流域水质目标管理技术研究(Ⅱ)——水环境基准、标准与总量控制

水环境质量基准与标准是有效实施环境水质目标的主要基础和管理依据. 明确了水环境质量基准与标准的基本概念,系统地介绍了国外水环境质量基准与标准的研究、使用现状以及我国流域水环境污染和环境标准建立的特征,阐述了水环境质量基准与标准在环境毒理学评估、污染物风险识别、水生态污染效应、沉积物质量控制研究等方面的应用与发展趋势. 结合我国水环境质量基准与标准研究的实际,提出了建立我国在新型污染物和复合污染水质基准两方面的研究内容,并对我国水质基准支持条件下的水生态安全以及污染物总量控制研究做进一步探讨.       

近20年来鄱阳湖流域泛滥平原沉积物微量元素含量与污染变化

查明鄱阳湖流域微量元素的污染状况、识别其潜在来源并评估生态风险,对制定保护流域生态系统的有效策略至关重要.为了全面了解鄱阳湖流域5条主要支流泛滥平原沉积物中Cd、Hg、Pb、As、Cu、Zn、Cr、Ni、Mn、Sb、W和Sn等12种微量元素间隔近20 a的含量、污染水平和生态风险的时空变化状况,采用富集因子（EF）和修正综合污染指数（MPI）评价了微量元素的污染水平,应用潜在生态风险因子（E_r）和修正生态风险指数（MRI）量化了微量元素引发的生态风险,并对污染水平显著变化区域的污染源进行了分析和探讨.研究结果显示,近20年来,鄱阳湖流域泛滥平原沉积物中Cd、Zn、Mn、W和Pb含量分别升高了134%、26%、41%、25%和8%,Hg、As、Cr、Ni、Sb和Sn含量分别降低了35%、15%、22%、10%、14%和13%,Cu含量无明显变化;饶河、赣江和信江流域的Cd含量分别升高了331%、151%和107%,抚河、赣江和修水流域的Hg含量分别降低了87%、41%和40%;其污染变化主要表现为Cd污染加剧和Hg污染降级,整个赣江流域Cd污染升级至中度和中度-重度,饶河乐安江Cd污染升级至重度,抚河流域Hg污染降至无或轻微;Cd污染加剧导致综合污染升级,极度和重度污染点位比例由17%升至33%;极高生态风险点位的比例由11%升至22%,其高MRI贡献率元素由Hg变为Cd,源于Hg污染的极高生态风险点降至中等生态风险.鄱阳湖流域泛滥平原沉积物中微量元素的显著污染变化主要源于矿产开发与冶炼、工业和农业生产等人为活动.研究成果可为河流污染防治和流域生态系统的优化管理提供科学依据.     

辽河流域地下水超采的生态环境效应及治理对策研究

20世纪70年代以来,辽河流域地下水资源开采量逐渐增加,局部地区地下水严重超采,地下水位下降、地下漏斗、地下水水质超标的情况日益严重,引发了天然植被退化、海水入侵等生态问题,进一步加剧了水资源短缺,严重威胁着流域水资源的可持续利用和社会经济的可持续发展.分析辽河流域地下水超采对地下水位、水质的影响及其相关的生态问题,并提出节约用水、加强地下水和地表水资源的统一规划和统一调度、建立健全地下水动态监测系统、沿海地区充分开采利用海水、已形成严重漏斗区建设利用地下水库等相应的时策与建议.     

基于公平性的水污染物总量分配评估方法研究

借鉴评价收入公平性的指标--基尼系数的基本概念,构建流域间水污染物总量分配方案合理性的评估方法.以全国七大流域的水污染物总量分配过程为例,使用基尼系数法分析了人口、国内生产总值、水资源量、环境容量等指标对分配的影响,绘制各影响因素的洛伦茨曲线;根据洛伦茨曲线对分配方案的合理性进行评估;按照合理的基尼系数范围确定各流域排污量的削减方案.结果表明:基于水资源量的洛伦茨曲线正确反映了我国水污染形势严峻的流域,为污染物总量削减方案提供了依据.      

南阳盆地东部山区土壤锗分布特征及其影响因素分析

基于南阳盆地西南耕地区土地质量地球化学调查成果,对南阳盆地东部山区表层（0～20 cm）土壤及深层（150～200 cm）土壤锗（Ge）的含量情况、空间分布规律和富集特征进行了研究,并对表层土壤Ge的影响因素进行分析.结果表明,南阳盆地东部山区表层和深层土壤ω（Ge）平均值分别为1.39 mg·kg^-1和1.45 mg·kg^-1.表层土壤Ge土地质量评价等级划分中处于一等丰富等级的点位占比为12.77%,处于二等较丰富等级的点位占比为32.22%,其中表层土壤Ge含量丰富区主要分布在研究区变质岩发育区和小片的花岗岩发育区.研究区表层土壤Ge变异函数的最优理论模型为球状模型,块金效应值为0.434,表明表层土壤Ge空间自相关性中等,受随机因素和结构性因素的共同影响.富集因子显示表层土壤Ge有93.61%的点位主要受自然因素影响,但存在6.39%的点位受人为因素影响较大.研究区土壤Ge来源主要受到成土母质的影响,但表层土壤Ge的富集主要受到土壤中铁、锰氧化物、石英和pH值的影响.     

黄河流域甘肃段工业行业水污染物空间排放特征

为研究黄河流域甘肃段工业废水污染的空间排放特征,运用系统聚类法,构建水污染物空间分类模型,引入污染综合评价指数,测算空间关联特征,揭示黄河流域甘肃段工业水污染物排放空间集聚效应.结果表明,2017年黄河流域甘肃段总工业企业数量为7 224家,企业类型以小型和微型为主.化学需氧量（COD）排放主要集中在安定区、麦积区和西固区,氨氮（NH⁺₄-N）、总氮（TN）和总磷（TP）排放主要集中在西固区、安宁区和红古区,农副食品加工业、酒/饮料和精制茶制造业、化学原料和化学制品制造业及电力/热力生产和供应业是主要贡献源.黄河流域甘肃段57个县区可分6种污染类型,水环境污染综合评价指数在空间整体上存在明显空间正相关,高值簇和低值簇集聚现象显著.研究结果可为管理部门制定差异化的水环境管控对策,实行分区分级的精细化管理提供科学支撑.     

洞庭湖流域土壤中有机氯杀虫剂的残留规律研究

2004年5月采集了洞庭湖流域45个土壤样品,用AES萃取技术,使用GC/MS方法测定了样品中的六氯笨、滴滴涕(DDTs)、氯丹、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、七氟和灭蚁灵.结果表明,六氯苯、滴滴涕的检出率为100%,氯丹和灭蚁灵的检出率很低,艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂和七氯未检出.总有机氯杀虫剂残留量平均值216.24μg/k,其中滴滴涕214.7μg/kg,占总OCPs的99.3%,且有些土壤样品中w(DDT)/w(DDE DDD)值较大,说明DDTs曾作为湘江流域的主要杀虫剂在洞庭湖流域土壤中广泛施用过,并且近期内仍然有输入.六氯苯的残留量虽然较低,但其施用范围广泛.总OCPs在棉田中的残留量很高,在茶场土壤中最低,表明棉田土壤曾因为各种原因施用过大量的有机氯杀虫剂,茶场土壤中有机氯农药的残存量处于安全范围.     

喀斯特小流域内不同背景区植物解剖结构与植物叶片δ13C的关系研究

本文应用光学显微镜和电子扫描显微镜的方法测量了生长在贵州省清镇市王家寨小流域内不同背景区(喀斯特与非喀斯特)11种植物的叶片解剖结构,比较了不同背景区整体植物以及各样地之间相同植物的叶片解剖结构与其δ13C值的相关关系。研究结果表明,研究区内所有植物从非退化到退化过程中的叶片解剖结构与δ13C值呈现显著的正相关关系,喀斯特背景区的竹叶椒和小叶鼠李,非喀斯特背景区的粉枝莓、油茶和构树的叶片解剖结构与δ13C值也呈现显著的正相关关系,喀斯特背景区与非喀斯特背景区植物具有比较一致的变化趋势,而生长在两背景区的同种植物叶片解剖结构和δ13C值均无显著性差异。这说明了在本研究小流域内,由于光、热、水、气等外部影响因素的一致性,不同背景区从非退化样地到退化样地的发展过程中,植物叶片的解剖形态特征为了适应环境的改变而产生了相同的响应趋势,这些响应变化均与植物叶片的δ13C值具有正相关关系,尤其是石漠化样地上的植物叶片解剖形态特征以及其δ13C值对生境条件的响应是最迅速和最敏感的。     

大同盆地高砷地下水中可培养耐砷微生物的群落结构

大同盆地是典型的高砷地下水分布区。利用从地方性砷中毒严重病区山阴县采集的高砷地下水样品,用稀释培养法实验研究了外加砷源对地下水中微生物数量的影响;同时基于生物学可培养法和16SrDNA序列比对法,选取代表性高砷水样,研究了耐砷菌的种群特征。结果表明,外加砷源对地下水中微生物数量影响显著,高浓度砷会抑制大部分微生物生长,使微生物数量减少;低浓度砷对微生物生长具有一定促进作用。通过多次分离、纯化从3个不同砷含量地下水样中分离到多株砷抗性菌,经鉴定属于主要为Bacillus、Pseudomonas、Paenibacillus、Aeromonas、Enterobacter5个属。从RDP(RibosomalDatabaseProject)分析显示3个水样可培养微生物组成不同,都有生存能力强能够耐低浓度NaAsO2的Bacillales,优势耐砷菌是γ-proteobacteria,其中Enterbacter具有耐高浓度NaAsO2的能力。     

基于利益相关方意愿调查的东江流域生态补偿机制探讨

流域生态补偿已经成为解决流域生态环境保护问题、协调流域上下游利益冲突的重要手段之一。以东江流域为例,通过实地问卷调查和条件价值评估法评估流域上下游利益相关方生态补偿意愿,并探讨构建东江流域生态补偿机制。流域生态补偿意愿调查结果表明,流域内居民对东江流域生态环境保护有很高的积极性,对建立流域生态补偿机制有较高的认同度;下游地区城市居民平均支付意愿为332.7-364.5元/（年·户）,上游农民对于林地保护的平均受偿意愿为360.75元/（年·hm^2）;通过回归分析发现,受教育水平、收入、自来水水质对支付意愿影响显著,而受偿意愿受性别和受教育水平影响明显;充分考虑并协调好流域上下游利益相关方的诉求对东江流域生态环境保护和生态补偿机制的建立有着重要的现实意义。