渭河陕西段干支流多环芳烃分布特征及潜在生态风险研究

【目的】为研究渭河陕西段干支流多环芳烃的时空分布特征,分析其来源与潜在的生态风险,【方法】采用气相色谱-质谱法(GC-MS)连续2 a对研究区内30个采样点水体的15种多环芳烃进行了定量检测分析,使用异构体比值法解析其来源种类及贡献程度,并运用苯并(a)芘毒性当量生态风险评价(TEQBap)和终生致癌风险评价(ILCR)分析其潜在风险。【结果】结果显示:渭河陕西段水体中ΣPAHs范围为0~93.00 ng·L^(-1),检出平均值为9.67 ng·L^(-1);单体浓度范围为0~30.50 ng·L^(-1),其中苯并蒽和芴的检出浓度最高,检出平均值分别为3.25 ng·L^(-1)、2.83 ng·L^(-1);在环数占比上,多环芳烃主要以三环、四环和五环的中高环形态存在。【结论】结论表明:渭河陕西段平水期各多环芳烃浓度相比丰水期有所增加,丰水期各多环芳烃种类分布相比平水期较为单一;各采样点处多环芳烃小于轻污染水平,与国内外其他河流相比处于较低水平;多环芳烃主要来源为煤等化石燃料及生物质的燃烧,并具有一定的生态风险,致癌风险不容忽视。

渭河陕西段鱼体肌肉中重金属污染研究

运用原子吸收及原子荧光仪,按照国家标准测定方法,对渭河陕西段7种鱼体肌肉中Pb、Cd、Hg、As等4种重金属进行测定。结果表明：4种重金属（Pb、Cd、Hg、As）在7种渭河鱼体肌肉中的残留范围分别为0~0.80 mg/kg、0~0.022 mg/kg、0~0.465 mg/kg和0~0.032 mg/kg（湿重）,除17.4%的样品中Pb超过食品安全国家标准的限量外,其他样品中重金属元素均低于限量标准。赤眼鳟肌肉中Pb含量与其他鱼类Pb含量差异显著（p〈0.05）,其他元素在不同鱼类肌肉中差异不显著（p〉0.05）。渭河鱼体肌肉中重金属污染指数均低于0.5,属于微污染和轻污染程度,但从重金属单项污染指数看,Pb却达到中污染水平,且无论是含量还是检出率均高于其它3种元素,说明渭河陕西段重金属污染以Pb为主,其食用安全性存在一定风险,应加强污染源排查管理并定期监测。

渭河陕西段水环境容量研究

运用一维稳态水质模型和水环境容量模型,采用段首控制高功能区和段末控制低功能区相结合的方法计算渭河陕西段水环境容量。根据水质、水文监测资料和沿岸排污情况,计算了丰水年、平水年、枯水年各频率年COD的水环境容量。水环境容量计算结果与渭河现状排污量进行对比,得出渭河陕西段中下游现状排污量已远超出功能区段的水环境容量,结合排污资料对污染严重功能区COD进行削减以及对削减量进行分配。

渭河陕西段河床沉积物重金属污染分析

测定了渭河陕西段6个断面沉积物4种重金属元素含量,探讨了沉积物重金属垂向分布特征,并用地累积指数法和潜在生态风险指数法对沉积物中重金属污染程度及潜在生态风险做了初步评价.研究结果表明,研究区域河床沉积物主要为Cu、Cd污染,个别点位Cu和Cd为中度或轻度污染,尤其是草滩断面的Cd含量,严重超过背景值,平均超标为3.1倍,且该断面大部分点位Cd为中度污染,表现为较重生态风险.各断面污染程度由重至轻排序为:F、C、A、D、E、B,潜在风险程度由重至轻排序为:F、D、C、E、A、B.F断面的污染程度较高,潜在生态风险较大.

渭河陕西段水体主要污染物特征分析

运用主成分分析法,结合SPSS统计分析软件,对渭河陕西段4个实验点2013年3月和6月水体中的TN、TP、NH3-N、石油类等11个水质监测指标进行分析,对渭河的水环境质量进行综合评价.结果表明:(1)渭河水体受有机污染和重金属污染严重;(2)综合得分表明:6月污染程度高于3月,草滩在3月和6月污染变化剧烈,3月污染程度高于6月;临潼在3月和6月污染均不严重;眉县和华县均有污染,但华县污染程度更高;(3)主成分分析法与综合污染指数法、内梅罗指数法进行比较,得出主成分分析法是一种切实可行的水质评价方法.

渭河陕西段河床沉积物的粒度参数分析

在渭河陕西段选取眉县、咸阳、西安、临潼、华县5个研究点,通过对河床沉积物样品的采集与粒度分析,分别采用Folk-Ward图解法公式和McManus矩法公式,对5个研究点沉积物的粒度参数进行计算和比较。结果显示,两种方法计算得出的5个地点沉积物平均粒径和分选系数基本相同,但偏度和峰度计算结果相差较大。图解法计算结果中除西安草滩外,其他4个采样点粒径均符合正态分布;矩法计算出的偏度和峰度的数值超出了所规定的描述范围。从两种分析方法来看,渭河表层沉积物粒度分析更适合用图解法进行计算和描述。

渭河陕西段表层沉积物重金属污染特征及潜在风险

为了解渭河陕西段表层沉积物重金属的污染特征,采用ICP-MS分析了13个采样断面表层沉积物中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn 8种重金属的含量,并对其来源和生态风险进行了评价。结果表明:渭河陕西段8种重金属的平均含量顺序依次为Mn>Zn>Cr>Cu>Ni>Pb>As>Cd;除Ni外的其余7种重金属的平均含量均超过陕西省A层土壤背景值。各断面表层沉积物重金属的潜在生态风险指数(RI)介于111.4~7 043.7,其中23.1%的断面有极强生态风险,46.2%的断面为中等生态风险,其余为轻微生态风险。Cd污染最为严重,对各断面的潜在生态风险介于较强生态风险与极强生态风险之间,对RI的贡献平均为85.2%;其余7种重金属在所有断面均属于轻微生态危害。渭河陕西段表层沉积物As、Cd、Cu和Zn主要为工业与农业来源;Cr和Ni主要为自然来源;Pb和Mn与城市污水和交通污染来源有关。

渭河陕西段径流系列的一致性分析

水文资料是工程设计的基础资料,其资料的一致性直接影响工程设计结果的合理性。本文采用渭河陕西段林家村,咸阳,华县三站1951-2010年的年径流资料,定性分析、定量检验了其序列的一致性。结果表明:①径流序列的趋势、突变及参数等的变化并不足以表明其一致性的改变,需要进一步的检验;②通过定量检验表明:1969-1971年的突变并未通过显著性为0.05的一致性检验,而1991-1994年的突变却通过了显著性为0.05的一致性检验,说明渭河陕西段径流序列的一致性改变发生在1991-1994年间。

渭河陕西段浮游植物群落结构及水质评价

为全面了解渭河陕西段枯水期水质状况,于2014年4月对渭河陕西段7个采样断面的浮游植物进行调查研究,并利用多样性指数对该区段水质进行初步评价。调查表明：调查期间共检出浮游植物5个门类35种属,其中硅藻和绿藻在种类组成中占主导地位。浮游植物密度为2.00×10^6-60.88×10^6 ind./L,平均密度为23.57×10^6 ind./L,生物量变化范围为2.84-123.78 mg/L,平均生物量为48.60 mg/L。ShannonWiener多样性指数的变化范围为0.75-3.14,平均值为1.69,通过综合分析认为渭河陕西段水质整体受到中度污染,流域生态保护形势严峻。

渭河陕西段水体主要污染物时空变化分析

近年来渭河水环境日趋恶化,严重威胁关中地区的农业和社会经济发展。通过对渭河2011-2013年五个监测点水体中的高锰酸盐指数(CODMn)、NH3-N、石油类、PH、五日生化需氧量(BOD5)进行测定;采用综合污染指数法和图解法对水体主要污染物时空变化特征进行研究。结果表明:(1)渭河流域陕西段水体以NH3-N、石油类和BOD5污染为主,高锰酸盐指数含量较低,PH较正常;(2)渭河陕西段自上游的眉县向下游的华县污染逐渐加重,以临潼、华县监测点污染最为严重;(3)从2011年到2013年,渭河陕西段水体污染程度较高,且以2013年污染最为严重。污染最严重2013年的华县是污染最轻的2012年的咸阳的15.77倍。

基于主成分分析法的渭河陕西段水环境质量评价

主成分分析法能够在保证原始数据信息损失最小的情况下,以少数的综合变量取代原有的多维变量,使数据结构大为简化,并且客观地确定变量权数,避免了主观随意性。应用主成分分析法对渭河水环境进行质量评价,评价结果表明,渭河陕西不同地段水质状况不同。总的来讲,渭河污染十分严重。

渭河陕西段沉积物中重金属污染综合评价

为分析渭河陕西段沉积物中重金属的污染程度,对沉积物中10种重金属元素Pb、Zn、Cr、Cu、Co、Ni、Cd、As、Sb、Mn的含量进行分析,采用地累积指数、富集系数、污染负荷指数、内梅罗综合污染指数及潜在生态风险指数对沉积物中重金属污染进行综合评价,结果表明:2015年沉积物中除Cr外其他9种重金属均高出陕西土壤背景值1.49%~91.49%,Cd高出最多;2016年只有Pb、Cu、Co、Cd、Mn分别高出陕西土壤背景值6.21%、2.10%、7.92%、17.02%、4.41%,除Cr、Cd外重金属含量年际之间差异均不显著;10种重金属的污染程度及潜在生态风险整体较低,其中Cd及清姜河、灞河断面污染最严重,应加强对渭河周边农业及交通污染的防控,同时密切关注城市生活污水处理及入渭支流对干流的污染输入影响。

渭河陕西段环境内分泌干扰物BPA水质基准研究

基于USEPA ECOTOX水生生物毒理学数据,采用物种敏感度分布曲线法(SSD)和自然对数-累积概率型分布拟合法对渭河陕西段中的环境内分泌干扰物双酚A(BPA)的水质基准(WQC)进行了研究。研究结果显示:渭河陕西段中BPA基准最大浓度(CMC)为403μg/L,基准连续浓度(CCC)为80.6μg/L。此外,还给出了渭河陕西段中BPA水质基准的累积正态分布函数与概率密度函数。最后,对渭河陕西段中BPA的WQC进行了确定性分析,分析结果认为在相关假设前提下BPA的WQC具有一定的参考价值,其确定性概率介于71.43%～100%。

基于浮游动物多样性指数的渭河陕西段水质评价研究

通过采用浮游动物多样性指数对渭河陕西段水质进行调查评价，结果表明，渭河陕西段秋季共采集到浮游动物20种（属），隶属4个大类；浮游动物数量变幅在7．5～10．5ind．／L之间，平均数量9．0ind．/L。结合浮游生物多样性指数水质评价标准，分析发现渭河陕西段秋季调查区域水环境质量为中污染，需加大保护力度。

渭河陕西段水体重金属的分布特征及其健康风险

为了解2016年渭河陕西段综合治理全线贯通以后水体重金属的污染状况,文章采用重金属综合污染指数法和USEPA健康风险评价模型等,研究了渭河陕西段水体14种重金属的浓度水平、分布特征及其健康风险。结果表明,2016年渭河陕西段水体As浓度在皂河入渭处超过《地表水环境质量标准:GB3838—2002》Ⅲ类水质标准限值0.3倍,其余13种重金属浓度较低;各重金属空间分布差异较大,其综合污染处于可接受水平,行政区综合污染水平为渭南市>宝鸡市>西安市>咸阳市;As对周围居民产生的健康风险较大,是渭河水体重金属对沿岸居民产生健康风险的首要贡献源,应优先控制。

渭河陕西段水环境质量评价

应用改进的模糊层次分析法对渭河干流陕西段2014年各监测点5个指标进行水污染程度权重和隶属度综合分析,结果显示,渭河陕西段DO达到Ⅱ类水质标准,CODMn为Ⅲ类水质标准,NH3-N达到I类水质标准,TP和TN均为Ⅴ类水质.评价单因子污染指数由大到小分别为TN>TP>CODMn>DO>NH3-N.权重分析显示:总磷(TP)和总氮(TN)的权重均在40%以上,对水质的影响程度最大.分析表明:通过长期以来对渭河陕西段水质污染的防治,水体环境有了明显改善,对比2002年数据,综合污染指数下降了79.1%,氨氮、DO和CODMn均在Ⅲ类水质标准以内,尤其是CODMn和NH3-N对比2010年数据,下降幅度分别达到85.1%和95.6%,总磷和总氮浓度远远低于往年.

渭河陕西段主要监控断面水质变化趋势分析

根据2000—2008年渭河陕西段13个水质监控断面的监测资料,采用图解法和季节性Kendall检验法,对COD、NH3-N的浓度变化趋势进行分析,结果表明:渭河自林家村断面以后水质污染情况明显加重,直至潼关吊桥断面(渭河陕西省出省断面)COD、NH3-N的监测浓度仍然超过《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅴ类标准限值要求;从空间变化情况看,COD监测浓度自咸阳市兴平断面明显增加,沿渭河流向总体呈现上升趋势;从时间变化情况看,渭河陕西段水质总体呈现好转的趋势,这可能与入河污染物总量的变化有关。

渭河陕西段水体重金属污染现状及其来源探析

基于重金属及常规监测指标实测数据,对渭河陕西段水体重金属的污染现状进行评价,利用主成分分析等对重金属(Hg、As、Pb、Cd、Cr、Ni、Ca和Zn)与常规监测指标(NH3-N浓度、COD、EC、DO浓度和pH)的相关性及其来源进行研究。结果表明:渭河陕西段水体中As、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn浓度均在GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅰ~Ⅱ类标准限值内,Ni浓度低于《集中式生活饮用水地表水源地特定项目》标准限值;渭河陕西段水体存在Hg污染。重金属与常规监测指标有不同程度的相关性,其中As、Cr、Ni与NH3-N呈显著正相关;As、Pb、Cd与EC呈极显著正相关;As与DO呈极显著负相关。主成分分析表明,第一主成分主要包括As、Pb、Cr、Ni、Cu,与NH3-N同源,主要与工业、生活等人为活动污染有关;第二主成分主要包括Cd和Zn,主要为地球化学来源。

渭河流域(陕西段)河流生境质量分布格局及驱动力分析

探究河流生境质量分布规律及其驱动力是管理河流生态环境,促进河流生态系统高质量发展的重要基础。以渭河流域(陕西段)的河流为研究对象,收集了2023年10月研究区42个调查断面的生境质量数据,构建了渭河流域河流生境质量评价体系,运用组合赋权法计算了渭河流域河流生境质量指数,探讨了渭河流域(陕西段)河流生境质量的分布特征。利用相关性分析、逐步回归模型和通径分析,揭示了渭河流域河流生境质量的驱动因素,并在此基础上提出了渭河流域河流生境质量的提升对策。结果表明,1)渭河流域河流生境质量总体良好,生境质量指数在1.93-3.81之间,其中,2.38%的调查断面生境优秀,35.7%的调查断面生境良好,50%的调查断面生境一般,11.9%的调查断面生境较差。河流水环境状况最好,河流形态与结构指标分异较大;河流生物得分最低,是制约渭河生境质量的主要因素。支流生境质量普遍好于干流,并均呈现出由上游到下游生境质量逐渐下降的空间变化特征。2)底质组成、河道蜿蜒度、岸坡稳定性、栖境复杂性及周边土地利用方式都是影响渭河流域(陕西段)河流生境质量的主要因素。3)河道蜿蜒度是对陕西段渭河流域河流生境质量直接影响最显著的因子,底质组成是间接影响作用最大的因子,两者都具有正向影响。研究结果可为河流生境质量驱动因子研究提供思路,同时为恢复渭河流域河流生境质量、完善河流生态环境保护政策、维护河流生态系统可持续发展等方面提供理论和现实依据。

渭河陕西段潜流带沉积物重金属变化初步分析

为厘清潜流带沉积物重金属时空变化及与水量交换、沉积物颗粒结构间的关系,于2013年春夏两季对渭河陕西段5个研究断面66个测试点位沉积物的野外原位渗透系数、颗粒粒径、重金属含量进行分析.结果表明:影响渭河沉积物渗透系数的主要因素是沉积物粒径,同时沉积物垂向分层、排列组合也影响其渗透性能;沉积物重金属Cu、Zn、Pb、Cd质量分数在垂向上不同深度其含量大小不同,在时间上总体呈现春季>夏季,富集系数(EF指数)分析结果显示春季Cu、Zn(除华县)、Pb(除眉县)、Cd富集严重且主要受人为输入源影响,夏季除Cd元素外,Cu、Zn、Pb的EF值均<1.5,说明其含量主要来源于地壳和岩石圈的自然风化过程;Pearson相关分析发现粘土与粉砂(粒径<0.075 mm)百分比与沉积物重金属质量分数呈弱相关,重金属粒径效应不显著,粒径不是控制重金属含量的主要环境影子;对单一重金属垂向不同深度含量进行相关性研究发现除Cd外,其余3种重金属在垂向上的相关系数均>0.5(p<0.01),说明单一重金属在垂向上具有同源性且存在相互迁移与转化.