汾河流域地表水金属元素分布特征与健康风险评价

为研究汾河流域地表水中金属污染特征及其健康危害程度,本文采集汾河流域主要支流入河口及干流断面水样39组,检测As、Cu、Pb、Zn、Hg、Ni、Mn、Fe和Co共9种金属元素含量,利用多元统计分析法、水环境健康风险评价模型分析了流域地表水中金属元素分布特征及对成人与儿童产生的健康危害.结果表明,研究区主要超标元素为Hg、Fe和Mn,污染区主要分布于汾河干流中下游和支流.汾河干流上游Fe、Mn、Zn和Co变化幅度较大,中游、下游次之;各支流金属元素含量差异较大.多元统计分析显示,Hg和As主要来源于工业污染及农业污染等;Cu、Pb、Zn、Ni、Co、Fe和Mn来源于工农业生产和交通运输.健康风险评价表明,汾河流域各河段健康总风险为汾河支流>汾河下游>汾河中游>汾河上游,汾河中下游和支流健康风险危害较大,健康风险均为中等;经饮用水途径造成的健康风险儿童是成人的1.15倍,儿童更易受到金属元素的危害;As为支流浍河和昌源河的主要致癌因子;各河段优先控制金属元素为As、Co、Pb、Fe和Hg.

佳木斯市2011年-2020年地表水生态环境质量变化研究

采用Spearman秩相关系数法,对松花江佳木斯市2011年-2020年期间主要污染指标变化趋势进行了分析。计算结果表明,2011年-2020年佳木斯上断面的高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮和总磷,佳木斯下断面的化学需氧量和总磷,江南屯断面的化学需氧量,同江断面的高锰酸盐指数、化学需氧量和总磷,汤旺河口内断面的化学需氧量、氨氮和总磷,梧桐河口内断面的化学需氧量和总磷呈显著下降趋势;其余监测断面的这几项监测指标无显著变化。对污染物的年际变化进行了分析,并探讨了地表水环境质量变化原因。

黄河下游典型悬河段地表水-地下水对湿地形成条件影响

对比分析黄河下游径流及河道变迁特征、不同时期地下水流场特征,结合遥感解译手段解析地下水和地表水对沿黄湿地条件的影响,为该区湿地生态修复提供理论依据。结果表明:(1)黄河下游典型悬河段人工湿地面积增幅较多,自然湿地仍呈萎缩趋势,滩涂湿地破碎度上升,生态环境稳定性较差。(2)地表水流量和水位整体呈现逐年降低的趋势,且河道的游荡摆动依然明显,直接影响了河流滩涂湿地面积及其稳定性。(3)研究区浅层地下水位十余年最大下降5 m、二十余年最大下降9 m。浅层地下水的持续下降导致北岸堤外湿地面积减少;南岸堤外因引黄水和退水侧渗形成新的背河洼地,湿地面积呈增长趋势,生态环境稳定性相对较好。地表水和地下水连通性较好,较低的地下水位将会削弱河道径流的作用,对沿黄湿地整体发展不利。(4)减少地下水的开采,确保引黄水量充足,对黄河大堤外背河洼地部位湿地的发展有利。

供需平衡视角下昆仑山北坡县域单元地表水资源开发利用潜力初探

定量分析地表水资源开发利用潜力有助于明晰区域水资源禀赋,对区域未来水资源科学规划和可持续开发利用具有重要的指导意义。通过供需水量平衡,从地表径流量、生态需水量、地表水可利用量角度,初步探讨了昆仑山北坡县域单元的地表水资源开发利用潜力,以期为昆仑山北坡科学规划和兵团南进布局提供水资源保障依据。结果表明:(1)昆仑山北坡河流径流2000年后呈显著增加趋势,主要河流2001—2010年年均径流量较2000年以前平均增加了23.36%,2011—2020年较2000年以前平均增加了42.89%,其中车尔臣河增幅最大,和田河增幅最小。(2)车尔臣河流域、克里雅河流域和和田河流域的生态基流量分别为4.67×10^(8)m^(3)、5.38×10^(8)m^(3)和20.26×10^(8)m^(3),天然植被生态需水量分别为4.34×10^(8)m^(3)、4.00×10^(8)m^(3)和2.62×10^(8)m^(3)。(3)昆仑山北坡各县域单元现状地表水已用水量范围为0.1×10^(8)~8.73×10^(8)m^(3),地表水资源潜力范围为-0.07×10^(8)~3.17×10^(8)m^(3),空间差异非常显著,其中水资源潜力大于2.00×10^(8)m^(3)的有墨玉县、铁门关市38团、策勒县、且末县、和田县、民丰县和洛浦县。现状区域的地表水资源调蓄能力不足,水资源利用上限偏低,虽有潜力但有水难用,未来昆仑山北坡各县域单元需制定修编更为适宜的地表水资源规划并加强基础水利工程建设,提升地表水资源利用效率,为区域高质量发展提供水资源支撑保障。

我国城市地表水中微塑料特征、生态风险及来源分析

近年来,城市地表水体中的微塑料污染引起了诸多关注。对我国城市地表水中微塑料的特征、生态风险及其来源进行综述的结果显示,受地理位置、环境条件、经济发展和垃圾管理能力的影响,我国城市地表水中微塑料的分布呈现出空间异质性,丰度为10.88~713500个/m^(3),以小于1 mm的小尺寸为主(66.8%),并普遍以纤维形式存在(51%)。以此为基础进行生态风险评估,其中微塑料污染负荷指数(L)评估结果为30%低风险,52%中到高风险,16%极高风险;化学毒性危险指数(H)评估结果为26%低风险,中、高风险均为36%;潜在生态风险指数(E_(r)^(i))评估结果均为低风险。微塑料的源汇分析表明,微塑料的来源受人类活动影响较大,生产生活过程均可能向环境释放微塑料。研究可为评估和管理城市地表水中的微塑料生态风险提供支撑。

2016—2021年四川省地表水体中铀的放射性水平及健康风险评价

为调查四川省地表水体中放射性物质铀(U)的含量,评价居民摄入地表水体中U导致的健康风险,在四川省主要地表水系中共设置23个监测断面,于2016—2021年检测了U的放射性水平,并根据健康风险评价模型对居民的健康风险进行评估。结果表明:四川省地表水体中U的质量浓度为0.16~3.6μg/L,参照《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2022),均合格;不同年份、不同地表水体中U的放射性水平间的差异均无统计学意义(P>0.05);不同水期U的放射性水平间的差异有统计学意义(P<0.05)。各年龄组通过饮水、水体浸没途径摄入U所致总年均待积有效剂量均<0.1mSv;对各年龄段居民的总致癌风险为4.18×10^(-9)~2.24×10^(-8),均低于世界卫生组织(WHO)和国际放射防护委员会(ICRP)发布的最严格控制限值。全省主要地表水体中U对各年龄组都是安全的。

高原生态保护区内公路施工期地表水评价模型

为了解高原生态保护区内公路施工期造成的地表水环境污染问题,并为施工单位及时掌握地表水环境变化情况提供一定的数据依据及支撑。对公路施工期地表水环境污染源进行分析,选取对于高原生态保护区污染特征具有针对性的水质评价指标因子,建立基于熵权-可拓物元理论的地表水环境评价模型,并结合实际工程验证其适用性及准确性。研究结果表明:①选取石油类、高锰酸盐指数、悬浮物(SS)、氨氮(NH_(3)-N)、总磷(TP)和溶氧量(DO)等6个水质评价指标因子建立评价体系,可以综合反应公路施工期对高原生态保护区地表水环境的影响;②在实际工程应用中,基于熵权-可拓物元理论的地表水环境评价模型得到的分级结果,与单因子指数法及灰色加权关联度法得到的分级结果吻合率达70%及90%,说明该方法具有一定的适用性及准确性。

UHPLC-MS/MS法测定耕地周围地表水中5种除草剂含量

实验研究建立了超高压液相色谱-三重四级杆串联质谱法测定耕地周围地表水中2,4-二氯苯氧乙酸、灭草松、草铵膦、α-萘乙酸、马来酰肼除草剂含量的分析方法。随机采集耕地周围地表水样品,预处理后,取上述水样500 mL,调节酸度为中性,取HLB固相萃取柱,活化完毕后,设定程序,将上述水样以12 mL·min^(-1)的流量过柱,最后用16 mL甲醇洗脱,收集洗脱液;洗脱液于氮吹至近干,加甲醇1 mL定容,涡旋混匀,质谱分析采用多反应监测模式,定性、定量检测。2,4-二氯苯氧乙酸、灭草松、草铵膦、α-萘乙酸、马来酰肼质量浓度在0.004~4.0μg·mL^(-1)范围内呈良好的线性关系,检测限分别为0.21μg·L^(-1)、0.23μg·L^(-1)、0.14μg·L^(-1)、0.25μg·L^(-1)、0.15μg·L^(-1);三水平回收率范围在85.4%~96.6%;2,4-二氯苯氧乙酸、灭草松、草铵膦、α-萘乙酸、马来酰肼重复性RSD分别为3.4%,4.0%,3.2%,2.9%,3.6%,方法重复性良好。实验结果表明,此方法具有快速、准确等特点,方法可以用于耕地周围地表水中2,4-二氯苯氧乙酸、灭草松、草铵膦、α-萘乙酸、马来酰肼等除草剂的监测。

ICP-MS法同时测定地表水中10种痕量金属元素

本文建立电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)同时测定地表水中10种痕量金属元素残留的方法。10种金属元素在1.00~80.0μg·L^(-1)浓度范围内具有较好的线性关系,相关系数均大于0.999,方法测定标准样品的结果均在保证值范围内,相对标准偏差均小于4%(n=6),样品加标回收率为87.8%~105.5%。本方法可同时进行多种金属元素的快速分析,检出限低,灵敏度高,测试结果准确,可用于地表水中铜、铅、镉、钼、铬等金属残留的分析。

美国国家环境保护局地表水监测体系介绍与启示

美国多个联邦政府机构组织开展地表水监测评价工作,如内政部的地质调查局、农业部等,各监测工作侧重点不同。对标我国生态环境部开展的监测评价工作,在美国国家环境保护局(EPA)运行下的地表水监测体系目标与我国相同,即为说清全国水质现状与变化趋势,开展污染排放管控。

融合光谱和时相特征的地表水遥感信息提取方法

遥感技术已被广泛应用于大面积地表水观测,但由于水面光谱特征在空间和时间上的高度变化,使得遥感在大面积、多时相地表水监测方面存在局限性,因此提出一种融合光谱和时相特征的地表水遥感信息提取模型,以解决中分辨率遥感影像条件下植被、云、地形阴影等地表覆盖背景中开阔水域的提取问题。基于Google Earth Engine(GEE)平台构建地表水体分类模型系统,处理辅助数据集以及Landsat卫星影像的多光谱/时相属性,从长期连续的Landsat影像多维数据中提取地表水分布,探索干旱地区地表水的时空变化动态。利用三个独立的数据集,验证地表水提取的总体精度和kappa系数分别为0.91和0.81。该模型通用、高效且可靠,应用于中国内陆干旱区的实验表明,该方法对多种环境条件都有效,可为较复杂地表环境下水体提取和时空演化分析提供技术参考。

1986-2023年黄河流域年度地表水分布数据集

黄河流域地表水分布的精准制图对于水资源管理、生态环境保护以及防洪减灾等方面具有重要意义。目前,黄河流域仍缺乏精准的长时间序列的地表水分布数据集。为了解决这一问题,本研究基于Google Earth Engine(GEE)云计算平台,融合多源陆地卫星(Landsat-5/7/8/9)遥感影像,构建了黄河流域地表水提取算法,生产了1986–2023年黄河流域地表水分布数据集,包括地表水频率数据(WBF)和地表水类别数据(SWC)。通过对水体提取结果的精度进行评估,总体精度OA达到了97.60%,Kappa系数为0.95。同时在黄河流域将SWC数据和全球地表水数据集GSW进行了对比,SWC数据的表现在部分地区明显优于GSW数据。本研究生产的数据集可以帮助政府和公众应对黄河流域日益增长的用水需求和水安全挑战。

昆仑山北坡地表水氢氧稳定同位素空间分布特征

氢氧稳定同位素作为示踪剂被广泛用于水文循环过程研究。地表水是水循环的重要组成部分,是区域水汽来源和现代水文过程分析的有效载体。基于新疆第三次科学考察,于2018年8月至2023年8月在昆仑山北坡采集了地表水样本并测量其氢氧稳定同位素数据,同时汇编了区域以往的地表水同位素数据,分析了昆仑山北坡地表水氢氧稳定同位素的空间分布特征。结果表明:(1)昆仑山北坡地表水同位素值呈现出西低东高的空间变化特征,区域地表水线为δ^(2)H=5.98×δ^(18)O-6.86(R^(2)=0.65,n=141)。(2)对比昆仑山北坡地表水和降水氢氧稳定同位素值发现地表水同位素平均值普遍低于加权降水同位素值。(3)昆仑山北坡地表水同位素空间格局受到西风携带的外来水汽和局地再循环水汽共同影响,此外蒸发也会改变区域地表水同位素值。

地表水中34种新兴污染物的超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱快速筛查

目的 建立基于超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱(ultra-high performance liquid chromatography-quadrupole-time of flight mass spectrometry,UHPLC-Q-TOF-MS)技术快速筛查地表水中34种新兴污染物的方法。方法 通过正交试验设计优化固相萃取(solid phase extraction,SPE)前处理条件,样品经Oasis~? HLB和Oasis~? MCX固相萃取柱串联富集萃取。萃取物采用Kinetex~? EVO C18色谱柱分离,0.1%甲酸水溶液和0.1%甲酸甲醇溶液梯度洗脱,Q-TOF-MS “fullscan”和“targeted MS/MS”模式检测34种新兴污染物,建立34种新兴污染物母离子、子离子及保留时间的数据库。结果 地表水中34种新兴污染物在各自线性范围内呈良好的线性关系,相关系数(r)大于0.97。检出限为0.2~10 ng/L,回收率为81.2%~119.2%,日间精密度为0.78%~18.70%。将方法应用于多份地表水样品的检测,共检出6种新兴污染物,质量浓度为1.93~157.71 ng/L。结论 该方法能简单、快速地对地表水中的多种痕量级新兴污染物进行筛查分析。

静宁县地表水资源量变化及分布分析

为明确掌握静宁县水资源变化及分布状况,收集了4座水文站径流量资料,采用水资源调查评价和水文分析常用方法,对各代表站径流量多年变化主要特征和静宁县地表水资源分布状况进行了分析研究。结论显示:静宁县地表水资源量呈减少趋势,多年变化不稳定,丰枯年份相差较大,主要是受梯田建设影响所致;径流深在10~80mm之间变化,靠近六盘山区域径流深达80mm左右,大部分区域产水能力在50mm以下;全县地表水资源量约为6360万m3,水资源整体短缺。

地表水中全氟及多氟烷基化合物(PFASs)的污染现状研究进展

近年来,全氟及多氟烷基化合物(per-and polyfluoroalkyl substances,PFASs)的大量生产使用,使得其在自然水体中的浓度日益升高.由于PFASs的生物毒性及强稳定性,环境中的PFASs严重威胁到生态环境及人类健康.目前,多个国家及相关国际组织开始对地表水中的PFASs展开检测,但目前的监测基本属于点源监测,大范围、长时间维度的监测依然缺乏,从而无法准确揭示PFASs的时空赋存特征.本文概述了PFASs在地表水中的赋存水平,同时阐述了地表水环境中PFASs的水平分布和垂直分布特征,并揭示了地表水中PFASs污染水平与组成的时间变化规律,总结了影响PFASs污染的主要因素,对后续PFASs监测提出了建议,以期为准确评估水环境中PFASs的污染状况提供依据.

浙江省灵江流域地表水化学特征及灌溉适宜性

[目的]灵江是浙南诸河流域重要河流,在浙南一带具有典型性和代表性。分析灵江流域地表水体的水化学特征和演化机理及其灌溉适宜性,为该区域生态保护和高质量发展提供科学依据。[方法]综合利用数理统计、Piper三线图、主成分分析和离子比等方法对流域地表水体进行水化学统计分析及成因判别;通过绘制Wilcox图和USSL图评估流域内地表水体灌溉适宜性。[结果]①灵江流域地表水的化学类型在空间上具有分带性。从中上游(Ⅰ区)-下游温黄平原河网区(Ⅱ区)-台州湾入海口(Ⅲ区)水化学类型从HCO_(3)-Ca型向Cl-Na型过渡。②Ⅰ区地表水的化学特征主要受到岩石风化作用中的硅酸盐岩溶解影响,少量受碳酸盐岩溶解影响;Ⅱ区地表水的水化学特征主要受硅酸盐岩溶解影响,Ⅲ区地表水的化学特征主要受蒸发盐岩溶解影响。③Ⅰ,Ⅱ区地表水的K^(+),Na^(+)主要来源于硅酸盐矿物溶解,Ca^(2+),Mg^(2+),HCO^(-)_(3),SO^(2-)_(4)主要受硅酸盐岩溶解,少量来源于碳酸盐岩的溶解。NO^(-)_(3)则主要来源于人类活动。④Ⅰ,Ⅱ区地表水适用于农业灌溉,Ⅲ区地表水灌溉适宜性较差,易引起盐碱害。[结论]灵江流域地表水体的水化学组分受天然溶解及人类活动共同影响,中上游和下游温黄平原河网区地表水适宜农业灌溉,台州湾入海口地表水易引起盐碱害,在制定农业灌溉及生态保护和高质量发展规划时应予以重视。

1986—2020年山东省地表水时空变化特征分析

针对地表水提取过程中部分细小河流和半干涸河道提取较困难的问题,以1986—2020年的山东省内陆地表水为研究对象,基于改进的归一化水体指数(MNDWI)模型,引入建筑物指数模型和植被指数模型,提出了一种新型水体指数(GMNDWI),较明显地提高了地表水体的提取精度。在此基础上,运用空间网格化处理与分区统计、动态度等方法分析了山东省内陆地表水的时空变化特征,并通过相关性分析对选取的影响因子进行了讨论。结果表明:研究区内地表水时空分布不均衡,旱雨季水面积之比稳定在3∶5,均呈现先增加后减少的变化趋势;降雨量和耕地面积与地表水面积的相关系数明显高于其他因素,表明二者的共同作用是导致研究区地表水面积变化的关键因素。

中国地表水环境微塑料赋存特征及驱动因素

为阐明中国地表水环境微塑料(MPs)的赋存特征及驱动因素,基于已发表文献,收集了1944个采样点的MPs特征,分析地理环境和实验方法对MPs特征的影响.研究表明:中国地表水环境中MPs的丰度范围为水体0~204183items/m^(3),平均值为5465.26items/m^(3),沉积物0~79931items/kg,平均值为1374.51items/kg.中国地表水环境中MPs丰度呈现显著的空间异质性;水体中,内陆河流域MPs平均丰度最高(13185.77items/m^(3)),东南诸河流域(2678.07items/m^(3))的平均丰度最低.沉积物中,淮河流域的MPs平均丰度(2145.61items/kg)最高,而海河流域(294.82items/kg)最低.水体和沉积物中MPs的形态主要以纤维状(58.29%/47.21%)､碎块状(23.20%/30.03%)为主.粒径以小型MPs(<0.5mm)(59.61%/62.76%)为主.颜色以透明(30.18%/28.17%)为主.微塑料材质主要为聚乙烯(PE)(25.49%/27.78%)､聚丙烯(PP)(25.36%/22.69%)等.水体微塑料特征主要受自然环境因素影响,丰度、形状和颜色特征均与自然环境因子(气温,降水)显著相关.沉积物MPs特征主要受社会经济因素影响,丰度、形状和粒径特征与社会经济环境因子(GDP､夜光强度､人口密度)显著相关.不同实验处理下的MPs特征,包括丰度、形态、颜色和聚合物类型均有显著差异;偏最小二乘路径分析显示,实验处理过程对MPs特征的影响与地理环境相当;缺乏标准化的实验方法使得不同实验结果难以比较和验证,因此,迫切需要制定标准化的实验过程,减少实验处理对MPs观测特征的影响.

江苏河网区地表水沉积物中OCPs的赋存特征及风险

选取我国平原河网典型区域—江苏省内重点湖泊、水库及河流等为研究对象,系统调查江苏省地表水环境沉积物中有机氯农药(OCPs)的残留现状,解析区域空间分布特征和来源并评估其生态风险.结果表明,目标区域湖泊、水库及河流表层沉积物中20种OCPs化合物检出率为100%,残留范围为0.41~10.62ng/g dw(平均值为3.14ng/g dw).与国内其它流域相比,江苏省地表水环境表层沉积物中OCPs的污染负荷整体处于较低水平.OCPs单体化合物特征比值溯源结果显示,江苏省表层沉积物中的OCPs主要来源于历史残留.运用风险熵值法对江苏省表层沉积物OCPs进行生态风险评估,结果显示环氧七氯是主要的生态风险因子,其次为α-硫丹和异狄氏剂.联合生态风险评价表明太湖梅梁湾湖区处于高风险,不同水体类型沉积物OCPs风险水平呈现为湖泊高于河流、河流高于水库的整体趋势.在国家加强新污染物治理的背景下,OCPs等传统持久性有机污染物POPs同样需要持续关注,支撑流域水环境复合污染治理和风险防范.