典型行业再利用土壤重金属含量分布、来源解析及生态风险评价

为深入探究典型行业再利用土壤重金属污染特征及生态风险状况,基于上海市嘉定区49个地块315个不同深度剖面土壤样品数据,采用地累积指数和潜在生态风险指数评估Cd、Pb、Cu、Zn、Ni、Hg和As这7种重金属含量特征和潜在生态风险程度,并利用源解析受体模型（APCS-MLR）和正定矩阵因子分解模型（PMF）解析其污染来源.结果表明：①研究区土壤中除As外,其余重金属均不同程度超过上海市土壤背景值,表层土壤中Cd、Pb、Cu、Zn、Ni和Hg含量分别是背景值的3.54、2.34、2.91、1.20、3.75和4.40倍;7种重金属含量随着土壤垂直剖面深度的增加逐渐降低,重金属在表层土壤中存在一定程度的富集,人类活动影响了重金属在土壤中的分布规律.②研究区内APCS-MLR和PMF两种受体模型均识别出土壤重金属4种主要来源,源1（Cu、Zn和Pb）为金属制品和汽车制造混合源,源2（Ni和Cd）为电镀企业来源,源3（Hg）主要为化工企业来源,源4（As）为自然源,两种受体模型结合运用,进一步提高源解析的精准度和可信度.③地累积指数由大到小表现为：Hg（1.54）>Ni（1.32）>Cd（1.21）>Cu（0.96）>Pb（0.64）>Zn（-0.33）>As（-1.02）;潜在生态风险指数结果显示,研究区综合潜在生态风险指数RI值在32.50~4 910.97,均值为321.40,整体呈现较强潜在生态风险,再开发利用工业场地土壤中重金属Hg、Ni和Cd的污染值得进一步关注.     

附着硅藻指数在河流水质监测中的适用性技术研究

对广西龙江和柳江中段共18个样点进行了附着硅藻的采样调查,并采用相关分析法、主成分分析法、最优分割分类法、箱须图法、逐步判别分析法和双向指示种分类法等数学方法研究分析了16个硅藻指数在龙江与柳江中段水质监测中的适用性.结果表明,3次4组不同水质类别中,IPS(Specific Pollution Sensitivity Index)和TDI(Trophic Diatom Index)指数与样点的箱须图都表现出合理的趋势,而且IPS和TDI间、及与环境因子及其他硅藻指数间的相关性显著.表明IPS和TDI适合进行龙江与柳江中段的水质生物监测评价,而本文提出的硅藻指数适用性技术也具有一定的推广价值.     

夏季强降雨期间千岛湖有机碳的时空分布特征及影响因素

近年来,极端降雨事件在全球发生的强度和频率不断增加,这可能对大型深水水库水体有机碳的时空分布产生深远影响. 为探究强降雨事件对千岛湖有机碳的时空分布特征及影响机制,于2020年5—8月逐月采集了典型大型深水水库——千岛湖100个调查点位水样,分析了千岛湖夏季水体总有机碳(TOC)、溶解性有机碳(DOC)和颗粒有机碳(POC)浓度的时空分布特征和影响因素,重点探讨了强降水过程对有机碳浓度、通量和储量的影响. 结果表明:①2020年5—8月千岛湖TOC、DOC和POC浓度平均值分别为2.06、1.73 和0.33 mg/L,随着强降雨开始,5—7月TOC、DOC浓度呈逐渐上升趋势,而雨量急剧下降的8月(几乎无雨),浓度也随之显著下降;水平分布上,5—7月有机碳浓度高值在全库的分布范围逐渐扩大,整体具有河流区到湖泊区逐渐降低趋势. ②新安江入库碳通量(F_TOC、F_DOC、F_POC)约占全库25条主要河流总入库碳通量的69%,降雨期间5—7月总入库F_TOC分别是8月的11、36和41倍;5—8月有机碳储量(R_TOC、R_DOC、R_POC)平均值分别为44 611、38 452和6 159 t,6月、7月的总入库碳通量均占当月全库水体碳储量的1/5,所占比例分别8月的35和28倍. ③DOC和POC浓度与叶绿素a(Chla)、悬浮颗粒物(SS)、有机悬浮颗粒物(OSS)、无机悬浮颗粒物(ISS)、COD_Mn和TP浓度均呈极显著(P<0.01)正相关,与透明度(SD)呈极显著(P<0.01)负相关. 研究显示:千岛湖有机碳主要受浮游植物内源生产过程以及外源输入过程共同决定,而这两个过程受水文气象因素的综合影响,强降雨过程是千岛湖有机碳时空变化的关键驱动力;强降雨也是有机碳通量升高的关键控制因子,并且高入库碳通量会对全库水体碳储量产生强烈冲击.      

沂河4条支流浮游植物多样性季节动态与水质评价

2006年11月—2007年8月对沂河4条支流水体浮游植物展开调查. 结果表明:东汶河、蒙河、涑河和柳青河内检测到的浮游植物分别为75,67,70和80种,浮游植物种类组成和细胞密度季节变化明显. 东汶河、蒙河、涑河和柳青河水体浮游植物Shannon-Wiener指数分别为2.97～3.96,3.05～3.35,2.86～4.02和1.74～2.89;Margalef指数分别为2.92～4.42,2.44～4.03,3.07～5.38和1.23～2.76;Pielou指数分别为0.78～0.92,0.71～0.94,0.73～0.89和0.48～0.90. 4条支流的细胞密度分别为1.54×107～5.69×107,0.28×107～12.64×107,0.97×107～3.19×107和4.17×107～9.96×107 L-1. 综合水质评价结果:东汶河和蒙河为β-中污型—寡污型,涑河为β-中污型—清洁型,柳青河为α-中污型—β-中污型. 水质从优至劣排序为涑河＞东汶河＞蒙河＞柳青河. 东汶河和涑河为温度制约型,蒙河和柳青河为温度和营养盐制约型.      

三峡库区蓄水运用期表层沉积物重金属污染及其潜在生态风险评价

为全面了解蓄水运用期三峡库区表层沉积物中重金属含量及其潜在生态危害程度,在三峡库区干流及支流共采集了24个沉积物样品,测定了Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、As和Hg的含量,并采用地积累指数法和潜在生态风险指数法对沉积物中的重金属污染进行了评价.结果表明,三峡库区重金属元素Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、As和Hg的平均含量分别为:76.03、59.40、137.63、0.75、46.81、86.31、18.07和0.109 mg.kg-1,均高于长江沉积物背景值.地积累指数法评价结果显示:重金属元素污染程度顺序为:Cd>Pb>Cu>As>Zn>Ni>Hg>Cr.潜在生态风险指数法评价结果表明,各重金属污染对三峡库区构成的潜在生态危害由强至弱依次为:Cd>Hg>Cu>As>Pb>Cr>Zn,其中Cd的贡献因子最大.总体上讲,三峡库区蓄水运用期处于轻微生态危害等级,并未受到明显的重金属污染.     

大型底栖动物生物评价指数比较与应用

采用不同生物指数评价河流健康,结果往往有差异,如何识别各种生物指数的关系和适用性成为亟待解决的问题.基于太子河流域大型底栖动物群落研究,比较了5种大型底栖动物生物指数评价结果的差异.结果表明,5种指数具有极显著的相关性,但由于健康等级划分标准差异,造成不同指数的健康评价等级存在一定差异.同时分析了不同指数对不同类型人为活动影响的敏感性,研究其在河流健康评价中的适用性.结果表明在太子河流域中,BI指数与土地利用类型和溶氧具有较好的相关关系,对这两类的干扰具有较好的指示作用;FBI指数对酸污染和氨氮污染具有较强的指示作用;ASPT指数与耗氧相关的水质指标有较强的负相关;B-IBI指数与总氮呈显著的负相关关系,可较好指示氮污染,而且B-IBI指数与其他类型人为干扰活动均呈显著的相关关系,对土地利用和水质污染也具有较好的指示作用.综上所述,大型底栖动物BI指数和ASPT指数应该分别适用于评价流域土地利用和水化学指标对河流生态系统的影响,而B-IBI可用于评估多种类型人为干扰活动.     

基于鱼类完整性指数的滦河流域生态系统健康评价

生物完整性指数作为评价河流健康的重要工具,对流域管理有明确的指导作用.为全面掌握滦河流域生态系统健康状况,构建F-IBI（鱼类完整性指数）,开展滦河流域生态系统健康评价.于2016年10-11月对滦河流域58个采样点收集了鱼类与环境数据,根据栖息地质量评分与水质等级来确定参考点（12个）和受损点（7个）.利用分布范围检验、敏感性分析及冗余检验对20个候选指标进行筛选,以获得构建F-IBI的核心指标.采用1、3、5赋分法对核心指标进行赋分,并计算F-IBI最终得分.利用分位数法将F-IBI划分为"健康" "亚健康" "一般" "差" "极差"5个等级.利用非参数检验对F-IBI的适用性进行校验.结果表明:①鱼类物种数、个体数、Shannon-Wiener多样性指数、底栖食性鱼类个体百分比、耐受性鱼类个体百分比、产黏性卵鱼类个体百分比、产沉性卵鱼类个体百分比、上层鱼类个体百分比和广布种鱼类个体百分比等9个指标被筛选出,其适合作为构建F-IBI的核心指标.②F-IBI计算结果表明滦河流域58个采样点中,"健康"和"亚健康"等级采样点有22个,"一般"等级采样点22个,"差"和"极差"等级采样点14个.滦河干支流上游地区健康状况较好,干流中下游及部分独流入海河流健康状况较差,这主要受到不同地区社会经济发展的影响.③Mann-Whitney U检验发现,F-IBI在参考点与非参考点之间有显著差异,栖息地综合得分随F-IBI评价等级降低而下降,在"健康"与除"亚健康"外的其他等级以及"极差"与除"差"外的其他等级之间有显著差异.研究显示,构建的F-IBI适用于滦河流域生态系统健康评价.      

某铀矿区地下水中钍存在形式及饱和指数研究

文章以某铀矿区地下水为研究对象,在分析地下水化学成分的基础上,采用PHREEQC软件模拟在不同pH值条件下钍(Th)存在形式及其浓度值变化规律,分析pH值与地下水中Th生成物与SI值之间的变化关系。结果表明:研究区Th主要以ThOH~(3+)、Th(OH)_2~(2+)、Th(OH)_3~+、Th(OH)_4、Th~(4+)、ThSO_4~(2+_、Th(SO_4)_2与ThCl~(3+)等8种形式赋存,且Th(OH)_4占绝对优势;地下水化学成分浓度和pH值是影响Th存在形式的关键因素,当pH>3时,取决于水化成分含量,Th以Th盐或Th~(4+)为主要形式存在,随pH递增,水解作用增强,主要水解产物因pH值变化发生改变,最终以Th(OH)_4形式稳定存在。由SI指数可知,在研究区水文地球化学背景下,Th(SO_4)_2沉淀、溶解状态易受到pH值影响,Th(OH)_4、ThO_2状态未因pH改变发生变化。     

土壤中多氯联苯的综合污染指数评价方法研究

借鉴综合污染指数的概念,引入加拿大环境理事会制订的土壤中多氯联苯(PCBs)标准指标.建立了PCBs污染的毒害性分污染指数(TPI)、持久性分污染指数(PPI)和生物累积性分污染指数(BPI)加权计算的综合污染指数(IPI)评价方法以及各污染指数的相关表达式,确定了土壤环境中PCBs的毒害性转换系数(Ti)、持久性转换系数(Pi)和生物累积性转换系数(Bi).利用建立的土壤中PCBs的综合污染指数评价方法定量评价了现代黄河三角洲地区土壤中的PCBs污染现状,22个采样点的PCBs污染的IPI值在1.1-531.7之间,整个现代黄河三角洲地区的PCBs污染现状属轻度污染.该评价体系综合地考虑了PCB8同系物间的环境行为差异,较现有的PCBs总量评价方法更科学合理,在持久有机污染物(POPs)的污染评价方面具有推广价值.     

螯合型表面活性剂对垃圾焚烧飞灰改性的研究

以垃圾焚烧飞灰的高附加值资源化和稳定化为目标,研究了螯合型表面活性剂对垃圾焚烧飞灰改性活化和对重金属的稳定螯合效果.通过活化指数和红外光谱分析,在改性剂用量7.0mL/100g飞灰、改性时间15min和改性温度75℃的条件下,ACS1改性飞灰的活化指数可达95%以上.美国环保局固体废弃物浸出毒性试验表明,螯合型表面活性剂对飞灰中重金属具有较强的束缚能力.