城郊农业生态系统中茎菜类蔬菜对重金属镉的累积特征及品质表现

为探索城郊区农业土壤重金属镉(Cd)的生态阻控技术,结合田间试验、盆栽试验和室内分析测定等手段,以蔬菜茎叶部分Cd含量、富集系数、转移系数、单株生物量、茎叶维生素C含量、还原糖含量等因子为考察指标,分析13个红菜薹品种、5个莴笋品种和4个芹菜品种的Cd积累特征和品质表现.结果显示,两种Cd水平下(土壤总Cd分别为0.43 mg/kg和3.00 mg/kg),供试蔬菜茎叶部Cd含量不论是种间还是种内均差异显著(P<0.05).三大类供试蔬菜茎叶Cd含量与富集系数的大小均为芹菜>莴笋>菜薹,且在低Cd水平下,菜薹的生产性能及品质指标也为最优.在13个菜薹品种中,低、高Cd水平下茎叶平均Cd含量分别为0.021 0 mg/kg和0.302 1 mg/kg.13个菜薹品种的聚类分析结果显示,金秋红3号、钟声红和二早子属于弱吸收低积累Cd品种.且金秋红3号在低Cd条件下还有较高的品质表现,其可食部位维生素C含量和还原糖含量分别达到77.2 mg/100 g和19.44%.在本研究设置的高、低Cd条件下,供试蔬菜品种的Cd积累特性、品质特征以及生物量指标都具有较强的一致性,集合这些指标应用于筛选弱吸收低积累Cd的茎菜类蔬菜品种是可行的.因此,挖掘作物自身潜力,基于植物不同种及品种吸收积累重金属Cd的基因型差异,利用弱吸收低积累重金属的作物品种,在轻度或中度重金属污染农田中进行作物生产,可以降低Cd等重金属元素经农产品进入人类食物链的风险.     

天津地区鱼塘水、悬浮物、沉积物和鱼体中的DDT

采样测定了天津地区2典型鱼塘鲫鱼、鲢鱼、水、悬浮物、沉积物和鱼塘周边表土中的DDT及其代谢产物含量。结果发现,2鱼塘各主要介质以及鱼体肌肉和器官中都富集了较高浓度的DDT。鲫鱼和鲢鱼肌肉中DDT的含量分别为(66.4±2.7)ng·g-1和(24.3±23.4)ng·g-1。肝胰脏、肠和鱼鳃中DDT含量一般高于肌肉,其中肠的富集量最大,是肌肉的3倍以上。生物富集系数(lgBCF)分别为3.7和3.3。2鱼塘鱼体和各相含量有较大差别,鱼塘介质中悬浮物富集浓度最高。表土污染相对严重地区的鱼塘中各介质和鱼体DDT含量均高于另一污染较轻的鱼塘。污染严重鱼塘的DDE/ΣDDT含量比值也相对较高,反映早期污染残留的重要特征。尽管如此,仍然较高的DDT含量以及悬浮物中很低的DDE/ΣDDT含量比值说明很可能还有污染源存在。     

攀枝花尾矿库溪流中钒的分布及化学形态

采用ICP-AES方法测定攀枝花尾矿库溪流水、悬浮物、沉积物中钒的含量,以及沉积物中钒的化学形态,结果表明:不同介质中钒的含量均高于全球钒的平均值;钒主要存在于沉积物及悬浮物中;水相中钒的含量主要与沉积物中钒的含量及存在形态有关;沉积物中的钒以残留态为主,各形态钒的比例主要受上覆水体理化性质的影响.     

基于鱼类完整性指数的滦河流域生态系统健康评价

生物完整性指数作为评价河流健康的重要工具,对流域管理有明确的指导作用.为全面掌握滦河流域生态系统健康状况,构建F-IBI（鱼类完整性指数）,开展滦河流域生态系统健康评价.于2016年10-11月对滦河流域58个采样点收集了鱼类与环境数据,根据栖息地质量评分与水质等级来确定参考点（12个）和受损点（7个）.利用分布范围检验、敏感性分析及冗余检验对20个候选指标进行筛选,以获得构建F-IBI的核心指标.采用1、3、5赋分法对核心指标进行赋分,并计算F-IBI最终得分.利用分位数法将F-IBI划分为"健康" "亚健康" "一般" "差" "极差"5个等级.利用非参数检验对F-IBI的适用性进行校验.结果表明:①鱼类物种数、个体数、Shannon-Wiener多样性指数、底栖食性鱼类个体百分比、耐受性鱼类个体百分比、产黏性卵鱼类个体百分比、产沉性卵鱼类个体百分比、上层鱼类个体百分比和广布种鱼类个体百分比等9个指标被筛选出,其适合作为构建F-IBI的核心指标.②F-IBI计算结果表明滦河流域58个采样点中,"健康"和"亚健康"等级采样点有22个,"一般"等级采样点22个,"差"和"极差"等级采样点14个.滦河干支流上游地区健康状况较好,干流中下游及部分独流入海河流健康状况较差,这主要受到不同地区社会经济发展的影响.③Mann-Whitney U检验发现,F-IBI在参考点与非参考点之间有显著差异,栖息地综合得分随F-IBI评价等级降低而下降,在"健康"与除"亚健康"外的其他等级以及"极差"与除"差"外的其他等级之间有显著差异.研究显示,构建的F-IBI适用于滦河流域生态系统健康评价.      

土壤优先流的理论研究和试验分析

在活动流场模型的基础上建立了新的溶质运移控制方程,研究了流场分形特征参数的计算方法;采用4组染色示踪试验资料,分析了活动流场模型模拟土壤水流运动和溶质运移宏观非均匀特征的适用性.模拟分析表明,活动流场模型能较准确地捕捉到土壤中的优先流特别是不稳定流的宏观运动特征;土壤存在大孔隙结构的情况下,水流和溶质将更快的迁移到深层土壤,活动流场模型模拟计算的入渗深度偏小,但大于连续性模型的模拟计算结果;当土壤中的大孔隙结构较少时,活动流场模型模拟预测的土壤含水率分布和溶质浓度分布与实测结果比较一致.     

钱塘江(杭州段)水中有机氯农药残留污染特征及健康风险评价

利用气相色谱法对采集于2013年5月、7月和11月的钱塘江(杭州段)表层水中10种有机氯农药(OCPs)残留进行了分析,初步明确其组成特征及来源,并对其健康风险进行了评价.结果表明,钱塘江(杭州段)水体中检出5种微量的OCPs,检出频率最高的是β-HCH和δ-HCH.14个采样点均有不同浓度检出,钱塘江干流∑OCPs的浓度范围在1.31~6.68 ng·L-1,属低污染水平,3条主要支流∑OCPs的浓度范围则是1.32~4.23 ng·L-1.钱塘江(杭州段)水体中OCPs污染空间分布各异,上游兰江点位及桐庐县、富阳市境内各点位总体浓度相对较高.通过特征组分比例可确认HCHs污染主要源于农田中使用有机氯类农药的降解残留及新的林丹污染输入,且非固定污染源输入.利用EPA推荐方法对通过饮水和皮肤接触途径摄入钱塘江水体中OCPs的健康风险进行评价:非致癌健康风险指数介于8.56×10-5~1.82×10-3,根据评价标准均未超标;致癌健康风险指数在3.96×10-8~1.93×10-7,均位于可忽略风险范围内.结果表明钱塘江(杭州段)作为饮用水水源,其水体中OCPs残留引起对人体产生的致癌、非致癌健康危害可忽略.     

Spatial variability of organochlorine pesticides （DDTs and HCHs） in surface soils from the alluvial region of Beijing, China

The spatial variability in the concentrations of 1,2,3,4,5,6-hexachlorocyclohexane (HCH) and 1,1,1-trichloro-2,2-bis-(p-chlorophenyl) ethane (DDT) in surface soils was studied on the basis of the analysis of 131 soil samples collected from the surface layer (0-20 cm depth) of the alluvial region of Beijing, China. The concentrations of total HCHs (including α-, β-, γ-, and δ-isomers) and total DDTs (i ncluding p,p'-DDT, p,p'-DDD, p,p'-DDE, and o,p'-DDT) in the surface soils tested were in the range from nondetectable to 31.72 μg/kg dry soil, with a mean value of 0.91, and from nondetectable to 5910.83 μg/kg dry soil, with a mean value of 32.13,respectively. It was observed that concentrations of HCHs in all soil samples and concentrations of DDTs in 112 soil samples were much lower than the first grade (50 μg/kg) permitted in "Environment quality standard for soils in China (GB15618-1995)". This suggests that the pollution due to organochlorine pesticides was generally not significant in the farmland soils in the Beijing alluvial region. In this study, the spatial distribution and trend of HCHs and DDTs were analyzed using Geostatistical Analyst and GS (513).Spatial distribution indicated how these pesticides had been applied in the past. Trend analysis showed that the concentrations of HCHs,DDTs, and their related metabolites followed an obvious distribution trend in the surface soils from the alluvial region of Beijing.     

某危险废物填埋场地下水污染预测及控制模拟

以某危险废物填埋场为研究对象,在收集其水文地质资料基础上,运用Visual Modflow建立填埋场地下水水流和溶质运移耦合模型,对填埋场防渗层发生渗漏后,渗滤液中Cr6+在地下水中的运移过程以及地面硬化、防渗墙和排水沟3种污染控制措施对污染羽阻隔效果进行模拟预测.结果表明,Cr6+随地下水流方向运移形成污染羽,10 a后污染羽到达水塘边界,运移距离约为1 450 m,但随后10～20 a之间污染羽扩散范围没有明显扩大;地表硬化后,20 a内污染羽未扩散至水塘边界;防渗墙设置到上层含水层底部时,监测井Cr6+浓度高于未设置防渗墙时浓度,设置到下层含水层底部时,Cr6+浓度与设置于上层含水层时监测结果相反;排水沟日排水量达到2 642 m3时能有效控制污染羽扩散,20 a后污染羽尚未污染监测井;地表硬化与排水沟组合控制污染物扩散,效果最佳,同时排水沟日排水量可减少为1 878 m3.因此,当填埋场发生渗漏时,建议采用设置排水沟与周边地表硬化组合的地下水污染控制措施.     

Concentrations and chemical forms of potentially toxic metals in road-deposited sediments from different zones of Hangzhou, China

The 25 road-deposited sediments were collected from five different land-use zones (industrial, residential, commercial, park, and countryside) in Hangzhou, China. The concentrations of metals (Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, and Zn) in these samples were determined using the ICP-AES after digestion with the mixture of HNO3-HF-HCl (aqua regia), and chemically fractionated using the modified BCR (the European Community Bureau of Reference) sequential extraction procedure. The highest metal concentration level was detected in the sample from industrial zone and commercial zone having heavy traffic. While the lowest metal level was noted in the street dust sample from residential zone, park, and countryside zone. The mobility sequence based on the sum of the BCR sequential extraction stages was: Zn (80.28%), Pb (78.68%), Cd (77.66%) ＞ Cu (73.34%) ＞ Mn (67.92%) ＞ Co (41.66%) ＞ Ni (30.36%) ＞ Cr (21.56%), Fe (20.86%). Correlation analysis and principal component analysis were applied to the data matrix to evaluate the analytical results and to identify the possible pollution sources of metals. Factor analysis showed that these areas were mainly contaminated by three sources, namely lithology, traffic, and industry.     

崩塌落石冲击荷载作用下埋地管道的安全评价

野外调查人员在进行崩塌落石灾害的风险分析和评价时,由于没有科学的判别依据,往往只能根据以往经验主观加以判断。本文在前人研究成果和野外调查资料分析的基础上,探讨了崩塌落石冲击力的计算方法,并运用LS-DYNA显式动力学分析软件建立了崩塌落石冲击荷载作用下埋地管道的三维有限元模型,进行了数值模拟,研究了某些因素对埋地管道安全的影响规律,得出一些具有实用性的曲线或公式,可供评价实际问题时查询应用,以为埋地管道的安全运营及崩塌落石的防护设计提供决策依据。