引黄水库沉沙条渠沉积物的组成及理化特征

研究了济南市引黄供水鹊山水库沉沙条渠6个地理位置泥沙沉积物的组成及理化特征,并分析了沉积物的组成及理化特征参数间的相关性.结果表明,沉沙条渠内的泥沙沉积物在组成成分上与黄河沉积物基本相同,但含量及理化性质上有一定的差异.泥沙沉积物颗粒主要以粘粒、粉砂和细砂粒为主,颗粒粒度分布在0.3—125μm之间;沉积物的矿物主要由...     

New hydroepidemiological models of indicator organisms and zoonotic pathogens in agricultural watersheds

Simple analytical models are derived to assess how a series of cattle animal farms affect the transport and fate of an indicator organism (Escherichia coli) and a zoonotic pathogen (Campylobacter) in a stream. Separate steady-state mass-balance models are developed and solved for the ultimate minimum and maximum concentrations for the two organisms. The E. coli model assumes that the organism is ubiquitous and abundant in the animals’ digestive tracts. In contrast, a simple dose-response model is employed to relate the Campylobacter prevalence to drinking water drawn from the stream. Because faecal indicators are commonly employed to assess the efficacy of best management practice (BMP) interventions, we also employ the models to assess how BMPs impact pathogen levels. The model provides predictions of (a) the relative removal efficacy for Campylobacter and (b) the prevalence of Campylobacter infection among farm animals after implementation of BMPs. Dimensionless numbers and simple graphs are developed to assess how prevalence is influenced by a number of factors including animal density and farm spacing. A significant outcome of this model development is that the numerous dimensional input and parameter variables are reduced to a group of just four dimensionless Campylobacter-related quantities, characterizing: animal density; in-stream attenuation; animal-to-animal transmission; and infection recovery. Calculations reveal that for some constellations of these four quantities there can be a greater-than-expected benefit in that the proportional reduction of stream Campylobacter concentrations post-BMP can substantially exceed the proportional reduction of concentrations of E. coli in that stream. In addition, a criterion for system sterility (i.e., the conditions required for the farm infection rate to decrease with downstream distance) is derived.     

变化环境下北江下游年径流量的加权马尔可夫链预测

在气候变化和人类活动的影响下,西北江的水文环境发生了重大变化,导致北江下游的来水条件发生变化。采用斯波曼检验（Spearman’s rho test）和Mann-kendall法系统地分析了北江下游的年径流量的变化趋势和变异情况,在此基础上建立了北江下游变化环境下年径流量的加权马尔可夫链预测模型。结果表明：西北江近50年来的大规模联围筑闸、大规模无序采掘河床泥沙等剧烈的人类活动,导致北江下游三水水文站年径流量在1990年左右发生了变异;所建立的加权马尔可夫链预测结果表明,从变异后的序列中统计出来的状态＂转移概率＂矩阵,能准确地反映出环境变化后年径流量之间的关系,所建立的加权马尔可夫链法预测变化环境下的年径流量是可行的,预测效果也比较好;按文章确定的分级标准,依现有的资料信息推断,环境发生变化后,在未来长期过程中,北江下游出现平水年的机会最大,但年际间的丰枯波动概率也不小。这一结果值得水资源管理部门注意。     

黄河口潮间带表层沉积物重金属和营养元素的分布特征

于2010年5月采集了5个断面的黄河口潮间带高、中和低潮滩的表层沉积物样品,对沉积物的理化性质、重金属和营养元素的空间分布特征进行了研究,并采用单因子污染指数法和综合潜在生态风险指数法,参考加拿大安大略省环境和能源部关于沉积物质量指南,对黄河口潮间带沉积物质量进行了评价。结果表明,除Cu和Pb外,其它重金属和营养元素质量分数均表现为河口北侧高于南侧;除Hg外,高、中和低潮滩的表层沉积物重金属和营养元素质量分数无显著差异,没有表现出成熟潮滩明显的垂岸分带特征。Pb质量分数高于渤海表层沉积物的高值,是该区域的首要污染因子;Hg在河口北侧近河口的两个站位低潮滩质量分数达到海洋沉积物质量一类标准的1.7和1.8倍,存在一定的潜在生态风险;TN和TOC质量分数范围在安全级别,TP质量分数在20%的站位超过最低安全级别,存在一定的安全风险。与国内其它潮滩相比,黄河口潮间带重金属Zn、Cd、Hg和As的质量分数处于较低水平,Cu和Pb质量分数处于中等水平,TOC和TP质量分数与长江口潮间带相当,TN质量分数较低。研究结果将为黄河三角洲地区生态保护、环境管理和污染治理提供基础数据。     

Assessment of transboundary environmental effects in the Pearl River Delta Region: Is there a role for strategic environmental assessment?

China's EIA Law does not require transboundary proposals to be assessed, despite recognition of this globally, for example in the Espoo Convention and Kiev Protocol, and in the European EIA and SEA Directives. In a transboundary context assessment within a state is unusual, as regulating these effects is primarily about the relationship between states. However where a state has more than one legal system such as in the Pearl River Delta (PRD) Region of southern China, transboundary effects should also be addressed. Yet despite the geographical connections between Guangdong Province in mainland China (where the EIA Law applies) and the Hong Kong and Macau Special Administrative Regions (which have their own provisions, neither of which requires transboundary assessments), EIA and SEA are carried out separately. Coordinated or joint approaches to transboundary assessment are generally absent, with the legal autonomy of Hong Kong and Macau a major constraint. As a result institutional responses at the policy level have developed. The article considers global experiences with regulating transboundary EIA and SEA, and analyses potential application to land use, transport and air and water planning in the PRD Region. If applied, benefits may include prevention or mitigation of cumulative effects, broader public participation, and improvements to environmental governance. The PRD Region experience may encourage China to conduct and coordinate EIA and SEA processes with neighbouring states, which has been non-existent or extremely limited to date.     

基于非恒定流的污染物迁移扩散随机模拟

针对目前大部分河流都受到不同程度污染的现状,研究了基于非恒定流的污染物迁移扩散随机模拟方法。通过一维非恒定流数值计算和流场模拟,得到了水库开闸放水后下游各个断面的水位、流量、流速等数据,并以此为基础,利用蒙特卡洛法对水库开闸放水前后下游典型断面的COD和NH3-N等进行污染物迁移扩散随机模拟,并将模型应用于文峪河下游。结果表明,文峪河水库开闸放水后,COD和NH3-N的污染带长度和宽度均有不同程度的减小,污染带向排污一侧岸边集中。研究成果可为解决河流污染现状与水库调度提供参考。     

伊洛河流域河水来源及水化学组成控制因素

伊洛河是黄河中游南岸重要支流,由伊河和洛河在洛阳偃师汇合而成.流域上游矿产资源开采活动较多,下游城镇密集,工农业活动分布广泛.为探究不同类型人为活动对伊洛河流域河水水化学组成的影响,分别在丰水期(8月)和平水期(12月)采集伊洛河流域干流和支流河水样品,借助水体氢氧同位素组成和阴阳离子组成的时空分布特征,阐明水体来源以及水化学组成控制因素,说明人为活动的影响途径和方式.结果表明:①洛河干流河水丰水期和平水期δD和δ~(18)O均值分别为-56‰和-7.9‰以及-55‰和-8.1‰,伊河干流河水丰水期和平水期δD和δ~(18)O均值分别为-49‰和-6.9‰以及-53‰和-7.8‰,丰水期和平水期河水主要接受当地大气降水补给;②洛河及伊河干流河水水化学类型均为HCO_3-SO_4-Ca-Mg型,丰水期干流河水Ca~(2+)和HCO~-_3当量浓度占比低于平水期,而丰水期SO_4~(2-)当量浓度占比则高于平水期,显示丰水期较多硫酸盐输入;③碳酸和硫酸参与流域内碳酸盐岩和硅酸盐岩风化过程,洛河流域碳酸盐岩风化较明显,伊河流域硅酸盐岩风化较明显;④伊洛河流域人为输入影响表现在上游河水水化学组成受到金属矿产采选活动影响,下游河水水化学组成受工业废水和城镇生活污水的影响;⑤伊洛河流域上游和下游两种不同类型人为活动是河水硫酸盐硫同位素组成空间上变化的重要原因,上游河水硫酸盐硫同位素组成偏负,证实来自硫化物矿物氧化过程产生的硫酸盐贡献较大,进而间接证实硫酸参与岩石化学风化过程.下游河水硫酸盐硫同位素值偏正,与工业废水和城镇生活污水有关.     

基于PMF模型的九龙江流域农田土壤重金属来源解析

选取九龙江流域农田土壤为研究对象,运用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和原子荧光光谱(AFS)测定了土壤中重金属含量,通过正定矩阵因子分析模型(PMF)解析农田土壤中重金属的主要来源.结果表明,研究区域农田土壤中大部分金属相对福建省土壤环境背景值已存在一定程度的富集,部分土壤中Cd、Zn、Pb和Cu含量超过农用地土壤污染风险筛选值(GB15618-2018),且各金属在研究区不同区域(北溪流域、西溪流域和河口区)分布存在中等变异.Cr、Ni、Cu、Zn和Cd的含量在北溪流域的龙岩区域较高,Pb的含量在西溪流域较高,而Co、Hg和As的含量在河口区域较高.正定矩阵因子分析模型(PMF)得出的源成分谱和源贡献率具有非负性质,土壤中重金属实测值与模型预测值拟合曲线呈现较好相关性,结果相对合理,能满足研究需要.正定矩阵因子分析模型(PMF)解析得出:研究区农田土壤中重金属主要来源有自然源、农业活动、燃煤释放和工业活动,其对农田土壤中重金属的综合贡献率分别为37. 0%、26. 7%、17. 6%和18. 7%.     

三峡库区支流汝溪河沉积物重金属空间分布及生态风险

为了解三峡库区支流沉积物重金属空间分布、来源及生物毒害效应,选择典型入库支流汝溪河,分4个区域12个采样点采集沉积物柱状样和沿岸土壤样品,分析了Cr、 Ni、 Cu、 Mn、 Zn、 Cd、 Pb和Hg这8种重金属的空间和垂向分布特征.结果表明,沉积物中Cr、 Ni、 Cu、 Mn、 Zn、 Cd、 Pb、 Hg平均含量分别为(79.60±11.87)mg·kg~(-1)、(41.340±4.999)mg·kg~(-1)、(32.69±8.70)mg·kg~(-1)、(823.34±125.76)mg·kg~(-1)、(122.11±22.82)mg·kg~(-1)、(0.393±0.140)mg·kg~(-1)、(29.122±6.811)mg·kg~(-1)和(74.84±39.50)μg·kg~(-1), 8种重金属含量均超过长江水系沉积物背景值,空间上总体表现为受汝溪场镇生活影响河段回水区自然河段,回水区河道沿岸沉积物及土壤中重金属含量均远低于沉积物中,说明河道沿岸沉积物和土壤并不是汝溪河回水区沉积物重金属的主要污染来源.在垂向分布上,受汝溪场镇生活影响河段重金属(除Pb外)含量最大值均出现在8cm处,而自然河段和回水区重金属含量随深度的增加呈下降的趋势.除Ni外,其他几种重金属之间具有显著相关(P0.01),说明汝溪河重金属存在一定的同源性.地累积指数评价得出汝溪河整体呈现Cd和Zn的轻度至偏中度污染.生物毒性效应评价得出,Ni有10%～75%可能对生物造成毒害效应,Cd、 Zn、 Hg、 Cu、 Pb和Cr有10%的可能会出现生物毒害效应.综合效应系数表明汝溪河沉积物重金属的生物毒害风险为低级至中低级.     

长江源多年冻土区地下水氢氧稳定同位素特征及其影响因素

基于长江源区冬克玛底流域2017年6～9月采集的84个地下水样品,分析了地下水稳定同位素特征及其影响因素,讨论了地下水的补给来源.结果表明,研究区多年冻土区地下水δ~(18)O的变化范围为-15. 3‰～-12. 5‰,平均值为-14. 0‰;δD的变化范围为-108. 9‰～-91. 7‰,平均值为-100. 2‰,与当地大气降水相比,地下水较为富集重同位素;地下水线(LG)的斜率和截距均低于全球和局地大气降水线(GMWL和LMWL),表明地下水在接受降水的补给后经历了不同程度的蒸发作用;地下水氘盈余(d-excess)变化范围为4. 9‰～25. 0‰,平均值为11. 6‰,低于大气降水平均氘盈余值;地下水同位素与降水量存在显著的负相关关系,表明大气降水对地下水具有重要的补给作用;不同时期影响地下水同位素的组成和变化因素有所不同,在冻土的冻融前期(气温上升阶段),由于冻土活动层较薄,地下水受气温影响显著.虽然后期气温降低,但冻土活动层厚度依然在增加,此时地下水在土壤中滞留的时间的增加是地下水同位素富集的一个重要因素.结合流域的地形特点、地下水同位素特征及其影响因素,推断降水是地下水的主要补给来源.研究结果能够为长江源多年冻土区的水循环过程提供科学依据.