城陵矶综合枢纽工程建设对洞庭湖水动力影响模拟研究

受流域降雨量偏枯以及三峡工程蓄水运行等综合影响,洞庭湖季节性干旱问题近年来日益突出.为缓解洞庭湖旱情,湖南省和湖北省政府提出了建设城陵矶综合枢纽工程.枢纽工程的建设,将改变洞庭湖水动力特征,影响湖区生态环境.该研究基于MIKE 21模型构建了洞庭湖二维水动力模型,模拟预测了枢纽工程建设前后洞庭湖湖体水位、流速等水动力参数变化特征.验证结果显示:水动力模拟结果与实测值吻合较好,模型计算结果有效可靠.模拟结果显示:城陵矶综合枢纽调度运行后,能够有效抬升全湖水位0.78~1.06 m,增加湖泊面积5.96%~10.84%,增加湖容31.18%~39.69%.枢纽工程对缓解洞庭湖秋季旱情、春季旱情作用明显,能够在一定程度上解决洞庭湖枯水期提前、枯水期延长、枯季水位偏低等问题.随着水位的抬升,湖体流速有不同程度的减小,退水期、枯水期平均流速由0.30 m·s-1和0.23 m·s-1降至0.28m·s-1和0.19 m·s-1,分别降低了6.67%、17.39%.城陵矶综合枢纽运行后,水流速度减缓、水体滞留时间延长,将加大湖体富营养化风险.     

德国水治理的基本理念和《水平衡管理法》总则规定研究

为借鉴先进国家的治水理念和立法经验,有必要考察德国《水平衡管理法》。该法的总则部分给出了德国治水的基本理念与框架,更需要深入研究和理解。德国水治理的实质仍然是平衡和协调具有竞争性的多重涉水利益,从生态系统保护出发,坚持可持续发展和综合水治理理念。该法的总则规定了立法目的、适用范围、基本概念定义、水的所有权问题以及基本的谨慎义务等内容。其立法目的中明确提出了水治理的可持续性原则,在适用范围中确立了水事的综合统一原则,基本概念中则实现了水事的自然科学概念向社会科学概念的转换,在水的所有权问题领域明确了水的私法与公法治理的界限,基于谨慎义务相关则规定了水体保护,人人有责。     

中国主要河口海湾富营养化特征及差异分析

针对我国65个沿海河口海湾,基于自然地理数据及2007~2012年水质监测数据,采用箱须图法、聚类分析、相关性分析和主成分分析等方法,探讨河口海湾间富营养化特征、差异性及主要原因.结果表明,大型河口海湾的富营养化状态指标值相对较高,但河口海湾间富营养化响应指标值存在一定差异.DIN、PO₄^3--P和COD是河口海湾富营养化特征的第1主成分,DO和Chl-a是第2主成分,盐度、水深、潮差和面积等是第3主成分,河口海湾水体Chl-a浓度与TN入海量(P<0.01)、DIN(P<0.01)、PO₄^3--P(P<0.05)、流量(P<0.01)、温度(P<0.05)呈显著性正相关,同时与潮差(P<0.05)和盐度(P<0.01)和DO(P<0.01)呈显著性负相关.表明营养盐入海量增多是引起河口海湾一系列富营养化症状的主要因素,但河口海湾自然属性会调节其富营养化状态,造成系统间响应特征的差异.潮差小于2.5m的河口海湾,其营养盐转化效率明显高于潮差大于2.5m的河口海湾.说明河口海湾潮差可通过改变水体滞留时间、垂直混合和光照条件等,调节浮游植物生物量对营养盐的敏感性.此外,与外海的水体交换,海洋生物的捕食,及其他形态营养盐的供给等作用,也会影响河口海湾水体Chl-a的水平.人类活动带来的营养盐输入,以及河口海湾特有的自然属性,共同决定了其富营养化特征的差异和程度.     

以梭鱼金属硫蛋白基因表达监测海洋重金属污染

分离了梭鱼金属硫蛋白132个碱基对应44个氨基酸的部分基因序列,以此为基础建立了分析梭鱼金属硫蛋白基因表达的实时定量PCR方法,并用于分析渤海南戴河和大神堂近岸海域野生梭鱼金属硫蛋白基因的表达.结果表明,南戴河野生梭鱼金属硫蛋白基因的表达水平(雄鱼:0.012 ± 0.0064 copies/copy β-actin;雌鱼:0.0099 ± 0.0042 copies/copy β-actin)明显高于大神堂野生梭鱼的表达水平(雄鱼:0.0017± 0.0011 copies/copy β-actin;雌鱼:0.0014 ± 0.00095 copies/copy β-actin).该结果与两地野生梭鱼体内重金属残留水平相一致,提示梭鱼金属硫蛋白基因可作为监测海洋重金属污染的敏感标志物之一.     

红枫湖饮用水水源地的工业企业环境风险评价

为降低饮用水水源地的工业企业突发环境事件发生的频率、提高环境风险管理的效率,在工业企业环境风险特征分析及Seveso Ⅲ指令的基础上,构建了基于危险物质泄漏、污染物排放及迁移、风险管理与控制能力的工业企业环境风险评价指标体系,并建立了风险评价方法. 以贵阳市红枫湖流域为例,按其水文特征划分为5个区域,对流域工业企业及各区域进行了风险评价. 结果表明:红枫湖流域81家工业企业中有55家风险企业,占企业总数的67.9%,整体风险水平较高;风险级别为重大、较大、一般和较低的企业分别有10、14、20和11家;风险较高的企业多为化工、印染、医药、造纸、冶金和煤矿类企业;羊昌河、麦翁河、麻线河、后六河流域及湖区周边区域的风险指数分别为16.09、7.01、3.77、0、1.07,羊昌河和麦翁河流域分别属于较高风险、一般风险区域,而其他区域的风险较低. 风险评价结果与红枫湖流域内工业企业的污染特点及位置分布较吻合,据此提出红枫湖流域实施环境风险分级管理的建议.      

水质模型参数识别与验证的探讨

参数识别与模型验证是水质模型应用的两个重要步骤。在对模型参数的本质含义进行辨析的基础上,对模型参数的时变性、集成性和可识别性进行了分析。采用科学哲学的方法,对水质模型验证的必要性和不足进行了讨论,指出虽然模型验证必不可少,但也不能证实模型本身就是实际物理和生化过程的反映,因此应充分地意识到“经过验证的”模型在预测中的风险。     

基于着生硅藻指数的梧桐河水生态健康评价

在黑龙江省梧桐河,调查了13个点位的着生硅藻群落结构和水环境特征,应用8种硅藻指数对该河流水生生态系统进行健康评价,并在此基础上应用主成分分析、相关分析、冗余分析、箱型图分析等统计分析方法研究了影响梧桐河着生藻类群落的主要环境因子和8种硅藻指数在梧桐河的适用情况。结果显示:梧桐河存在一定程度的环境污染,优势种以小型异极藻(Gomphonema parvulum)等耐污种为主。8个硅藻指数中,硅藻属指数(Generic Index of Diatom,GI)、澳大利亚河流硅藻生物评价指数(Diatom Index for Australian Rivers,DIAR;Diatom Species Index for Bioassessment of Australian Rivers,DSIAR)评价结果偏差较大,在梧桐河不适用;相似度指数(Jaccard Index,JI)与富营养化硅藻指数(Trophic Diatom Index,TDI)评价结果较为严格,评分明显偏低;硅藻污染耐受指数(Pollution Tolerance Index,PTI)、硅藻生物评价指数(Diatom Bioassessment Index,DBI)和生物硅藻指数(Biological Diatom Index,BDI)在梧桐河流域适用性最好。根据冗余分析(RDA),将梧桐河流域点位分为3组,第一组点位为中-重度污染,主要影响因子为流速和总磷;第二组点位为轻-中度污染,主要影响因子为磷酸盐、氨氮和溶解氧;第三组点位为轻污染-清洁,主要影响因子为p H和电导率。     

辽宁大伙房水库沉积物中有机氯农药和多氯联苯的分布、来源及风险评价

利用GC-MS测定24个大伙房水库表层沉积物中有机氯农药和多氯联苯含量,主要揭示水库沉积物中有机氯农药和多氯联苯的残留特征.结果表明,HCHs的含量为0.70～3.48 ng.g-1,均值为（1.58±0.71）ng.g-1;DDTs的含量为0.85～4.94ng.g-1,均值为（1.94±0.82）ng.g-1;PCBs的含量为1.46～3.52 ng.g-1,均值为（2.42±0.64）ng.g-1.γ-HCH、β-HCH、DDE、DDT和PCB28百分含量较高.高百分含量γ-HCH和DDT表明目前仍在使用的林丹和工业滴滴涕产品;β-HCH、DDE和PCB28可能来自土壤中农药和多氯联苯残留.水库上游污染物含量明显高于水库下游,同时污染物高值点主要集中在浑河河口,表明水库上游浑河河流搬运是水库沉积物中污染物的主要输入来源,并影响污染物在沉积物中的分布.生态风险评价结果表明,沉积物中DDTs和γ-HCH存在较高的生态风险;沉积物中PCBs残留尚未对周围环境造成不利影响.     

重金属在河口区潮汐界面与盐度界面响应规律研究

河口潮汐、盐度、悬浮颗粒物特征因影响化学物质在水体与其他介质之间分配行为,使得咸淡水生物利用度上产生差别,造成咸淡水水质基准标准的差异.重金属如铜,锌,铅,镉和铬等指标由于广泛分布在淡水及海水中,在较高的浓度下可具毒性效应,是现行《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)和《海水水质标准》(GB 3097-1997)常规监测项目.本研究以大辽河口为例,探索这些重金属指标在咸淡水河口区衔接情况和响应规律.首先,基于生物、化学和地质地理相似性确定潮汐界面(TCI)和河海边界(FSI)的位置,划分为潮汐淡水区及混合区.其次,分析了一个潮汐周期内重金属指标的变化特征,以及潮汐淡水区及混合区内盐度和悬浮颗粒物对分配系数Kd的影响,结果表明砷、镉和铬等指标更易受盐度的影响,而锌、铜、铅和镍等指标更易受悬浮颗粒物和潮汐状态的影响.最后,结合潮汐状态和分配系数研究结果,根据这些指标在TCI和FSI的变化趋势,归纳为两类响应规律:第一类如砷、镉和铬等指标,这类指标在FSI具有明显的突变点;第二类如锌、铜、铅和镍等指标,从TCI开始发生变化.两类指标在水相-沉积相-颗粒相介质的分配行为表明颗粒相和沉积相具有相似的变化趋势,尤其颗粒相中的重金属浓度,取决于悬浮颗粒物的浓度,指标响应差异主要存在于水相中.通过本研究识别出易受不同环境因子(如盐度和SS)控制的敏感指标,提出需关注河口本身特征造成的指标背景差异的必要性,将有助于我国现行水质标准制定、修订工作的实施和开展.     

渤海湾南排河海域脉红螺中多氯联苯的污染特征

本文利用气相色谱-质谱/质谱测定了渤海湾南排河海域野生脉红螺肌肉组织中多氯联苯(PCBs)的含量,并对其污染特征进行讨论.结果表明:(1)肌肉中多氯联苯(∑PCBs)总浓度在8.40—10.06 ng.g-1(lw,以脂肪质量计)之间,其中PCB-114含量最高(0.74—1.06 ng.g-1(lw));(2)五氯联苯和六氯联苯为主要检出组分,占∑PCBs的43.7%—84.8%;(3)雌性脉红螺个体中PCBs的平均浓度略高于雄性及性畸变脉红螺中PCBs的平均浓度,分别为(10.06±0.89)ng.g-1(lw)、(8.40±0.63)ng.g-1(lw)和(8.51±0.67)ng.g-1(lw),但性别间无显著性差异.