内容简介
本书针对强人为干扰下海河流域水资源短缺、水环境恶化和生态系统退化复合型环境问题，如何实现水循环科学调控和水资源利用这一关键基础科学问题，以本领域研究成果和优化整合流域模型为理论和方法支撑，全面系统地从点（流域生态单元）、线（水系）、面（流域）三个不同的尺度，开展海河流域水环境问题的深层次机理与解决对策的研究，揭示海河流域水环境变化规律和水污染与水循环耦合机理；探讨海河流域水污染的形成机理，针对不同的水环境问题和演变机制，探索流域、水系以及生态单元不同尺度下水污染防治技术，构建面向海河流域水环境改善和生态恢复的技术集成与优化模型，建立水污染防治调控方案库。对于探索流域尺度下水环境变化机制具有新的启示和重要的学术价值，为提升我国流域水环境管理水平和满足国家在流域水环境管理方面的需要提供重要的科学依据。
目录
目 录
总序
序
前言
第1章 海河流域常规污染特征及演变趋势分析 1
1.1 流域水体污染特征 1
1.1.1 不同水质类型河长年度分布 1
1.1.2 河系主要超标污染物类型 3
1.1.3 不同水期河系污染分析 3
1.2 分水系、河系水体污染特征 5
1.2.1 分水系水体污染特征 5
1.2.2 分河系水体污染特征 6
1.3 分省河系水质变化趋势 15
1.4 主要水库水质变化趋势 17
1.4.1 海河流域主要水库简介 17
1.4.2 主要水库水质变化趋势分析 19
1.4.3 主要水库营养程度分析 19
1.5 流域供排水量变化特征 21
1.5.1 总供、用水量概念 21
1.5.2 总供用水、排水统计 22
1.6 流域重点水功能区水质变化趋势分析 24
1.6.1 水功能区及海河水功能区 24
1.6.2 重点水功能区水质变化趋势分析 24
1.7 小结 25
第2章 海河流域特征污染物及其时空分布规律 27
2.1 海河流域特征 27
2.2 海河流域特征污染物筛选及提出 29
2.2.1 重金属 29
2.2.2 持久性有机污染物(POPs) 31
2.3 海河流域特征污染物的时空变化规律 31
2.3.1 海河流域典型生态单元重金属环境质量等级 31
2.3.2 海河流域典型POPs时空分布 33
2.4 海河流域河口营养水平及特征污染物的时空分布规律 34
2.4.1 营养物质时空变化 35
2.4.2 重金属污染时空变化规律 39
2.4.3 多环芳烃污染的时空变化规律 48
2.5 典型水系污染物的时空变化规律 55
2.5.1 滦河重金属污染时空变化规律 55
2.5.2 滦河多环芳烃污染的时空变化规律 57
2.6 典型河段污染物的空间分异规律 58
2.6.1 滏阳河常规污染物 59
2.6.2 滏阳河水系重金属污染空间分布规律 61
2.6.3 滏阳河多环芳烃与农药类污染空间分布规律 64
2.6.4 滏阳河水系环境激素类污染物空间分布规律 67
2.7 小结 69
第3章 鱼类种群对复合污染的生态效应 70
3.1 环境模拟设计 70
3.1.1 方案设计 71
3.1.2 实验装置 72
3.1.3 样品采集 73
3.1.4 鱼类及暴露浓度筛选 73
3.2 指标测定方法 74
3.2.1 水体污染指标测定方法 74
3.2.2 鱼类暴露指标测定方法 75
3.3 污染物测试结果 78
3.4 锦鲤对复合污染的响应 79
3.4.1 体长与体重变化 79
3.4.2 抗氧化系统对污染的响应 80
3.4.3 神经系统对污染的响应 82
3.4.4 污染代谢指标对污染的响应 82
3.5 稀有鮈鲫对复合污染的响应 84
3.5.1 抗氧化系统对污染物的响应 84
3.5.2 神经系统对污染物的响应 95
3.5.3 代谢指标对污染物的响应 97
3.5.4 对污染物的生态响应 103
3.6 稀有鮈鲫酶活性指标对水质状况的响应机制 104
3.6.1 酶活性指标对不同污染因子的响应 104
3.6.2 酶活性生物指标指数的建立 105
3.6.3 基于酶活性生物指数的评价 108
3.7 小结 108
第4章 人工生物膜群落对人为干扰的响应 110
4.1 子流域生物膜群落年内变化 110
4.2 人工生物膜群落特征空间变化 114
4.2.1 流域上下游的变化 115
4.2.2 不同生态单元间的变化 117
4.3 人工生物膜群落对于复合污染的响应 120
4.3.1 白洋淀流域水质参数 120
4.3.2 对复合污染的响应 121
4.4 生物膜群落对流域土地利用与景观格局的响应 143
4.4.1 对白洋淀湿地土地利用的响应 147
4.4.2 对景观格局的响应 155
摘要与插图
第1章海河流域常规污染特征及演变趋势分析
海河流域包括海河北系、海河南系、滦河和徒骇马颊河四大水系.并可继续划分为七大河系、十条骨干河流.海河水系 (海河北系、海河南系 )是主要水系.由北部的北三河 (蓟运河、潮白河、北运河)、永定河和南部的大清河、子牙河、漳卫河组成.滦河水系包括滦河及冀东沿海诸河.徒骇马颊河水系位于流域部.为单独入海的平原河道.
海河流域地表水的污染主要来源于工业废水和生活污水.凡流经城镇和工矿企业集中地区的河流.均受到不同程度的污染.主要原因是本流域污水排放量大.河流的径流量小.水体自净能力差.在本研究中.海河流域各水系水体的常规污染特征评价标准主要采用 .地面水环境质量标准 .(GB3838—2002)和 .地下水质量标准 .(GB /T14848—93)进行.2002年以后主要依据 .地面水环境质量标准 .(GB3838—2002).此前则主要按照 .地面水环境质量标准 .(GB3838—88)和 .生活饮用水卫生标准.水体水质评价指标主要包括水温、pH、溶解氧(DO)、高锰酸盐指数(CODMn)、化学需氧量(COD)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮、总磷(TP)、总氮(TN)、铜(Cu)、锌(Zn)、氟化物(F)、砷(As)、汞(Hg)、Cs (Cd)、Cr (Cr6＋)、铅(Pb)、、挥发酚、石油类、硫化物和大肠菌群22个项目.集中式生活用水、地表水源地补充评价硫酸盐、氯化物、硝酸盐、Fe、Mn5项.评价方法主要采用单因子评价法.
本章主要基于海河流域水资源保护局发布的 .海河流域水资源公报.、 .海河流域水资源质量年报.、 .海河流域重点水功能区水质状况通报.、 .海河流域省界水体水环境质量状况通报 .以及水利部发布的 .中国水资源质量公报 .等相关数据、报告.探讨海河流域1998~2012年各水系、河系、水库水体的常规污染特征及演变趋势.
1.1 流域水体污染特征
海河流域水体主要由河流、湖泊和水库组成.其中以河流占据主导地位.通常.湖泊水库整体上水质相对较好.而流经城市的河流以城市污水或污水处理厂出水为主要水源.污染相对严重.为此.本节主要以海河流域众多河流为研究对象.探讨其污染特征.进而分析海河流域水体的逐年污染特征以及演变趋势.
1.1.1 不同水质类型河长年度分布
为综合评估海河流域不同河系的水质污染程度.本节计算了河海流域七大河系中不同
水质类型河长.分析了不同类型水质河长的分布特征及年度演变特征.见表1￣1.
表1￣1 海河流域各水质类型河长比例的年度分布特征
年份 评价河长 /km Ⅰ、 Ⅱ类比例 /％ Ⅲ比例 /％ Ⅳ比例 /％ Ⅴ类比例 /％ 劣Ⅴ类比例 /％
1998 9951 11 14 10 65
1999 7151 21 22 10 47
2000 11278 13 .7 19 .8 8.9 57 .6
2001 10076 16 23 15 46
2002 7151 21 22 10 47
2003 7918 15 24 7 54
2004 11670 .3 18 .9 21 .7 7.7 51 .7
2005 11808 .1 22 .6 17 .6 6.1 53 .7
2006 11640 .6 14 .6 16 .3 14 .9 54 .6
2007 11819 .3 15 .8 11 .8 15 .3 57 .1
2008 12996 .2 22 13 .2 12 .9 51 .9
2009 12789 .9 35 .3 13 .2 51 .5
2010 12679 .8 37 .2 14 .6 48 .2
2011 14088 .6 36 .2 12 .8 51
由表1￣1可知.1998 ~2011年.评价河长呈增加趋势.这可能与社会对污染的重视以及经济、监测水平的提高有关.以 .地面水环境质量标准. (GB3838—88)以及 .地面水环境质量标准. (GB3838—2002) Ⅲ类水为划分依据.水质劣于 Ⅲ类水为受污染河水.由表1￣1可以看出.1998~2011年.受污染河长所占总河长的比例分别为75％、57％、66 .5％、61％、57％、61％、59 .4％、59 .8％、69 .5％、72 .4％、74 .4％、64 .7％、62 .8％、63 .8％.海河流域近60％以上的河段已经污染.形势
