基于相平衡分配法的店埠河沉积物重金属质量基准研究

以店埠河为研究对象,采用校正后的相平衡分配法推导了店埠河沉积物中5种重金属(Cr、Cu、Zn、Cd、Pb)的沉积物质量基准(SQG)值,并分析了各金属结合相对不同重金属沉积物质量基准的贡献。结果表明:店埠河沉积物中Cr、Cu、Zn、Cd和Pb的沉积物质量基准值分别为318.80、122.24、1326.99、7.88和31.43 mg/kg;各金属结合相对不同重金属的沉积物质量基准值的贡献存在差异,细颗粒物(粒径<63μm)对店埠河5种重金属沉积物质量基准值的贡献率为24.49%~48.93%,其中对Cr、Zn和Cu的沉积物质量基准值的贡献最大。酸可挥发性硫化物对Cu、Zn、Cd和Pb的沉积物质量基准值的贡献率分别为2.11%、0.22%、50.13%和21.67%,主要决定着Cd的SQG。总有机碳和残渣态对这5种重金属SQG的贡献率较低,均不足3%。

店埠河农业小流域水体溶解性有机质光谱时空分布特征

店埠河农业小流域是南淝河最大的支流,探究该流域水体溶解性有机质(DOM)的时空演变机制对于了解其水生生态系统至关重要。该研究结合水体的三维荧光光谱和紫外-可见光谱,采用平行因子分析(PARAFAC)方法对测定的三维荧光光谱矩阵进行组分提取,分析该流域特定时段的水体DOM荧光组分及比例,结合荧光参数(荧光指数FI、自生源指标BIX以及腐殖化指标HIX)和紫外-可见光谱吸收特征参数(α_(254)、E_(2)/E_(3))分析店埠河农业小流域水体DOM时空特征。实验结果显示:店埠河农业小流域在该特定时段(2020年9月-2021年4月)水体DOM包含2个有效的荧光组分,分别为1种类腐殖质物质(类富里酸组分)和1种类蛋白质物质(低激发类色氨酸组分),两个组分各占比例分别为53.9%和46.1%;水体三个荧光参数(FI、BIX、HIX)在不同季节(9月秋季、1月冬季和4月春季)之间的荧光参数呈现显著的季节变化差异,指明DOM总体上受陆源和内源物质的综合影响,具有强腐殖化、弱自生源特征;紫外-可见光谱吸收特征参数(α_(254)、E_(2)/E_(3))表明1月冬季水体的DOM相对浓度和分子量大小均低于其他两个季节(9月秋季和4月春季),而各采样点DOM分子量大小和相对浓度从河流上游到下游均未呈现明显的区域变化趋势。该研究综合流域水体三维荧光光谱特征和紫外-可见光谱吸收特征,示踪了店埠河农业小流域水体特定时段DOM的组分来源,分析了其时空分布特征,从而为该流域的生态环境综合治理提供可靠的理论依据。

店埠河农业小流域水体溶解性有机质三维荧光光谱的平行因子分析

店埠河农业小流域是巢湖的主要水源地之一,研究该流域水体溶解性有机质(DOM)组分及来源对了解巢湖水生生态系统至关重要。本研究结合水体的三维荧光光谱,利用平行因子分析(PARAFAC)方法对测定的三维荧光光谱矩阵进行拉曼及瑞利散射校正、组分提取等相关处理,实现对店埠河农业小流域水体DOM的分析,包括三维荧光光谱特征分析、三维荧光组分比例分析、三维荧光特征参数分析以及荧光特征与水质参数的相关性分析,以探究该流域水体DOM的组分及来源。实验结果显示:店埠河农业小流域水体DOM包含两个有效的荧光组分,分别为类蛋白质物质(类色氨酸组分)和类腐殖质物质(类富里酸组分),荧光组分比例表明类色氨酸组分是该流域水体DOM的主要组成部分;水体的荧光指数FI、自生源指标BIX以及腐殖化指标HIX指明该水体中DOM具有强自生源特性和弱腐殖化特征,其内源主要来源于藕塘内部植物及水体其他微生物代谢活动,外源来自于生活污水及养殖饲料的输入,其中内源为水体DOM来源的主要贡献;溶解性有机碳(DOC)与DOM中类色氨酸组分C1呈现极显著正相关,类蛋白质荧光组分可用于该流域水体的DOC动态追踪;pH值与类富里酸组分C2呈现正相关,故水体pH值和类富里酸组分同步增加,说明该流域内水体碱化会伴随着溶解性有机质中类腐殖质物质的增加;溶解氧(DO)与类色氨酸组分C1呈现负相关,说明类色氨酸组分受到水体溶解氧含量的影响。该研究示踪了店埠河农业小流域水体DOM的荧光特征及其组分来源响应机制,可以更好的理解其在生态系统的功能及其环境地球化学循环过程,从而为该流域环境综合治理提供一定的科学依据。

合肥市店埠河流域乡村面源污染现状分析与防治对策

乡村面源污染是店埠河流域主要污染来源。为缓解巢湖和南淝河污染压力,加强农村水环境治理和农村饮用水水源保护,推进实施农村生态清洁小流域建设,通过调查分析店埠河流域各支流域污染情况,摸清店埠河乡村面源污染构成和分布情况,找出店埠河乡村面源污染的主要来源,抓住主要矛盾,提出针对性的防治对策。

店埠河流域地表水-地下水水化学特征及其成因分析

巢湖是我国水污染防治的重点水体,但近年来一直处于较高的富营养化水平.以巢湖二级支流店埠河流域内的地表水和地下水为研究对象,测试不同水体水化学组成和氢氧同位素值,综合运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图和离子比值等方法,分析其季节性和空间变化特征,探讨地表水和地下水的水化学特征和形成机制.结果表明,①大气降水是店埠河流域地表水和地下水的主要补给来源,地表水的蒸发分馏效应比地下水更显著.不同时期,地表水比地下水更富集氢氧稳定同位素.地表水和地下水中氢氧稳定同位素均呈季节性变化特征,丰水期相对富集,枯水期相对贫化.②店埠河流域地表水和地下水均为弱碱性水,地表水中各离子浓度明显小于地下水,地表水中阳离子以Ca^(2+)和Na^(+)为主,地下水中阳离子以Ca^(2+)为主,水体中的优势阴离子均为HCO_(3)^(-).地表水的水化学类型以HCO_(3)·Cl-Na·Ca型水为主,地下水以HCO_(3)-Na·Ca型水为主.③地表水和地下水主要水化学指标浓度具有一定的时空差异性.从丰水期到枯水期,地表水中TDS、K^(+)、Na^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Cl^(-)和SO_(4)^(2-)浓度整体呈现上升趋势.地下水中Na^(+)、Ca^(2+)和Mg^(2+)浓度整体变化不大,略有增加趋势,Cl^(-)、SO_(4)^(2-)和NO_(3)^(-)浓度整体呈上升趋势.从上游到下游,地表水中主要水化学指标浓度呈现先减小后增大的趋势,NO_(3)^(-)浓度增幅最大.地下水在径流方向上主要水化学指标浓度整体变化不大,但呈现出排泄区大于补给区的规律.④水体水化学特征的形成主要受水-岩作用控制,同时还受到人为因素影响.水-岩作用主要为硅酸盐岩、盐岩和碳酸盐岩等矿物的风化溶解.污水处理厂污水、生活污水和粪肥等污染物已明显改变了局部水体的水化学特征.⑤与2016年相比,地表水中的NO_(3)^(-)浓度已有不同程度地减少,当地政府进行的氮污染控制工作已取得一定成效,但仍需在店埠河下游、部分支流(定光河和马桥河)和部分居民点加强对污水及粪肥的污染防控.

利用氮氧同位素示踪技术解析巢湖支流店埠河硝酸盐污染源

本文利用氮氧同位素示踪技术解析了巢湖支流店埠河水体硝酸盐污染源的可能来源,并利用稳定同位素混合模型(Stable Isotope Analysis in R),定量评价了不同类型污染源在枯水期(2016年1月)和丰水期(2016年7月)对水体硝酸盐的贡献率。结果表明:(1)店埠河水体各形态氮浓度具有很强的时空变异性。上游区域水体总氮(TN)、硝态氮(NO_3^--N)在丰水期的平均浓度(4.87和2.73 mg/L)显著高于枯水期(3.09和1.17 mg/L),氨态氮(NH_4^+-N)平均浓度则是枯水期(1.10 mg/L)较丰水期(0.52 mg/L)高;中下游区域水体TN、NO_3^--N和NH_4^+-N在丰水期的平均浓度(6.62、3.23和1.57 mg/L)显著低于枯水期(10.52、4.26和3.66 mg/L)。水体无机氮主要以NO_3^--N形态存在,而污水则以NH_4^+-N为主。(2)δ^(15)N-NO_3^-和δ^(18)O-NO_3^-在丰水期的范围分别为1.98‰～9.12‰(平均值5.02‰)和5.11‰～11.86‰(平均值9.17‰),在枯水期的范围分别为3.89‰～9.35‰(平均值6.38‰)和1.46‰～7.53‰(平均值4.50‰),δ^(15)N-NO_3^-值丰水期较枯水期低,而δ^(18)O-NO_3^-值则是丰水期高于枯水期。粪肥污水、土壤有机氮以及化肥是店埠河水体NO_3^-的主要来源。(3)店埠河水体未经历明显的反硝化作用,SIAR模型计算表明,不同类型污染源对水体硝酸盐的贡献率分别为:大气沉降源7%～18%,土壤源24%～29%,化肥源18%～30%,粪肥污水源28%～48%。因此,根据河流流域空间布局,店埠河上游应重点控制面源污染输入的养殖废水、人畜粪便以及农业化肥,中下游则应重点防控城镇生活污水和工业废水,以有效降低入湖河流硝酸盐的污染负荷。