城市生态环境需水量研究

在探讨城市生态环境需水量基本概念和特点的基础上 ,对其进行分类 ,并发展了较为系统的研究方法 ,提出目前适宜的方法是从城市现状出发 ,将城市综合性分类与城市生态环境质量指标等级相结合 .以黄淮海地区城市为例 ,估算了该地区城市生态环境需水量等级 ,计算结果表明 :黄淮海地区城市最小和最优生态环境需水量分别为 39 34亿m3 和 187 82亿m3 ,最小生态环境需水量在城市供水中的比例为 5 2 7%.     

硝基芳烃类对斜生栅列藻的毒性及中毒症状

藻类实验是水生态毒理学研究中的主要方法。通过ＯＥＣＤ标准藻类阻碍生长实验,得到２５种典型硝基芳烃化合物对斜生栅列藻的４８ｈ半数有效抑制浓度ＥＣ５０值。其毒性由高到低的顺序为：二硝基氯苯〉二硝基苯〉二硝基苯胺〉二氯硝基苯＝二硝基甲苯〉硝基溴苯＝硝基氯苯〉硝基甲苯＝硝基苯甲醚＝硝基苯酚〉硝基苯胺〉硝基苯。同时在光学显微下详细观察到斜生栅列藻的中毒症状：①似亲孢子释放受阻;②质壁分离;③细胞核和细胞器解     

湖泊生态环境需水量计算方法研究

中国北方干旱和半干旱地区湖泊面临不断干枯、萎缩和水质污染严重的局面。水资源的不合理配置和使用,造成资源性缺水和水质性缺水;维护湖泊和水库的合理水位及其水体的自净能力已经成为淡水资源科学配置和永续利用的基本保证。确定和保证湖泊生态系统必需的最小水量是解决问题的关键和前提,计算湖泊最小生态环境需水量的方法有:①水量平衡法;②换水周期法;③最小水位法;④功能法。研究结果表明:对于受损严重的湖泊,功能法无论从理论基础、计算原则和计算步骤,还是从需水量的分类和组成,都比较准确地反映了湖泊生态系统的健康现状和湖泊生态系统需水量之间的相互关系,可以为防止湖泊生态系统日益恶化的趋势和生态恢复提供技术支持。针对不同类型湖泊、生态环境特性和生态系统管理目标可以选择不同的计算方法,在确定了湖泊最小生态环境需水量和生态环境建设实施方案,北方地区湖泊生态系统将进入科学管理和生态恢复阶段。     

基于韦伯-费希纳定律的海河流域水库水环境预警评价

水库作为水源地在流域水环境安全中具有重要作用.根据韦伯-费希纳定律(Weber-FechnerLaw,W-F),选取与水库水环境关系密切的水质评价指标,通过确定水环境综合影响指数Ki值与水环境状态之间的关系,建立基于人类感觉强度与外界水环境质量变化关系定量化的水环境预警模型.并以海河流域4座水库为实例进行应用与验证.结果表明:水库Ki值与水环境状态是线性函数关系,水库Ki值与营养指数间是指数函数关系.此模型可以用于流域内不同时空条件下水库水环境状态和富营养化的预警与水环境综合评价.官厅水库水环境综合影响指数Ki值为0.0494,水环境综合预警等级为轻警,主要的污染指标为COMMn、TN和TP.4座水库的Ki值变化范围在0.0107～0.0564之间,密云水库富营养化预警级别为轻警,官厅水库、潘家口水库和岳城水库均为中警;4座水库水环境预警等级空间上差异明显,从高到低顺序为潘家口水库、官厅水库、岳城水库、密云水库.潘家口水库水环境时间上恶化趋势明显,建议加强流域水库水环境的监控和采取更严格的管理措施.     

滦河流域多环芳烃的污染特征、风险评价与来源辨析

在滦河上、中、下游和河口地区布设了15个采样点,对滦河流域的河水和表层沉积物中多环芳烃(PAHs)进行了分析.结果表明,水中PAHs总量为9.8～310ng.L-1,表层沉积物中PAHs总量最高达478ng.g-1.城市地区河段中PAHs的浓度高于农村河段中PAHs的浓度,河口地区相对中游地区污染较轻.就组成特征而言,水中PAHs以3环(40.9%)、4环(56.2%)为主,表层沉积物中PAHs以3环(30.0%)、4环(39.3%)、5环(15.8%)为主.总的来讲,3环、4环PAHs是滦河流域PAHs最主要的成分.地表水健康风险评价结果显示,韩家营、瀑河口两个采样点苯并[a]芘(BaP)毒性当量值(EBaP)分别为11.8、11.4ng.L-1,超出中国国家环境保护部(CEPA)制定的EBaP=2.8ng.L-1的国家标准,存在不利的健康风险.表层沉积物生态风险评价结果显示,韩家营、上板城、乌龙矶地区的PAHs可能存在着对生物的潜在危害,剩余研究区域不存在生态风险.滦河水和表层沉积物PAHs主要表现为以草、木柴和煤燃烧来源为主的特征,部分样点存在燃油与木柴、煤燃烧的混合来源特征.瀑河口、大黑汀受石油源污染影响明显.     

城市水系闸门调控技术研究及应用

分析了城市水环境问题的胁迫要素，认为要将生态水利的发展观充分渗透到城市现代水利建设中。基于水质水量的联合调度，对城市水资源进行科学配置；基于当前城市已经形成的一定水利格局和水环境状况，认为科学管理城市水利设施更有现实意义。提出了闸门调控的理论框架和技术路线，研究了利用闸门调控改善城市水系环境质量的理论方法。     

淡水湖泊营养状态监测新方法——叶绿素比值模型

选取铜绿微囊藻、鱼腥藻、蛋白核小球藻、汉氏菱形藻、薄甲藻和小定鞭金藻作为湖泊水体从富营养状态到贫营养状态的代表藻种,用热乙醇-反复冻融-分光光度法测定其叶绿素a、b、c的浓度,通过分析叶绿素(chl)的比值、藻类种群组成和水体营养水平之间的响应关系,建立了叶绿素比值模型作为评价水体营养状态的一种新方法.在计算单种藻类chlb/chla、chlc/chla比值的基础上,结合目前我国湖泊水体不同营养水平藻类种群组成的统计数据,得到不同营养状态下多种藻类同时存在时水体chlb/chla和chlc/chla比值的变化曲线.结果表明,在中营养和贫营养水体中,chlc/chla值随营养水平的降低呈明显单调上升的趋势;在富营养化水体中,chlb/chla值随营养水平的降低而呈明显单调上升的趋势.根据这个规律,提出了判断水体营养水平的新标准,即:当chlc/chla0.30时,水体为贫营养;当0.18chlc/chla0.30时,水体为中营养;当chlc/chla0.18时,水体为富营养,此时,需要借助chlb/chla的值进行进一步的判断:当chlb/chla0.14时,水体为轻度富营养化;当0.08chlb/chla0.14时,水体为中度富营养化;当chlb/chla0.08时,水体为重度富营养化.以白洋淀为研究案例,分析结果表明,叶绿素比值模型判断和综合营养状态指数法判断结果相符.因此,叶绿素比值模型可以作为简单、快捷、准确的评价我国淡水湖泊营养状态的方法.     

白洋淀湿地生态环境需水量研究

采用生态水位法对白洋淀湿地生态环境需水量进行了计算.该方法主要是从湿地的水文条件出发,通过对其长序列的水文资料分析,得出该湿地较适宜的水文条件,然后再与生态环境状况进行对照分析,从而得出湿地的理想和最小生态环境需水量.通过计算,得出白洋淀湿地的最小生态水位系数是0.94,理想生态水位系数大于1.10.由此,进一步计算出生态水位和生态环境需水量,该生态水位系数也为其它类似湿地提供了生态水位计算标准.白洋淀全年的月平均最小生态环境需水量为0.87×108m3,理想生态环境需水量为2.78×108m3.计算结果表明,湿地生态环境需水量夏季最大,冬季最小,符合季节气候水文条件变化规律;从实践角度看,其生态水的配置是可行的.同时,该方法可为国内其它湿地的生态环境需水计算提供参考.     

基于AQUATOX模型的白洋淀湖区多溴联苯醚(PB-DEs)的生态效应阈值与生态风险评价研究

为了准确定量生态系统尺度下持久性有机污染物(POPs)的直接毒性效应和通过食物网传递的间接生态效应,建立POPs浓度与生态效应的量化关系,本研究以强人为干扰湖泊白洋淀为研究区,建立了湖泊底栖-浮游耦合食物网,运用AQUATOX模型评价典型POPs——多溴联苯醚(PBDEs)的水生态系统风险,判定关键浓度阈值。模型校正结果表明,该模型能够充分模拟白洋淀中18个优势种群生物量的季节变化过程;敏感性分析结果表明该模型对温度和呼吸速率参数敏感;风险评价的结果表明AQUATOX模型能够有效的评估PBDEs的直接毒性效应和间接生态效应,AQUATOX模型得到的最大无影响效应浓度(NOEC)要比实验室中的NOEC低1~2个数量级。因此,在自然生态系统中PBDEs的生态风险难以根据单一种群的毒性数据进行外推,而AQUATOX模型成为自然生态系统中PBDEs风险评价的可靠方法,能够判定在"可接受风险"水平时污染物的浓度阈值。AQUATOX模型为污染物环境基准的制定提供了较为可行的方法,进而为化学污染物的早期预警和风险管理提供决策依据。     

流域水生态风险评价及管理对策

流域水生态风险评价是流域水环境管理急需解决的难题和研究热点,与传统风险管理的主要不同点在于流域的异质性和复合污染问题.依靠单一污染物研究不足以提供全面风险信息,无法适应我国流域水环境改善和生态恢复的管理需求.本文通过对复合污染的联合毒性效应及其研究方法的分析,综述和比较了生态风险评价方法的实用性和不足,探讨适合于建立流域不同生态单元质量和复合污染效应间关系的方法,发展和构建反映流域时空尺度变化规律的生态风险评价模型.并就流域水生态毒理机理、水环境的生态响应时空异质性变化规律和流域多目标优化管理提出研究展望及管理对策.