Zero-valent iron nanoparticles in treatment of acid mine water from in situ uranium leaching

Acid mine water from in situ chemical leaching of uranium (Straz pod Ralskem, Czech Republic) was treated in laboratory scale experiments by zero-valent iron nanoparticles (nZVI). For the first time, nZVI were applied for the treatment of the real acid water system containing the miscellaneous mixture of pollutants, where the various removal mechanisms occur simultaneously. Toxicity of the treated saline acid water is caused by major contaminants represented by aluminum and sulphates in a high concentration, as well as by microcontaminants like As, Be, Cd, Cr, Cu, Ni, U, V, and Zn. Laboratory batch experiments proved a significant decrease in concentrations of all the monitored pollutants due to an increase in pH and a decrease in oxidation-reduction potential related to an application of nZVI. The assumed mechanisms of contaminants removal include precipitation of cations in a lower oxidation state, precipitation caused by a simple pH increase and co-precipitation with the formed iron oxyhydroxides. The possibility to control the reaction kinetics through the nature of the surface stabilizing shell (polymer vs. FeO nanolayer) is discussed as an important practical aspect.     

Spatial and seasonal variations in atrazine and metolachlor surface water concentrations in Ontario (Canada) using ELISA

Concerns regarding the impacts of pesticides on aquatic species and drinking water sources have increased demands on water quality monitoring programs; however the costs of sample analysis can be prohibitive. In this study we investigated enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) as a cost-effective, high through-put method for measuring pesticide concentrations in surface waters. Seven hundred and thirty-nine samples from 158 locations throughout Ontario were analysed for atrazine and metolachlor from April to October 2007. Concentrations ranged from <0.1 to 3.91 μg L⁻¹ (median = 0.12 μg L⁻¹) for atrazine and from <0.1 to 1.83 μg L⁻¹ (median = 0.09 μg L⁻¹) for metolachlor. Peak concentrations occurred in late spring/early summer, in rural agricultural locations, and decreased over the remainder of the growing season for both herbicides. About 3% of the samples that had ELISA results occurring above the limit of quantification (0.10 μg L⁻¹) were evaluated against gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Linear regression analysis revealed a R² value of 0.88 and 0.39, for atrazine and metolachlor, respectively. ELISA tended to overestimate concentrations for atrazine and metolachlor, most likely because the ELISA kits also detect their metabolites. Atrazine data suggest that ELISA may be used complementary with GC-MS analysis to enhance the spatial and temporal resolution of a water quality monitoring study. The commercially available metolachlor ELISA kit requires further investigation. ELISA may be used to detect atrazine and metolachlor in surface water samples, but it is not recommended as a quantitative replacement for traditional analytical methods.     

社会产品价格对水价的敏感性——基于虚拟水贸易框架的分析

虚拟水贸易是缺水地区从社会经济系统层面解决水资源短缺问题的一种策略选择,但由于长期的低水价,致使很多国家和地区的现实经济模式与虚拟水贸易战略的预期相悖.文章基于水资源投入产出分析方法,构建虚拟水贸易理论框架下的水价敏感性模型,分析水价上涨对各产业产品价格带来的影响.模型结果显示,区域水价提升对各产业产品价格的影响不仅在于该产业直接用水成本的上升,同时也不得不承受其他产业成本上升带来的间接影响,并且这两种影响作用是累加的.宁夏数据的实证得出,水价上涨对农业产品价格的影响最为强烈,批发和零售贸易餐饮业次之,对服务业产品价格的影响最弱.因此,可通过制定合理的水价调整策略,激励水资源极度缺乏的地区实施虚拟水贸易战略,避免过分强调传统的重农发展模式,促进产业结构向先进制造业和服务业转变,实现有限水资源更为合理的利用模式,达到经济发展与水生态的和谐局面.     

中国水权配置效率分析

基于整个社会的视角,对水权交易效率进行公理化分析,为水权交易的深入研究奠定基础.首先,提出分析的假设条件,定义水权配置效率,该效率满足完备性、传递性公理.其次,定义水权边际价值、总价值,提出水权边际价值递减规律.再次,给出水权配置的帕累托最优定义,提出帕累托最优时水权配置状态的定理,并论证水权的帕累托配置是稳定的水权配置状态.根据极限理论,给出水权配置序列收敛于帕累托最优配置的定义,论证了在现实水权信息不对称的情况下,只有通过水权交易重新配置水权才能逼近水权配置的最优状态--帕累托配置,而依靠行政配置无法实现.最后,采用本文理论分析我国水权交易现状,指出由于我国目前水权交易成本过高,水权配置向帕累托逼近的速度慢,水权配置无法达到帕累托最优.随着我国水权交易制度的日趋完善,水权配置将达到帕累托最优,从而实现水资源的充分利用.     

海河流域水污染成因与多层次治理结构的制度选择

海河流域是我国经济相对发达地区,但也是水环境污染十分严重地区,水污染的有效治理对区域内资源节约型和环境友好型社会建设具有重要意义。本文在分析海河流域水污染现状及成因的基础上,指出单纯依赖以排污权交易为主的市场化手段进行治污的局限性。最终,分别提出针对省(市)级政府、地市级政府和企业三个层面应该采取的多层次水污染治理结构的制度选择。     

贵州喀斯特土石山区水土保持生态经济型植被恢复模式

以贵州省喀斯特土石山区为例,通过总结前人的研究成果和中国科学院亚热带农业生态研究所喀斯特生态实验站的部分试验数据,从全局性、紧迫性、高效性、层次性、可持续性、创新性与多样性的角度提出了在贵州喀斯特土石山区的急坡地、陡坡地、缓陡坡地其水土保持生态经济型植被恢复模式分别采用3种典型模式,即:灌草模式,乔灌草模式与林果模式,以期促进该区域的生态、经济与社会的全面协调与可持续发展。     

论可持续发展观的贯彻与水资源论证制度的完善

可持续发展理念要求以环境资源承载力为依据规范人们开发、利用自然资源的行为。水资源论证制度是贯彻、实施可持续发展理念的良好制度形式,对于促进经济社会可持续发展意义重大,但我国现行立法中规定的水资源论证制度还不完善,影响了制度作用的充分发挥。完善相关立法,提高水资源论证制度的法律地位,是在水资源管理与保护方面贯彻可持续发展要求的关键任务。     

Landsat7 ETM+ SLC-OFF数据的修复及其在武汉东湖水质反演中的应用

自从2003年5月31日,从陆地卫星 7发回的ETM+图像数据就存在缺陷。这是由于增强专题制图仪的扫描线校正器发生故障引起的。这些称为SLC OF数据的图像有一些黑色的不存在任何数据的扫描行。丢失的数据约占全景数据的25％,使它们难以正常使用。但是,数据本身仍然保留了良好的辐射和几何性质,如加以妥善修复,仍可以在一些特殊领域中使用。首先介绍了如何使用自适应局部回归算法(ALR)恢复这些图像,然后使用修复后的图像反演武汉东湖的水质参数。结果表明：ALR算法可以对SLC OF图像进行较好的修复,而且利用修复后的图像和东湖的地面水质监测数据,通过多元逐步回归分析,可以建立很好的叶绿素a、透明度、总磷以及总氮等水质参数的经验遥感反演模型,模型的相关系数R²分别为0.86、0.75、0.73和0.71。反演得到的水质参数分布与实际情况符合。这些数据有许多优点,如空间分辨率高、存档数据非常丰富、可以从NASA的服务器免费下载等。在其他遥感数据不足或无法获得的情况下,这些数据经过适当的修复,可以作为补充或替代数据使用。〖     

三峡工程蓄水运用期库区干流水质分析

分析了三峡库区蓄水前后（1998～2009年）干流水质的变化及原因。结果表明,同蓄水前相比,蓄水后库区干流水质变好,库区干流断面月度达标率均值由蓄水前的623%变为蓄水后的783%,库区干流超标污染物主要为高锰酸盐指数、总磷、铅等。蓄水后水质时空分布出现新的特点,近坝水体悬浮物、浑样高锰酸盐指数、总磷、铅等可吸附污染物浓度显著降低。蓄水后年内悬浮物及浑样高锰酸盐指数、总磷和铅浓度仍然是丰水期＞平、枯水期,但近坝水体不同水期间浓度差别比蓄水前明显减小。蓄水后,库区干流浑样高锰酸盐指数、总磷、铅浓度整体上表现为从库尾至库首沿程下降,尤以丰水期沿程下降最为突出。浑样高锰酸盐指数、总磷、铅浓度以上变化特征主要缘于库区水位抬高后,流速减小导致的澄清作用,即高锰酸盐指数所代表污染物、磷、铅等随泥沙发生了不同程度的沉降。蓄水前后清样高锰酸盐指数和总磷未发生明显变化,156 m蓄水后至今,清样铅浓度明显低于蓄水前。