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多模型耦合的流域水土流失监测方法研究

生态学报 2024年第14期44卷 6037-6052页

作者：曹一鸣姬翠翠裴向军李霞陈立川梁丹陈茂霖潘建平重庆交通大学智慧城市学院重庆400074 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059 成都理工大学国家环境保护水土污染协同控制与联合修复重点实验室成都610059 重庆交通大学河海学院重庆400074 重庆地质矿产研究院重庆400042

濑溪河流域存在严重的水力侵蚀,同时伴随着水土流失分布点多线长面广的特点。而现有模型几乎只考虑了流域尺度上的坡面和河流侵蚀过程,或者是坡面和流域尺度的基本结合,导致对土壤侵蚀全过程的物理模拟产生高度不确定。为此提出不同尺... 详细信息

濑溪河流域存在严重的水力侵蚀,同时伴随着水土流失分布点多线长面广的特点。而现有模型几乎只考虑了流域尺度上的坡面和河流侵蚀过程,或者是坡面和流域尺度的基本结合,导致对土壤侵蚀全过程的物理模拟产生高度不确定。为此提出不同尺度模型相互耦合的水土流失监测体系,从三级顺序“坡-沟-河”结构,全面反演流域水沙的时空动态迁移过程。基于多模型耦合体系的流域应用表明:①单一模型在濑溪河流域都表现出良好的适用性和准确性。RUSLE模型预测结果与实际侵蚀规律高度吻合,SWAT模型参数率定的纳什效率系数(NSE)和决定性系数(R^(2))均达到0.6以上,模拟预测结果鲁棒性较好。②不同侵蚀模型的特征反演相互关联程度都达到极显著相关水平。WEPP和SWAT模型间R^(2)为0.96,RUSLE和WEPP模型间R^(2)为0.77,RUSLE和SWAT模型间R^(2)为0.58,分析表明坡面、细沟和河道尺度下的侵蚀物理过程是紧密耦合的。③多模型耦合的水土流失全过程风险评价较单一模型更为全面。通过对土壤侵蚀物理过程的空间耦合,实现流域土壤侵蚀、细沟冲刷和河道沉积等相关侵蚀过程的整体性评价,利于从不同尺度全面反演流域水沙输移的时空动态迁移过程和预测侵蚀风险发生规律。

关键词：水土流失多模型耦合水文模型 SWAT模型 RUSLE模型 WEPP模型土壤侵蚀模数径流模拟

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生态风险评价框架进展研究

生态与农村环境学报 2015年第6期31卷 822-830页

作者：龙涛邓绍坡吴运金祝欣林玉锁周军英环境保护部南京环境科学研究所江苏南京210042 国家环境保护土壤环境管理与污染控制重点实验室江苏南京210042

生态风险评价是评价生态压力引起的不利生态效应的可能性的过程,可为环境风险管理提供理论及技术支持。生态风险评价框架是一套标准化的方法体系,规定了生态风险评价的总体工作内容、技术路线、关键方法步骤和各阶段产出成果,为生态风... 详细信息

生态风险评价是评价生态压力引起的不利生态效应的可能性的过程,可为环境风险管理提供理论及技术支持。生态风险评价框架是一套标准化的方法体系,规定了生态风险评价的总体工作内容、技术路线、关键方法步骤和各阶段产出成果,为生态风险评价的科学方法有效转化为生态环境管理策略提供途径。从20世纪90年代起,以美国为代表的一批发达国家逐步构建了生态风险评价技术框架,并颁布了一系列相关标准、导则和技术文件,直接支撑了上述国家生态环境保护相关的现行法律法规,影响了有关国家的生态环境管理与决策。而我国对于生态风险评价的具体实施还缺乏规范性的指导方法。该文以美国、英国和澳大利亚的4套与土壤环境污染关系密切的生态风险评价框架为例,介绍国际生态风险评价框架的内容,并结合我国在环境影响评价和农药安全评价领域的生态风险评价方法研究进展,对我国生态风险评价框架的研究发展方向进行分析。

关键词：生态风险评价生态风险评价框架环境风险管理

我国农村生活污水与农田退水面源氮磷污染生态净化技术现状与研究进展

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农业资源与环境学报 2024年第3期41卷 688-696页

作者：蒋昀耕张静卢少勇刘笑欣王泽欣杨嘉鹏艾亚敬中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室湖泊污染控制国家环境保护重点实验室湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室北京100012 沧州师范学院河北沧州061001

当前,我国农村生活污水与农田退水面源氮磷污染尚未得到有效治理,解决此类污染的代表措施——“生态净化技术”的发展广受关注。本文从技术发展、技术标准、技术体系三个角度切入,对农村生活污水与农田退水氮磷污染生态净化技术进行梳... 详细信息

当前,我国农村生活污水与农田退水面源氮磷污染尚未得到有效治理,解决此类污染的代表措施——“生态净化技术”的发展广受关注。本文从技术发展、技术标准、技术体系三个角度切入,对农村生活污水与农田退水氮磷污染生态净化技术进行梳理分析。技术发展从分析和介绍当前热门生态净化技术的研究进展开始,通过调研整理这些技术在我国的推广和应用,梳理其在我国不同区域的发展特征,归纳出当前生态净化技术应用所面临的困难。当前相关部门对生态净化工程的监管仅关注出水水质的达标率,缺乏有效的后期维护及意见调查反馈。在技术标准方面,本文梳理了关于已发布实施的生态净化工程的的系列标准,认为应引入综合效益评价方法,以完善我国生态净化工程的评价体系。在技术体系方面,以生态净化技术的拦截性和修复性为依据对单一技术进行分类,并分别针对农村生活污水、农田退水提出了对应的技术联用体系。

关键词：面源污染生态净化运维管理人工湿地标准评价方法

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厦门市生态安全格局识别与生态管控区分级管控

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生态学报 2023年第13期43卷 5357-5369页

作者：刘学杨春艳高艳妮孙倩莹王世曦冯朝阳刘鑫中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 中国环境科学研究院国家环境保护区域生态过程与功能评估重点实验室北京100012 生态环境部信息中心北京100029

生态控制区是防止城市建设无序蔓延,保障城市生态安全的重要生态空间。对城市生态控制区进行分级管控能够充分发挥其在维护城市生态安全,促进城市建设与生态保护协同发展等方面的作用。研究基于多源数据融合手段,采用“生态系统服务重要... 详细信息

生态控制区是防止城市建设无序蔓延,保障城市生态安全的重要生态空间。对城市生态控制区进行分级管控能够充分发挥其在维护城市生态安全,促进城市建设与生态保护协同发展等方面的作用。研究基于多源数据融合手段,采用“生态系统服务重要性-生态敏感性-景观连通性”评价结果识别生态源地,采用最小累积阻力模型(Minimum Cumulative Resistance,MCR)判定生态廊道和生态节点,形成了点-线-面交汇的生态安全格局网络,并将其应用于厦门市生态控制区分级划定。研究结果表明,厦门市生态源地共有17处,面积为604.19 km^(2),约占厦门市陆域面积的35.54%,包括陆域生态保护红线、水源保护地、森林公园等区域;提取主要生态廊道15条,长度为152.84 km,主要为连接生态源地与海洋的山海生态廊道;设置生态节点22个,主要为生态源地范围外的小面积重要保护区域和具有明确生态保护目标的区域。依据生态安全格局将厦门市生态控制区划分为三级管控区域,其中,生态源地、生态廊道以及生态节点划入一级管控区,面积占比为69.48%;一级管控区外的生态重要区和林地划入二级管控区,面积占比为10.15%;生态控制区内的其他区域划入三级管控区,面积占比为20.37%。在此基础上提出了分级管控建议,以期为厦门市实现生态控制区高水平保护与城市高质量发展提供重要参考和借鉴。

关键词：生态安全格局生态源地生态廊道生态控制区分级管控

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成都市工业用地土壤环境质量与腐蚀性评价

矿物岩石 2017年第3期37卷 113-119页

作者：于静韩智勇费勇强钟敏邓思阳杨敏魏巍成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059 成都理工大学国家环境保护水土污染协同控制与修复重点实验室四川成都610059 成都理工大学环境与土木工程学院四川成都610059 内江师范学院化学化工学院四川内江641100 成都市特种设备检验院四川成都610036

城市土壤特性的变化,不但影响城市生态环境,而且影响城市地下管线的安全,因此,为给城市土壤污染的修复治理,以及城市地下管网的防腐提供参考,本文以成都市工业用地为例,采用单因子污染指数法、单因子累积指数法和内梅罗综合指数法,对其... 详细信息

城市土壤特性的变化,不但影响城市生态环境,而且影响城市地下管线的安全,因此,为给城市土壤污染的修复治理,以及城市地下管网的防腐提供参考,本文以成都市工业用地为例,采用单因子污染指数法、单因子累积指数法和内梅罗综合指数法,对其土壤重金属环境质量现状进行调查和评价;同时采用评分法对其土壤腐蚀性进行评价。结果表明:成都市工业用地土壤采样点中Cd,Pb和Cr的含量分别介于未检出~10.47mg·kg^(-1),103.10mg·kg^(-1)~156.35mg·kg^(-1)和39.55mg·kg^(-1)~150.43mg·kg^(-1)之间,其中Pb和Cr均无超标现象,但Cd的超标率为10%,其单因子污染指数介于0.00~10.47之间,个别采样点的Cd超标,导致成都市工业用地采样点土壤内梅罗综合污染指数为0.71,属于尚清洁(警戒限)水平。土壤中重金属Cd,Pb和Cr存在积累现象,除个别采样点Cd的单因子累积指数高达15.03和61.61外,其余的累计指数介于0~5.73之间。根据方差分析,在成都市不同方位和不同圈层,工业用地土壤中Cd,Cr和Pb含量分布相对均匀,无显著性差异。成都市工业用地土壤采样点腐蚀性评分介于4.5~10.5之间,腐蚀性为中等水平,在不同方位和不同圈层也均无显著性差异。综上所述,成都市工业用地个别土壤采样点中的Cd污染应引起相关部门的关注,而且在管网建设过程中,需做好相应的防腐措施。

关键词：工业用地重金属土壤环境质量评价土壤腐蚀性评价成都市

典型农药污染场地地下水中氯代脂肪烃自然衰减研究

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环境科学学报 2022年第6期42卷 155-166页

作者：王梦杰范婷婷王祥夏菲洋姜登登孔令雅丁达张胜田邓绍坡生态环境部南京环境科学研究所南京210042 国家环境保护土壤环境管理与污染控制重点实验室南京210042

氯代脂肪烃(CAH)污染地下水在我国化工行业场地中十分普遍,严重影响场地再开发利用和周边居住人群的健康安全.监测自然衰减(MNA)修复技术是污染场地地下水修复技术中最具有效性和高成本效益的方法之一,而目前我国应用MNA技术修复污染场... 详细信息

氯代脂肪烃(CAH)污染地下水在我国化工行业场地中十分普遍,严重影响场地再开发利用和周边居住人群的健康安全.监测自然衰减(MNA)修复技术是污染场地地下水修复技术中最具有效性和高成本效益的方法之一,而目前我国应用MNA技术修复污染场地还处于试点阶段,没有完整实施MNA技术的工程应用实例.以某农药场地地下水中CAH为研究对象,从CAH污染物的浓度变化、天然生物降解现状评价和衰减速率3个方面开展为期4年的CAH自然衰减修复实践研究.研究结果表明,监测井MW2-1为核心污染区,主要污染物为1,2-二氯乙烷(1,2-DCA)、氯乙烯(VCE)、氯仿、顺-1,2-二氯乙烯、1,1-二氯乙烷和氯乙烷,浓度呈波动式下降趋势,且下降趋势明显.除了MW2-1的VCE和1,2-DCA、MW2-5的VCE以及MW2-2的1,2-DCA的浓度高于风险控制值,其他点位污染物浓度均低于相应风险控制值.基于典型地球化学参数开展的微生物降解评估结果表明,该地块大部分区域微生物降解能力不足,而在污染物浓度比较高的监测点位,微生物具有显著的降解能力.地下水中CAH衰减速率范围为0.0001~0.0040 d^(-1),超标点位的VCE和1,2-DCA通过自然衰减达到修复目标所需要的最长时间分别为7.2 a和5.4 a,建议该场地需要联合化学刺激等其他主动修复技术以强化其自然衰减过程.通过持续4 a的MNA修复技术监控可聚焦高浓度污染区边界,为下一阶段采取主动修复提供基础数据.本研究将为开展MNA技术修复有机物污染场地提供技术支持和科学指导.

关键词：农药地下水氯代脂肪烃监测自然衰减技术(MNA)

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饮用水中16种双酚类化合物的在线固相萃取超高效液相色谱串联质谱法测定方法研究

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环境与职业医学 2024年第10期41卷 1173-1179,1203页

作者：沈朝烨裴赛峰陈宇航程贺立张昀上海市疾病预防控制中心化学品毒性检定所/国家环境保护新型污染物环境健康影响评价重点实验室/饮用水新型污染物风险监测项目重点实验室上海200336

[背景]双酚类化合物(BPs)属于非持久性环境内分泌干扰物,在饮用水中检出率高,存在饮水途径摄入风险。[目的]为了高效开展饮用水中BPs的监测工作,建立并优化了同时测定饮用水中16种BPs的在线固相萃取-超高效液相色谱-三重四级杆质谱检测... 详细信息

[背景]双酚类化合物(BPs)属于非持久性环境内分泌干扰物,在饮用水中检出率高,存在饮水途径摄入风险。[目的]为了高效开展饮用水中BPs的监测工作,建立并优化了同时测定饮用水中16种BPs的在线固相萃取-超高效液相色谱-三重四级杆质谱检测方法。[方法]比较在线固相萃取(SPE)条件,以及不同色谱柱、流动相体系、质谱参数等条件对BPs色谱峰的影响,优化了水样保存和前处理过程等处理条件。饮用水样品调节pH和去除固体颗粒,经在线SPE系统提取净化后,超高效液相色谱-串联质谱法检测,同位素内标法定量。以纯水和管网末梢水为基质开展方法学验证实验。加标回收率评估方法的准确度,相对标准偏差评价方法的精密度,并采集不同区域的88件管网末梢水样本进行方法应用。[结果]16种BPs待测物在1~75 ng·L^(-1)浓度范围内线性良好,相关系数均大于0.995。方法检出限低于0.30 ng·L^(-1),方法定量限低于1.0 ng·L^(-1)。16种BPs待测物的加标质量浓度为5.0、15、40 ng·L^(-1)时,待测物的平均加标回收率在(100±10)%之间,相对标准偏差均小于10%。同时,使用本方法对88件管网末梢水样品进行定量检测。相关样品中可检出多种BPs,双酚S(BPS)、双酚A(BPA)和双酚AF(BPAF)检出率较高,分别达到93.2%、77.3%和29.5%,其中BPS检测浓度为未检出(N.D.)~37.8 ng·L^(-1),BPA检测浓度为N.D.~52.0 ng·L^(-1)。[结论]本方法中使用在线固相萃取系统,前处理方法简便,样品用量少,自动化程度高。方法检出限低,准确度和精密度良好。本方法实用性强,可应用于饮用水中ng·L^(-1)浓度级别的16种BPs的定量监测。

关键词：生活饮用水在线固相萃取高效液相色谱-串联质谱法双酚类化合物环境内分泌干扰物

近期长江口沉积物中SVOCs的变化及生态风险评价

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环境科学研究 2009年第7期22卷 768-772页

作者：刘征涛王一喆庞智勇杨建丽周俊丽张亚辉中国环境科学研究院国家环境保护化学品生态效应与风险评价重点实验室北京100012 北京化工大学化学工程学院北京100029

采用GC-MS法对2007年4月24—30日采集于长江口部分区域的沉积物中的64种半挥发性有机物(SVOCs)进行分析测定,并对影响该类污染物分布的主要因素进行了探讨.结果表明,该区域沉积物中定量检出半挥发性有机物15种,包括多环芳烃类化合物8种... 详细信息

采用GC-MS法对2007年4月24—30日采集于长江口部分区域的沉积物中的64种半挥发性有机物(SVOCs)进行分析测定,并对影响该类污染物分布的主要因素进行了探讨.结果表明,该区域沉积物中定量检出半挥发性有机物15种,包括多环芳烃类化合物8种,取代苯类化合物1种,酚类化合物2种,酯类化合物3种,其他类化合物1种.其中,属于我国优先控制污染物的有7种,属于美国优先控制污染物的有12种.采样点SVOCs的分布未呈现出明显的规律性,其分布受多种因素的影响.应用ERL与ERM指标进行PAHs的生态风险评价,长江口部分区域不存在严重的生态风险.应用EEC/ERL进行生态风险细分,各采样点分布在无风险与低度潜在生态风险之内,对生态安全威胁不大.

关键词：长江口半挥发性有机物生态风险

水华生消过程对巢湖沉积物微生物群落结构的影响

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环境科学 2015年第1期36卷 107-113页

作者：刁晓君李一葳王曙光环境保护部环境工程评估中心北京100012 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 北京化工大学环境科学与工程系北京100029

水华对湖泊水体和沉积物理化和生物学性质的影响已进行了较多研究,但鲜见水华生消过程对湖泊沉积物微生物群落结构的影响.本研究以巢湖为对象,通过PCR-DGGE方法分析了水华形成、持续和消亡阶段对沉积物微生物群落结构的影响.结果表明,... 详细信息

水华对湖泊水体和沉积物理化和生物学性质的影响已进行了较多研究,但鲜见水华生消过程对湖泊沉积物微生物群落结构的影响.本研究以巢湖为对象,通过PCR-DGGE方法分析了水华形成、持续和消亡阶段对沉积物微生物群落结构的影响.结果表明,巢湖水华形成期为5月15日~6月20日,持续期为6月20日~9月5日,之后进入水华消亡期.PCR-DGGE分析表明,非水华区沉积物微生物的种类、Shannon-Wiener指数、Simpson指数随时间变化较小,微生物相似度较高,温度可能是影响非水华区微生物群落结构波动的主要因子;在水华区,沉积物微生物的种类、Shannon-Wiener指数在水华形成期和消亡期较低,在水华持续期较高,而Simpson指数则呈相反趋势,微生物相似度相对较低,表明水华形成、持续和消亡过程对微生物群落结构、优势种有不同影响,温度和水华导致的水体性质变化可能是沉积物微生物变化的主要因子.本研究表明,水华生消过程对湖泊沉积物微生物有不同的影响,这对深入评价水华对湖泊水生生态系统的影响和利用微生物防治湖泊水华有重要意义.

关键词：巢湖沉积物水华生消过程微生物群落结构