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。

渭河流域甘肃段生态脆弱性时空演变分析

为及时了解渭河流域生态环境状况并客观掌握其时空变化特征,本研究以渭河流域甘肃段为研究区域,选取生态敏感性-生态适应性-生态暴露度(VSD)概念模型,构建渭河流域甘肃段生态脆弱性评价指标体系,以栅格为基础评价单元,结合空间主成分分析和地理探测器等方法对2005~2020年渭河流域甘肃段生态脆弱性进行评价。结果表明:(1)渭河流域甘肃段生态脆弱性以中度脆弱性为主,脆弱性程度由东南地区向西北地区逐渐增加;(2) 2005~2020年生态脆弱性综合指数分别为2.83、2.75、2.62、2.51,呈逐渐减小的趋势;(3)微度脆弱区以林地为主,轻度脆弱区以林地、草地和耕地为主,中度脆弱区和重度脆弱区以耕地和草地为主,极度脆弱区逐渐转为以城市居民点和工矿用地、未利用地为主。总体上,2005~2020年渭河流域甘肃段生态脆弱程度有所下降,生态环境质量朝好转趋势发展。

基于三维生态足迹的渭河流域甘肃段可持续发展综合评价与影响因素分析

渭河流域生态系统的稳定和可持续发展是实现黄河流域保护和高质量发展战略的关键。本研究以渭河流域甘肃段为研究对象,采用生态足迹理论和改进的三维生态足迹模型,评估了2005—2020年期间该区域的生态安全状况及其变化趋势。基于此,对渭河流域的生态可持续性以及资源供需平衡进行了综合评价。结果表明,该时段内,渭河流域甘肃段的生态足迹、生态承载力和生态赤字均呈增长趋势,其中生态足迹的增速超过了生态承载力的增速,导致生态赤字持续增加,反映出该地区资源供给不足以满足需求。生态足迹分析的广度与深度均有所增加,反映出该区域存量资本被过度利用,且耕地、林地和建设用地对资源流量的占用水平上升,而水域和草地的占用水平下降。此外,生态足迹的变化受多种因素驱动,包括自然环境、经济增长和社会发展等,其中建成区面积、城镇化率、人均GDP和各产业产值与之正相关。研究还发现,区域土地的生态可持续性已从基本平衡转变为轻度不可持续状态,并且有进一步恶化的趋势。适度人口比例实际人口的比例下降,人口增长空间减小,使得生态可持续性难以稳定保障。本研究为黄河流域保护和高质量发展战略提供了科学依据。

渭河宝鸡段2016-2021年水环境质量评价研究

评价渭河宝鸡段2016-2021年水环境质量及变化趋势,提出渭河流域水环境保护的思路对策。使用单因子评价法、断面类别比例法、组合类别比例法和模糊综合评价等方法,对渭河宝鸡段水质开展定性评价、量化排序和变化趋势分析。渭河宝鸡段2018年起达到了Ⅲ类水并保持在Ⅲ类或者更好类别,2016-2021年整体呈好转趋势,水质由好到差排序为2020、2021、2019、2018、2017和2016年。渭河宝鸡段水质“十三五”时期明显好转,建议综合施策推动“十四五”持续稳定向好。本研究方法是判断河流健康状况并实现河流水生态环境复苏的关键环节,具有推广应用价值。

渭河西安段水体重金属污染现状及其健康风险评价

以Hg,Cd,Cr6+,Pb,As,Cu,Zn和Se为研究对象,采用单因子水质标准比较法、重金属污染指数法(HPI)对渭河西安段水体的重金属污染现状进行了分析,并采用USEPA的健康风险评价模型对其健康风险进行了评价。结果表明,2012年渭河西安段水体中Pb和Cd未检出,依据《地表水环境质量标准(GB3838—2002)》渭河西安段水体中存在一定的Hg污染,其余重金属含量水平在Ⅰ—Ⅱ类标准范围内;渭河西安段水体HPI值为32.74,小于污染临界值100,说明其重金属污染尚处于可接受水平;研究涉及的重金属的非致癌和致癌健康风险均处于可接受水平,As引起的健康风险最大,其致癌健康风险值为8.50×10-5,接近可接受水平的上限(10-4),应引起环境管理部门的特别关注。

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。

渭河咸阳段水环境有机污染负荷与环境容量分析

以COD为有机污染负荷指标,分析了渭河流域咸阳段有机污染负荷现状;同时根据该河段功能区划对应的地表水环境标准,核算了流域咸阳段现有排污口稀释混合区河长,以及该河段的水环境容量,最后讨论并制订了渭河流域咸阳段各排污口有机污染负荷削减方案:流域南岸1号和2号排污口在执行地表水IV、V类标准时,需要削减的COD污染负荷分别是147.095t/a和94.54t/a、130.05t/a和83.22t/a;北岸3号和4+号两个排污口需要关闭。

污水处理对渭河宝鸡市区段的水环境影响

渭河作为陕西境内的主要河流,长期以来污染严重,宝鸡位于渭河陕西段上游,研究该段的水质及城市污水处理对水质的影响具有重要意义.采用一维多点稀释自净模型,以现有多年的水文及水质资料,预测了在各种保证率下修建城市污水厂对渭河水质改善程度.在分析渭河宝鸡市区段水污染状况的基础上,比较了宝鸡市建与不建污水厂对该段水质状况的影响.结合宝鸡市污水处理工程规划和生态城市建设规划,分析2020年宝鸡市污水处理工程全部建成后渭河宝鸡段水环境变化,认为宝鸡市污水处理工程建设对实现宝鸡市生态园林城市建设具有重要意义.

渭河咸阳段近代洪水沉积物粒度特征分析

粒度是沉积物中各种粗细颗粒的机械组成,可以用于洪水沉积环境和物质运动方式的判定。通过对渭河咸阳段河漫滩沉积状况野外调查和53个样品的粒度资料分析,研究了渭河咸阳段的洪水沉积物粒度特征,分析了粒度组成、粒度参数和粒度频率曲线等粒度特征资料,探讨了渭河咸阳段洪水变化和沉积环境。研究结果表明,渭河咸阳段河漫滩北堡子剖面近30 a来洪水沉积厚度为2.16 m,主要粒度组成中砂粒级的含量最高,颗粒较粗,分选较差。根据粒度特征资料分析,渭河咸阳段河漫滩沉积物发育较好,变化明显,能够较清楚地指示渭河近30 a来发生的约13次洪水的变化。

渭河干流(宝鸡段)表层沉积物Cu、Zn、Pb污染特征与评价

对渭河干流(宝鸡段)表层沉积物中重金属Cu、Zn、Pb含量进行了调查,用潜在生态危害系数法对其污染水平进行了评价,并与松花江(吉林市段)、淮河(江苏段)、长江(下游)、苏州河、珠江(广州段)5条河流表层沉积物中Cu、Zn、Pb的含量做了对比研究。结果表明,3种重金属元素平均含量均超出相应的土壤背景值,出现了一定程度上的富集;生态危害系数均<40,属轻微生态危害。重金属含量水平在国内诸河中处于中间位置。

渭河干流陕西段综合治理前后的水质变化与趋势

[目的]讨论渭河干流陕西段综合整治项目启动以来河道水质的变化趋势,检验整治工程的治理成效,为后续河道的污染防治提供一定技术支持。[方法]基于2010—2016年渭河干流陕西段主要监测断面的水质数据进行水质综合评价,应用Mann-Kendall检验法阐述水质变化趋势,运用重标极差分析法(R/S分析法)查明水质的未来变化趋势。[结果]2016年渭河干流陕西段河道水污染已由2010年的重度污染转为轻度污染,劣Ⅴ类水质断面比例减少了58.8%,Ⅳ—Ⅴ类断面比例增加了55.5%,Ⅰ—Ⅲ类断面占比保持平稳;宝鸡市、咸阳市、西安市和渭南市4个出境断面枯水期化学需氧量(COD)、NH3-N浓度普遍高于丰水期,治理后西安市出境断面污染削减最为显著,但是西安市出境断面仍然是4个断面中污染最为严重的断面;4个出境断面NH3-N浓度均呈现高度显著下降趋势且未来持续性较强;咸阳、西安、渭南市出境断面COD浓度呈显著下降趋势,但是未来持续性较弱,宝鸡市出境COD浓度呈不显著上升趋势且会延续。[结论]综合治理后,河道污染程度明显减轻,水质变化明显,但部分断面污染物浓度有上升趋势,需引起特别关注。

渭河下游河道断面演变特点及其演变机理研究

通过分析大量的实测资料,总结了渭河下游河道断面演变的特点,探讨了断面演变机理,提出了表征断面面积变化的水沙系数的概念,认为渭河下游河道断面变化受潼关高程和水沙系数变化的双重影响,1975年以前平滩主槽面积主要因潼关高程的抬高而增加,1973年至1985年河道断面保持着较大的平滩面积和较强的过流能力,1986年以后主槽面积主要随着水沙系数的减小而发生萎缩,尤其在1993至1997年萎缩成相当的窄深河槽。

渭河下游河道冲淤规律及断面形态变化研究

渭河具有水沙异源的特性,水量主要来自于咸阳以上干流,沙量主要来源于支流泾河。在天然水沙断面资料分析及实体模型试验研究的基础上,根据平滩水位变化情况等,将泾、渭河洪水分为4类组合,分析了典型年份不同水沙组合条件下渭河下游河道的冲淤规律及主槽形态的变化特点。结果表明:1975年以渭河为主的大洪水,对扩大主槽形态、提高主槽输水输沙能力具有明显作用,而1992年以泾河为主的大洪水的作用却不明显;河道萎缩条件下的1995年小水大沙使主槽严重淤积、变得更为宽浅,断面面积减小。

河道生态基流生态经济价值及其时间变化研究

为了解决普遍采用单方水资源价值计算河道生态基流价值的缺陷,以及探索河道生态基流价值定量化计算新方法,采用水力学方法将河道生态基流从径流量中分离出来,并确定河道生态基流对应水面面积,进而采用当量因子法计算河道生态基流价值和并探索分析了河道生态基流价值的时间变化特征。以渭河干流宝鸡段为例进行研究,结果表明:渭河干流宝鸡段的丰水年、平水年以及枯水年的年平均河道生态基流量分别为5.82 m^(3)/s、3.59 m^(3)/s和2.76 m^(3)/s。近21 a来,该段河道生态基流价值在时间上总体呈下降趋势,该价值多年平均值为5.61亿元,单方河道生态基流价值为6.27元/m^(3),单方价值与价值总量变化趋势相反。河道生态基流价值年内变化具有明显的周期性,总体呈倒"V"字型,汛期河道生态基流价值比非汛期大,单方河道生态基流价值与之相反。通过相同区域以及相近区域的河道生态基流价值研究成果以及价值变化特征的对比分析,证明研究成果较为合理。该方法可为河道生态基流合理保障提供定量化依据。

基于河道生态基流保障的灌区农业补偿机制研究——以渭河干流宝鸡段为例

针对非汛期河道生态基流保障引起的农业灌溉用水短缺问题,定量计算其对灌区农业造成的直接经济损失和间接社会影响,并从补偿主客体、补偿额度与补偿标准、补偿方式等方面进行探讨,从而构建相应的生态补偿机制。以保障渭河干流宝鸡段河道生态基流进行实例研究,结果表明:基于生态基流保障的灌区农业损失(农业生产损失、社会保障影响和社会稳定影响)可以作为不同生态基流调控值下的生态补偿额度;渭河干流宝鸡段河道生态基流保障补偿的主体为陕西省政府、宝鸡市和咸阳市政府,客体为灌区受损农户;基于灌区农业总损失的补偿标准在3.93～9.94元·m^(-3)之间;提出资金补偿、政策补偿和项目补偿三种补偿方式,具体实践中可以通过建立农业生态补偿资金、给予农业优惠政策、加大农田水利设施建设等方式来实施,以促进灌区农业的可持续发展。

渭河流域关中段工业用水效益分摊系数及效益的时空变化研究

为了说明水在工业生产过程中的重要性,采用能值分析理论分析计算了渭河流域关中段的工业用水效益分摊系数,并在此基础上分析了工业用水效益分摊系数及效益在时间和空间尺度上的变化过程。结果表明:近十年来,渭河流域关中段的工业用水效益分摊系数持续减少,多年平均值为4.2%;该分摊系数的空间变化由大到小依次为西安市、咸阳市、渭南市、铜川市、宝鸡市,主要由各地区工业生产过程中投入元素的比例差异引起;渭河流域关中段的单方水效益和效益随时间变化呈现持续增加状态,且中间出现了小幅度的变动。

基于特征负荷法的渭河林家村断面以上流域污染物负荷估算

以渭河林家村断面以上流域为研究对象,以氨氮和化学需氧量为水质参数,根据该流域点源污染与非点源污染的排放特点提出了一种估算污染负荷的新方法,即特征负荷法,计算得到了现状年(2007年)丰、平、枯水期渭河林家村断面以上流域点源污染负荷和非点源污染负荷。结果表明:渭河林家村断面以上流域全年点源污染排放稳定,全年非点源污染排放量变化较大,丰、平和枯水期的氨氮和化学需氧量非点源污染负荷占全年总污染负荷比例依次减少。

河道生态基流价值的估算与比较

为解决目前对河道生态基流价值的认识不足、计算方法缺乏的问题,以渭河宝鸡段生态基流价值为研究对象,借鉴资源环境经济学理论,应用机会成本法、分析综合法、影子工程法分别估算河道生态基流的机会价值、功能价值以及生态基流得不到保障时所造成的最小经济损失。结果表明:渭河宝鸡段生态基流的机会价值约为7.06亿元/a,功能价值约为11.72亿元/a,河道生态基流得不到保障时所造成的最小经济损失约为10.27亿元/a。因此在水资源开发利用时,应对生态基流予以重视。

西安市东郊渭河河漫滩沉积与洪水变化

[目的]通过揭示历史时期洪水的演变,科学地预测洪水的发生,以求减少洪水灾害造成的损失。[方法]通过分析西安市东郊水流村剖面106个样品的粒度组成,研究了西安市渭河近230a来的洪水事件。[结果]剖面厚度约5m,沉积物主要由粗粉砂、极细砂、中砂和粗砂组成,在各层中变化明显,能够指示古洪水的变化。粒度成分和粒度参数指示,研究剖面中的洪水沉积可分为21层,表明西安市渭河近230a来至少发生了21次洪水事件,各阶段的洪水动力大小为:第18阶段>17阶段>15阶段>16,19阶段>21阶段>4,5阶段>3阶段>1,2阶段>6,7阶段>10阶段>11阶段>8,9阶段>13,14阶段>12阶段>20阶段。在研究剖面发生的21次洪水事件中,除第20次洪水外,其余洪水发生时河漫滩上的洪水深度均大于2m,均为大洪水事件。[结论]洪水沉积层的分布和粒度成分指示,第3,5,7,8次大洪水的发生是由于当年降水量的显著增加造成的,其余次洪水的发生可能是当年降水量增加造成的,也可能是当年降水量没有增加而是由于当年降水量集中造成的。

改进的灰色关联分析法在渭河宝鸡段水质综合评价中的应用

为了量化评价渭河宝鸡段水质现状,并对污染趋势进行分析,为水环境保护及管理提供依据,应用改进的灰色关联法,在试验数据和监测结果基础上,对BOD5、CODCCr、CODMn、NH3-N、TP、TN6个水质指标进行定量计算和评价。结果表明,渭河宝鸡段水质现状总体良好,评价断面水质达到或超过相应的功类水限能质制区标水性准质因,标子虢。准镇,采桥其用、中改蔡林进家家的坡村灰桥断色的面关水达联质到度较Ⅱ分差类析,水为法质Ⅳ,具标类有准水,准质胜确。利性同桥、时、客,卧观评龙性价寺的结桥特果和点还常,表对兴明渭桥,河断有宝面机鸡的污段水染水质是质可水评达质价到好Ⅲ坏效果良好。