沿海地区土地利用格局变化对近岸海域环境的影响研究——以滨海新区为例

以天津市滨海新区为例,利用遥感影像分析其1984年-2008年间土地利用变化,并讨论其驱动力及对渤海湾的影响。结果表明:从1984年-2012年间,盐地减少342.95 km2,建设用地的面积增加1 105.04 km2。发生这种转变的驱动力主要是人口增加、经济发展和土地政策调整。土地利用类型的转变导致人为活动方式发生改变,工业迅速发展,最终导致渤海湾沉积物中营养盐含量和重金属含量增加。

北方滨海人工湿地水生生物群落快速重建目标及适宜物种清单确定——以天津临港二期湿地为例

由于滨海湿地的萎缩和退化对全球鸟类迁徙构成了严重威胁,开展自然湿地或人工构建湿地生态恢复已经成为滨海湿地保护与研究的重要内容。以天津临港二期湿地为例,研究北方滨海人工湿地生物群落快速重建目标及适宜物种清单的确定方法。临港二期湿地2019年共检出浮游植物110种、浮游动物28种,而大型底栖动物仅1种,鱼类未检出,水体生物种类结构单一,难以为迁徙侯鸟提供充足食源。选择与临港二期湿地相同(近)区域、同盐度水平的北大港湿地自然保护区以及临港一期湿地作为备选参照湿地(参考湿地)进行同步生物多样性调查分析,结果表明,北大港水库东区、北大港水库西区、临港一期湿地具有较好的浮游动植物、底栖动物多样性及鱼类资源,可以作为临港二期湿地修复的参照湿地。与参照湿地相比,临港二期湿地具有较好的浮游植物生物多样性,应重点恢复底栖动物与鱼类群落,考虑到后期鱼类恢复后的食物需求,可同步进行浮游动物的增殖放流。以参照湿地生物多样性调查结果与文献资料数据为依据,确定临港二期湿地底栖动物生态恢复目标为:Shannon-Wiener生物多样性指数远期(10年)达到3.00,近期(5年)达到1.58;生物密度远期(10年)恢复至600个/m^(2),近期(5年)恢复至300个/m^(2);同时确定了临港湿地生物群落快速重建的底栖动物清单(15种)与鱼类清单(14种),并提出了临港二期湿地生态系统恢复的食物网构建路线图。研究结果表明,选择同区域、类似的天然湿地作为参考湿地,通过生物调查与生物多样性比选,确定具体参照湿地,并依据参照湿地生态特征确定待修复湿地的生物群落快速重建目标与适宜物种清单,是合理可行的。

独流减河流域污染现状及空间分布特征

为进一步明确流域主要污染物负荷及负荷贡献,解析流域污染的优先控制区域、重点污染源及其空间分布特征,基于数字高程模型（DEM）,应用Arc Map的拓展模板Arc Hydro tools软件,进行独流减河流域河流水文分析及汇流计算,划分控制单元和子流域。在此基础上,估算独流减河流域点源和农业非点源COD、TN、TP和NH3-N四种污染物的排放量和入河量。利用SPSS和GIS软件对污染排放强度进行聚类分析及空间解析,解析出流域污染的优先控制区域、重点污染源及其空间分布特征。结果表明：独流减河流域农业非点源COD、NH_3-N、TN、TP入河量分别为5 036 t、574 t、1 374 t和232 t,点源COD、NH_3-N、TN、TP入河量分别为2 204 t、299 t、461 t和16 t;流域农村生活、农田种植、污水处理厂、水产养殖、直排企业和畜禽养殖6类污染源中,农村生活是首要控制来源,贡献率为25.58%,其次为农田种植,贡献率为20.16%;流域内子牙河是独流减河流域污染排放量最大的水系,其次是南运河、青静黄排水渠、运东排干;流域上游子牙河、南运河、青静黄排水渠、运东排干等子流域为整个流域非点源污染的敏感区和优先控制区,流域内西部和西南部污染物排放处于较高的等级,而流域北部和东部污染物排放量较小,处于较低的污染等级;在独流减河流域划分的污染类型中,以综合污染型面积最大,为1 708 km2,占整个流域总面积的47.24%。

流域面源污染关键区快速识别方法的研究与应用——以海河干流流域为例

选择了一个下垫面受人类活动影响剧烈的研究区域——海河干流流域作为研究对象,在综合考虑多种影响因素的基础上,对复杂的模型进行简化,形成一种基于"源-汇"框架以及地理信息系统(GIS)技术的流域面源污染快速评价模型,旨在为水环境管理者提供一种快速甄别流域面源污染潜在风险的方式,为贫数据研究区域的相关研究提供借鉴。

三山岛金矿构造特征及找矿意义

三山岛金矿矿床以构造控矿为主,控矿构造为三山岛-仓上断裂,断裂带内主断层为F1,由断层泥、糜棱岩及构造角砾岩组成,是成矿期的主要控矿构造,F1断层泥对深部上升的成矿热液起到阻隔富集作用。断裂带内有利成矿部位是断裂分支-复合部位、构造拐弯的引张部位,通过以大探测深度为特征的物、化探方法,查清主构造的变化情况,预测出下一步找矿方向。

浅析我国内陆淡水湖库富营养化及防控措施

我国河湖水系众多,湖库水质直接关乎城市及农村用水安全。近40年以来随着我国工农业生产的快速发展,涉水污染也在逐步加剧,大量高营养盐来水汇入湖库,导致藻类及其他浮游生物大量繁殖,由此引发了一系列涉水环境事故,严重制约区域经济的健康发展并构成环境安全隐患。本文旨在通过对我国湖库富营养化发生发展趋势及主要防控措施的剖析,以期为湖库富营养化的针对性治理提供借鉴思路。

天津生态城市建设问题分析及对策研究

在分析国内外生态城市研究进展和生态城市概念的基础上,分析天津生态城市建设现状及其存在的问题,提出了天津建设生态城市的对策和保障措施,为天津建设生态城市起到指导作用。

海河干流流域暴雨径流非点源污染负荷解析与控制策略

随着点源污染逐渐得到有效控制,非点源污染对海河干流流域水环境污染的贡献日益增大,对其污染负荷进行科学测算成为海河干流水质达标方案制订的重要前提。基于GIS技术,通过土地利用类型划分,利用PLOAD模型对海河干流的暴雨径流非点源污染负荷进行了计算。结果表明,海河干流流域建设用地的比例依海河流向自上而下逐渐递减,而涉农用地逐渐增加,城区地表径流与农业面源污染分别是上、下游地区重要的非点源污染负荷来源。关于流域的暴雨径流非点源污染负荷,CODCr为15 619.29 t/a,NH3-N为369.16 t/a,TN为851.20 t/a,TP为250.29 t/a。为改善海河干流水质,非点源污染控制应纳入流域的污染物总量控制计划中,与点源污染一起参与环境容量的分配与控制。

天津于桥水库沉积物磷累积特征及其释放潜势

于桥水库是天津市唯一的城市集中式饮用水水源,因其藻华影响供水安全,沉积物内源磷问题受到广泛关注。采集于桥水库柱状沉积物,利用210Pb和137Cs放射性同位素方法,构建其沉积年代学,分析磷及其赋存形态的历史分布特征,计算其累计通量及演变过程,评估水库内源磷释放通量和对上覆水的贡献。结果表明,于桥水库沉积物中总磷含量范围为364~837 mg/kg;1980年之前,水库沉积物中TP含量较为恒定,平均为(440±24.8)mg/kg,之后呈现明显的累积特征,均值上升为(579±136)mg/kg,最高达837 mg/kg。沉积物中可交换态磷(Ex-P)、铁铝结合态磷(Fe/Al-P)和有机磷(Org-P)在时间上均呈现与总磷类似的逐渐累积的变化特征,钙结合态磷和残渣磷是主要的成分。一维孔隙水扩散模型计算结果表明,于桥水库沉积物-水释放通量为1.130~3.665 mg/(m2·d),水库内源磷是藻华发生的重要物质来源。上述研究结果将为于桥水库藻华发生风险防控和水质管理提供支撑。

针对海河干流水质达标的适应性管理研究

由于流域系统的复杂性,传统的静态管理模式常常难以达到水环境管理的目的,而适应性管理以其动态管理和随时调控的特点克服了传统管理模式的不足与局限性,对于当前水环境质量改善具有较强的实际意义。以实现海河干流水质达标为目标,探讨了适应性管理的内涵与机制,在对海河干流水质现状进行评价和问题识别的基础上,构建了海河干流水质达标的适应性管理框架,提出了具体管理方案以及实施措施。指出由于流域的复杂性导致水环境管理存在随机性和不确定性,海河干流的水质改善必将是1 个长期过程。

丰水期渤海湾水体中DOM的分布特征及来源

为了解丰水期渤海湾水体中污染物的来源,采用三维荧光光谱和紫外光谱,结合平行分子模型和相关性分析研究了渤海湾水体中DOM(溶解性有机质)的分布特征和来源,以期间接了解其他污染物的来源.结果表明:渤海湾水体DOM对荧光强度贡献率表现为近岸海域高,而远离海岸的海域低.DOM荧光光谱主要有高激发光色氨酸(S峰)、低激发光色氨酸(T峰)、类腐殖酸(A峰)和类富里酸(C峰)这四类荧光峰,类蛋白类荧光峰(S峰和T峰)在研究海域北部荧光强度贡献率较高,类腐殖质类(A峰和C峰)呈现近海岸高、远离海岸低的特征;渤海湾和入海河流荧光指数(FI)均在1.4左右,说明类腐殖质主要受到外源影响,大部分显示出强腐殖质化特征(HIX>3.0),只有子研究区北部区域由于藻类暴发显示出强自生源特征(BIX>1.0).紫外特征吸收波长结果显示渤海湾近岸海域类富里酸和类腐殖酸对紫外吸收系数的贡献率(20.18±4.04)%显著低于入海河流中的类富里酸和类腐殖酸贡献率(26.43±3.85)%,可能是由于入海河流输入DOM受到了海水盐度作用,高盐度海水会使DOM产生絮凝作用,随着悬浮物汇入海底沉积物中,使DOM中类富里酸和类腐殖酸对紫外吸收系数的贡献率降低.整体上渤海湾水体中DOM在丰水期受到外源河流输入影响较为显著,应加强对外源输入河流污染物的控制和管理.

除草剂对滨海外来物种互化米草除控效果

互花米草(Spartina alterniflora)作为入侵物种,对我国沿海滩涂生态环境造成不利影响。为筛选成本低、见效快的互花米草化学除控剂,本研究选取了草甘膦、草铵膦2种除草剂,采用盆栽与大田试验探讨除草剂剂量及复配对互花米草的除控效果,通过底栖生物白蛤(Mactra veneriformis)和青蛤(Cyclina sinensis)培养模拟实验评价其生态安全性。结果表明,单一施用时草铵膦效果要优于草甘膦,最佳用量是药剂制造商推荐量的150%,但单一施用对互花米草致死率仅为20%;复配可以显著提高互花米草致死率、降低生物量,草甘膦、草铵膦复配处理的大田试验最佳用量为9450 mL/hm^(2)、13500 mL/hm^(2),致死率可达90%。底栖生物培养试验结果表明,在所应用的剂量范围内,草甘膦和草铵膦对本土底栖生物致死率为0,在体内略有富集,但总体生态安全影响较小。本研究着重于滨海湿地互花米草的化学除控方式及生物安全性评价,以期为今后互花米草的除控研究提供参考。

华北农村水环境污染评价及源解析

近年来,国家相继发布多项重要文件要求整治农村人居环境、建设美丽乡村,但当前针对农村水环境问题研究相对较少,制约了农村环境治理工作开展。选取华北某镇农村河道坑塘,评价农村水环境污染水平、生态风险并进行污染溯源。结果表明,57处调查点位中有1处水体黑臭,但有多处调查点位水体溶解氧在2~3 mg·L^(-1)、透明度在25~35 cm、氨氮在8~15 mg·L^(-1),接近黑臭阈值。仅有约9%的水体全部水质指标均能满足地表水V类要求(检测指标为18项),超标指标主要为pH、CODMn、BOD、氨氮、总磷、总氮、粪大肠菌群等8项。底泥总磷、总氮标准指数分别处于中度、重度污染状态,营养盐综合指数属于重度污染状态。底泥存在不同程度的重金属富集,铜、锌、汞、镉、铬、铅、砷、镍等8项重金属的平均浓度是天津土壤背景值的0.45~2.73倍。汞的地累积指数平均值为0.64,为轻度污染;铜、锌、镉、铬、铅、砷、镍等其他7项重金属为清洁状态。汞的潜在生态风险指数约110,为较高生态危害;其他7项重金属生态风险指数均小于80,为轻微生态危害。综合Pearson相关性、主成分及PMF分析,研究区重金属最主要的污染来源是交通源和大气沉降,其次是工业源,最后是农业源。总体来看,研究区水体水质较差,沉积物有重金属轻度富集,其中汞是沉积物生态风险的主要贡献元素。

芬顿氧化/曝气生物滤池工艺深度处理颜料废水

采用芬顿氧化/曝气生物滤池工艺处理颜料废水,介绍了该工艺的技术特点,并给出工程主要构筑物的技术参数以及运行效果。工程监测结果表明,该工艺可有效去除废水中污染物,出水水质稳定达标。

天津市北大港湿地沉积物氮磷分布特征及污染评价

北大港湿地是天津市最大的湿地自然保护区,是东亚——澳大利亚候鸟的重要迁徙中转站.了解北大港湿地水体和沉积物氮磷含量及分布特征,对探明湿地营养物质的污染状况,控制水体富营养化状态具有重要参考意义.本研究将北大港湿地自然保护区分为核心区、缓冲区、实验区3个区域,共采集65个点位表层水样和沉积物样,分析不同人为干扰条件下水和沉积物中主要营养物的空间分布特征,并运用单因子指数、综合污染指数和有机污染指数评价其污染程度.结果表明,北大港湿地表层水中总氮含量为1.33~18.8 mg·L^(-1),有86%采样点位超过了Ⅴ类水标准限值,但氨氮平均含量优于Ⅲ类水标准限值.总磷浓度为0.030~2.32 mg·L^(-1),38%采样点位超过了Ⅴ类水标准限值.空间分布上,表层水氮磷含量从核心区到缓冲区、实验区总体呈现缓慢增长趋势.沉积物碳氮比含量为14~58,缓冲区、实验区沉积物有机质主要受到流域人类活动输入的影响.湿地沉积物总磷含量为417~886 mg·kg^(-1),钙结合磷是沉积物总磷最主要形态,占总磷比例为60%~86%.单因子指数以及综合污染指数评价表明,北大港湿地表层沉积物总氮污染严重,整体呈现出重度污染状态,其中,尤其需要重视核心区北大港水库沉积物的总氮污染.

退塘还湿生态修复效果评估——以天津七里海湿地为例

为筛选“退塘还湿”生态修复策略与技术方法,在天津七里海湿地选择腾退渔塘,开展了辅以先锋物种种植的人工强化恢复与自然保育恢复的“退塘还湿”生态修复对比实验。结果表明:恢复实验期间,人工强化恢复区与自然保育区共计调查到植物物种81种,其中自然保育区植物物种48种,强化恢复区植物物种77种;强化恢复区浮游植物、浮游动物、底栖生物的生物量分别为4.53~80.45、 6.75~109.90、 4.22~26.20 mg·L^(-1),其Shannon-Weiner指数也较为稳定,分别维持在2.58~3.13、1.55~1.82、0.29~0.58;实验期间,强化恢复区与自然保育区的湿生植物、挺水植物、浮游动植物及底栖动物的Shannon-Weiner指数和Pielou均匀度指数以及土壤微生物alpha多样性均无显著差异(P>0.05)。基于以上结果,对于塘堤原本就有芦苇等高等植物生长且距离天然湿地较近的鱼塘“退渔还湿”,建议采取自然保育的恢复方式。本研究结果可为华北地区腾退渔塘湿地修复提供参考。

天津市近岸海域氮、磷入海总量核算初探

污染物入海总量准确测算对于厘清污染源排放对近岸海域环境质量的影响具有重要意义。本研究聚焦天津市陆域和海域两个氮、磷入海通道,系统开展污染源调查和入海总量核算研究。针对陆域氮、磷入海量,研究建立一套基于入海系数的污染物入海通量计算方法,即以实测数据为基础,对土壤流失方程(USLE)模型进行了改进,并通过德尔菲法确定影响因子的权重系数,最终构建一套陆域氮、磷入海系数,在此基础上得到陆域氮、磷污染物入海量。通过与实测值进行分析比较,该方法具有较高的可信度。调查估算结果显示,"十三五"期间,天津市近岸海域总氮年均入海量为14490吨,总磷年均入海量为768吨,陆域氮、磷输入量占绝对优势。天津近岸海域氮、磷污染来源主要集中在永定新河、蓟运河、海河干流、独流减河,主要来自城镇居民和畜禽养殖等方面。