江苏省太湖流域产业结构的水环境污染效应

通过研究太湖流域(江苏部分)的产业结构污染负荷和水环境的空间分布特点,得出了产业结构污染负荷的水环境空间响应状况.根据小流域划分技术,得出该区域水环境质量空间分布特点:劣于Ⅴ类水质的区域占32％,Ⅴ类水质的占30％,仅有27％的区域水质低于Ⅳ类.另一方面,对应水环境质量空间分布研究,构建了综合反映产业结构水环境污染负荷的经济社会指标体系,分析了流域农田污染因子和工业污染因子的空间分布特点.通过主成分分析,提取了水环境污染因素的四个主成分,分别为土地利用强度、三次产业结构、农业面源和工业点源.基于主成分载荷,解析了四个水环境污染因素的贡献率.在产业结构方面,研究得出工业化仍是区域水环境污染最大影响因素,但区域水环境恶化是各种因素共同交织的结果.又对工业点源污染和农业面源污染等级进行分区,对各区的空间分布特点做了详细的分析.研究了流域水环境综合污染的空间分布和市县区域分解特点,发现县级市比市区在产业发展上对水环境影响更大,主要是由于县级市工业发展相对较为粗放,水环境监管的区域差异性.为控制流域产业结构的水环境污染,综合提出了在流域内整合产业结构调整和产业优化布局,调整重污染工业结构和控制农业面源污染的对策,及相应的产业结构污染负荷区域差别化削减的建议.     

飞来峡水库水质现状及其向广州供水能力的探讨

水库供水(特别是对城市的供水)已成为缓解全球水资源供给不足的重要途径。于2001年至2003年的丰水期和枯水期调查分析了新建河流型水库-飞来峡水库的水质、浮游植物群落特征和营养状态。结果表明飞来峡水库水质良好,多数水质指标为地表水Ⅱ水质标准,其营养盐浓度、浮游植物的密度均较低,属于贫中营养。从近几年的水质变化来看,建库后,水质改善明显。通过对广州市饮用水源水水质现状及存在问题的分析,从水质和水量两方面探讨了飞来峡水水库作为广州优质水源地的优势。由于来水量大,水库水质净化能力强,飞来峡水库水质和水量均有保证,可作为广州市重要水源地之一。但今后,在流域管理和水土保持工作更应重视和加强。     

大沽排污河生态修复河道水质综合评价及生物毒性影响

为了改善城市河道水质,实现排污河污染控制与修复,在天津市大沽排污河的上游代表性河段开展了河道原位生态修复工程示范。对植物修复后河道的污染状况进行了监测和分析,与清洁河道做了比较,并对水质修复效果和生物毒性影响状况进行综合分析和评价,研究生态修复示范工程对排污河水质的修复效果和生态效应。结果表明:经种植水葱等水生植物进行生态修复后,河道污染一定程度上降低,水质得到改善。大沽河主要污染是营养元素N、P污染和有机物污染,重金属污染不严重。植物修复对电导率、溶解性总固体(TDS)、盐度、氯化物有一定影响,但影响不显著;对COD等有机污染的修复效果较好,最高去除效率可达54%,但相比清洁水域值依然较高,有机污染依然较严重;对营养元素N、P没有修复效果,反而修复区有升高的趋势,相对清洁水域污染严重。主成分分析表明水质参数主要是氨氮、总氮、总磷代表的营养元素及pH值、DO、电导率、TDS、盐度和氯化物,综合评定结果显示修复区域芦苇根部水质最好;聚类分析将17个水质指标分成5类,并与主成分分析结果显示出一致性。植物根际周边的微生物数量多,群落多样性高。植物修复对水样植物毒性影响明显,能降低其毒性;水样对发光菌均具有毒性作用,存在潜在的急性生物毒性;修复区水样对水生动物大型蚤不存在急性生物毒性。     

广西刁江流域主要河流水质评价

为研究广西刁江水质污染现状, 从刁江流域上游到下游共设置 9 个水质监测断面。于 2013 年 12 月-2014 年 12月对河流的 pH、溶解氧、高锰酸盐指数、叶绿素 a、总氮、总磷、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、正磷酸盐、重金属(砷、铅、镉、汞、铬)水质指标进行监测。采用单因子和综合污染指数对刁江水质进行评价, 同时开展水体富营养化评价。单因子污染指数评价结果表明刁江流域主要污染物为总氮和砷。综合污染指数评价结果表明刁江流域水质整体较好, 但上游的平村河污染较严重。从时间分布来看, 秋季水质最差, 冬季较好。从营养化状态指数来看, 平村河为中度富营养化状态, 其余河流为中营养状态, 富营养化程度呈现春夏高, 冬季低的特点。对评价结果进行主成分分析, 结果表明刁江流域总氮最大的贡献者可能来源于居民的生活污水。     

黄河下游微污染水源微生物水质修复技术研究

胜利油田地处黄河下游,原水水质微污染情况较为严重,通过在水源地开展微生物水质修复技术研究,探索原水水质修复技术。     

水生态空间红线概念、划定方法及实证研究

我国面临着多方面、复杂的水生态问题:洪涝、干旱、水质污染、水生生境丧失以及人水关系日益疏远等等。解决这些问题,不能依赖单一目标的灰色工程方法,而必须从维护和保育水生态系统的完整性出发,来系统地解决问题。为此,如何定义一个相对完整的水生态系统的边界、划定维护其安全和健康的底线,即水生态空间红线,是用生态方法综合解决水问题的基础性的工作。研究提出了以保护水生态系统的综合生态服务为核心的水生态空间红线概念;提出了以水生态安全格局构建为基础的水生态空间红线划定方法和"水生态问题分析-水生态过程模拟和评价-水生态安全等级划分-水生态安全格局判定-水生态空间红线的划定"技术流程,分别划定水资源供给保护、水文调节保护、水生命支持和水文化保护四种类型的水生态保护空间红线,在此基础上,整合为综合的水生态空间红线,它呈现为对水生态过程具有关键意义的点、线、面和空间联系所构成的空间格局,并以雁栖湖流域为例进行了实证研究。     

人类活动影响下唐山湾近岸海域营养盐及其结构变化

根据获取的唐山湾海域1995-2012年25个站位现场观测数据和资料,基于主成分分析(PCA)对人类活动影响下唐山湾海域营养盐及其结构变化进行研究.结果表明:在人类活动影响下,近20年唐山湾海域无机氮(DIN)呈现明显的增长趋势,磷酸盐(PO_4~(3-)-P)、硅酸盐(SiO_3~(2-)-Si)则呈下降趋势;平均N:P由1995年的3.0增长到2012年的26.0,而Si:N则呈下降趋势,海水营养盐结构发生了明显的变化.据此利用主成分分析识别水质变化,共提取了2个主成分,第1主成分以DIN、NO_3~--N、NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P和NO_2~--N为代表,解释了71.5%的方差;第2主成分以叶绿素(Chl a)和SiO_3~(2-)-Si为代表,解释了21.8%的方差,说明唐山湾水质变化主要与DIN、PO_4~(3-)-P因子变化关系密切.2个主成分得分揭示了人类活动影响下唐山湾水质年际变化趋势,即由1995-2005年开发前及开发初期的N限制向2007年开发后的P限制转变.人类活动影响下唐山湾海域营养盐及其结构已经发生了明显变化,这种变化尤其是无机氮含量的增加,需要引起高度关注.     

珠江佛山与广州交界河段潮水河水质水量监测与评价

受潮汐的影响,潮水河中污染物的迁移和变化规律极其复杂。针对这一问题,开展如何布设合理的监测断面,制定合乎潮汐规律的潮水河水质水量同步监测方案等方面的研究,更好地为摸清潮水河段的污染物输入量以及河流的水质状况服务。通过对佛山与广州交界潮水河段水质水量的同步监测发现:该区域日化学需氧量输入量为288.8t,日氨氮输入量为88.8t;采用代表时段法计算出污染物的输入量及采用单项指标法评价潮水河水体现状比较可靠、合理;纳污量超过河段环境容量是导致水质不断恶化的原因;加强交界河段上游地区面污染治理,建立重点取水水源地水质自动监测站,对水源地水质状况实时监测,是保证不同季节取水安全的有效措施。     

元阳梯田区全福庄小流域水质分析与评价

以全福庄小流域为研究对象,在对元阳梯田区农业生产和环境现状调查的基础上,根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002),通过科学的采集水样,结合当地农业生产实际情况和实验室条件,选取pH、COD、总氮、总磷、硝氮、氨氮、正磷酸盐等七项水质指标,严格按照国家标准进行实验测定,并采用综合指数法对选取的元阳梯田区五处采样点(森林水源地、梯田出水口、梯田入水口、全福庄小寨、河流入水口)的水质进行综合评价。分析结果为：五个采样点的pH 指标处于Ⅰ～Ⅴ类之间;其COD、氨氮、硝氮等指标均处于Ⅰ～Ⅱ类之间;梯田出水口总磷超过Ⅴ类标准,其他采样点指标等级均处于Ⅰ～Ⅲ类之间;梯田出水口总氮超过Ⅱ类标准,其他采样点指标等级均处于Ⅰ～Ⅱ类之间。评价结果为：研究区水质总体处于Ⅰ～Ⅱ类之间,这是由于梯田灌区的水历经森林、土壤、甚至岩层的净化作用,整体水质较好,其中梯田出水口水质达到Ⅲ类水,属轻度污染。     

iQPR法处理水对SD鼠生物安全性的研究

iQPR技术处理污水是一项新型尖端的技术,此技术可以成功降低污水乃至受到污染的地下水中的各种污染指标。但是,iQPR技术处理污水尤其是地下水是否存在潜在的生物安全性问题有待于进一步研究。因此,为评估iQPR技术对生物安全性的影响,本研究首先分析了三种不同iQPR法处理水的水质成分;其次系统研究了iQPR水对SD鼠在个体水平、组织水平和病理形态学损伤的研究。研究表明:iQPR处理的水质成分较对照组普通饮用水好,在个体组织水平检测未见异常,尽管其中一组iQPR处理水造成了SD鼠的脾小体增大,但是可能的原因是水处理环节存在微生物污染现象,因此,初步认定此技术未造成SD大鼠的个体损伤。本研究为揭示iQPR处理的水对生物体的安全性评价提供一个理论依据。     

黄土高原集水农业研究进展

回顾了黄土高原集水农业理论与技术体系的研究成果．分析评价了集水农业的研究进展。随着黄土高原集水农业研究方法的改进、研究内容的深入、研究领域的扩充．提出了广义性集水农业研究范畴。在黄土高原集水农业理论研究的基础上．应加强微集雨微灌溉应用技术、现代集雨技术、计算机控制技术与集雨网络等高新技术手段的技术集成．以提高雨水汇集与利用效率。同时．黄土高原集水农业的研究已经从微生境条件下的农业生态系统延伸至区域生态环境保育。利用汇集雨水合理调配生态用水．进行小流域综合治理。农林牧综合发展。生态环境重建的集水型生态农业是黄土高原集水农业的发展趋势。     

Health Risk Assessment of Domestic Roof Water Harvesting Using Failure Mode and Effects Analysis: Evidence from Nagaur,Rajasthan, India

This article is crafted around assessment and analysis of health risks associated with domestic rooftop water harvesting in India, with the prime objective of bringing to the forefront the deterrent issues and challenges in rainwater harvesting in general and domestic rooftop water harvesting in particular. This is based on a study on health risk assessment of a domestic rooftop water harvesting project conducted in the Nagaur district of Rajasthan, India, providing a critical reflection and exemplifying the prevalent scenario in the arid regions of the world. The methodology used for deriving the conclusions is failure mode and effects analysis. A set of risks were graded according to their severity based on their risk priority number scores evolved, including various contaminants polluting the harvested rainwater. The findings bear implications for planning of reconstructive changes to be incorporated and thus providing the necessary outlook for effective alleviation of the deterrents and make rainwater harvesting the premium solution for realization of the Millennium Development Goals by providing access to safe drinking water to the populace chiefly in the developing countries where the problem of scarce safe water is grave.     

山地果园集雨-壤中防渗对水分入渗、分布和利用率的影响

集雨-壤中防渗技术是在起垄覆膜垄沟覆草技术的基础上提出的一项新技术.为了探讨集雨-壤中防渗技术在陕北黄土丘陵区山地果园的应用效果,在米脂县党塔苹果科技示范基地山地红富士苹果园布设对照(CK)、黄绵土夯实防渗(L_1)、红黏土防渗(R_1)、红黏土夯实防渗(R_2)4种处理,测定了不同防渗层类型的土壤容重、稳渗率以及不同处理的土壤水分、果实品质、产量和水分利用率.结果表明:红黏土夯实防渗层防渗效果最好,其土壤容重(1.61g·cm^-3)最高,持水量最低,稳定入渗率(0.02 mm·min^-1)最小,采用Kostiakov经验公式方程能很好地模拟不同防渗处理水分入渗特征.在整个苹果生长季节,不同防渗处理均能提高集雨沟下0~60 cm土层的土壤含水量,其中,R_2的含水量始终最高,在旱季可以达到苹果树生长发育适宜的含水量标准;壤中防渗处理60 cm土层以下20~30 cm范围内存在一个明显的"低湿层",但低湿层至200 cm土层的土壤含水量变化趋势较为稳定,较CK略有增加;集雨-壤中防渗处理能够提高果实产量和水分利用率、改善品质.其中,R_2处理的产量比CK提高了19.2%,优果率提高了26.5%,水分利用效率提高了24.5%.建议陕北黄土丘陵区山地苹果生产中大力推广集雨-壤中防渗技术.     

北方半干旱集雨补灌旱作区节水农业发展模式

内蒙古准格尔旗集雨补灌旱作节水农业示范区地处黄土高原北部砒砂岩区,是我国水土流失最严重地区之一,集雨补灌是缓解当地干旱缺水的唯一途径.目前该区很多地方雨水收集利用缺乏整体研究,工程规划和生产布局有一定盲目性.在分析准格尔旗示范区生态、经济、社会等条件的基础上,总结出以集雨补灌为中心的旱作增产技术体系,确定了集雨高效种植型、集雨生态畜牧型和庭院集雨经济型3种模式,提出了示范区雨水综合利用需水量标准,并对3种模式在示范区运行3年来的经济、社会和生态效果进行了评价.     

半干旱黄土高原集水高效旱地农业的发展

黄土高原半干旱区传统水土保持型农业的发展已有数十年的历程,已基本趋于成熟,但对水肥热的菌控能力很低,难于发展高附加值作物生产,因此生产效益低下,难以走上良性怅的轨道,不能解决目前遇到的实际问题,通过近几年来的探索,认为,在不上保持农业的基础上,进一步发展雨养农业最有效的途径不是人工富集天然降水,将富集的降水用于农业生产,可以大大大提高降水的利用效率和生产效益,这就是集水农业,是今后半干旱区雨养农业     

Environmental analysis of rainwater harvesting infrastructures in diffuse and compact urban models of Mediterranean climate

Purpose  

At present, many urban areas in Mediterranean climates are coping with water scarcity, facing a growing water demand and a limited conventional water supply. Urban design and planning has so far largely neglected the benefits of rainwater harvesting (RWH) in the context of a sustainable management of this resource. Therefore, the purpose of this study was to identify the most environmentally friendly strategy for rainwater utilization in Mediterranean urban environments of different densities.     

Flood mapping with remote sensing and hydrochemistry: A new method to distinguish the origin of flood water during floods

River flooding is important for the ecological functioning of river floodplains. It is implicitly assumed that in many river floodplains during floods, river water is spreading all over the floodplain. We hypothesize that during flood events a spatial distribution of water types exists, which is correlated to different water sources (river water, atmospheric water and groundwater) and to the spatial distribution of vegetation types. The objective of this paper is to assess a new methodology to determine the extent of flooding and the spatial distribution of different water sources during the flood, using GPS, multispectral remote sensing and hydrochemical analyses. This methodology is applied to the Biebrza River Lower Basin, which has little human impact. Remote sensing resulted in a map distinguishing inundated areas from dry areas, which showed 85% agreement with GPS field measurements. Principal Component Analyses and Cluster Analyses on the measured water chemistry identified different water sources during the flood (river water, groundwater, rainwater) and showed the effects of human impact on water quality. River flood water dominated the entire inundation zone in the northern Lower Basin, which is narrower and steeper than the southern Lower Basin where groundwater and rainwater were significant contributors to the major part of the inundated area. Vegetation in the river flood zone is distinctly different from the rest of the floodplain. Due to mixing of ground- and rainwater, correlation analyses between vegetation and water type were not possible outside the river flood zone. The new methodology is effective in distinguishing inundated areas from dry regions and in separating river flood water from other water sources during a flood.     

石灰岩地区连片出露石丛生境植物水分来源的季节性差异

以桂西北石灰岩地区连片出露石丛生境次生林群落为研究对象, 运用稳定性氢氧同位素技术结合IsoSource模型, 分析了5种典型植物(半落叶乔木粉苹婆(Sterculia euosma)、落叶乔木菜豆树(Radermachera sinica)、常绿灌木鹅掌柴(Schefflera octophylla)以及落叶灌木红背山麻杆(Alchornea trewioides)和紫弹树(Celtis biondii))水分来源的季节性差异。结果表明: 雨季, 除鹅掌柴同时利用部分前期雨水外, 其余4种植物均主要利用最近15天内的雨水(利用比例的平均值之和均超过80%)。旱季, 5种植物均主要利用最近一次雨水与前期雨水(一个月前)的混合(利用比例的平均值之和均超过80%), 其中乔木和常绿灌木对前期雨水的利用比例更高(利用比例的平均值均超过50%)。植被良好的石灰岩连片出露石丛生境中, 植物主要以不同时期的雨水为主要水源, 这可能与石灰岩发育的裂隙及其储水能力有关。储存在裂隙中的雨水通过植物蒸腾的方式返回大气, 这一良好的水文循环过程应得到充分的保护。     

北京城市绿地调蓄雨水径流功能及其价值评估

随着城市化进程的加快,城区不透水面积急剧增加,改变了城市自然水循环。充分认识与发挥城市绿地调蓄雨水径流的积极作用,对于城市生态环境的改善和绿地资源的建设管理具有重要意义。本文以2009年北京城市园林绿地调查数据为基础,采用径流系数法和影子价格法评估了绿地调蓄雨水径流的功能及其价值。结果表明：2009年北京城市绿地生态系统调蓄雨水径流1.54亿m3,单位面积绿地调蓄雨水径流2494 m3/hm2;绿地年调蓄雨水径流价值13.44亿元,约合2.18万元/hm2;不同区县绿地调蓄雨水功能主要受其面积影响,朝阳区绿地调蓄雨水径流及其价值量最高,其次为海淀区、顺义区、丰台区区和通州区绿地,而密云县、怀柔区和门头沟区绿地调蓄雨水径流能力及其价值较低。本研究对于认识北京城市绿地的功能与价值、促进城市绿地的科学管理和建设维护具有一定的指导意义。     

Reducing Occurrence of Giardia duodenalis in Children Living in Semiarid Regions: Impact of a Large Scale Rainwater Harvesting Initiative

Background

In Brazil, about two million people living in rural semiarid regions were benefited with the construction of rainwater cement cisterns, as an initiative from the program “One Million Cisterns” (P1MC). Nevertheless, few epidemiological studies have been conducted to assess health risks or protection effects associated with consumption of this water source. The aim of this study was to evaluate whether access to rainwater harvesting cisterns is associated with the decrease in the occurrence of Giardia duodenalis infections in children, compared to other children living in households supplied by other water sources.

Methodology/Principal Findings

A quasi-experimental study with two concurrent cohorts was developed in two rural municipalities of the semiarid region of Brazil. A sample of 664 children, aged between 4 months and 5 years old, was followed up, of which 332 had access to rainwater cisterns (cistern group) and 332 did not, having water supplied from alternative sources (comparison group). In a period of approximately one year (2010) intestinal parasites were investigated in feces three times. The prevalence of G. duodenalis in children from the cistern group ranged from 4.8 to 10.5%, while the prevalence in the comparison group ranged from 7.6 to 16.7%. Multivariate analysis (GEE) showed a higher risk of G. duodenalis infection in children who did not have access to rainwater cisterns, when compared to children who did (OR 1.72; 95% CI 1.14–2.59). The other variables associated with G. duodenalis infection were: number of rooms per house (OR 0.89; 95% CI 0.80–0.99); family income (OR0.48; 95% CI 0.26–0.88); birth order (OR 1.72; 95% CI 1.17–2.51); preterm children (OR 1.70; 95% CI 1.19–2.43); and improper hand hygiene prior to food preparation (OR 4.78; 95% CI 1.95–11.76).

Conclusions/Significance

Ownership of a rainwater cistern is associated with a lower prevalence of G. duodenalis infection in children after adjustment for environmental and family-related factors. Nevertheless, the study suggests the necessity to complement physical interventions with actions related to personal and domestic hygiene to enable further reductions in parasite infections affecting mainly the underprivileged populations.