From insight to action in reservoir management—lessons from Asia

The World Commission on Dams (WCD) has now presented its final report on the problems with large dams. Many dam projects were found to be underperforming, especially those built for irrigation purposes. WCD also reports that many projects fail to meet current standards of social equity. A reallocation of costs and benefits is needed, but entrenched interests make this a difficult task. This article identifies shortcomings in large Asian irrigation projects: why the problems emerged, and what could be done to improve the performance of existing projects. The article argues that Asian irrigation agencies take mainly an engineering perspective, focusing on the dam itself. In a large number of cases, it takes over 10 years for the infrastructure to be installed and for the water to be delivered to the fields of the command area. Agencies need to improve their competence in dealing with social and environmental issues. This article argues that social and economic infrastructure is often inadequate; there is a need for an integrated view of the role of agriculture in development. Furthermore, adaptive management practices and water user participation can often be critical elements. To be successful, participation needs to be gender sensitive, and stakeholders at all income levels need to be consulted. To bridge the gulf between rhetoric and action, there is also a need for independent evaluation of dam projects.     

向家坝工程扰动区植被恢复土壤质量评价

以向家坝工程扰动区6种植被恢复模式下的土壤为研究对象,综合考虑表征土壤物理、化学和生物特性的25个土壤指标,利用敏感性分析和最小数据集方法进行土壤质量综合评价.结果表明：基于敏感性分析和最小数据集的土壤质量综合评价模型均能有差别的反映不同植被恢复模式对土壤质量和功能的影响;加权算法下基于最小数据集所计算土壤质量综合评价指数（SQI-MWA）能更敏感的反映出植被恢复措施对土壤质量的影响;有机质、全磷和多酚氧化酶能更好反映土壤质量受不同植被恢复方式的影响差异,推荐作为反映向家坝工程扰动区土壤质量的最优指标组合;土壤质量表现为：植被混凝土样地>厚层基材样地>天然林样地>客土喷播样地>框格梁样地>弃渣地.     

滇东镉高背景区菜地土壤健康风险评价与基准

以滇东土壤-蔬菜系统为研究对象,通过土壤-蔬菜点位协同采样,分析了菜地土壤和不同蔬菜中Cd的积累特征及健康风险状况,并应用物种敏感度分布曲线（SSD）法,拟合出土壤Cd污染的健康风险值.结果表明：滇东菜地土壤中镉的累积量中有60.3%的样点超过了污染筛选值,曲靖市的土壤Cd质量分数平均值较高;不同类别蔬菜吸收富集镉的能力不同,叶菜类和根茎类蔬菜对Cd有较强的吸收富集能力,超标率也相对较高,研究区采集到的23种蔬菜中出现镉超标的蔬菜有11种,但蔬菜总的超标率为18%;健康风险评价结果显示无论是对成人还是儿童均不存在非致癌健康风险,3类蔬菜的风险大小依次为叶菜类 > 根茎类 > 茄果（辣椒）类,研究区蔬菜中Cd对成人和儿童均不存在健康风险,儿童的Cd暴露风险高于成人;滇东蔬菜健康风险基准值是基于保护95%及5%的蔬菜品种安全所得的土壤风险值,种植根茎类蔬菜时,HC₅=0.35mg/kg、HC₉₅=2.8mg/kg;种植辣椒类蔬菜时,HC₅=0.15mg/kg、HC₉₅=8.7mg/kg;种植叶菜类蔬菜时,HC₅=0.36mg/kg、HC₉₅=13.8mg/kg.     

秦皇岛市区大气臭氧生成过程及前体物敏感性研究

O₃生成速率与前体物VOCs和NO_x之间的非线性关系,决定了明确当地的光化学属性是制定有效臭氧污染控制策略的重要前提.为掌握秦皇岛市O₃污染状况,探究秦皇岛市区O₃生成过程且明确秦皇岛市区臭氧生成与其前体物的敏感性关系,本研究对2015—2019年O₃污染状况进行了统计分析,并于2019年5月和9月分别选取天气晴朗的3 d对O₃生成过程及影响O₃生成的因子间的相互关系进行了研究,应用VOCs的OH消耗速率（L_OH）和臭氧生成潜势（OFP）评估了VOCs对O₃生成的贡献,并利用基于观测的箱化学模型对观测日期的O₃生成与前体物关系进行了敏感性计算.研究发现,秦皇岛市O₃污染天数自2015年后显著增加,2015—2019年间O₃月均浓度最大值发生在夏季6月份左右.5月和9月加强观测期间O₃日变化明显,呈单峰型,高值出现在12：00—18：00,大部分观测期间O₃浓度峰值与温度峰值同时出现.加强观测期间日O₃浓度最大值出现在5月24日为277 μg·m^-3.两个月份各类别VOCs浓度排序均为烷烃>炔烃>烯烃>芳烃.VOCs各类别中烯烃的OH自由基反应活性总量最大,烷烃和烯烃的臭氧生成潜势相当,其对O₃生成的贡献均较大.基于观测限制的箱模型对O₃生成的前体物敏感性计算表明,观测期间秦皇岛市区处于VOCs控制区,且O₃生成对烯烃的变化最为敏感.     

塔里木盆地北缘绿洲4种土地利用方式土壤有机碳组分分布特征及其与土壤环境因子的关系

为明确干旱区土壤有机碳各组分分布状况,进而合理地开发与利用,解决土地利用效率低下问题,以塔里木盆地北缘盐碱地、天然林、沙地、30 a棉田这4种不同土地利用方式土壤为研究对象,分析不同土地利用方式土壤有机碳、微生物量碳、可溶性有机碳、易氧化有机碳的分布状况,结合冗余分析探索其与土壤环境因子的关系.结果表明,SOC在天然林表现出最高值(1.92 g·kg~(-1)),在沙地随土层增加而增加,在其他土地利用类型整体呈现下降趋势;MBC在天然林表现出最高水平,且随土层深度增加而降低,在其他土地利用类型无明显变化趋势.DOC含量最高值和最低值分别出现在天然林和30 a棉田的80~100 cm层(分别为143.23 mg·kg~(-1)和30.00 mg·kg~(-1)),在天然林中随土层深度增加而增加,在盐碱地中随土层深度增加而降低且不同土层含量均表现出显著差异(P0.05).EOC含量在不同土地利用类型和不同土层中未表现出明显规律.将各有机碳组分进行敏感性分析得出:MBC对不同土层最为敏感,DOC对土地利用变化最为敏感.通过冗余分析得出各有机碳组分与土壤含水量、全氮、p H呈正相关关系,与土壤容重、电导率呈负相关关系.土壤环境因子对各碳组分含量的重要性排序为:土壤容重含水量电导率土壤氮p H,即容重和含水量为影响干旱区有机碳组分的主要因子.     

2013年中国海域船舶大气污染物排放对空气质量的影响

基于2013年中国海域船舶排放清单和空气质量数值模拟平台（WRF-SMOKE-CMAQ）,利用敏感性分析方法定量识别了中国海域船舶排放对沿海地区空气质量的影响特征. 结果表明：船舶排放对不同污染物的贡献特征空间差异显著,就SO₂、NO₂和PM_2.5而言,在沿海省份的年均贡献率分别为5%、7%、2%（1.1、1.7、0.9 μg·m^-3）,其中,珠三角和长三角地区受影响较大,SO₂、NO₂和PM_2.5贡献分别可达30%、31%、8%（7.7、9.2、2.7 μg·m^-3）和14%、13%、4%（3.7、5.3、1.9 μg·m^-3）.其次,船舶排放对空气质量影响季节性差异显著,尤其表现在PM_2.5的空间分布上,三大城市群中,船舶排放对污染物贡献的季节间最大差异倍数为SO₂（1.3~2.0）,NO₂（1.2~4.0）,PM_2.5（1.8~7.5）.值得关注的是,船舶排放对PM_2.5的浓度贡献表现出了明显的区域性（长距离传输）和复合性.本研究结果,一方面弥补了我国船舶排放对空气质量影响的量化特征认识不足,另一方面可为后续船舶排放的健康影响及控制费效分析等评估研究提供数据支撑.     

基于OMI数据的京津冀及周边地区O3生成敏感性

基于O₃生成敏感性的指示剂法,利用OMI对流层柱浓度HCHO/NO₂分析夏季O₃敏感性.O₃控制区空间分布特征分析结果表明,O₃生成受VOCs排放控制的地区主要集中在北京、太原、石家庄等城市中心及工业较发达地区,受NO_x排放控制的地区主要集中在北京北部、河北北部、河南大部分地区、山东沿海城市,其他区域为NO_x-VOCs协同控制区.分析2005~2016年间京津冀及周边地区O₃生成敏感性的年纪变化特征表明,受VOCs控制的区域面积呈现先增大后减少,受NO_x控制的区域呈先减少后增加的趋势.NO_x控制区在2011年出现“拐点”,NO_x控制区面积占研究区域面积的比例达到最低38%.2011年之后NO_x排放量下降,NO_x控制区面积逐步增大,2016年NO_x控制区占比达到65%,VOCs控制区占比降低为3%.分析2005~2016年6~9月份O₃控制区月变化特征发现,相比6~8月份,9月份VOCs控制区增加显著,这是由于6~8月份的NO_x控制区转变为NO_x-VOCs协同控制区,NO_x-VOCs协同控制区向VOCs控制区转变.     

北京一次重污染过程的天气成因及来源分析

采用天气学分析和GRAPES-CUACE气溶胶伴随模式相结合的方式,探讨了北京市2016年2月29日~3月6日一次PM_2.5重污染过程的大气环流特征、污染形成和消散原因,并利用伴随模式追踪了造成此次重污染过程的关键排放源区及敏感排放时段.结果表明：此次重污染过程北京市PM_2.5浓度存在明显日变化,在3月4日20：00达到污染峰值,观测数据显示海淀站PM_2.5浓度达到506.4μg/m³.形成此次重污染过程的主要天气学原因是北京站地面处于低压中心,且无冷空气影响,风速较弱,逆温较强,大气层结稳定,混合层高度较低,500hPa西风急流较弱,污染物水平和垂直扩散条件差,大气污染物易堆积;此次过程中,500hPa短波槽过境、边界层偏南风急流和冷空气不完全渗透导致了本次严重污染PM_2.5浓度的短暂下降.伴随模式模拟结果表明,此次污染过程目标时刻的污染浓度受到来自河北东北部和南部、天津、山西东部、以及山东西北部污染物的共同影响,目标时刻PM_2.5峰值浓度对北京本地源响应最为迅速,山西响应速度最慢;北京、天津、河北及山西排放源对目标时刻前72h内的累积贡献比例分别为31.1%、11.7%、52.6%和4.7%.北京本地排放源占总累积贡献的1/3左右,河北排放源累积贡献占一半以上,天津和山西分别占1/10和1/20,河北源贡献占主导地位,天津和山西贡献较小;目标时刻前3h内,北京本地源贡献占主导地位,贡献比例为49.3%,目标时刻前4~50h内,河北源贡献占主导地位,贡献比例为48.6%,目标时刻前50~80h,山西源贡献占主导地位,贡献比例在50%以上.     

Mutual detoxification of mercury and selenium in unicellular Tetrahymena

Selenium(Se) is commonly recognized as a protective element with an antagonistic effect against mercury(Hg) toxicity. However, the mechanisms of this Hg–Se antagonism are complex and remain controversial. To gain insight into the Hg–Se antagonism, a type of unicellular eukaryotic protozoa(Tetrahymena malaccensis, T. malaccensis) was selected and individually or jointly exposed to two Hg and three Se species. We found that Se species showed different toxic effects on the proliferation of T. malaccensis with the toxicity following the order:selenite(Se(IV)) selenomethionine(SeMeth) selenate(Se(VI)). The Hg–Se antagonism in Tetrahymena was observed because the joint toxicity significantly decreased under co-exposure to highly toxic dosages of Hg and Se versus individual toxicity. Unlike Se(IV) and Se(VI), non-toxic dosage of SeM eth significantly decreased the Hg toxicity, revealing the influence of the Se species and dosages on the Hg–Se antagonism. Unexpectedly, inorganic divalent Hg(Hg~(2+)) and monomethylmercury(MeHg) also displayed detoxification towards extremely highly toxic dosages of Se, although their detoxifying efficiency was discrepant. These results suggested mutual Hg–Se detoxification in T. malaccensis, which was highly dependent on the dosages and species of both elements. As compared to other species, SeM eth and MeHg promoted the Hg–Se joint effects to a higher degree. Additionally, the Hg contents decreased for all the Hg–Se co-exposed groups, revealing a sequestering effect of Se towards Hg in T. malaccensis.     

高温烘烤作用对石英电子自旋共振信号特征的影响——以大同火山烘烤层为例

在第四纪地质学中,电子自旋共振（ESR）信号特征可用于物源示踪、判断受热时间及受热历史等研究,具有广阔的应用前景,因此对ESR信号特征的研究具有重要意义。本文通过对大同火山熔岩烘烤层和未烘烤湖相层样品的石英不同ESR信号特征进行研究,并总结了高温烘烤作用对不同石英ESR信号特征的影响。研究发现：高温烘烤作用显著增强了石英Ti-Li心ESR信号灵敏度;石英Al心ESR信号灵敏度无明显变化;E′心信号灵敏度小幅度增加。另外,高温烘烤之前无Ge心信号,在高温烘烤作用之后出现了Ge心信号。光晒退实验结果显示：经过高温烘烤作用之后,石英Al心的不可晒退部分减小,且石英Al心和Ti-Li心信号光晒退“回零”速度更快。