A red water occurrence in drinking water distribution systems caused by changes in water source in Beijing,China: mechanism analysis and control measures

A red water phenomenon occurred in several communities few days after the change of water source in Beijing, China in 2008. In this study, the origin of this problem, the mechanism of iron release and various control measures were investigated. The results indicated that a significant increase in sulphate concentration as a result of the new water source was the cause of the red water phenomenon. The mechanism of iron release was found that the high-concentration sulphate in the new water source disrupted the stable shell of scale on the inner pipe and led to the release of iron compounds. Experiments showed that the iron release rate in the new source water within pipe section was over 11-fold higher than that occurring within the local source water. The recovery of tap water quality lasted several months despite ameliora- tive measures being implemented, including adding phosphate, reducing the overall proportion of the new water source, elevating the pH and alkalinity, and utilizing free chlorine as a disinfectant instead of chloramine. Adding phosphate was more effective and more practical than the other measures. The iron release rate was decreased after the addition of 1.5 mg. L-1 orthophosphate- P, tripolyphosphate-P and hexametaphosphate-P by 68%, 83% and 87%, respectively. Elevating the pH and alkalinity also reduced the iron release rate by 50%. However, the iron release rate did not decreased after replacing chloramine by 0.5-0.8 mg. L-1 of free chlorine as disinfectant.     

广西桂东北地区农业土壤环境若干重金属元素背景值的调查

应用分层抽样统计方法,调查研究广西桂东北地区农业土壤环境Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、As、Cr、Hg等8种重金属元素背景值,并分别求算出各元素背景值95％的置信区间。经方差分析,各成土母质间几种元素背景值都有不同程度差异。探讨了该区域农业土壤元素背景值与世界土壤、地壳丰度和国内土壤元素背景值的差异,为开展农业环境科学研究提供依据。     

污水处理厂暴露模型参数及对化学品归趋的影响

污水处理厂(STP)暴露预测模型是评估化学品环境归趋的重要手段。调研和实际测定了中国典型污水处理厂的处理工艺、污水特征及环境条件等参数,结果显示,中国STP进水的生化需氧量(BOD5)和悬浮颗粒浓度(SS)普遍低于欧盟。应用欧盟Simple Treat模型,比较了2,6-二叔丁基苯酚、2,4-二叔戊基苯酚和1-萘酚3种化学品在中国和欧盟场景参数下的归趋差异。结果显示,中国场景参数下3种化学品进入污泥的比例较低,向水体中排放比例较高,水环境风险较大。模型灵敏度分析结果表明,进水BOD5、进水SS、活性污泥有机碳含量和环境温度是影响化学品环境归趋的主要因素。     

能值理论研究中存在的几个问题探讨

能值理论与研究方法是当前生态经济学研究中的一个热点问题.被认为是连接生态学与经济学的桥梁,具有重大的理论和实践意义.尽管能值分析有效的将自然环境的价值纳入了产品的生产,更能真实地揭示产品的真实价值,从而克服了传统能量分析和经济分析的诸多缺陷.但其在理论和研究方法仍存在一些不足之处.综合国内外有关能值理论与研究方法的相关文献,对当前能值理论研究中能值转化率的计算问题、多产品或复合产品系统的能值流计算问题、能值价值论与市场价值论结合问题、能值与可持续发展研究问题等几个方面进行了探讨.     

全氟化合物对水生植物的生态效应研究Ⅱ——金鱼藻对水中PFOS的生物富集及生理响应

为探究全氟化合物对水生植物的生态效应,选择金鱼藻(Ceratophyllum demersum L.)为受试生物,设定5、100、1 000、10 000、50 000、100 000μg·L-1以及对照共7个PFOS浓度梯度进行水培,分析包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)在内的抗氧化系统酶和细胞色素含量等生理响应特征,并研究金鱼藻对PFOS的生物有效性及富集能力。结果表明:金鱼藻对PFOS的富集量最高可达3 180 mg·kg-1dw,最大富集系数高达40.7倍,可作为PFOS污染水体植物修复的遴选物种。随PFOS浓度升高,SOD活力总体上没有明显变化,但POD活力表现为双重效用,即低浓度促进酶活力积累,而高浓度抑制酶活力积累。CAT活力在低浓度组(0、5、100、1 000μg·L-1),未表现出明显异常,在高浓度组(10 000、50 000、100 000μg·L-1),出现先升高后降低的趋势。色素含量也反应较为敏感,低浓度处理后色素含量升高,高浓度处理则导致色素含量先升高后降低,最高浓度处理下一直处于较低水平,可作为评价PFOS污染水体的生理敏感性指标。     

最大日负荷总量(TMDL)技术在农业面源污染控制与管理中的应用与发展趋势

介绍了美国最大日负荷总量(total maximum daily load, TMDL)计划的基本内容、基本原理和实施步骤,综述了TMDL计划在国内外实施中常用的流域模型,如SWAT、HSPF和AnnAGNPS模型的研究进展,以及TMDL计划中使用的最佳管理措施(BMPs)及TMDL不确定性分析方面的研究现状.最后,提出了TMDL技术的发展方向,结合我国环境保护和总量控制技术体系现状,展望了TMDL技术在我国农业面源污染控制与管理中的应用前景.     

利用农田系统中源汇型景观组合控制面源磷污染

通过田间调查、采样分析和小区试验,研究浙江省农田系统中源汇型景观组合及其控制面源磷污染的效果.调查表明,浙江省农田系统中源、汇配置的景观类型主要有:蔬菜地 - 稻田系统、蔬菜地 - 茭白田系统、桑园地 -稻田系统、旱地 - 稻田系统、高施肥稻田 - 低施肥稻田系统、农地(稻田、旱地) - 多塘系统、农地(稻田、旱地) - 植草水道(泥质排水沟)等.不同利用方式农田排水中磷含量有较大的差异,总磷平均含量为桑园>蔬菜地>稻田、小麦田、油菜田>休闲地>茭白田.小区试验表明,利用蔬菜地(旱地) - 稻田 - 茭白系统、蔬菜 - 稻田系统、桑园 - 稻田系统和蔬菜地 - (多)水塘系统可明显降低磷流失.建议对某些养分流失严重的农业流域,通过调整土地利用方式和增加养分汇型景观面积来控制农业面源污染.     

金水河流域矿物元素生物地球化学交换模式

通过对金水河流域矿物元素生物地球化学交换模式的研究,得到以下结论：（1）在不同空间位置的矿物元素对河水的水质贡献率不相同。河水成分贡献主要来源于硅酸盐风化,在金水河流域生态系统不同空间位置矿物元素对河水水质贡献率方程为：YRiverwater=0.242＋0.203 XRain＋0172 XLitter＋0.471 XSoilwater（r2=0.55）。（2）固-液相界面（土壤-土壤水溶液）离子交换过程拟合表明：离子交换过程符合二、三次曲线模型。（3）区域内碳酸盐岩含较少的Na＋和K＋,且受酸雨等影响。Na＋在土壤-土壤溶液之间的分配行为可能加重土壤盐碱化的趋势。土壤和枯枝落叶层HCO3-和TDS值均处于稳定的范围内。（4）输入性污染分析表明,流域内土壤基本表现出物理性质改善;但却表现出贫养化和生物地球化学性质恶化的极化趋势。人为活动输入污染物影响显著,在全球变化背景下,酸雨和干旱加剧了水溶液组成的变化。     

氰戊菊酯对河川沙塘鳢幼鱼的毒性效应

采用静水生物测试法,研究了氰戊菊酯(fenvalerate,FEN)对河川沙塘鳢(Odontobutis potamophila)幼鱼的毒性效应.结果显示,FEN对河川沙塘鳢幼鱼的24、48、72和96 h(t)的半数致死质量浓度ρ(LC50)(95％置信区间)分别为(3.19±1.38)、(1.66±1.02)、(0.98±0.69)和(0.70±0.49) μg·L-1,变化规律符合指数衰减模型ρ(LC50) =0.915 1 +15.012 3 ×exp(-0.075 8 ×t)(r=0.996 2),安全浓度为(0.13±0.97) μg·L-1.半数致死时间t(LT50)表现出显著的剂量[ρ(FEN)]效应,可用方程t(LT50) =2 653.467 6 ×exp[-5.590 4 ×ρ(FEN)]+56.378 7 ×exp[-0.209 5×ρ(FEN)](r=0.999 4)对其进行拟合.双因素方差分析显示,肝脏过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙二醛(MDA)含量随FEN浓度的增加和暴露时间的延长而均呈显著变化(P＜0.05),但两个因素的交叉影响不显著(P＞0.05).暴露24 h时,4μg· L-1浓度组SOD和CAT活性达到峰值,随后开始下降,而此时各浓度组MDA含量无显著变化(P＞0.05),48和96 h时,4、6和10 μg·L-1浓度组MDA含量则表现为显著上升.暴露时间和FEN浓度的交互作用对鳃Na+ /K+-ATP酶活性影响显著(P＜0.05),暴露24、48和96 h时,高浓度(6和10 μg·L-1)组Na +/K+-ATP酶活性均呈现显著下降;上述指标可较好地用于评价FEN的毒性效应.组织病理观察发现,FEN污染对河川沙塘鳢幼鱼的鳃、肝脏均造成严重损伤:鳃丝紊乱,上皮细胞增生,柱状细胞破裂;肝细胞实质空泡化,胆管内皮细胞肥大、融合.     

稻田土壤对铵的矿物固定对土壤保氮作用的贡献

为了定量评价土壤对铵的矿物固定作用在土壤对肥料氮的保持作用中的相对贡献,通过室内培养试验和分析测定,研究了湖南省几种主要母质发育的水稻土对添加铵的矿物固定作用及其对土壤保氮作用的贡献。结果表明:土壤对外源铵的矿物固定是土壤重要的保氮机制之一,但不同土壤对保氮作用的相对贡献大小不一,以河沙泥的固铵作用对土壤保氮作用的贡献最大,固铵量占总保氮量的51.5%,红黄泥最低,固铵量仅占总保氮量的17.1%,其余五种土壤的固铵作用对土壤保氮作用的贡献大小顺序依次是黄泥田(43.7%)、湖潮泥(35.5%)、紫泥田(35.4%)、灰泥田(25.0%)、麻沙泥(20.8%)。