基于蒙特卡洛模拟与PMF模型的黄河流域沉积物重金属污染评价及源解析

沉积物是河流的重要组成部分,而沉积物中重金属的富集严重威胁着水环境安全.黄河流域沿程分布着众多工业城市,且流域水土流失量大,泥沙携带重金属进入河流导致沉积物重金属污染问题日趋严重,研究黄河流域沉积物中重金属污染状况对流域生态安全具有重要意义.收集2000~2020年发表的关于黄河流域沉积物中重金属（铅、镉、铬、砷、锌、铜、镍和汞）含量的数据,首先基于描述性统计及地统计法分析重金属的空间分布特征,进一步采用蒙特卡洛法进行地累积指数（I_geo）、潜在生态风险及毒性单位概率的评价,最后结合正定矩阵因子分解模型（PMF）与Pearson相关性分析确定污染源个数及贡献率.结果发现,黄河流域沉积物中ω（Pb）、ω（As）、ω（Zn）、ω（Ni）、ω（Cu）、ω（Hg）、ω（Cr）和ω（Cd）的均值分别为26.92、11.78、87.17、31.13、24.96、0.07、73.36和0.58 mg·kg^-1,分别超过黄河流域各省土壤背景值均值1.27、1.08、1.26、1.05、1.09、2.32、1.14和5.95倍,其中Cd超标倍数最大,应当引起重视;I_geo：Cd>Hg>Cr>Cu>Pb>Zn>As>Ni,Cd和Hg存在中度-严重污染;数据表明黄河流域上、中和下游沉积物重度生态风险占比分别为18.6%、15.7%和7.1%,呈递减趋势;黄河流域沉积物中重金属处于低毒性状态;溯源分析表明黄河流域沉积物重金属的4个来源分别是矿业源（42.2%）、自然活动（38.3%）、农业活动（11.6%）和电镀废水（7.9%）.研究结果可为黄河流域制定相关污染防控措施提供依据.     

城市河道水质评价与研究

结合内梅罗指数法的原理,考虑金属毒性的积累效应,引入污染因子权重值,将权重值最大的评价指标纳入计算,采用改进的内梅罗指数法评价城市河道的水质污染状况。并对水质的划分标准临界值进行计算,以此作为评价水质污染状况的依据。研究结果表明,两种方法具有明显的差异,改进的内梅罗指数法对水质污染状况的评价结果较传统内梅罗指数法的辨识度更高,能够综合客观全面地体现城市河道水质状况,与真实情况较好的吻合,更为客观、合理。     

河北水库及湖泊沉积物中DDT农药的残留特征与风险评估

分析了河北省主要湖泊水库沉积物中有机氯农药(DDT)的残留特征与生态风险.2004年秋季采集了河北12个水库和2个湖泊的表层沉积物样品,利用GC-ECD测定DDTs农药的含量,在此基础上分析了其残留与组成特征以及生态风险.结果表明:1)河北省主要湖泊水库沉积物中DDTs的平均含量为3.328 ng·g-1,其含量范围为1.014～9.022 ng·g-1;并且,不同样品中DDTs的含量的差异较大,变异系数均超过65%.2)临城水库、陡河水库、龙门水库3个样点的表面沉积物中wDDT/(wDDD wDDE)＞1,表明有新的DDT输入;岗南水库、邱庄水库、黄壁庄水库3个样点的表面沉积物中wDDD/wDDE＞1,说明DDD降解环境为厌氧条件;其余8个样点wDDD/wDDE＜1,说明DDD降解环境为好氧条件.3)所有样点中DDT、DDD和DDE浓度均低于ERM,并且大部分小于ERL,表明其生态风险大多低于10%;但11个样点的DDTs含量介于ERL和ERM之间,表明其生态风险大多介于10%～50%.     

铅酸电池系统的铅流分析

探求铅的工业流动规律,寻求环境管理的理论依据.在构建铅酸电池生命周期铅流图基础上,建立了铅酸电池系统与外部环境之间的联系,获得了铅的工业流动基本规律.结果表明,提高铅的生态效率,有助于铅矿资源保护和环境改善.要做到这一点,需要保持较高的铅循环率、较低的铅排放率.提出了铅流状况的评价指标.分析了中国铅酸电池系统中铅的流动.通过与瑞典某铅酸电池系统中铅的流动进行对比,发现由于中国铅的循环率低下、铅的排放率偏高、铅酸电池年产量持续增长等,造成了中国铅酸电池系统中铅的生态效率十分低下.结合中国铅业实况,分析了铅的循环率低下和铅的排放率偏高的成因,提出了改善对策.     

添加不同比例的石灰对污泥稳定化的模糊评价

在污泥处置策略中,污泥碱式干化被认同是一种安全可靠的处置方式。而我国由于大多采用较为原始的推送装置,不仅石灰消耗量大,而且污泥稳定化效果差,难以实现污泥性状的改善。利用自主研发的高效混合器,在脱水污泥中添加质量分数为5%、7%、10%、12%和15%的500目工业石灰后,分别测定添加后污泥的温度、pH、粪大肠菌值以及臭味强度的变化,并采用模糊数学法评价了添加不同比例的石灰对污泥的稳定化效果,结果表明:添加不同比例的工业用生石灰后,污泥的温度从原污泥的30℃分别升高到32.0、36.0、39.2、41.0和43.3℃;污泥中的pH从原污泥的6.5左右均升高到12以上;粪大肠菌值从原污泥的1.08×10-8 g/MPN均降为0.01 g/MPN以下;臭味强度从5级降为2级以下;污泥稳定化程度高,模糊综合评价结果都为一级。因此,添加5%的石灰即可实现污泥的稳定化。     

Improved phosphorus use efficiency in agriculture: a key requirement for its sustainable use

Mineral phosphorus (P) fertilizers processed from fossil reserves have enhanced food production over the past 50 years and, hence, the welfare of billions of people. Fertilizer P has, however, not only been used to lift the fertility level of formerly poor soils, but also allowed people to neglect the reuse of P that humans ingest in the form of food and excrete again as faeces and urine and also in other organic wastes. Consequently, P mainly moves in a linear direction from mines to distant locations for crop production, processing and consumption, where a large fraction eventually may become either agronomically inactive due to over-application, unsuitable for recycling due to fixation, contamination or dilution, and harmful as a polluting agent of surface water. This type of P use is not sustainable because fossil phosphate rock reserves are finite. Once the high quality phosphate rock reserves become depleted, too little P will be available for the soils of food-producing regions that still require P supplements to facilitate efficient utilization of resources other than P, including other nutrients. The paper shows that the amounts of P applied in agriculture could be considerably smaller by optimizing land use, improvement of fertilizer recommendations and application techniques, modified livestock diets, and adjustment of livestock densities to available land. Such a concerted set of measures is expected to reduce the use of P in agriculture whilst maintaining crop yields and minimizing the environmental impact of P losses. The paper also argues that compensation of the P exported from farms should eventually be fully based on P recovered from ‘wastes’, the recycling of which should be stimulated by policy measures.     

地下水环境影响评价中污染物运移模拟软件的适宜性评估

目前国内外已发展了一系列成熟的地下水污染物运移模拟软件,但是软件功能各异,易造成使用者的选择困扰.为满足HJ 610—2016《环境影响评价技术导则地下水环境》（简称“《导则》”）中关于环境影响预测工作精细化的要求,对国内外常用饱和带和包气带污染物运移模拟软件的适宜性进行了评估.首先,针对三款常用饱和带污染物运移模拟软件BIOSCREEN、AT123D和MT3D,基于理想算例对比4组水动力条件设置下的计算结果,分析软件的适宜性;其次,针对《导则》中暂未给出的包气带污染物运移模拟软件,以FEMWATER为例探讨了包气带阻滞作用对于地下水环境影响评价的重要性.结果表明:①BIOSCREEN由于忽略了分子扩散作用,当Pe（Peclet数）为0.25×10-3时,其预测的污染源下游10 m处污染物浓度为AT123D和MT3D计算值的1.8倍,存在高估污染风险的可能.②相比污染源直接设置于潜水面的情景,污染物从距潜水面11 m的地表泄露,经过包气带后污染源强降低了24%,下游85 m处污染物浓度达到0.1 mg/L的时间延迟了390 d.③当地下水流速较慢,分子扩散作用相比对流作用占优势时,适用MT3D开展数值模拟或者采用AT123D进行解析预测;当对流作用占优势且水文地质条件接近解析解假设时,可利用BIOSCREEN粗估污染风险.研究显示,包气带污染物运移模拟软件有助于合理地预测污染物在地下水环境中的运移转化行为,从而更准确地估计污染源强和判定地下水环境污染风险.      

煤炭开发建设项目环境影响后评价初步研究

环境影响后评价作为环境影响评价的延伸,是提高环评有效性的有力手段,目前我国环境影响后评价仍处于起步阶段,其理论和实践都具有很强的探索性。煤炭在我国的能源地位突出,但对煤炭开采建设项目的环境影响后评价研究甚少,文章介绍了国内外环境影响后评价的研究进展,并针对煤炭项目,通过识别煤炭开采的环境影响,概述了其评价指标的选取原则、指标体系的构建和评价方法。     

贵阳市乌当区耕地土壤重金属污染现状及其评价

在对乌当区10乡镇耕地土壤进行全面调查的基础上，对土壤重金属污染现状进行了监测与初步评价，结果表明：该区域10乡镇耕地土壤5种重金属元素(Cd、Pb、Cr、Hg、As)的含量变幅较大；全区耕地土壤重金属污染综合评价处于警戒水平，多因子综合污染指数为0．78．其中，金华、朱昌两镇的耕地土壤已受到了重金属轻度污染，多因子综合污染指数分别为1．13、1．22，羊昌、新堡、下坝、东风、水田等5乡镇的耕地土壤处于警戒状态，新场、百宜、偏坡等3乡镇的土壤处于安全状态；Cd、Cr是该区耕地土壤的主要污染元素。     

土地利用变化对土壤有机碳的影响研究进展

研究土地利用变化对土壤有机碳及其动态变化规律,有助于掌握全球气候变化与土地利用变化之间的关系。本文分别从土地利用及其管理方式变化的角度,综合阐述了土地利用变化对土壤有机碳的影响过程与机理。