征及演化机制.结果表明,污水库区地下水水化学类型为SO₄ ·HCO₃-Na型,平均污水混合比例为48.4%,阳离子交替吸附作用和岩盐溶解作用分别为地下水提供了29.9%和8.6%的钠离子;污灌区地下水水化学类型为SO₄ ·HCO₃-Na ·Mg型,平均污水混合比例为58.3%,阳离子交替吸附作用降低了地下水中8.1%的钠离子;降水和灌溉水的混合稀释作用导致残留污水混合比例和矿物饱和指数降低,促进地下水中钠离子与土壤胶体吸附的钙镁离子的交换作用.含水层反硝化作用能有效减少地下水硝酸盐污染.此外,污水库修复前后污水比例分别为61.5%和49.3%.污水渗漏和灌溉复合系统中长期滞留的污染物将在降雨和灌溉模式驱动下以不同程度的污水物理混合和水岩相互作用持续影响浅层地下水水质.     

基于偏最小二乘模型的河流水质对土地利用的响应

流域土地利用类型变化是影响河流水质的重要因素之一.为探究子流域尺度土地利用与河流水质之间的相互关系,本文基于太子河流域遥感影像和水质数据,采用偏最小二乘模型(partial least squares,PLS),分析不同土地利用类型对流域水质的影响程度.选取7个不同子流域土地利用类型面积百分比作为自变量X,总氮(TN)、硝酸根离子(NO_3~-)、氯离子(Cl-)与硫酸根离子(SO_4~(2-))这4个水质参数浓度值作为因变量Y,构建了土地利用类型与河流水质数据的偏最小二乘模型,并使用其余子流域数据对构建的模型进行验证.结果表明,太子河流域不同子流域土地利用类型与河流水质指标TN与NO_3~-之间线性关系显著,决定系数R~20.62.其中,耕地面积变化对水体中TN浓度变化影响明显,居民及工矿建设用地面积变化则对水体中NO_3~-浓度变化影响强烈.但对于Cl-和SO_4~(2-)来说,土地利用类型对其浓度大小有一定影响,但并不是最主要的影响因素.虽然太子河流域未利用地面积百分比极小(1.13%),但是未利用地面积变化对水质参数有较显著影响(影响系数0.24).