城市河流水体污染变化特征及其对降雨的响应关系——以新凤河流域为例

降雨径流携带的非点源污染是驱动河流水体污染变化的主要自然要素,其中降雨对河流水污染的非线性影响机制一直是水文与环境交叉学科研究的难点,降雨强度的大小对污染物排放的影响存在显著差异。新凤河是中国首都北京市的重要生态廊道之一,河道水质受降雨影响剧烈,为了探索降雨对城市河流水体污染变化特征的影响,本研究基于北京市典型黑臭水体新凤河出口断面2015-2019年长序列水质和降雨资料,分析了水质变化及其对降雨的响应关系和不同降雨强度下的污染输出特征,科学阐明了不同降雨强度下的河流污染非线性响应规律。结果表明：(1)流域出口水质由劣Ⅴ类改善到Ⅲ～Ⅳ类,拐点出现在2017-2018年,其与降雨的相关关系直接反映了流域污染由点源主控变为非点源主控;(2)COD、氨氮和TP平均浓度在中雨和大雨强度下较高,暴雨和特大暴雨中较低,随着降雨强度的增大,组分浓度先上升后下降;(3)不同降雨强度下的降雨量与水质浓度呈现显著的二次函数关系,水质变化取决于降雨起稀释作用或冲刷作用。研究旨在从学术上揭示城市型河流污染物与流域气象要素的响应关系,为其他城市河流的非点源污染防治提出科学参考。     

用于土壤污染生态毒理诊断的蚯蚓生物标志物研究

综述了蚯蚓用于土壤污染生物标志物的主要类型,包括酶活性作为土壤污染的生物标志物、溶酶体中性红染色保持时间、热休克蛋白、金属硫蛋白、组织和超微结构变化、DNA损伤、大分子加合物等;并对几种生物标志物机理、特性、检测实例以及在污染土壤生态毒理诊断中的应用前景进行了评述。     

高速公路不同边坡类型对植被恢复的影响

为了解不同护坡模式下边坡防护工程建设初期植被恢复状况,依托北京西六环现有边坡工程,采用系统聚类方法,将12段边坡划分为六棱砖与厚层基材喷播植草2类护坡模式,分析不同模式坡位、坡长、坡向和地形条件对植被恢复的影响。结果表明:1)以厚层基质喷播植草模式为主的Ⅱ类边坡植被恢复效果优于以六棱砖护坡模式为主的Ⅰ类边坡;2)随着演替进程的发展,建植初期植被表现出一定的年际变化规律,2011年植被恢复效果较2010年差;3)坡位、坡长和坡向的不同使植被群落组成存在一定的差异性,Ⅰ类边坡中部植被生长较好,Ⅱ类边坡下部植被恢复效果好,坡长较长的阴向边坡更利于植被恢复;4)六棱砖护坡模式更适宜在山岭重丘区应用,而厚层基质喷播植草护坡模式更适用于平原微丘区。     

中国污染场地国家分类体系框架构建

污染场地是社会工业化的产物,已逐渐成为一个世界性的环境问题,对人体健康和环境安全带来了严重的威胁。污染场地问题的解决依靠科学的管理,实现国家层面污染场地管理的关键环节在于有效的分类管理,污染场地分类管理的核心是国家分类体系。通过该分类体系可以实现国家层面污染场地的分级分类管理,从而将有限资源用于最需治理的污染场地。该文在选取污染特性、污染迁移途径和污染受体3类场地评价因子的基础上,通过层次分析法对评价因子进行解构和有序重组,并赋予其具有风险意义的数值,从而构建污染场地国家分类体系框架。该分类体系框架根据场地评价因子汇总分值的范围将污染场地分为5类。研究结果为国家层面的污染场地优先治理和分类管理提供技术支撑和依据,从而有助于促进中国污染场地管理向制度化和规范化方向发展。     

林带外缘草地水热通量动态变化及其对环境因子的响应

为了评价林带外缘草地水热通量状况,利用波文比系统2010年7月-2011年4月的观测数据,分析了鹫峰国家森林公园内森林林带外缘草地生态系统水热通量变化规律以及对关键环境因子的调节效应。结果表明:1)林带外缘草地生态系统水热通量日变化呈单峰二次型曲线,潜热通量日最大为352W·m-2,显热通量最大224W·m-2。年内变化也呈单峰型二次曲线,7月~10月为峰值期,11月~次年3月为低值期;2)在林带生态场效应的作用下,林带外缘草地潜热通量变化幅度比无林带影响的草地生态系统增加33.2%,与林地相比增加47.7%,而显热通量变化幅度则比无林带影响的草地生态系统降低33%,比林地降低约28%;3)与无林带影响的草地相比,林带外缘草地能有效降温增湿,夏天平均降温最大1.94℃,平均增湿2.78%,最大增湿7.85%;林带外缘草地这种降温增湿的生态场效应能提高绿地的亲和性,促进人与自然和谐共存。     

深圳市土地利用碳排放环境库兹涅茨曲线协整分析

中国城市化和工业化进程极为剧烈,由此带来的土地利用变化与能源消费碳排放效应将是影响我国实现碳减排目标的关键因素,研究土地利用和能源消费碳排放环境库兹涅茨曲线,能预判碳排放拐点出现的时间,揭示经济发展与碳排放之间的动态关系.以深圳市为典型案例,利用1979-2010年的土地利用变化和能源消费碳排放数据,借助CKC简化模型分别构建了深圳市土地利用和能源消费碳排放总量、人均碳排放量的CKC模型,基于单位根和协整Engle-Granger检验对深圳市土地利用和能源消费碳排放CKC曲线进行了探析.结果表明:深圳市经济增长分别与土地利用碳排放和能源消费碳排放量成正相关,并存在长期稳定的均衡关系.GDP分别和土地利用碳排放、能源消费碳排放存在单向因果关系,深圳市存在人均土地利用和人均能源消费CKC,到达拐点的人均GDP分别为28708.60元和59604.89元.研究结果有利于了解未来碳排放态势,从而为相应的减排政策的制定提供依据.     

基于梯度扩散薄膜技术评估稻田土壤中镉的生物有效性

为了给重金属污染农田土壤的安全性评估提供方法学指导,以稻田土壤-水稻体系为对象,通过比较化学提取法(土壤溶液法和0.01 mol·L~(-1)Ca Cl2提取法)和梯度扩散薄膜技术(DGT)所提取的有效态镉(Cd)含量与水稻谷粒中Cd含量(0.06~2.16 mg·kg~(-1))的相关关系,阐述DGT是否能更准确评估Cd的生物有效性及其作用机理。结果表明,土壤Cd全量与谷粒中Cd含量、几种有效态Cd提取量均未显示出显著相关性,不能真实反映Cd的生物有效性。DGT提取的Cd含量与谷粒Cd含量的相关性系数(R_(线性)~2=0.89和R_(曲线)~2=0.94)高于土壤溶液法(R_(线性)~2=0.87和R_(曲线)~2=0.92)和0.01 mol·L~(-1)Ca Cl2提取法(R_(线性)~2=0.80和R_(曲线)~2=0.83),R值分析表明DGT技术模拟了根部吸收土壤Cd过程中土壤固-液释放补给动态过程。因此,与传统化学提取法相比,DGT技术能更好地预测Cd污染土壤(0.31~10.64 mg·kg~(-1))中Cd的生物有效性。     

氨氮海水质量基准及大辽河口氨氮暴露风险初步分析

搜集筛选了我国海洋生物的25种氨氮急性毒性数据,采用美国水生生物基准技术对氨氮水生生物基准进行推算,得出保护我国海水生物的氨氮急性基准值为0.085 mg·L-1,慢性基准值为0.013 mg·L-1,并利用荷兰基准技术对该计算结果进行验证,结果表明与美国基准技术方法比较接近。应用获得的氨氮基准值对大辽河口进行氨氮暴露风险分析,结果表明,13个站位均存在一定的生态风险,季节对氨氮暴露浓度水平具有重要影响,枯水期氨氮暴露风险显著大于丰水期,呈现数量级差异。大辽河口水体氨氮暴露浓度对水生生物的胁迫风险顺序为腔肠动物＞甲壳动物＞鱼类＞软体动物＞环节动物。研究结论可为氨氮水质标准制定和河口水环境管理提供技术支持。     

黄土高原典型县域耕地后备资源空间分布与宜耕性评价

土地后备资源的开发利用是有效补充耕地数量、实现耕地占补平衡的关键途径,对保障国家粮食安全具有重要作用。以黄土高原典型县域山西省忻府区为研究对象,通过建立宜耕性评价指标体系,在宜耕性等级划分的基础上分析研究区域耕地后备资源的宜耕程度,并通过核密度估计法对宜耕后备资源的聚集程度进行分析。结果表明,忻府区耕地后备资源可宜耕面积为1 799.67 hm~2,其中,高度宜耕等级面积为1 203.41 hm~2,一般宜耕等级面积为596.26 hm~2,不宜耕面积为72 854.45 hm~2,宜耕后备资源中主要土地类型为其他草地和内陆滩涂,所占比例分别为42.93%和31.90%;高度宜耕等级图斑的空间分布"热区"范围比较广泛,阳坡乡和三交镇范围内高度宜耕后备资源的数量多且集中连片程度最高,是当地应优先考虑开发的后备资源,一般宜耕等级后备资源可作为储备型后备资源。     

石家庄北郊土壤重金属分布特征及风险评价

以河北省石家庄市北郊为研究对象,采用随机布点的方法采集28个城郊土壤,分析了其中7种重金属(Pb、Cr、As、Cd、Ni、Zn和Cu)的总量。应用单污染指数法、内梅罗污染指数法、Hakanson潜在生态风险指数法和《污染场地风险评估技术导则》(报批稿)推荐的风险评价模型等对土壤重金属含量进行了风险评价。结果表明:研究区域土壤中部分重金属的平均含量高于河北省和全国土壤背景值,其中Pb、Cd和Cu均值为背景值的1.5~2.5倍,Cr、Ni和Zn均值为背景值的1.0~1.5倍,表明研究区域土壤受人为活动影响明显。土壤中各重金属的单项污染指数大小顺序为CuNiCdZnCrPbAs,整个研究区土壤环境质量内梅罗污染指数为0.738,表明该区域土壤尚清洁。土壤中重金属的潜在生态风险指数大小顺序为CdPbCuAsCrNiZn,平均潜在生态风险均值为90.5,处于轻微生态危害等级。研究区域内不同重金属对人体健康的致癌风险大小顺序为CrAsNiCd,非致癌风险大小顺序为CrAsNiCuCdZn,其中以Cr和As的致癌和非致癌风险最高,超过其风险阈值10E-06和1。当地土壤存在一定的潜在生态风险,需要采取适当的风险控制措施,以防止土壤继续污染,确保当地人群的健康权益。