镉与天然固体表面络合物的条件稳定常数

本文研究天然固体、伊利土和湘江悬浮沉积物从水中吸附极低浓度(ppb级)的镉时吸附量随pH的变化;同时研究不同pH值时的吸附等温线。根据简单的表面络合模式,利用线性关系及其分配系数,求取不同pH值时的天然固体与镉形成的表面络合物的条件稳定常数。条件稳定常数随pH值的上升,分为两个区域而呈线性增长。据此求得表面络合反应的条件络合常数。镉与伊利土和湘江悬浮沉积物的表面络合物条件稳定常数分别为3.0—1.8×10~2和0.8—2.5×10~2(pH5.0—8.5).低pH区伊利土和湘江悬浮沉积物吸附镉的条件络合常数分别为3.3×10~(-2)和2.8×10~(-2),高pH区二者的络合常数分别为5.6×10~(-5)和8.5×10~(-8)。     

湘江流域综合治理对策探讨

本文在分析湘江流域综合治理面临的机遇与挑战基础上,设计搭建四个平台和构建四大体系的综合治理方案,并进一步提出若干保障措施.     

湘江沉积物镉和汞质量基准的建立及其应用

沉积物质量基准是保护底栖生物免受污染物危害的保护性临界水平,可用来评估与沉积物结合的污染物的影响,并为底栖生物保护和沉积物的科学管理提供依据.分析了湘江43个采样点沉积物、上覆水、间隙水和植物中Cd和Hg含量,选取钩虾做沉积物毒理实验,利用相平衡分配法、加标毒理实验法和背景值法确定湘江沉积物Cd和Hg质量基准低值(SQC-L)分别为1.89 mg·kg-1和0.13 mg·kg-1,基准高值(SQC-H)分别为28.32 mg·kg-1和0.79 mg·kg-1.经与国内外基准值比较,并与底栖生物监测数据和植物监测数据对比分析,表明确定的基准值合理.应用该基准值评价湘江沉积物质量现状发现,湘江沉积物Cd和Hg含量低于SQC-L和高于SQC-H的采样点所占比例较低,74.4%和76.7%的采样点沉积物Cd和Hg含量在SQC-L和SQC-H之间.     

湘江干流水体无机氮污染现状分析

于2009年1月(枯水期)、5月(繁殖期)和9月(索饵期)对湘江流域湖南段5个监测区域(衡阳、株洲、湘潭、长沙和岳阳)29个监测位点进行水体无机氮污染的分布特征及时空变化进行调查与分析.结果表明:湘江流域湖南段的索饵期无机氮含量最高为1.71 mg/L,其次是越冬期1.14 mg/L,最低的是繁殖期只有0.77 mg/...     

基于SWAT模型的湘江永州流域非点源氮磷污染特征分析

为精准治理流域非点源氮磷污染,基于SWAT模型,运用本地区第二次全国污染源普查数据和2000—2019年流域水文、水质数据,开展湘江永州流域非点源氮磷污染模拟。结果表明：湘江永州流域建立的SWAT模型具有较好的模拟效果,流域2005—2019年的总氮月均污染负荷为383.40～17 998.70 t/m;总磷月均污染负荷为64.62～567.86 t/m,总氮和总磷各月污染负荷均与各月降雨量呈显著相关关系;农田和林地是本流域总氮、总磷污染负荷总量最大的2种用地类型,但两者之间单位面积输出的污染负荷强度却相反,林地对流域水污染防控具有正面效应,农田种植面源污染是非点源氮磷污染治理的重点。     

近50年湘江流域干湿气候变化若干特点

采用M-K突变、小波分析、空间变异系数、经验正交函数分解法（EOF）和旋转经验正交函数分解法（REOF）等方法,对近48年来湘江流域40个测站干湿指数（Z指数）进行了分析。研究表明：湘江流域1960年代前期和1980年代为干旱期,1990年代为湿润期。1980年代末有向湿润转变趋势,2003年后又开始向干旱转变。湘江流域干湿的年际变化较小,降水相对稳定,存在3年、6年和10年和21年4个特征时间尺度,且未来几年湘江流域将仍处于干旱期。湘江流域干湿变化具有很好的主体一致性,依据空间异常类型可分为南部、中部、北部和西南部4个区域。     

重金属面源污染模拟及其不确定性分析——以湘江株洲段镉污染为例

基于我国现有的环境数据条件,将复杂的分布式水文、泥沙模拟（采用SWAT模型）与简化的输出系数方法进行有效整合,建立了可实际应用的流域重金属面源污染负荷模型。应用所建模型对湘江株洲段所属汇水区域的镉面源污染进行动态模拟,并进行不确定性分析。模拟结果显示,研究区镉面源污染负荷总量约为2 435kg/a,受污染土壤对于镉面源负荷量贡献率达657%。土壤侵蚀过程对研究区的面源污染过程起控制作用,因此,土壤污染防治和水土保持是该区域镉面源污染管理的关键。土壤污染程度高且易侵蚀的地区（如清水塘工业区及其邻近地区）是防治的重点区域,而每年的4月和5月是防治的重点时期。不确定性分析结果显示,超过50%的概率下,研究区镉面源负荷总量处于2 000～3 000 kg/a这一范围,但仍有可能低于1 500 kg/a或高于4 000 kg/a     

水污染指数法在湘江长沙段支流水质评价中的应用分析

以湘江长沙段支流17个常规监测断面2016～2018年水质监测数据为基础,运用水污染指数法对其水质状况进行评价,并与单因子评价法、综合污染指数法的评价结果进行比较分析.结果 表明:水污染指数法能够同时满足水质类别评价和水质定量评价,且评价结果与传统方法基本保持一致,该方法在湘江长沙段主要支流水质评价中具有较好的适用性.     

1990~2016年湘江流域水质时空变化及驱动因素分析

为探讨湘江全流域水质时空变化特征及其驱动机制,收集湘江流域1990~2016年共26年113个站点16个水质参数数据,采用水质指数法等对流域水质进行综合评价并识别其主要污染物,分析其形成机制,重点剖析水位和土地利用格局对水质的驱动作用. 结果表明：①研究期间湘江流域整体水质等级为“良好”. 时间上,水质呈现出先恶化再改善的变化态势,1990~2003年为水质恶化阶段,2004~2016年为水质改善阶段;水质季节变化不明显,丰水期水质波动较大. 空间上,干流水质污染负荷从中游、下游和上游依次减小. 上游支流水质最好,水质较差区域主要分布在中下游支流河口处,尤其是有多条支流汇流的地方. ②有毒重金属具有毒性、持续性和生物累积性的特点,在水体中若超过一定浓度就难以净化,对自然环境和人类健康都危害极大. 毒性金属指标（CI1）是影响湘江水质的主导因素,其中汞（Hg）和镉（Cd）是影响湘江流域整体水质的主要参数. ③水位通过稀释环境参数对湘江水质产生正面影响,土地类型对重金属浓度影响不大,林地可以起到改善水质的作用,草地在较大尺度范围（≥5 km）与高锰酸盐指数存在负相关,流域内水体、耕地和不透水面面积的增加使得水体粪大肠菌浓度偏高的概率增加. ④土地利用方式对水质的解释能力呈现出随缓冲区尺度增大而增强的态势,在河岸带10 km缓冲区尺度上,土地利用方式对水质的解释度最高,是湘江水质治理的有效尺度. 研究显示,湘江流域重金属污染与其他污染驱动因素不同但区域差异均较明显,因此污染治理应分类和因地施策.     

湘江流域传统村落景观基因变异及其分异规律

传统村落在历史、文化、经济、旅游和科学等多个方面价值颇高,保护传统村落的空间格局和文化内涵极为重要。以中国湘江流域上中下游六个典型传统村落为例,以景观基因理论为基础,运用景观基因分析法识别了湘江流域传统村落景观基因,分析了上中下游传统村落显性物质景观基因与隐性非物质文化基因的变异特征,总结了湘江流域传统村落景观基因变异特征及分异规律,研究结果显示：（1）湘江流域上游传统村落平面基因变异相悖于本土的情况侧重发生在平面结构变异上;立面基因的变异相悖于本土、突变后直接消亡的情况较多;文化基因上受外来冲击的不适感较强,有加剧景观基因变异的风险和趋势。（2）湘江流域中游传统村落对立面基因的改动需求较大,且改动时间较早,造成立面基因变异以及平面基因中街巷格局、平面布局变异较大,变异后相悖于本土的特征显著;而在文化基因中,对文化的变异融合接受能力强,变异相融于本土的情况显著。（3）湘江流域下游传统村落在形态、布局特征明显的平面基因中产生的变异不大显著;在立面基因中遭遇突变后直接消亡的特征明显;在文化基因中,对家风信仰的基因变异以相融于本土为主,习俗礼仪的基因变异呈现分化趋势,单民族聚居式的家族以相悖于本土的特征为主,多民族聚居式的家族以相融于本土的特征为主。