基于时间序列模型的饮用水源地重金属健康风险分析与预测

饮用水源地作为高敏感环境风险受体,重金属健康风险的时间变化特征和预测分析对于饮用水源地的风险管控、水环境治理和生态系统安全保障等具有积极的意义.为评价饮用水源地重金属健康风险及掌握健康风险的时间变化特征,以某饮用水源地为研究对象,监测并记录了该点位重金属As、Cd、Cu、Hg、Ni和Zn在2015年1月至2018年12月的浓度值,并以月均值作为研究基础数据,对饮用水源地重金属健康风险评价,并进一步利用Spearman秩相关系数法和ARIMA模型对重金属健康风险时间变化特征进行分析.结果表明,部分月份的重金属浓度值超过我国地表水环境质量标准（GB 3838-2002）规定的Ⅲ类水质的标准限值,尤其是Hg,其浓度最小值超过该标准的4倍;饮用水源地重金属致癌风险和非致癌风险的大小顺序分别为：As>Cd和As>Hg>Cd>Zn>Cu>Ni,儿童健康风险均高于成人健康风险,在2015年2月之外的所有月份的成人综合非致癌风险均低于1,儿童综合非致癌风险在2017年10月之后均低于或接近1,而儿童综合致癌风险均超过10^-4;As的儿童致癌风险、儿童综合非致癌风险和儿童综合致癌风险在数据监测期间总体上具有明显的下降趋势,其Spearman秩相关系数分别为-0.714069、-0.773122和-0.62234,但是儿童综合致癌风险在2018年的Spearman秩相关系数为0.902098,均有显著地上升趋势,对应的儿童综合致癌风险均值为0.000234;基于ARIMA （3,1,3）模型预测的饮用水源地重金属儿童综合致癌风险具有较高的预测效果,预测结果表明后续两年内的儿童综合致癌风险的范围为0.000200~0.000302,需引起关注.     

1株铁基质自养反硝化菌的脱氮特性

从武汉市东湖深层底泥中分离得到1株铁基质自养反硝化细菌W5,对其自养反硝化脱氮性能进行了研究.结合生理生化试验和16S rRNA基因序列分析,初步鉴定菌株W5属于微杆菌属(Microbacterium sp.).对其脱氮能力和影响因素的研究结果表明,W5菌株的最适脱氮培养条件为NO-3-N 40 mg·L-1,Fe2+500 mg·L-1,pH 6.8~7.0.在最适脱氮条件下培养一周,硝酸氮去除率可达到87.0%,在整个培养过程中亚硝氮产生量很少,最高不超过0.31 mg·L-1.同时未见有氨氮生成,硝酸氮大部分转化成N2.作为电子供体的Fe2+的氧化率达到95.2%.     

基于太湖微囊藻毒素的叶绿素a阈值研究

以探讨叶绿素a(Chl-a)阈值为主要目的于2013年6~10月间每月在太湖采样,通过固相萃取超高效液相色谱串联质谱法对水体中3种微囊藻毒素(MC-LR、MC-RR、MC-YR)进行检测.利用SPSS软件分析各种形态的微囊藻毒素(MCs)与总氮(TN)、总磷(TP)、Chl-a、高锰酸盐指数等富营养指标的相关性,分析了MC-LR、MCs与Chl-a的关系.结果表明,太湖MCs污染较严重,其浓度的空间分布特征为:梅梁湾>贡湖、西部沿岸区>湖心区>胥湖区、南部湖区,并以MC-LR浓度最高;相关性分析表明MC-LR、MC-RR、MC-YR及MCs均与高锰酸盐指数、TN、TP、Chl-a呈极显著正相关(P<0.01).结合饮用水中MC-LR和MCs的标准限值分析得出,太湖Chl-a的阈值是12.26 mg·m-3,与美国北卡罗莱纳州湖泊的Chl-a标准值比较属于安全阈值,具有一定的科学性.     

中国地表水氟化物时空分布特征初步研究

氟是一种常见的化学物质,摄入过多或过少都会造成危害。以2020年国家地表水环境质量监测网监测数据进行分析,氟化物年均浓度介于0.016～4.448mg/L之间,满足地表水Ⅲ类水质标准(<1.0mg/L)断面数占97.7%。淮河流域地表水氟化物平均浓度为0.610mg/L,为各流域中最高;西南诸河地表水氟化物平均浓度为0.190mg/L,为各流域中最低。长江、珠江流域月度波动幅度较小,西北诸河、辽河流域月度波动幅度较大。影响地表水氟化物浓度水平的主要因素包括高氟地质背景、地下水流动补充、有利于氟富集的地形地貌和气候气象等自然条件,以及工农业污染和污染治理设施不完善等人为原因。     

江苏如东附近海域夏季海洋环境噪声特性分析

近岸海域风电场等海洋工程产生的水下噪声可以影响海洋环境。本文以如东海域为研究区域,划分为港口区、风电场区和鱼类洄游区,分别监测其海洋环境噪声,获得水下噪声和水文气象要素数据,计算海洋环境噪声功率谱值,对噪声的频谱和区域分布特性进行了分析。结果表明,在海洋工程的影响下如东海域不同频率段的噪声功率谱显著增加,同时噪声功率谱峰值也有所增多。港口区低于140 Hz的水下噪声出现浅层大于深层的现象,异于其他区域;风电场区域噪声功率谱的极值增加最大;鱼类洄游区海域的噪声功率谱在1000 Hz以下出现多个峰值。港口区和风电场区海域水下噪声呈现近岸海域大于远岸。如东海域的水下噪声在海洋工程的影响下发生了剧烈的变化,噪声主要频率与该海域部分海洋生物的敏感频段相似,噪声功率谱临界甚至超过其听觉阈值,这会干扰海洋生物的听力和生存,严重者可直接致死,因此亟须对如东海域水下环境噪声进行长期的监测和治理。     

基于WRF-Chem模拟的玉溪市大气环境容量精细估算

云南高原的清洁大气环境及其潜在变化是一个值得深入研究的大气环境问题.本文选择云南高原重要工业城市—玉溪作为研究区域,基于中尺度空气质量模式WRF-Chem,开展玉溪市的大气环境容量模拟估算.同时,以2015年冬、春、夏、秋季主要大气污染物模拟为基础,采用以我国环境空气质量标准(GB3095—2012)为约束目标的WRF-Chem模拟迭代大气环境容量算法,设置3 km的精细分辨率,计算得到2015年玉溪市一次PM_(10)、一次PM_(2.5)、SO_2、NO_x和CO的大气环境容量分别为1.284×10~4、0.854×10~4、1.917×10~4、1.796×10~4和51.556×10~4t·a~(-1).最后,研究了整个玉溪市区域和城区大气环境容量的季节变化特征,结果发现,各污染物冬季大气环境容量最小,除PM_(2.5)外的污染物均在春季大气环境容量最大.玉溪市城区剩余容量占全市的比例均在40%左右,反映了工业发展和城市化带来的大气环境的城乡差异及可能的环境变化效应.     

三峡库区消落带干湿交替表层沉积物磷分布特征

通过研究分析经历完整反季节干湿交替周期的三峡库区消落带沉积物中磷的赋存形态及含量变化,揭示了消落带沉积物磷的源/汇转化趋势。结果表明:三峡库区消落带本底土壤、覆水沉积物以及落干沉积物无机形态磷分布均呈现一致规律,即钙磷>闭蓄态磷>铝磷>铁磷>可交换态磷,反映出三峡库区短期反季节干湿交替对无机形态磷分布规律影响不大。消落带反季节干湿交替有利于表层沉积物中活性较高的有机磷、活性磷累积,有利于相对稳定的闭蓄态磷、钙磷释放。     

基于高山湖泊沉积记录的贵州北部大气重金属污染历史重建

大气重金属污染是全球面临的主要环境问题之一,受监测资料的局限,目前我国在大气重金属污染的历史过程及其对偏远地区地表环境的影响方面的研究还较为薄弱.通过对贵州北部梵净山顶沉积物中金属元素含量和Pb同位素的分析,研究了近400年来Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等大气污染的历史过程.公元约1800年之前,沉积物中金属元素含量较为稳定; 1800年以来,Cr、Cu、Ni和Zn等含量总体呈先增加后降低的趋势;而Cd、Hg和Pb含量逐渐增加.富集系数与207Pb/206Pb结果表明,Cd、Pb和Hg是典型的大气污染元素; Hg污染开始于公元1880年前后,Cd和Pb污染开始于20世纪50年代,近年来污染程度均逐渐加重.沉积记录反映的贵州北部梵净山地区目前大气Hg污染水平与我国东部其他远离人类活动直接影响的地区相当,但远高于欧美及青藏高原等地区;不同地区间Cd与Pb污染水平具有较大的差异.梵净山地区大气Hg污染可能受到全球和区域污染排放的共同影响,Cd和Pb污染主要来自于区域有色金属冶炼及燃煤等释放.     

沉积物中重金属的形态及生物有效性研究进展

介绍了近年来河流沉积物中重金属的形态分析及生物有效性的研究现状,分析了沉积物中不同重金属形态分布特征及迁移转化的原因,总结了重金属各种形态的生物有效性的影响因素,并在此基础上提出了今后在沉积物重金属研究中需要解决的问题和发展方向.