三峡支流大宁河库湾水质分布变化原因及其生态效应

为探讨三峡支流大宁河库湾水体水质分布变化的原因及其产生的生态效应,从大宁河库湾污染源、三峡干支流水体交换等视角,建立三峡干流与大宁河库湾交换水量的计算公式,监测大宁河库湾表层水样水质的逐月变化情况,重点分析不同调度期三峡干支流水体交换变化驱动下大宁河库湾水质时空分布的响应变化.结果表明:①三峡干流回水倒灌、大宁河上游来流是大宁河库湾水量、TN、TP等的主要来源,干流表层水体EC（电导率）、ρ（TP）和ρ（TN）均高于大宁河上游来流.②蓄水期至高水位期,在干流回水倒灌作用和库湾水量滞留作用的影响下,库湾表层水体EC、ρ（TP）和ρ（TN）高值分布向上延伸至距离入江口0~20 km及以上的库湾水域.泄水期至低水位期,干支流交换水量为负值,表示库湾流出水量高于干流回水倒灌水量.这两个时期库湾表层水体EC、ρ（TP）和ρ（TN）高值分布首先集中于距离入江口0~5 km的库湾水域,随后向库湾中游方向延伸,可能因泄水后期、低水位期仍有少量干流回水从中表层方向倒灌以及库湾中游藻密度高引起.③5-9月距离入江口0~20 km的库湾中游、下游水域藻密度明显高于其他时期其他水域,与水温适宜、非氮非磷限制的营养结构[TN/TP（摩尔比）为30~40]促进藻类生长繁殖有关.研究显示,不同调度期干支流水体交换是驱动大宁河库湾水质分布变化的重要因素,进而库湾水体氮、磷营养结构的时空变化一定程度上影响着浮游藻类生长分布.      

基于超标风险改进的加拿大水质指数及其应用

将三角模糊数和超标风险度引入加拿大水质指数(CCME-WQI),建立了能够反映超标风险的改进型CCMEWQI。改进后的CCME-WQI通过计算水质指标的超标隶属度与超标风险,可实现对水质不确定性与超标风险的综合考量。在此基础上,评价了重庆市某水库2016—2019年水质状况。结果显示:改进后的CCME-WQI的评价结果较仅反映最差指标类别的单因子评价法的评价结果更为全面、客观。基于超标风险改进的CCME-WQI考虑了即将超标但尚未超标的水质因子存在的风险,在结果显示上比改进前的CCME-WQI更为全面、严格,更适用于评价一段时间内的水体污染程度和超标状态。     

三峡水库水体溶解磷与颗粒磷的输移转化特征分析

根据河流上、下游断面间水、沙和磷的输运系数差异,建立了一种分析河流水体磷的输移转化特征的判定方法.基于2015年1月(枯水期)和7月(丰水期)三峡水库的径流量、输沙量和水体磷形态数据,应用该方法分析了三峡水库水体磷的输移转化特征.结果表明,两个水期三峡水库水体均以TDP为主要磷形态,TDP通量占总磷(TP)通量的51%～96%;枯水期,三峡水库TDP表现为移出作用,主要由三峡拦坝蓄水促进泥沙颗粒吸附TDP引起,丰水期则表现为添加作用,与外源性含高浓度TDP的水量输入有关.在两个水期,三峡全库区泥沙和TPP均呈明显的沉降滞留特征,且TPP相对于沙量呈添加作用,一定程度上说明TDP被泥沙颗粒吸附而转化为TPP作用相对更强.三峡水库清溪场至万州段为水、沙和磷的主要滞留区域,与该区段泥沙颗粒粒径细化、颗粒吸附磷能力增强有关.     

化工企业废水污染源在线监控预警阈值确定方法研究

为解决我国污染源在线监控数据缺乏深层次利用、监测数据对污染源不能有效预警的状况,对企业日常污水排放的污染物进行监控预警,综合运用层次分析法和频次分析法,分别确立了在线监控预警的指标体系和污水排放不同警情的阈值范围,并以某化工厂12个月的在线监测数据为案例对方法进行了验证.分析结果表明,某化工厂污染源废水中ρ（氰化物）在0~0.50 mg/L之间,其中88.54%的监控数据分布范围为0~0.20 mg/L,均未超过GB 8978—1996《污水综合排放标准》Ⅱ级标准限值;ρ（COD_Cr）在3.51~499.17 mg/L之间,其中51.74%的数据分布在>300~400 mg/L之间,接近GB 8978—1996 Ⅲ级标准限值,出水ρ（COD_Cr）偏高;ρ（NH₄+-N）在0~45 mg/L之间,均未超过GB 8978—1996 Ⅱ级标准限值,其中91.13%的数据低于30 mg/L,出水ρ（NH₄+-N）较低.对确定的预警阈值方法验证结果表明:①依据权重值的大小最终筛选出氰化物、COD_Cr及NH₄+-N为预警指标.②某化工厂氰化物在排放正常、一般、不正常及极不正常状态对应的阈值范围分别可设为40%频次、30%频次、5%频次及超过5%频次所对应的浓度范围;COD_Cr和NH₄+-N各状态对应阈值浓度范围一致,均为50%频次、40%频次、5%频次及超过5%频次对应的数值.研究显示,基于在线监测数据并结合相关标准、化工企业排污风险特征和化工厂的生产特征及工艺等基本条件,提出利用频次分析法确定化工厂各采样时刻不同警情阈值的方法较为科学合理.      

成渝地区双城经济圈人类活动氮磷输入时空演变及其驱动因素

随着城市化进程的加快,高强度人类活动重塑了氮磷等的自然地球化学循环,养分的高效利用与可持续管理面临挑战. 选取地处长江经济带与“一带一路”交汇处的成渝地区双城经济圈为研究区域,基于净人为氮磷输入模型,明晰了人类活动氮磷输入(NANI和NAPI)强度及其组成结构,厘清了其时间轨迹及空间格局,辨识了主要社会经济影响因素的相对贡献度. 结果表明:①2011—2019年成渝地区双城经济圈平均NANI和NAPI分别为13 063 kg/(km2·a)(以N计,下同)和2 291 kg/(km2·a)(以P计,下同),高于长江经济带尺度和全国尺度的平均水平,但低于长三角和长江中游城市群. 非点源NANI和NAPI占比较高,农用化肥输入量为主要来源,食品/饲料养分输入量次之. ②时间尺度上,2011—2019年研究区NANI和NAPI均呈整体下降趋势,分别降低了43.2%和25.9%,其中非点源NANI和NAPI分别降低了44.9%和26.8%,但点源NANI和NAPI分别上升了7.0%和3.3%;空间尺度上,2011—2019年NANI和NAPI平均强度较高的地区大部分集中于研究区域中部以及成都市、重庆市的周边地市,其中德阳市NANI和NAPI均为最高,雅安市NANI和NAPI均为最低. ③NANI和NAPI除与其组分直接相关外,与农村人口密度、耕地面积占比均呈显著正相关,与森林覆盖率呈显著负相关(P<0.05). 研究显示,城市化驱动下的人为氮磷输入时空格局特征明显,我国相关管理措施对其具有积极作用,且区域协同治理已成为破解环境问题的关键.      

浑河流域野生鲫鱼卵黄蛋白原基因表达

为揭示浑河流域水环境内分泌干扰物对水生态的潜在风险,利用兼并引物扩增获得鲫鱼卵黄蛋白原(Vtg)和核糖体蛋白L-7(RPL-7)基因部分碱基序列(分别为825和450bp),建立以RPL-7为内参基因、定量鲫鱼Vtg基因表达的实时定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)方法,并将该方法用于定量浑河野生鲫鱼肝组织Vtg基因表达分析。结果显示:与上游对照点(S1)相比,7月下游各点(S4～S8)雄鱼、S4和S6点雌鱼肝组织的VtgmRNA表达水平皆显著升高(P<0.05);11月在雄鱼中未检出VtgmRNA的有效表达,雌鱼也仅在S2和S3点的表达水平升高(P<0.05)。研究表明,浑河流域野生鲫鱼尤其是在7月明显受到了环境雌激素类物质的影响。另外,qRT-PCR方法能够灵敏检测出鲫鱼Vtg基因表达的时空差异。     

水体Hg~(2+)对中华绒螯蟹肝胰腺和血淋巴酶活性的影响

以中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)作为暴露生物,检测了水体Hg2+对中华绒螯蟹肝胰腺、血淋巴谷丙转氨酶(GPT)、谷草转氨酶(GOT)、碱性磷酸酶(AKP)和酸性磷酸酶(ACP)活性的影响。结果表明,肝胰腺中GPT和GOT活性随水体中Hg2+浓度(0.01～0.30mg·L-1)升高而降低;中华绒螯蟹血淋巴中GPT和GOT活性变化趋于分化,0～0.05mg·L-1暴露组,随Hg2+浓度升高血淋巴GPT活性迅速上升,0.10～0.30mg·L-1暴露组,随Hg2+浓度升高血淋巴GPT活性迅速下降;GOT活性随着水体Hg2+暴露浓度的升高则持续上升,表现出"剂量-效应"正相关;两种组织中AKP和ACP活性随暴露浓度的升高都表现出"低-高-低"的变化趋势,并且最高值均出现在0.05mg·L-1的Hg2+处理组。4种酶活性对水环境中Hg2+反应灵敏,可作为中华绒螯蟹毒理学评价指标以及重金属监测指标。     

筛分水平浓度法构建浑河沉积物重金属基准初步研究

以浑河水系表层沉积物为研究对象,应用筛分水平浓度法初步探讨了浑河沉积物中4种重金属(铜、铅、锌和镉)沉积物质量基准推荐值。结果表明,筛分水平浓度法获取的浑河沉积物铜、铅、锌和镉的质量基准分别为46.69、39.18、140.03和0.54mg·kg-1(以干质量计)。通过与不同国家及地区指定的重金属质量基准推荐值以及本地区采用其他方法推导的重金属基准推荐值进行比较,推算出本研究获取的4种重金属沉积物质量基准推荐值接近所有数据的中间值。由于本研究中用于推导沉积物质量基准的数据相对较少,导致获取的沉积物重金属质量基准推荐值存在一定的不确定性。     

突发性水污染事故应急健康风险评价

基于US NAS健康风险评价理论,构建包括危害鉴别、剂量效应评价、暴露评价和风险表征4部分内容的突发性水污染事故应急健康风险评价技术体系.该技术体系充分考虑突发性水污染事故污染物对于人体健康“短时间、高剂量”的暴露特点,提出了突发性水污染事故污染物应急参考浓度的计算方法,以健康危害商值定性描述突发性水污染事故的健康风险,并通过统计推断健康危害商值的概率分布定量描述突发性水污染事故的健康风险,并实现风险分级.以松花江硝基苯水污染事故为例,对突发性水污染事故应急风险评价技术进行验证,计算获取的以保护成人和儿童的应急参考浓度分别为0.175,0.05mg/L,污染事故的健康风险值分别为29%和62%,分别隶属于中级和高级风险水平.实例表明应急健康风险评价技术体系能够有效表征突发性水污染事故的健康风险,在一定程度上可以为突发性水污染事故的应急管理提供依据.