采用发光菌和统计法评估地下水水质 ——以“珠江三角洲”滨海小流域为例

以珠江三角洲滨海小流域地下水为研究对象,采用费氏弧菌(Vibrio ficheri)和化学指标主成分分析法综合评价不同人类活动背景下的地下水(8个饮用水井和6个观测井)以及海水水质.结果表明:15个水样中的阳离子以K+和Na+为主,占阳离子总量的平均百分比为71.55%±14.67%.阴离子的浓度差异较大,饮用水井(T1~T8)的阴离子以HCO3-为主,观测井(D1~D6)的阴离子以Cl-为主,平均百分比分别为53.84%±18.21%和66.37%±22.16%.除T3、T4和D3无毒外,其余水样对发光菌具有一定的抑制效应,其中D2和D4对发光菌的抑制率大于30%,为中毒性,海水水样则对发光菌产生了“刺激发光”效应,30min的发光抑制率为-12.45%;通过水样化学指标的主成分分析,计算井水的综合得分,排泄区D2~D4 (8~15m潜水含水层)得分较高,D5 (承压含水层)、D6 (基岩裂隙含水层)以及D1(5m潜水含水层)得分较低,唐家镇除T1地下水埋深最深(17.92m),得分最高,其余地下水(T2~T8)位于地表以下10m内的含水层,得分较低;发光抑制率与第一主成分具有良好的负相关性(P<0.05),经拟合方程预测的毒性结果准确率为75%,“假阴性”水样个数为0.     

有机磷农药乐果对萼花臂尾轮虫游泳行为的影响

以游泳行为变化情况为指标,考察了有机磷农药乐果对淡水种萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)的毒性作用。测定了暴露在5个不同质量浓度乐果作用6小时后轮虫游泳行为的变化情况。可以观察到轮虫的游泳方向的平衡性被破坏,游泳角速度与线速度受到显著地抑制。采用主成分分析方法(PCA)分析了在乐果的作用下轮虫游泳行为的变化情况。结果显示游泳平衡性失衡,旋转角度变小,位移速率变慢。暴露6 h后,0.2 mg/L质量浓度组轮虫游泳位移速率变慢最为明显,而在1.0,1.4和1.8 mg/L质量浓度组轮虫游泳平衡性失衡最为明显,结果表明轮虫游泳行为的变化情况与乐果的质量浓度高度相关。本研究方法与内容在国内外尚属首次报道。     

PMF和PCA/MLR法解析上海市高架道路地表径流中多环芳烃的来源

以上海市内环高架道路径流中的多环芳烃(PAHs)为研究对象,于2012年7~9月,实测了8场降雨的道路径流中的PAHs,了解了城市交通干道径流中PAHs的污染状况,并采用正定矩阵因子分解(PMF)和主成分分析/多元线性回归(PCA/MLR)两种模型对径流中的PAHs进行源解析.因子分析表明,径流中Σ16 PAHs的浓度范围为1.585~7.523μg·L-1,两种模型对于PAHs的来源有较为一致的判定.交通源为高架道路地表径流中PAHs的主要来源,PMF和PCA/MLR得到的源贡献率分别为37.7%和44.3%,其余3种来源石油源、燃气源和其他源,PMF得到的源贡献率依次为21.9%、26.4%、14.0%;与之对应,PCA/MLR得到的源贡献率依次为28.9%、18.3%、8.5%.PMF和PCA/MLR模型的计算值与实测值拟合较好,相关系数分别为0.961和0.997.     

电子垃圾拆解地周边土壤中二(口恶)英和二(口恶)英类多氯联苯的浓度水平

采集了电子垃圾拆解地周边125个点位的151个土壤样品,分析了土壤中4~8氯代二噁英和二噁英类多氯联苯的浓度.表层土壤样品中总二噁英的浓度范围为280~7 010 pg·g-1,平均浓度为1 380 pg·g-1.中层和深层土壤样品中总二噁英的平均浓度分别为表土的63%和38%.表土样品中二噁英毒性当量浓度(以I-TEQ计)范围为1.4~94.8 pg·g-1.根据德国关于毒性当量浓度的指导方针,125个土壤样品中只有19个(15%)可以被认为对人体健康无害,其余85%的土壤需要调查二噁英的来源.如果考虑多氯联苯对毒性当量的贡献,则有98%的土壤需要调查二噁英的来源.主因子分析被用来调查这一地区二噁英的排放源.通过对土壤中二噁英的同系物分布进行分析,发现拆解活动是这一地区热过程二噁英的主要排放源,也是这一地区土壤中二噁英的主要来源.     

两段式顺层滑坡的稳定性分析

对于大型的突发顺层滑坡,滑面通常具有主滑和锁固的两段特征。为了分析两段滑面共同作用下滑坡的稳定性,本文提出了两段式顺层滑坡的尖点突变模型,对于主滑段和锁固段分别采用应变软化介质和弹脆性介质的本构模型,并在此基础上,探讨了影响两段式顺层滑坡稳定性的控制性参数,分析了降雨、库水位变化反复作用下滑坡预测预报应注意的问题,同时基于尖点突变模型研究了白岩沟桥西滑坡随坡脚开挖不同阶段其稳定性的变化过程。结果表明:大型突发顺层滑坡的稳定性与刚度比密切相关,影响刚度比的主要参数为剪切模量和滑面形态,当锁固段卸载或主滑段加载时,刚度比降低,斜坡越容易滑动;随着降雨、库水的反复加载作用,滑面产生刚度硬化和刚度软化两种趋势,且临界滑动的位移随之发生变化,通常滑坡发生前要经历多次变形加速。本研究提出的尖点突变模型对于两段式顺层滑坡的预测预报具有一定的理论指导意义。     

高原城市昆明公路隧道大气中PM2.5理化特征分析

为研究高原地区机动车尾气排放特征,选取昆明市草海隧道内大气PM_(2.5)为研究对象,并对样品中的水溶性离子、碳组分、多环芳烃、无机元素进行分析.结果表明,隧道内PM_(2.5)质量浓度为225.65~312.84μg·m~(-3),是同期环境大气中PM_(2.5)浓度的11~14倍,PM_(2.5)中碳组分所占比重最高,约占总质量浓度的35.73%,其次无机元素占21.78%,离子组分在4.79%~5.52%之间,含量最低的是多环芳烃,占0.25%~0.32%;离子组分中Ca~(2+)和SO_4~(2-)含量较高,占总离子浓度的77.78%~80.17%,显示为地壳来源,其次是NH_4~+、NO_3~-的浓度也相对较高,主要来自机动车尾气源;草海隧道PM_(2.5)中以分子量相对较大、不易挥发的4、6环PAHs为主,机动车尾气对PM_(2.5)中多环芳烃的贡献十分显著,毒性最强的Ba P浓度是国家规定浓度限值的23~29倍,高原草海隧道大气中存在PM_(2.5)暴露健康风险;隧道大气PM_(2.5)中元素由PCA分析显示机动车尾气和道路扬尘来源占比约61.64%,其次机械磨损排放源占比约为17.49%,最后为轮胎磨损排放源,占比为9.11%;云贵高原大气低压低氧条件下,机动车发动机燃料不完全燃烧几率较高,导致机动车尾气PM_(2.5)中的OC以及PAHs排放量增加.     

江苏省城市建设用地结构时空演变及驱动力分析CSSCI

运用信息熵和偏离份额模型揭示江苏省城市建设用地结构的时空演变特征,并用主成分分析法提取主要驱动因子。研究表明:1苏南城市建设用地较苏北结构稳定,信息熵变化幅度小。2南京、无锡、盐城、淮安、宿迁补给效应较显著,镇江、南通、扬州、泰州挤出效应较显著;道路广场用地、绿地补给效应显著,仓储用地、对外交通用地和特殊用地挤出效应显著。3居住用地、公共设施用地、道路广场用地、绿地属增长性结构,其余地类属衰退性结构。4作为省会城市,南京是多类建设用地竞争性偏移量的高值区,苏南、苏中、苏北经济欠发达地区对各类建设用地不具有竞争优势。5江苏省城市建设用地结构变化的主要驱动力是社会经济发展和人民生活水平提高,产业结构调整的贡献度次之。     

中田河流域景观异质性对水体总氮浓度影响研究

土地利用变化使输移至河流的营养盐负荷发生变化从而导致地表水水质变化.研究景观异质性对营养负荷的影响程度对改善水质的最佳管理措施至关重要.本研究从2013年1~12月,对中田河流域干支流水系20个监测点的地表水总氮浓度进行了周年定点监测,考虑到流域单元的嵌套关系,选择7个土地利用结构和13个景观格局指数,探讨了景观异质性对中田河流域水体总氮浓度的影响.研究表明:1建设用地和草地对总氮浓度有重大影响,表现为建设用地会恶化水质,而草地可以改善水质;2景观斑块-形状指数、景观斑块-面积指数和建设用地是景观尺度上影响流域总氮浓度的主要因素;3回归分析进一步显示建设用地和景观斑块-面积指数对总氮浓度的贡献分别是67.31%和32.69%.     

郑州市某生活区大气PM2.5中重金属污染特征及生态、健康风险评估

为了研究郑州市某生活区大气重金属元素的污染特征,对郑州市某生活区进行潜在生态风险和居民健康风险的评估,利用武汉天虹TH-16A型大气颗粒物智能采样仪对郑州市某生活区大气PM_(2.5)样品进行采集,并用波长色散X射线荧光光谱法(ambient air determination of inorganic elements in ambient particle matter wavelength dispersive X-ray fluorescence spectrometry,WD-XRF)分析17种金属元素的质量浓度;用富集因子法、主成分分析法对重金属的来源进行解析;用生态风险指数法和美国环保署的健康风险评价法分别对Cr、Cd、Cu、Zn、Ni、Pb和As等元素的潜在生态风险、居民健康风险进行评估.结果表明,富集因子(enrichment factor,EF)值较高的金属为Cd、Sb、Pb和As,其中Cd的富集因子值最高,为8 657. 6;郑州市某生活区金属元素的来源主要为地壳源/燃煤源、燃油源、垃圾燃烧源、冶金尘源和机动车排放源; Cd、Pb、Zn、As、Cu、Ni和Cr的单因子潜在生态危害指数值分别为70 420. 2、255. 3、204. 6、71. 5、36. 9、24. 0和5. 1;郑州市某生活区的Cd、As和Cr具有致癌风险,Cd的危害最大; Mn具有非致癌风险.     

西北旱区盐湖盆地地下水化学组分源解析

为实现对吉兰泰盐湖盆地地下水污染源的识别与管理,系统采集区域内71个地下水样品,测定16项地下水质关键指标;以GB/T 14848—2017《地下水质量标准》中的Ⅲ类标准为依据确定特征污染物,利用因子分析（FA）确定地下水水质指标的因子分类,以地质统计学插值绘图揭示不同污染源的空间分布特征,运用APCS-MLR（绝对主成分得分多元线性回归）量化不同污染源的贡献率.结果表明:研究区内ρ（Cr6+）、ρ（As）、ρ（NH₄+）、ρ（F-）、ρ（Cl-）、ρ（NO₂-）、ρ（COD_Mn）、ρ（TDS）、pH等9项地下水水质指标均存在超标现象,其中ρ（NH₄+）、ρ（Cl-）、ρ（F-）超标较为严重.通过因子分析法筛选出影响研究区地下水水质的6个公因子,即溶滤-富集作用因子（F₁,贡献率为24.61%）、农业活动因子（F₂,贡献率为20.38%）、原生地质-农业生产、生活污染因子（F₃,贡献率为11.72%）、工业生产污染因子（F₄,贡献率为10.38%）、地质环境背景因子（F₅,贡献率为10.78%）、原生地质因子（F₆,贡献率为10.61%）,其中F₁、F₅、F₆为环境影响因子,F₂、F₃、F₄为人类活动影响因子.采用因子得分函数计算得到因子得分,巴音乌拉山一带整体污染因子得分较高,乌兰布和沙漠存在点状高值区,图格力高勒沟谷上游也存在一定程度的污染,而盐湖盆地东南大部分区域水质相对较好,其分布与变化受到天然因素和人类活动的双重影响.利用APCS-MLR得到各水质指标预测值与实测值的R2（线性拟合优度）均大于0.7,APCS-MLR可较好地评估各因子对水质的贡献率.研究显示,因子分析与APCS-MLR相结合可以有效地对地下水化学组分进行定性识别与定量解析.