乡镇集中式饮用水水源地基础环境调查评估及管理对策——以湖北省某市为例

通过对湖北省某市104个乡镇集中式饮用水水源地开展基础环境现状调查,分别从水源水质、环境管理、污染状况等方面对水源地环境状况进行综合评估,分析识别乡镇集中式水源地存在的现状问题,并初步提出科学性、合理性、针对性的管理对策及建议,为全面提升某市乡镇饮用水水源地环境管理水平、切实保障水源地安全提供基础保障和科学依据。

水稻土中外源Cd老化的动力学特征与老化因子

选择5种不同性质的水稻土,通过外源添加制备了6个不同浓度梯度的Cd污染土壤,研究了外源Cd在几种水稻土中的老化动力学特征与影响因子;同时利用盆栽实验,结合Log-logistic分布模型,研究了5个不同老化时间（14、30、60、90和180d）与土壤中Cd对二种不同Cd敏感性水稻生长毒性的影响.结果表明,不同浓度外源Cd进入土壤后,0.05mol/L EDTA-2Na浸提的有效态Cd含量随着老化时间的增加而逐渐下降;与14d处理相比,老化30d后土壤中有效态Cd降幅达21.5%（红壤）~38.0%（黑土）;老化90d后,土壤中Cd进入慢反应阶段.基于二级动力学方程的拟合参数显示,土壤中Cd的老化特征表现为有效态Cd含量在30~60d内快速降低,随后变化减缓,经过90d的老化后,土壤中有效态Cd含量逐渐趋于平衡.基于老化动力学方程参数（C∞及K2）与土壤性质间的相关性分析表明,土壤p H值是影响Cd有效态含量变化的主控因子,其次是土壤CEC和OC含量.在不同性质土壤中,随着老化时间的增加,土壤中外源Cd对水稻生长毒性的半抑制浓度（EC50）值显著升高;与14d老化处理相比,经过180d老化后土壤中Cd对水稻生长毒性的EC50增加72.1%~195.0%;在大于90d的长期老化过程中,土壤p H值对Cd老化过程的影响逐渐降低,而CEC的影响逐渐上升,尽管如此,土壤中Cd老化过程的主要影响因子仍然是土壤p H,而与测试的2种水稻品种无关.

不同品种水稻对土壤中镉的富集特征及敏感性分布(SSD)

【目的】研究不同水稻品种对土壤中镉(Cd)毒害的敏感性分布规律,测定基于保护95%水稻品种的土壤中Cd对不同水稻毒害的生态风险阈值HC5,为中国水稻Cd污染防治提供理论依据。【方法】利用中国南方具有代表性的两种水稻土,通过外源添加Cd制备成0、1.2、4.8、10、40、120 mg·kg-1的Cd污染土壤,以中国水稻主产区18个常规不同水稻品种为试材,通过温室盆栽试验测定不同Cd污染土壤对不同品种水稻的生物量、植株Cd含量及不同水稻Cd吸收的生物富集系数(BCF)影响。通过国际最新的累积概率分布函数逻辑斯蒂克分布模型(Log-logistic distribution)对不同水稻基于生物量的Cd毒性的剂量-效应关系进行拟合,利用物种敏感性分布模型Burr-III构建出Cd对不同水稻毒性的物种敏感度分布频次曲线(SSD),并基于此推导出不同水稻Cd毒性的物种敏感性分布频次和基于保护95%水稻品种的Cd毒性阈值HC5,并测定不同水稻Cd吸收BCF值与土壤中Cd有效态含量变化的定量关系。【结果】在酸性祁阳红壤中,不同品种水稻随着Cd处理浓度的增加,生物量明显下降,对Cd最为敏感的品种X-42,生物量降低86%,而对Cd耐性较强的品种Z-120生物量降低51%。当添加浓度为4.8 mg·kg-1时,JY-253、J-463、Z-611、J-899、T-15、X-6、T-167品种水稻的生物量达到最大,其余品种均在1.2 mg·kg-1处理下达到最高。与对照相比,不同品种水稻的生物量增加了4%—56%,说明低剂量Cd对水稻生长有一定的刺激效应。在中碱性广州水稻土中,不同品种水稻随着Cd处理浓度的增加,生物量没有显著性差异。在两种土壤中,生物富集系数(BCF)随着Cd处理浓度的增加而降低,在低镉(1.2 mg·kg-1)条件下,红壤水稻BCF的变化范围为0.0056(S-974)—0.0133(T-15),相差2.38倍;而广州水稻土的变化范围则为0.0018(L-42,LY-28)—0.0034(J-899),相差1.89倍。但是对于相同Cd浓度处理下,红壤中水稻的BCF大于广州水稻土,两者相差2—14倍,这可能与两种土壤的性质差异有关。祁阳红壤是酸性土壤,有机质匮乏,测得Cd有效态含量高,对水稻的毒害强,生物量降低的多;广州的水稻土则相反,高pH和有机质丰富的土壤对Cd吸附容量和固持力增加,对水稻毒害减弱,生物量变化不明显。土壤中Cd对以上18种水稻的毒性阈值浓度(EC50)变化范围为4.30—61.611mg·kg-1,最高的为水稻X-45,最低的是水稻X-42,不同水稻品种之间EC50差别为1.0—4.32倍。【结论】不同水稻品种对土壤中Cd毒性胁迫有显著性差异,虽然Cd属于非必需元素,但不同水稻品种对低剂量Cd表现出不同的刺激效应;基于物种敏感性分布模型(Burr-III)测定结果表明,18种不同水稻具有明显的分布频次差异,其中,水稻X-42毒性阈值最小,对Cd胁迫最为敏感,水稻X-45则相反,表现出较强耐性。经过Burr-III模型的计算得到基于保护95%水稻品种的土壤中Cd50%抑制浓度值(HC550%)为4.93 mg·kg-1。

酸化方式对土壤中铜的形态及生物有效性的影响

为了探明不同土壤酸化方式对土壤中Cu的形态及生物有效性的影响,采集了湖北黄棕壤和山东寿光潮土两种不同程度Cu污染土壤,采用直接酸化(硫酸、T1)、模拟施肥(硫酸铵酸化、T2)和模拟人工酸雨(T3)三种土壤酸化措施,研究不同酸化方式对土壤中Cu的形态变化及芥蓝对Cu吸收、转化的影响。试验结果表明:在两种土壤中,随着土壤酸化程度的加剧,芥蓝生物量均显著降低(P<0.05),而茎叶中Cu含量显著增加;在潮土中芥蓝植株Cu浓度最大值是最小值的1.43倍,黄棕壤中则为1.50倍。随土壤酸化程度增加,土壤中0.1 mol-Mg Cl2可交换态Cu的含量显著增加:潮土中,随着p H降低,交换态铜含量最大增加10.7%,比对照增加了451.5%;黄棕壤中,随着p H降低,土壤中可交换态Cu含量从2.33%增加到12.07%,比对照增加了418.0%。芥蓝茎叶中Cu含量与土壤交换态Cu间呈极显著的正相关关系,相关系数达0.763以上;在两种土壤中,不同酸化措施的土壤中Cu有效态含量与土壤p H呈显著的线性负相关[lg(EXC)=-alg(p H)+b],线性方程的斜率在-0.314^-0.352之间,基于方程斜率可知,在降低相同p H值条件下,各酸化措施对土壤中Cu的活化顺序为T3>T2>T1,由此可以推断,降低相同p H值条件下,由酸雨导致的土壤中重金属的活化程度大于施肥和工业废水的酸化作用。

稻田生态系统中镉污染及环境风险管理

稻田生态系统是一个由土壤-水稻构成的人工生态系统,该系统中的镉(Cd)由于受土壤淹水、频繁农业活动及被水稻富集等影响,在土壤-水稻系统中具有很强的迁移转化特性,对人体健康具有高度危害性。围绕稻田系统中Cd的主要来源、生物和地球化学特性、Cd在稻田系统中的迁移转化特性及其影响因素(如土壤pH、稻田氧化-还原反应、土壤有机质、土壤质地及共存离子等)和稻田Cd污染综合防治措施等进行论述,并从源头控制、过程阻断及末端治理工程管理等层次对稻田Cd污染的综合防治研究进行了展望,以期为我国水稻Cd污染防治提供参考。

基于水稻根伸长的不同土壤中镉(Cd)毒性阈值(EC_x)及预测模型

【目的】虽然土壤中镉(Cd)污染对水稻的生态风险受关注已久,然而大量研究集中在基于稻米中Cd限量标准的健康风险研究,而针对土壤中Cd污染的生态风险阈值研究较少。研究通过ISO11269-1根伸长毒性测试方法,测定不同性质土壤中Cd对水稻的毒性阈值(ECx,x=10,50)及其预测模型,以期为基于生态毒理效应的中国土壤Cd污染基准值的修订提供参考。【方法】采用中国8种不同性质农田土壤和3种不同Cd敏感性差异的水稻品种(T优167,T167;陆两优28,L28;湘早45,X45)为试材,每种土壤添加7个Cd浓度,通过ISO11269-1根伸长测试方法,测量水稻根的相对伸长量,并结合Log-Logistic分布函数模型测定不同土壤中水稻Cd毒性的剂量-效应关系、毒性阈值(ECx,x=10,50)及其预测模型。【结果】随着土壤Cd浓度的增加,不同土壤中水稻的相对根长(%)逐渐减小,基于根伸长的Cd对水稻毒性的10%抑制浓度的毒性阈值(EC10)和半抑制浓度(EC50)值在不同土壤和不同Cd敏感性水稻品种间有较大差异。总体而言,在3种不同Cd敏感性(T167>L28>X45)水稻品种中,同一土壤中Cd的水稻毒性ECx(x=10,50)随着水稻对Cd胁迫的敏感性增强而降低;就单一品种水稻而言,不同土壤的Cd水稻毒性阈值ECx间有显著差异。其中,以Cd敏感性水稻品种T167测试的不同土壤EC10变化为1.40—5.25 mg·kg-1,最大相差275.0%,EC50变化为17.83—46.93 mg·kg-1,最大相差163.2%;以Cd非敏感性水稻品种X45测试的不同土壤EC10变化为1.72—8.22 mg·kg-1,最大相差377.9%,EC50变化为26.96—68.16 mg·kg-1,最大相差152.8%。通过水稻Cd毒性阈值ECx与土壤性质间的多元回归分析表明,土壤pH、有机碳(OC)、阳离子交换量(CEC)与水稻Cd毒性阈值间呈正相关关系,基于土壤主要性质的水稻Cd毒性预测模型表明,EC50实测值均在预测值2倍误差(±S.D)范围内。【结论】基于ISO11269-1根伸长毒性测试结果表明,不同土壤中Cd的水稻毒性阈值间有显著差异,土壤pH、OC及CEC与水稻Cd的毒性阈值间呈显著正相关关系(P<0.05),基于上述土壤性质的预测模型可以很好预测不同土壤中Cd对水稻的毒性;不同Cd敏感性品种对测定土壤中水稻Cd毒性阈值有明显差异,因此,在制订土壤中Cd的生态基准时应充分考虑不同物种的敏感性差异特征。

稻田土壤中镉有效性的影响因素分析

稻田是由土壤、水稻、微生物等构成的一个人工生态系统。土壤中的镉(Cd)在不同的农艺措施及微生物的作用下,表现出不同的生物活性,主要体现在水稻对Cd的富集。由于Cd在土壤——水稻系统中具有很强的迁移、转化特性,使得Cd富集在稻米中而对人体健康造成威胁。通过分析稻田系统中Cd的主要来源、迁移转化特性及其影响因素等,阐述稻田土壤Cd污染的成因,以期为我国水稻Cd污染防治提供参考。

关于环境影响评价体系中土壤环境评价的几点思考

目前土壤环境影响评价方面缺乏有效的法律支撑,也没有统一、规范的技术导则和方法,及不完善的评价指标体系等,使得土壤环境影响评价在环评报告中弱化。因此,本文通过分析土壤环境影响评价中存在的问题,提出完善土壤环境影响评价的几点思考和建议,以期为土壤环境管理、污染防控等方面提供参考。

我国南方某城市地下水氨氮污染特征分析

随着城市化进程的不断推进,人类活动对地下水环境的影响逐渐显现。本文通过对研究区域的地下水进行调查分析,结果显示,研究区域地下水存在氨氮污染,且氨氮浓度最高的位于老旧小区密集分布区域。在此基础上分析地下水污染的原因,并提出地下水环境保护的建议。

电镀企业重金属污染场地土壤修复技术研究

电镀行业是土壤重金属污染的主要行业之一,因此,随着时间的推移,电镀企业的土壤污染问题也逐渐显现出来。本文从实践角度出发,分析了电镀企业的土壤污染特点、土壤修复技术的应用现状,并提出了电镀企业的土壤污染防控建议。结果表明,电镀企业重金属污染场地的治理修复需结合实际情况,同时,还应不断探索新的修复技术以及修复模式。

海洋环境监测立体感知体系

为应对大数据时代海洋信息化建设在海洋环境监测、海洋信息获取等方面的需求,分析总结海洋环境智能化监测与利用过程中存在的问题,并在此基础上开展海洋环境监测立体感知体系架构设计及关键技术研究,实现对多种海洋要素的立体、实时、原位在线监测,为实现智慧化的海洋开发与利用提供数据支撑,具有重要的战略和经济意义。

深圳市地下水资源开发利用现状及对策

通过分析深圳市2011—2015年水资源利用现状,着重讨论深圳市地下水利用现状、存在问题,并结合国内外地下水管理和保护经验,提出深圳市地下水开发利用的对策与建议,以实现深圳市水资源的可持续利用。

大鹏半岛山油柑+水竹果+鼠刺群落多样性

为了解深圳大鹏半岛保护区内植物群落的多样性状况,在自然保护区内设置1个100 m×100 m固定样方,分析植物群落物种组成、群落垂直结构多样性和物种多样性。经调查和统计,发现该群落共有植物175种,隶属于66科123属,其中以被子植物为主,共160种,蕨类植物共计12种,裸子植物3种。群落垂直结构分层明显,乔木层以山油柑(Acronychia pedunculata)、水竹果(Garcinia oblongifolia)和鼠刺(Itea chinensis)为主要优势种;灌木层以藤槐(Bowringia callicarpa)、金毛狗(Cibotium barometz)和九节(Psychotria asiatica)为主要优势种;幼苗层以团叶鳞始蕨(Lindsaea orbiculata)、思茅山橙(Melodinus cochinchinensis)和黑莎草(Gahnia tristis)为主要优势种。群落的物种多样性方面,不同生长型的物种丰富度规律呈现乔木层>灌木层>幼苗层,Simpson指数、Shannon-Wiener指数及Pielou均匀度指数则表现为灌木层>乔木层>幼苗层,各层次的指数数值均较高,且差异性较小,表明群落结构复杂且稳定,各层植物丰富,各物种的个体数量分布相对均匀。

基于大麦根伸长测定土壤Pb毒性阈值、淋洗因子及其预测模型

选取了我国10个典型的不同性质农田土壤,外源添加8个不同Pb浓度,分别进行淋洗与非淋洗处理,根据ISO 11269-1根伸长毒性测试方法,测定了土壤外源Pb对大麦根伸长的毒性阈值（EC10、EC50）及Pb毒性的淋洗因子,同时建立了基于不同土壤性质的Pb毒性阈值预测模型.结果表明：不同性质土壤中Pb对大麦根伸长的毒性阈值有显著差异（P〈0.01）,EC50值在300~4130 mg·kg-1,EC10值在55~633 mg·kg-1.淋洗处理明显降低了土壤中外源Pb的毒性,基于EC50和EC10测定的不同土壤淋洗因子（LFECx）的变化范围分别为0.96~1.96（LFEC50）和1.03~1.81（LFEC10）.相比而言,在酸性（p H〈6.81）土壤中,淋洗处理对降低土壤外源Pb的毒性作用更为明显.基于主控因子（p H、有机碳含量OC、阳离子交换量CEC）的淋洗与非淋洗土壤中Pb的大麦根伸长毒性（ECx,x=10,50）预测模型表明,除了江西红壤外,淋洗与非淋洗土壤中Pb的EC50实测值均落在模型预测值±2倍标准误差范围之内,说明基于上述土壤主要性质可以较好预测不同性质土壤中Pb的毒性阈值.

全氟化合物的污染现状及国内外研究进展

全氟化合物是环境中一种新型的持久性有机污染物,近年来这类化合物已在全世界范围内的各类环境介质和生物体内被检出,其具有的多种毒性效应已对生态系统和人类造成了一定的威胁,因此有必要对其环境行为进行研究。综述了全氟化合物在水体、沉积物、生物体内的污染现状,总结了目前国内外关于全氟化合物的检测方法、生物毒性、去除技术以及在沉积物中的迁移规律等环境行为的研究进展,并指出了目前研究存在的问题及发展趋势,以期为今后的研究提供参考。