会仙岩溶湿地丰平枯时期地下水金属元素污染与健康风险

以我国面积最大的亚热带低海拔岩溶湿地为研究区,对该区不同时期（丰水期、平水期和枯水期）地下水27组样品中10种金属元素（Cd、Cr、As、Al、Cu、Pb、Zn、Mn、Hg和Fe）进行测试和分析,分别运用综合污染评价法、多元统计分析及健康风险评价模型揭示了丰平枯时期地下水中10种金属元素的污染特征、分布状况和健康风险.结果表明,研究区地下水中金属元素的平均浓度大小为：Mn > Fe > Zn > Al > Hg > Cr > Cu > Cd > As > Pb,丰水期Mn（1022.00 μg·L^-1）和平水期Hg（42.40 μg·L^-1）最大浓度超过我国相关水质标准限值.据污染评价结果,丰水期地下水中仅Mn污染等级出现Ⅵ,Cd、Al、Zn、Fe污染等级均为Ⅲ,平水期仅Hg污染等级为Ⅵ,仅Al污染等级为Ⅲ.从金属元素超标组分、浓度和污染特征看,枯水期水质优于丰水期和平水期.地下水中Zn、Cd、Mn和Al浓度受人类活动影响,时间尺度特征不明显,As、Fe、Cu和Cr浓度即受人类活动影响,又具有一定时间尺度特征,Hg和Pb浓度主要表现为时间尺度特征.据健康风险评价结果,地下水中10种金属元素通过饮用水和皮肤入渗2种途径暴露的人群总健康风险大小为：平水期 > 丰水期 > 枯水期,Cr通过饮用水途径在丰水期（8.03×10^-5 a^-1和8.76×10^-5 a^-1）、平水期（1.15×10^-4 a^-1和1.26×10^-4 a^-1）和枯水期（8.72×10^-5 a^-1和9.51×10^-5 a^-1）引起的成人和儿童致癌风险均高于5.0×10^-5 a^-1,Cr是引起致癌健康风险的主要金属元素.从饮用水安全角度,饮用前应对会仙岩溶湿地部分地下水中Mn、Hg和Cr进行一定控制.     

基于指数分析和GIS方法的垃圾填埋场地下水环境影响分析

为合理评估垃圾填埋场的污染潜力及其对周边地下水环境的影响,以山东省某垃圾填埋场为例,采用LPI指数法和WQI指数法评估了垃圾填埋场渗滤液的污染情况和周围地下水的水质情况;利用GIS的空间分析等功能对污染影响分布进行评估;结合地下水数值模拟,以氨氮为典型特征污染物,计算分析了渗滤液污染物迁移扩散的规律。结果表明:研究区渗滤液的污染潜力较大,具有污染周围地下水的风险,目前周边地下水水质虽处于WHO和国家标准的限制内,水质状况良好,但随着渗滤液的渗漏,氨氮等污染物的污染区域会逐步扩散为羽毛状,水质将持续变差。预计到2025年,渗滤液将开始污染周边一处居民区的地下水并逐渐扩大范围,需采取相应的防渗措施对周边地下水进行防护。     

清江流域地下水重金属含量特征及健康风险初步评价

为初步明确清江流域地下水重金属的健康风险状况,以清江流域地下水为研究对象,选取研究区流量>50L/s的典型泉、地下暗河供水水源为采样点进行取样,测试分析样品中Pb、As、Mn、Cr、Ni、Fe、Cu、Zn、Cd几类重金属的总含量,结合AHP模型,利用美国环保署（USEPA）的水环境健康风险评价模型,对研究区地下水中重金属对成人与儿童两人群人体健康产生的危害进行评估。结果表明:研究区主要超标重金属元素为As、Pb,各段超标程度顺序为下游>上游>中游,各超标重金属均主要来源于人为输入;化学致癌物As、Cr、Cd为研究区地下水健康风险防控元素,区域综合健康风险顺序为下游>上游>中游,儿童为研究区健康风险主要预防人群。     

秸秆覆盖与氮减施对土壤氮分布及地下水氮污染影响

为探究不同秸秆覆盖方式与氮减施对土壤氮分布、地下水氮污染及夏玉米产量的影响,于2017~2018年在河套灌区开展田间试验.本试验设置常规施肥为对照（CK处理）,以30%氮减施（N1）、20%氮减施（N2）和10%氮减施（N3）为3个减施水平处理,每个减施水平设秸秆表覆（B处理）和秸秆深埋（S处理）这2个处理.结果表明,CK土壤氮随土层加深呈波状分布,总体呈降低趋势;秸秆表覆的氮素在0~20 cm土层表聚,NO₃^--N和NH₄⁺-N含量较CK平均提高22.2%和42.7%,随土层加深而降低;秸秆深埋的氮素在20~40 cm土层聚集,NO₃^--N和NH₄⁺-N含量较CK平均提高29.8%和48.1%,随土层加深呈先增后降趋势;不同秸秆覆盖下氮素聚集量随氮减施水平提高而减小.收获后,在>80 cm土层,秸秆表覆的NO₃^--N和NH₄⁺-N累积量较CK平均降低19.9%~58.2%和31.1%~61.7%,而秸秆深埋平均降低36.7%~70.9%和82.6%~89.2%,效果较秸秆表覆显著（P<0.05）;秸秆表覆仅BN3较CK平均增产0.4%,秸秆深埋SN2较CK平均增产9.3%;夏玉米产量与氮减施水平的拟合结果表明,秸秆深埋较秸秆表覆增产效果显著（P<0.05）,秸秆深埋与14%~20%氮减施增产效果最优;秸秆覆盖与氮减施可缓解氮素淋溶损失,收获后秸秆深埋显著降低地下水氮污染风险（P<0.05）,达到改善灌区农田生态环境和提高夏玉米产量的目的.     

农药在包气带中迁移过程的数值模拟

根据水动力学弥散理论建立农药在包气带中运移与转化过程的数学模型,评价农药使用对地下水环境的影响。选择应用范围广、用量大、毒性高的7种农药为目标污染物,以汉江流域的中下游地区的气象与土壤特征为条件进行模拟,结果表明,甲胺磷、乐果、甲草胺容易在土壤中淋溶,对地下水造成很大威胁。根据地下水埋深和设定的浓度限值,估算了农药对地下水的安全使用量。     

采用AF参数评价农药对地下水的污染

由农药在非饱和土壤中运移的一维弥散方程简化,得出衰减因子——AF参数模型．评价了应用范围广、用量大、毒性高的7种农药对地下水污染的潜能,顺序为：乐果〉甲胺磷〉甲草胺〉丁草胺〉敌敌畏〉甲基对硫磷〉对硫磷,“有可能污染”的深度分别为：乐果〉2m、甲胺磷2m、甲草胺1．5～2m、丁草胺1m、敌敌畏0．5m、对硫磷和甲基对硫磷不污染地下水。     

北京南郊平原地下水化学特征及成因分析

地下水是旱区重要的供水水源,水化学组成是决定地下水可利用性的关键因素之一。以北京南郊平原为研究对象,通过系统调查浅层地下水和深层地下水化学组成,利用水文地球化学图解、多元统计及空间插值分析等多种方法,探讨了快速城镇化及剧烈农业活动条件下旱区地下水化学空间演变特征及其成因机制。结果表明:研究区地下水均为弱碱性低矿化水,水化学类型主要为HCO₃-Ca和Cl-Mg·Ca,并有少量HCO₃-Na·Ca型。浅层地下水和深层地下水均存在不同程度的硝酸盐浓度偏高现象,二者水化学演变与NO₃-浓度升高密切相关,随着NO₃-浓度升高优势阴离子逐渐由HCO₃-转变为SO₄2-、Cl-。浅层地下水和深层地下水化学组成受自然因素和人为因素双重作用控制,含水层结构控制着水化学主导因素的空间分布,人为因素主导的水化学区主要分布在单一含水层结构的西北部城镇地区,而自然因素主导的水化学区主要分布于多层含水结构的东南部农业区。水化学组分的自然来源机制包括岩石风化溶解和阳离子交替吸附作用等;人为来源主要为城镇地区地表污染物输入,再生水灌溉对水质影响较小。