漓江流域水体中重金属污染特征及健康风险评价

为了解漓江流域水体中重金属污染水平,在2019年5月对漓江干流采集62个表层水样,对水样中As、Cd、Cr、Mn、Cu、Zn、Hg、Co和Sb这9种重金属的浓度进行了分析检测,运用美国环境保护署（US EPA）推荐的健康风险评价模型对其引起的健康风险进行了初步评价.结果表明,水样中重金属平均浓度顺序为：Mn > Zn > As > Cr > Cu > Sb > Co > Cd > Hg,其均值都未超过《生活饮用水卫生标准（GB 5749-2006）》规定的标准限值,且符合《地表水环境质量标准（GB 3838-2002）》Ⅰ类水质标准.从空间分布来看,As、Cr、Zn和Sb的高浓度区主要分布在漓江下游,而Cd、Cu、Hg、Co和Mn高浓度区主要分布在漓江上游.多元统计分析结果显示,Cd、Mn、Cu和Co主要来源于农业生产;Cr、Zn和Sb主要来源于旅游交通运输;As主要来源于岩石风化和土壤侵蚀;Hg主要来源于生活垃圾处置不当和大气沉降.健康风险评价结果表明,儿童比成人更易于受到重金属污染的威胁,化学致癌物重金属通过饮水途径对人体健康危害的平均个人年健康风险远远超过非致癌物的平均个人年健康风险,Cr的平均个人年健康风险最大值大于国际辐射防护委员会（ICRP）推荐的最大可接受风险水平（5.0×10^-5 a^-1）;非致癌物重金属平均个人年健康风险（10^-14~10^-9 a^-1）呈现出Co > Cu > Hg > Zn > Sb > Mn,均远低于ICRP推荐的最大可接受水平.     

Assessment of heavy metal pollution and health risks in a main river in Huayuan County,Xiangxi, Hunan Province北大核心CSCD

To study heavy metal pollution and assess the health risk of river water in Huayuan County, Xiangxi, Hunan Province, 11 water samples were collected from the Huayuan River and Brother Rivers in August and December 2016. Heavy metal (Pb, Zn, Cr, Cu, Fe, and Ni) concentrations were determined from the samples. The health risk assessment model recommended by the U.S. Environmental Protection Agency (USEPA) was applied to assess the health risk of heavy metals in the main surface waters of Huayuan County. The results indicated that the concentrations of heavy metals (Pb, Zn, Cr, Cu, Fe, and Ni) of surface water in the research area were 2.57 × 10-3, 4.66 × 10-4, 1.65 × 10-3, 6.27 × 10-4, 0.19, and 8.50 × 10-4 mg/L, respectively. The health risk of surface waters with heavy metals was high. Therefore, the chemical carcinogenic substance (Cr) health risk index was five or six times higher than that of chemical non-carcinogens (Pb, Zn, Cu, and Ni). The average health risk indices of non-carcinogenic substances were in the order Pb > Cu > Zn > Ni. The correlation and principal component analysis of surface water showed that the six heavy metal elements were composed of three main components in the main surface waters of the county. The first principal component was comprised of Fe and Ni (33.28%), which was mainly from internal pollution. The second component was comprised of Cu and Cr (26.98%), which was primarily due to industrial waste water, rainwater leaching mineral waste produced by heavy metal mining, and smelting enterprises. The third component, resulting from geochemical pollution, was Zn (17.10%). The health risk indices triggered by heavy metal in surface waters was high. Heavy metal pollutants in the research area need to be controlled in the order Cr, Pb, Cu, Zn and Ni. © 2018 Science Press. All rights reserved.     

新疆焉耆盆地农田土壤重金属污染及健康风险评价

为研究新疆焉耆盆地绿洲农田土壤重金属的污染及潜在健康风险,选取194个样点采集土壤样品,测定As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn共7种重金属元素含量。利用地质累积指数(I_(geo))评价农田土壤污染水平,采用US EPA健康风险评价模型,对农田土壤重金属污染的潜在健康风险进行评估。结果表明,研究区农田土壤7种重金属平均含量均未超出《食用农产品产地环境质量评价标准》中的限值,但Cd、Cr、Ni、Pb和Zn含量平均值分别超出新疆灌耕土背景值的1.67、1.41、1.30、3.01和6.78倍。农田土壤中Zn呈现轻度污染,Cd与Pb呈现轻微污染,As、Cr、Cu与Ni呈现无污染态势。健康风险评估结果表明,经手-口摄入是研究区农田土壤重金属日均暴露量及健康风险主要途径。农田土壤7种重金属通过3种暴露途径的非致癌风险商(HQ)与非致癌风险指数(HI),单项致癌风险指数(CR)与总致癌风险指数(TCR)均小于安全阈值,属于可接受风险水平。研究区农田土壤重金属对儿童的非致癌风险低于成人,致癌风险高于成人。研究区农田土壤中As与Pb是最主要的非致癌风险因子,As是最主要的致癌风险因子,研究区农田土壤中As对人体的健康风险应当引起重视。     

基于河道生态基流保障的农业生态补偿量研究

针对西北干旱和半干旱地区流域非汛期农业需水和生态基流间的矛盾问题,论文提出了基于河道生态基流保障的农业生态补偿量计算方法。从生态基流得到保障后农业灌溉用水受到影响的角度出发,通过引入作物需水系数建立河道生态基流保障造成的农业用水短缺量与产量损失间的关系,定量计算农业生态补偿量。以宝鸡峡灌区为实例,计算了河道生态基流保障的农业生态补偿量,确定宝鸡峡灌区不同情形下的补偿上、下限,分别为5.25 亿元和0.37 亿元。生态补偿对象为宝鸡峡灌区因河道生态基流保障导致产量受损的农户,补偿的主体为流域的相关管理部门,生态补偿标准的实施也不应只局限于现金发放,也可以用投资建设等形式进行补偿,以提高宝鸡峡灌区的农业可持续发展。     

近20年来黑河干流中游地区土地利用/覆被变化及驱动力定量研究

黑河干流水量统一调度实施后(即2000年以后),流域干流中游地区用水量在时空上进一步受到限制。为此,研究黑河干流中游地区土地利用/覆被变化过程及其驱动力,尤其是黑河水量统一调度以来的生态环境问题,对研究区可持续发展具有重要意义。研究表明:①研究区土地利用发生了较大变化,1985-2000年,耕地、林地、城乡工矿居民用地逐渐增加,而草地、水域、未利用土地不断减少,2000-2005年耕地、城乡工矿居民用地逐渐增加,而草地、林地、水域、未利用土地不断减少;②黑河流域干流水量统一调配以来,一方面研究区可用水量进一步减少,另一方面研究区耕地短时间增加较快,研究区生态环境有退化的迹象,草地、林地、水域面积呈现减少趋势,变化率分别为2.14%、7.36%和3.69%;③1985-2000年土地利用类型主要呈现耕地和城乡工矿居民用地、耕地和未利用土地之间的相互转换,草地转为耕地,2000-2005年,土地利用类型主要呈现未利用土地转为耕地,草地和耕地之间相互转换;④土地利用程度变化存在明显的区域差异,以甘州区变化最大;⑤研究区土地利用/覆被变化的主要驱动力为社会经济因子,包括人口增长、经济社会发展等,2000年黑河流域水量统一调配以后,中游可利用水量的约束直接影响着研究区的土地利用变化。     

河流健康状况诊断指标和标准

基于反映河流自然和社会双重属性的健康内涵,构建了河流健康状况诊断指标体系,包括河流形态结构、河流社会经济功能、河流生态功能3个一级指标和18个二级指标。选用多目标多层次模糊模型诊断河流健康状况,提出了河流健康诊断指标的标准特征值,给出了指标权重确定方法。以东江为例,确定指标权重和指标值,诊断河流健康状况,结果表明,东江健康状况处于良好的下缘,形态结构改变是影响其健康的主要原因,在此基础上提出了河流修复建议。     

复合式渗流试验装置对微污染河道水的脱氮除磷研究

针对微污染河道水体的水质特点,考察了复合式渗流试验装置对此类河道水的处理效能。试验结果表明:在10 cm/d和20 cm/d水力负荷条件下,两个阶段TN的平均去除率分别为36.34%、28.53%;TN平均出水浓度分别为6.15,12.45 mg/L;TP的平均去除率分别为90.86%、64.15%;TP平均出水浓度分别为0.05,0.42 mg/L。氮的去除主要发生在前两个格室,前两个格室填充的腐木作为补充碳源,有利于微生物的反硝化脱氮作用;磷的去除主要发生在后两个格室,原因是后两个格室填充了水泥砖块,水泥砖块对磷具有较好的吸附性能,但随着时间的推移,系统的除磷能力会因填料对磷的吸附饱和而逐渐下降,故需要及时更换填料。     

上海城市河流温室气体排放特征及其影响因素

为研究城区和郊区河流3种温室气体(N₂O、CH₄和CO₂)排放通量的差异,分别于春季(2013年4月)、夏季(2013年7月)、秋季(2013年10月)和冬季(2014年1月),利用浮箱法和扩散模型法对上海市城区河流(苏州河)和郊区河流(淀浦河)的温室气体排放通量进行了观测;并探讨了人类活动干扰下环境因子对温室气体排放的影响. 结果表明:研究区内2条河流是温室气体的排放源,城区河流N₂O和CH₄的扩散排放通量和浮箱排放通量年均值均比郊区河流大1~2个量级, CO₂两种排放通量在城郊区2条河流的年均值相当. 苏州河N₂O、CO₂和CH₄扩散排放通量年均值分别为15.88、6 748.27和84.98 μmol/(m2·h);淀浦河分别为0.61、2 978.98和9.61 μmol/(m2·h). 苏州河N₂O、CO₂和CH₄浮箱排放通量年均值为15.77、4 041.61和6 721.08 μmol/(m2·h);淀浦河为0.60、1 214.77和59.58 μmol/(m2·h). 城市河流呈现出高氮负荷及缺氧的特征,是影响中心城区河流N₂O、CO₂和CH₄扩散排放通量偏高的重要因素. CH₄浮箱排放通量和扩散排放通量的差异显示,城市河流中的富碳氮缺氧环境条件有利于随机气泡排放的发生,增强了温室气体的排放.      

内河非溶解性危险化学品泄漏扩散过程影响因素

针对内河中非挥发性危险化学品（危化品）运输船舶的泄漏扩散问题,建立了一种通用数值模拟方法,研究了内河非溶解性危化品泄漏扩散过程的影响因素。结果表明：危化品的密度和黏度对内河危化品泄漏扩散过程的影响相对较小,而水流速率和危化品泄漏速率对危化品泄漏扩散过程的影响较大;水流速率对危化品泄漏扩散过程的影响主要表现在泄漏扩散范围（尤其是泄漏区域长度）方面,而危化品泄漏速率的影响主要表现在泄漏区域宽度、微团数量以及最大微团面积方面。建议应针对丰水期危化品大泄漏量的情况展开监管,并将其作为内河危化品泄漏应急工作的重点。     

辽河中下游流域水资源时空演变特征分析

选择辽河中下游流域为研究对象,通过调查流域内各月及多年年降水量、蒸散量及水分收支基本情况,应用区域蒸散互补关系模型估算辽河流域实际蒸散量,实现各年实际降水量、蒸散量的空间化。从多个层次分析1956—2000、1970—2000年及1980—2000年3个时间序列降水、蒸散量和水分收支的变化趋势及特点。结果表明：20a系列年平均降水量与45a系列比较分析发现,降水量减少的区域占流域面积的23.08%,降水量增加区域占流域面积的76.92%;辽河中下游流域实际蒸散大部分在600～850mm之间,其分布主要呈现由北向南、由西向东逐渐降低的趋势。辽河中下游流域水分收支不平衡,营口—辽阳—铁岭一线地区水分收支相当,此线以西北地区水分收支是负值,占总流域面积的59.73%,这种变化将会使西部干旱地区的旱情进一步增大。此线以东南地区水分收支是正值,占总流域面积的40.37%,当地的湿润程度会进一步增加。