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2012年  第25卷  第4期

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2012, 25(4).
摘要:
湖泊生态安全及其评估方法框架
金相灿, 王圣瑞, 席海燕
2012, 25(4): 357-362.
摘要(2020) PDF(241)
摘要:
针对目前我国湖泊存在的主要生态安全问题,同时考虑流域人类活动对湖泊的影响,阐述了对湖泊生态系统及湖泊生态安全的深层认识和理解,并在此基础上建立了“4+1”湖泊生态安全评估方法框架. 该方法框架包括湖泊水生态系统健康评估、流域社会经济活动对湖泊生态影响评估、湖泊生态服务功能评估和湖泊生态灾变评估,以及在这4项评估的基础上建立的湖泊生态安全综合评估. “4+1”湖泊生态安全评估方法框架既可作为对湖泊生态安全进行整体综合评估的方法,又反映了湖泊水生态健康、流域人类活动对湖泊的影响、湖泊生态服务功能以及湖泊生态灾变4个过程对湖泊生态安全的影响关系,识别影响湖泊生态安全的限制性因子. 湖泊生态安全评估启示我国湖泊管理应由水质管理向流域生态系统管理转变,其实质是解决好“人湖”关系,实现“人湖”和谐发展.
太子河流域水库建设对河流水文情势的影响
张远, 王丁明, 王西琴, 孟伟
2012, 25(4): 363-371.
摘要(2074) PDF(128)
摘要:
水库建设所导致的河流水文情势变化是造成河流生态系统退化的重要原因之一.在河流水文指标生态学意义分析的基础上,建立了反映基流量、断流、高流量及涨退水率等特征的指标体系,提出了各类指标的计算方法.利用太子河53 a的日流量数据,计算并分析了水库建设前后水文指标的变异,反映水库建设对河流水文情势乃至生态系统的影响.结果表明:①太子河流域水库建设改变了河流的基流过程,减少了汛期基流,增加了汛前基流;②增加了辽阳河段断流的频率和历时;③减少了汛期洪水的发生次数,增加了汛后中小型脉冲流频率和历时.太子河水库建设导致了显著的水文变化,具有负面生态效应.
2008年滇池流域水环境承载力评估
邓伟明, 雷坤, 苏会东, 乔飞, 李福建
2012, 25(4): 372-376.
摘要(1588) PDF(127)
摘要:
自20世纪70年代以来,随着经济迅猛发展以及人口的快速增长,滇池流域的水环境问题日益突出. 为深入了解造成当前水环境问题的根本原因,以水资源承载力和水环境承载力作为广义水环境承载力的基础进行综合分析,并且利用水资源供需平衡和水资源承载压力度反映水资源承载力,利用水环境承载率反映水环境承载力. 结果表明:滇池流域TN和TP的水环境承载率分别为0677和0355,处于超载状态,是导致滇池流域严重富营养化的主要原因;水资源承载压力度为145,远大于供需平衡,同样也处于超载状态,实际水资源盈亏为-59 037×104 m3,缺失严重. 因此,滇池流域水质型和资源型缺水问题共同存在.
基于可信性理论的水资源优化配置模型
刘年磊, 赵林, 毛国柱
2012, 25(4): 377-384.
摘要(2036) PDF(159)
摘要:
针对城市水资源与水环境系统中存在的不确定性与复杂性,提出了模糊环境下基于可信性理论的CFCCP模型(可信性模糊机会约束规划模型),并将其应用于衡水市水资源优化配置模型的研究中. CFCCP模型以衡水市经济、社会与环境效益最大化为目标,以供需水量、区域协调发展等为不确定性约束,以各水源在各子区不同部门间的分配为决策变量,并且设计了基于模糊模拟的猴群算法进行求解. CFCCP模型可反映不确定性因素对系统收益的影响,计算了各规划水平年置信水平为08时的水资源配置风险-收益权衡方案,得到2015年和2025年的区域经济效益分别为198 36530×104和266 22730×104元,缺水量分别为25 29936×104和20 99096×104 m3,污染物排放量分别为12 80847和13 00044 t. 同时,通过与传统优化算法的比较,证明了基于模糊模拟的猴群算法在求解多维优化问题时的有效性.
我国主要河流中3种氯酚混合物的生态风险评价
张亚辉, 曹莹, 李霁, 雷昌文, 刘征涛
2012, 25(4): 385-390.
摘要(1741) PDF(108)
摘要:
氯酚类化合物是我国河流中广泛存在的一类优先控制污染物. 利用基于相似作用模式的混合物风险商(RQm)的方法,对我国主要河流中五氯酚、2,4-二氯酚和2,4,6-三氯酚组成的混合物进行了生态风险评价. 结果表明:我国河流中3种氯酚化合物的RQm均小于1. 黄河中3种氯酚化合物的RQm最高为0.377,长江、珠江、淮河和松花江中3种氯酚化合物的RQm分别为0.055、0.039、0.035和0.010,其他河流的RQm均小于0010. 整体上看,我国北部河流3种氯酚化合物的RQm比南部河流高.
太湖表层沉积物中PAHs的空间分布及风险评价
武江越, 刘征涛, 冯流, 周俊丽, 高富
2012, 25(4): 391-396.
摘要(1607) PDF(140)
摘要:
采用GC-MS方法测定了太湖湖区20个典型采样点表层沉积物中的多环芳烃(PAHs)含量,共检出13种PAHs,其浓度〔w(PAHs)〕范围为4223~2 0011 μgkg. 其中,属于我国优先控制的污染物有5种,属于US EPA(美国国家环境保护局)优先控制的污染物有11种,w(PAHs)为2775~1 7568 μgkg,最高浓度出现在太湖梅梁湾区域,PAHs在湖区总体的空间分布趋势呈梅梁湾>南部区>东部区>湖心区. 风险评价结果表明,针对检测出的11种US EPA优先控制的PAHs,除了某些采样点的芴(Flu)浓度处于中度潜在风险水平外,其余10种PAHs尚未对水环境造成明显危害风险影响. 利用特征化合物指数法对PAHs进行源分析发现,其主要来源是燃料燃烧.
水质基准方法学中若干关键技术探讨
闫振广, 余若祯, 焦聪颖, 王一喆, 王婉华, 梁丽君, 刘征涛
2012, 25(4): 397-403.
摘要(2082) PDF(115)
摘要:
我国正在开展系统的水质基准研究,对发达国家的水质基准理论和技术处于学习和研究阶段. 物种敏感度分布分析、“最少毒性数据需求”以及基准的修正是水质基准推算中的若干关键技术. 以氨氮水生生物基准为例,对这些关键技术进行了研究与探讨,提出在我国本土生物毒性数据缺乏的情况下可在种的水平上对水质基准进行推算. 另外,可先利用全部生物的毒性数据进行物种敏感度分析,确定需重点获取的敏感生物类群的毒性数据,再用于基准推算,有望降低推算过程中对毒性数据量的需求. 最后,基于中美生物物种分布的差异,借鉴美国修订国家水质基准的水效应比法,提出利用生物效应比法对美国国家水质基准进行修订以获取我国水质基准.
海南五指山和福建武夷山降水离子组成及来源
任丽红, 陈建华, 白志鹏, 张仁健, 张美根, 赵谞恺
2012, 25(4): 404-410.
摘要(1804) PDF(158)
摘要:
分析海南五指山及福建武夷山大气背景点2008年1月—2009年12月的降水pH及离子组成,并探讨离子来源. 结果表明:海南五指山监测点降水年均pH约为564,呈中性;武夷山监测点降水的年均pH约为530,呈弱酸性. 2个监测点降水中的SO42-、NO3-和NH4+的浓度和占总离子浓度的59%左右,表现出与城市相似的组成特征,表明这2个监测点的降水已经受到人类活动的影响. 降水酸度除受SO42-和NO3-的影响外,还受到NH4+、Ca2+和Mg2+等碱性物质的中和作用. 相对酸度和中和因子的计算表明,五指山和武夷山监测点降水酸度分别有85%和76%被碱性物质NH4+和Ca2+中和. 富集因子计算及来源定量分析表明,这2个监测点已受到人为源的影响,人为源的贡献大于海洋源及地壳源. 武夷山监测点88%的Ca2+和56%的K+均来自人为源,主要是受人为污染物长距离传输及生物质燃烧的影响.
深圳市夏季臭氧污染研究
颜敏, 尹魁浩, 梁永贤, 庄毅璇, 刘宝章, 李金龙, 刘长法
2012, 25(4): 411-418.
摘要(2305) PDF(164)
摘要:
以2009年8月为例分析了深圳市夏季臭氧污染情况及污染气象特征,基于二维空气质量模式对臭氧污染控制进行数值模拟. 结果表明:深圳市8月各监测点均存在臭氧超标现象,污染形势严峻;副热带高压控制和热带气旋外围下沉气流是造成夏季出现高浓度臭氧的主要天气过程,此时大气边界层混合层高度在500~800 m,且近地面风速约在5 ms以内,不利于污染物扩散;臭氧的生成受前体物挥发性有机物(VOC)和氮氧化物(NOx)排放的共同影响,其中VOC排放的影响较大,深圳市臭氧控制应以降低VOC排放量为重点,模拟得出对VOC和NOx按25∶1~40∶1的比例协同减排可有效降低臭氧污染.
利用SCIAMACHY遥感资料研究我国NO2柱浓度及其时空分布
姚凌, 吕宁, 师华定
2012, 25(4): 419-424.
摘要(2043) PDF(193)
摘要:
利用SCIAMACHYENVISAT 2003—2009年月均观测数据,结合1∶4 000 000行政区划图,得到了近7 a来我国城市级别NO2柱浓度的时空分布和变化趋势,并采用Seasonal Mann-Kendall非参数检验方法对各城市的变化趋势进行了显著性分析. 结果表明:我国NO2分布东高西低,NO2柱浓度高值区主要分布在京津冀及环渤海区域、长江三角洲北部及广东省等地区. 近7 a来我国北部和中部地区的NO2增长趋势显著,NO2柱浓度平均值最高和增速最快的前20个城市主要分布在江苏、山东和安徽等省的二级城市郊县和小城市. 与统计年鉴工业废气排放数据的比较表明,工业废气排放与NO2柱浓度及其时空分布具有较好的一致性. 这种新的NO2污染格局应该引起重视并采取有针对性的污染监管措施.
Bio-F生物吸附剂对水中铁锰的去除与特性
赵良元 , 朱迟, 蒋金辉, 杨娇艳, 赵进, 杨劭
2012, 25(4): 425-430.
摘要(1563) PDF(198)
摘要:
以Bio-F(Bio-F生物吸附剂)为材料,研究其对水中Fe2+和Mn2+的去除能力与特性. 结果表明,Bio-F可同时去除水中Fe2+和Mn2+且吸附过程符合Lagergren一级动力学模型. Langmuir吸附等温线能较好地描述Bio-F吸附Fe2+和Mn2+的过程,表现为单分子层化学优惠吸附,其对Fe2+和Mn2+的最大饱和吸附量分别达491和380 mgg. Bio-F对Fe2+和Mn2+的吸附为吸热反应且在pH 6~7范围内可保持86%以上吸附能力(P>005). 较高的c(Ca2+)和c(Mg2+)可明显抑制Bio-F去除Fe2+和Mn2+的能力(P<005),但高c(PO43-)则可促进该吸附过程(P>005). Bio-F经10次再生后对Fe2+和Mn2+的去除率分别达9727%和9467%. Bio-F无毒安全,采用Bio-F处理高铁锰饮用水具有应用潜力.
废TFT-LCD面板中主要元素溶出特性
杨东梅, 郭玉文, 乔琦, 张建强, 刘景洋
2012, 25(4): 431-435.
摘要(2058) PDF(119)
摘要:
以废TFT-LCD面板破碎料为研究对象,在使用XRF(X射线荧光光谱分析仪)分析其主要元素组成以及采用ICP-AES测试不同酸体系下主要元素浓度的基础上,研究了不同酸体系下主要元素的溶出特性. 结果表明:废TFT-LCD面板由Si、Al、Sr和In等10余种元素组成,其主要组成元素在不同酸体系下的溶出特性存在明显差异,这与其赋存形态有密切关系. In在各种酸体系下溶出浓度变化较小,为283~306 mgL. Fe的溶出特性与In相似,是主要伴随离子. Al和Sr易在浓盐酸体系下溶出. As在含有浓硝酸的体系下溶出率较高,最高溶出率为100%,而在无浓硝酸体系下的溶出率最低值仅为293%. Zn、Ti、Cu、Sn和Cr在各酸体系下的溶出浓度均较低(均低于1 mgL),不宜回收.
单元包封密闭式填埋工艺在阿苏卫垃圾卫生填埋场的探索实践
王进安, 董路
2012, 25(4): 436-440.
摘要(1847) PDF(118)
摘要:
针对传统垃圾填埋工艺存在分区作业时间长、填埋气引发臭气污染等问题,结合阿苏卫垃圾卫生填埋场实际情况,采用单元包封密闭式填埋工艺,利用旱季垃圾堤坝进行分区填埋操作、渗滤液导排盲沟作为填埋单元分隔、构建填埋气及渗滤液收集系统等技术措施,有效地实现了雨污分流. 实施单元包封密闭式填埋工艺后,2010年填埋场渗滤液产生总量减少了约76 000 t,比前4 a平均产生量减少了35%;填埋气收集量增加了12×106 m3,收集总量比前4 a平均值增加了139%;臭气排放指标达到GB 14554—1993《恶臭污染物排放标准》二级排放标准. 该工艺的实施可以使填埋场运行管理更加规范.
渤海湾脉红螺中多氯联苯和多溴联苯醚的测定分析
梁淑轩, 倪新娟, 赵兴茹, 安立会, 张深, 钟林仁, 郑丙辉
2012, 25(4): 441-446.
摘要(1628) PDF(91)
摘要:
应用GCHRMS对渤海湾脉红螺中的PCBs(多氯联苯)和PBDEs(多溴联苯醚)2类持久性有机污染物进行了测定分析.结果表明:雄性脉红螺中PCB(3~10氯代)的质量分数(101 ngg,以干质量计)和PBDEs(BDE28、BDE47、BDE99、BDE100、BDE153、BDE154、BDE209)的质量分数(174 ngg)均高于雌性脉红螺(分别为809和138 ngg);雄性脉红螺中PCBs的WHO-TEQ(毒性当量,841 pgg,以脂肪质量计)高于雌性脉红螺(434 pgg),其中PCB118和PCB126的贡献率分别为13%和77%.脉红螺的不同组织中,性腺和消化腺中w(PCBs)和w(PBDEs)最高,肌肉组织中最低;主要同类物为PCB118、PCB101、PCB28、PCB138、PCB180、PCB52、PCB153和5-PCB以及BDE209渤海湾脉红螺的消化腺可以作为PCBs和PBDEs的生物指示物.
黑土不同粒径有机-矿质复合体对镉的吸附特性
张玉, 张朝, 王世杰, 李发生, 汪群慧, 郭观林
2012, 25(4): 447-452.
摘要(1688) PDF(121)
摘要:
采用振荡平衡法研究了黑土不同粒级有机-矿质复合体对Cd2+的吸附等温过程和吸附动力学过程,并采用常见数值模型进行了拟合. 结果表明,原土及各粒级复合体对Cd2+的吸附量随平衡液中ρ(Cd2+)的增加而增加. 各粒级组分对Cd2+的吸附量表现为黏粒>粉粒>原土>粗砂>细砂. Langmuir和Freundlich方程对Cd2+的等温吸附过程均有较好的拟合效果,线性方程拟合效果较差. 最大吸附量与吸附作用强度均呈随粒径增大而减小的趋势. 对影响最大吸附量和吸附作用强度的因子进行回归分析表明,w(有机质)、CEC(阳离子交换量)和比表面积的影响较大,其中w(有机质)是最主要因素,CEC和比表面积的影响次之. 各粒级复合体对土壤吸附Cd2+的贡献率为粉粒>细砂>黏粒>粗砂,99%的Cd2+吸附在<200 μm的组分上. 不同粒级组分对Cd2+的吸附动力学过程可分为0~20 min的快速反应阶段(吸附量均达到饱和吸附量的90%以上)和慢速反应阶段. 各组分对Cd2+的吸附符合二级动力学过程,表明吸附过程以化学吸附为主,并且吸附速率随颗粒粒径的增大而减小.
Cd-Cu-Pb复合污染对芥菜吸收Cd、Cu和Pb及矿质元素的影响
谢素, 寇士伟, 吴鹏辉, 骆昌朗, 黄成彬, 李哲, 亦如瀚
2012, 25(4): 453-459.
摘要(1792) PDF(110)
摘要:
以十字花科的芥菜为材料,通过室内盆栽均匀设计试验,研究了Cd-Cu-Pb复合污染下芥菜对重金属的吸收转运特点以及对矿质元素吸收的影响. 结果表明:3种重金属在芥菜体内积累能力为Cd>Cu>Pb;芥菜对Pb、Cd有较强耐性,对高浓度Cu耐性不强. 土壤中重金属的含量是影响芥菜各部分重金属含量的主要因素之一;Cd可抑制芥菜对Pb的吸收和转移,促进Cu向芥菜地上部转移;Cd-Pb复合效应促进了Cd在芥菜体内累积;Cu抑制芥菜吸收Pb;Cu-Pb可促进Cd抑制Cu在芥菜各部的积累. 与对照相比,复合污染显著降低了芥菜对矿质元素的吸收累积,各处理芥菜对Mg、Fe和K的吸收转移特点显示出相似的规律,即地上部w(Mg)远大于地下部而w(Fe)和w(K)为地下部占优. Cd可极大促进芥菜对K的吸收而抑制对Fe的吸收,Cu则阻碍地下部对K的吸收;Cu与Cd-Pb复合效应可抑制K向地上部转移.
水溶性有机物对绿麦隆胁迫下小麦幼苗生物利用性和毒性的影响
宋宁慧, 单正军
2012, 25(4): 460-466.
摘要(1869) PDF(122)
摘要:
研究了在2种来源的DOM(水溶性有机物)和绿麦隆作用下,小麦幼苗在不同培养时间(4和10 d)组织累积量和抗氧化系统的响应,探讨了小麦幼苗在DOM作用下对绿麦隆胁迫的毒性响应影响及机制. 结果表明:在不同的培养期内,绿麦隆均抑制了小麦幼苗的生长,而2种不同来源的DOM均缓解了绿麦隆对植株的毒性. DOM的施加使绿麦隆胁迫下小麦叶和根中的丙二醛(MDA)含量降低,同时绿麦隆诱导的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活力也有所降低,然而过氧化物酶(POD)和谷胱甘肽巯基转移酶(GST)的活性却有一定程度的增高. 使用RT-PCR半定量分析方法对SOD和GST的酶活性变化进行了分析,以确证DOM缓解绿麦隆对小麦幼苗的毒性调节机制.
高水生植物毒性污染物的初步筛选
梁丽君, 闫振广, 王婉华, 王宏, 杨霓云, 刘征涛
2012, 25(4): 467-473.
摘要(1686) PDF(113)
摘要:
针对目前普遍认为水生植物对污染物的敏感性比动物低的观点开展研究. 查阅和筛选了ECOTOX毒性数据库里的污染物水生生物毒性数据,对美国国家水质基准(2009)里的120项优先控制污染物的毒性数据进行了分析. 参考美国的水生生物基准技术指南的数据筛选原则,初步筛选出6种具有高植物毒性的污染物,分别为1,1,1-三氯乙烷、2,4-二氯苯酚、4-硝基苯酚、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二丁酯和N-亚硝基二甲胺. 结果表明,确实存在高植物毒性的污染物,对于这类污染物,水生植物比水生动物更为敏感. 然而,由于水生植物毒性试验远远少于动物毒性试验,并且资料的积累极为欠缺,因此,需要对水生植物毒性效应的研究和应用给予足够的重视.
安徽省近10年能源足迹测度及驱动因子分析
张乐勤, 李荣富, 荣慧芳, 许信旺
2012, 25(4): 474-480.
摘要(1605) PDF(107)
摘要:
安徽省为生态建设省,随着中部崛起战略与皖江城市带承接产业转移示范区建设的实施,能源消费给当地生态环境形成了较大压力. 依据生态足迹模型对安徽省2000—2009年能源足迹进行了时间序列测度,基于STIRPAT模型揭示了能源足迹驱动因子的边际贡献,运用灰色GM(1,1)模型预测了2015年与2020年能源足迹. 结果表明:安徽省人均能源足迹由2000年的0500 8 hm2增至2009年的1043 5 hm2,人均能源足迹赤字由2000年的0432 9 hm2扩至2009年的0975 5 hm2;煤炭足迹对能源足迹平均贡献率为7629%,占主导地位;能源足迹强度由2000年的1083 3 hm2104元降至2009年的0704 7 hm2104元;研究时段内,能源足迹生态压力指数均大于5 人均GDP和第二产业在经济中所比例均与能源足迹呈正相关,二者边际弹性系数分别为0000 073 57和0006;而单位工业增加值能耗与能源足迹呈负相关,其边际弹性系数为-0186.