三峡库区及上游流域面源污染特征与防治策略

三峡水库自2003年蓄水运行以来,富营养化问题突出,面源污染防治愈发受到关注。依托2004、2005年生态环境调查成果,在分析三峡库区及其上游流域（简称三峡地区）面源污染负荷特征、面源污染发生原因的基础上,提出了区域面源污染防治策略。研究结果表明：入库污染负荷总量组成中,面源贡献占绝对优势;空间分布上,上游长江干流、嘉陵江及乌江流域贡献占绝对优势,库区区间贡献较小;形态特征上,氮对水体的影响以溶解态为主,磷对水体的影响以颗粒态为主。从面源污染发生过程来看,三峡地区生态环境脆弱、土地利用不合理为土壤侵蚀、污染物迁移转化提供了先决条件;而农村经济增长迅速、耕作管理技术落后亦增大了面源污染的风险。结合上述分析以及三峡地区实际情况,针对性地提出污染控制分区策略、工程措施治理策略、生态经济培育策略、农业耕作管理策略,旨在为三峡水库长效环境保护提供借鉴.     

“互联网+”时代的环境风险评估探讨

环境风险评估是环境管理的前提和依据。目前比较成熟的方法分为项目"事先"环评和健康"事后"风险评估。以上两种风险评估方法由于多种原因制约,无法提供给环境管理部门实时在线的环境风险结果。实际上,环境风险评估方法在不断完善中,随着互联网、物联网、云计算、三网融合等IT与通信技术的迅猛发展,环境保护领域也迎来了大数据时代,风险评估也将逐渐步入"互联网+"时代。新型环境风险评估更具系统性,将以数字化的形式体现环境(E)—污染物(M)—人为因素(H)的风险耦合度。虽然数字化环境风险评估在相关风险因子和风险评估方法上仍处于起步阶段,但它是新形势下环境风险管理的一个全新方向,其应用将对环境管理领域产生巨大影响。本文将分析传统环境风险评估与"互联网+"时代的环境风险评估差异,探讨新型数字化环境风险评估需要的支撑硬件与平台,并对数字化环境风险评估的发展趋势与挑战做出展望。     

大辽河口N、P营养盐的分布特征及其影响因素

利用2003年9月在大辽河口水域进行水质调查获取的资料,分析了大辽河口N、P营养盐的分布和时间变化特征.结果表明,从感潮河段、口门至口外的海域,N、P营养盐的含量都呈逐渐降低的趋势.N营养盐保守性较好,其分布主要受海水和河水的混合产生的物理稀释的影响;相比之下,PO4-P由于其缓冲特征,保守性较差.根据调查区水体富营养化的评价结果,在辽河口口门附近海域和靠近辽东湾东岸的海域,水体呈富营养化和中等营养水平,在远离海岸的海域,水体呈贫营养状态.     

三峡库区次级河流营养状态及营养盐输出影响

通过对三峡库区15条次级河流TP、TN、Chla、高锰酸盐指数、SD和浮游植物的测定,分析了次级河流的营养状态及营养盐输出状况.结果表明,次级河流TN、TP、高锰酸盐指数、Chla含量和SD差异较大,SD范围为0.45～1.5 m,TN含量范围为0.65～4.27 mg·L^-1,TP含量范围为0.011～0.432mg·L^-1,高锰酸盐指数范围为0.657～5.37mg·L^-1,Chla值范围为0.57～12.2mg·m^-3.次级河流受到不同程度污染,水体中N含量丰富,部分次级河流富营养化的限制因子为P.利用综合营养状态指数法评价了次级河流富营养化程度,结果表明3条达到轻度富营养化,2条为贫营养,10条河流为中营养.次级河流藻类7门67属129种,种类数以硅藻、绿藻和蓝藻最多.浮游植物的群落类型以硅-绿藻型、硅-蓝藻型和蓝-绿藻型为主,种类和数量随水域不同而呈现差异,水体营养特征为浮游植物响应型.15条次级河流年排放TN、TP和高锰酸盐指数分别为3.14×１０⁵ t、1.76×１０⁴ t和2.74×１０⁵ t.三峡水库完工后,由于次级河流河口区水体流速减缓,富营养化趋势可能加重.     

渤海湾有机锡污染对野生脉红螺的生态风险

研究了渤海湾有机锡污染对野生脉红螺的潜在生态风险.结果表明,在大神堂海域和南排河海域野生脉红螺性畸变发生率分别为12.5%和6.48%,交接器指数分别为9.61和12.45.脉红螺肌肉组织丁基锡和苯基锡浓度总和分别为39.04ng.g-1和46.48 ng.g-1,消化腺组织中为32.09 ng.g-1和109.03 ng.g-1.基于肌肉组织三丁基锡(TBT)浓度得出TBT对脉红螺种群的风险商为0.024.以上结果表明,渤海湾有机锡污染对野生脉红螺种群具有一定风险.     

基于三角模糊数的沉积物污染生态风险评价

基于水环境系统的不确定性,以及数据信息的不足和不精确性,将沉积物环境背景值和污染物浓度表示为三角模糊数,建立沉积物生态风险的模糊评价模型.应用该模型,取长江口沉积物背景值,对长江口及毗邻海域沉积物中重金属污染及其生态风险进行分区分析.结果表明,研究区的底质生态环境均受到不同程度的污染,重金属的污染程度依次为Cu、Hg、Zn、Pb、As、Cd;与Hakanson生态风险指数法对照,2种方法评价的生态风险变化趋势相似,长江口门、最大浑浊带和杭州湾的生态风险均比长江口外区和舟山海区大,但长江口门、最大浑浊带和杭州湾的潜在生态风险等级增加了一个等级.用同期的底栖动物群落结构参数进行验证,评价结果合理.     

黄河流域氮磷营养盐动态特征及主要影响因素

收集了黄河流域下游主要干流监测站近40a来(氮数据)或20a(磷数据)来的水质数据,同时,收集了流域各省人口、氮肥磷肥施用量(折纯)及工业废水排放量等数据,研究了黄河氮磷营养盐通量(或浓度)的多年变化趋势,并统计了水质变化与流域人口、化肥用量和工业废水排放量等社会经济指标的关系.结果表明,黄河氮输送通量近40a来有不断升高的趋势,但1990s后期受黄河断流影响有明显下降;同时,由于下游引黄灌区大量取水使得花园口-利津之间的氮通量相对入海口的氮通量为负值.黄河总磷含量在一定范围内波动,没有呈现趋势性变化,受断流影响1990s后期总磷含量值也明显减小.进一步分析表明,黄河氮输送通量的变化主要受流域内人口、氮肥施用量的影响,而与工业废水排放量没有统计上的相关性;黄河总磷含量和流域人口、磷肥施用量和废水排放量均无相关性,而与黄河水体中悬浮物含量显著相关.回归分析结果表明,黄河水体悬浮物中的总磷含量为0.54g·kg-1,与黄土高原总磷背景值十分接近.由于黄河悬浮物主要来自黄土高原,故判断黄河总磷输送的主要影响因素是黄土高原的水土流失.查明黄河流域氮磷输送量多年变化情况和主要影响因素可为流域和海域污染控制及负荷分配提供依据.     

基于底栖动物完整性指数的河口健康评价

建立底栖动物完整性（B-IBI）评价指标体系和评价标准评价长江口及毗邻海域健康.根据2005年7月长江口及毗邻海域41个站位的底栖动物数据（参照点13个,干扰点28个）,通过对14个生物参数的分布范围、判别能力和相关关系分析,筛选出了多样性指数、种类数、总栖息密度、总生物量、甲壳类的密度百分比和棘皮动物的密度百分比等6个生物参数构成B-IBI指标体系.采用比值法统一参数量纲,直接累加得到B-IBI指数值.根据参照点B-IBI值的50%分位数值确定健康等级标准,建立了评价长江口及毗邻海域健康的B-IBI标准：＞2.48为健康,1.86～2.48为亚健康,1.24～1.86为一般,0.62～1.24为差,＜0.62为极差.评价结果表明,长江口及毗邻海域41个站位中,7个为健康,2个为亚健康,8个为一般,8个为较差,16个为极差.用2006年6月底栖动物数据进行评价结果验证,准确率为89%.     

三峡水库试验性蓄水前后大宁河富营养化状态比较

基于大宁河试验性蓄水阶段(2005-09～2007-09)和正常运行阶段(2008-09～2010-09)的监测数据,对大宁河试验性蓄水前后富营养化状态进行比较,在此基础上运用Carlson的"二维坐标理论"和数理统计分析方法,探究大宁河富营养状态限制因素.结果表明,和试验性蓄水阶段相比,正常运行阶段整个研究区域TSITP呈显著上升趋势,从大宁河回水末端至长江干流,增加幅度沿程依次为23.29%、19.57%、15.58%和14.12%;TSISD和TSITN维持稳定;TSICHL总体维持稳定,仅回水末端(S1)呈上升趋势,上升幅度为17.34%.从长江干流至大宁河回水末端,TSITN、TSITP和TSISD这3个营养状态指数均呈现沿程降低的趋势;TSICHL呈现回水区(S2)和出水口(S3)较高,长江干流(S4)和回水末端(S1)较低.试验性蓄水前后各水文期特征基本呈现一致.TSITN和TSITP水文期特征表现为:汛限期、泄水期>高水位运行期>蓄水期;TSICHL水文期特征表现为:汛限期>蓄水期、泄水期>高水位运行期;TSISD水文期特征表现为:汛限期、泄水期>蓄水期>高水位运行期.正常运行期和试验性蓄水期相比,TSITN、TSITP和TSICHL在各个水文期之间的差异变小.长江干流和大宁河总氮和总磷已经超过了富营养化状态的临界值,因此营养盐并不是水体富营养化状态的限制因素;非藻类浊度控制水下光衰减而成为限制藻类生产力的关键因素.非藻类浊度和水下光照分布受到水文学特征季节动态的强烈干扰.     

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.