吡虫啉的本土物种敏感性分布及水质基准研究

吡虫啉是一种新烟碱类杀虫剂,环境中吡虫啉的残留会对水生生物产生潜在的慢性毒害作用,然而我国目前尚缺乏吡虫啉的淡水水生生物基准。为了构建吡虫啉的水质基准以及评估其对本土水生物种的生态风险,搜集筛选了吡虫啉对我国本土淡水水生生物的急慢性毒性数据,获得了来自5门14科的共21种急性毒性数据和来自5门11科的共15种慢性毒性数据。选取Log-normal和Log-logistic两种分布模型分别对毒性数据进行拟合以得到吡虫啉的物种敏感性分布。拟合优度检验结果表明Log-normal分布对急性和慢性数据均有更好的拟合效果。吡虫啉对我国本土水生物种的短期水质基准为6.95 μg/L,长期水质基准为0.47 μg/L,可作为保护我国水生生物的水质基准。采用风险商值法评估了吡虫啉在我国主要流域地表水的生态风险,结果显示研究区所包括流域地表水中78.95%的水体为低风险水体,15.79%的水体为中风险水体。本研究结论可为吡虫啉水质标准制定、水生生物保护和水生态环境管理提供科学依据。     

基于筛分水平浓度法的洞庭湖沉积物质量基准初步分析

基于2013 2015年调查获取的129个洞庭湖表层沉积物和底栖生物的调查数据,应用筛分水平浓度法初步探讨了洞庭湖沉积物几种重金属沉积物质量基准的推荐值.结果表明,洞庭湖沉积物砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、铅(Pb)和锌(Zn)含量均值为17.2、2.63、56.9、32.4、38.4和96.3 mg/kg(DW);筛分水平浓度法获取的洞庭湖沉积物As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn质量基准分别为11.97、1.13、42.03、19.17、23.63和67.54 mg/kg(DW).通过与不同国家及地区指定的重金属质量基准推荐值以及本地区采用其他方法推导的重金属基准推荐值进行比较,推算出本研究获取的6种重金属沉积物质量基准推荐值接近所有数据的中间值.对于洞庭湖流域,不同方法获取的沉积物重金属质量基准具有可比性.然而,鉴于用于推导沉积物质量基准的数据采集涉及的区域较为有限,且除了重金属污染外,影响底栖生物分布的因素较为复杂,导致获取的沉积物重金属质量基准推荐值存在一定的不确定性.     

中国苯系物淡水水质基准推荐值的探讨

本研究收集和筛选了淡水水生生物的苯系物(包括苯、甲苯、乙苯和二甲苯)的急性和慢性毒性数据,利用毒性百分数排序法(TPR)和物种敏感度分布法(SSD)推算了保护中国淡水生态系统水生生物的4种苯系物水质基准推荐值,并讨论了开展混合物联合基准值研究的重要性.TPR法推导得到的苯、甲苯、乙苯和二甲苯的急性基准值分别为3.57、2.01、1.03和1.24mg L~(-1),慢性基准值分别为0.713、0.633、0.157和0.229mg L~(-1).SSD法利用评估模型E_TX 2.0、BurrliOZ 2.0和SSD Generator V1开展研究,推算得到的苯、甲苯、乙苯和二甲苯急性基准值分别为3.03、2.82、1.56和1.49mg L~(-1),4.25、2.90、0.850和1.55mg L~(-1),以及2.93、2.82、1.49和1.47mg L~(-1);慢性基准值分别为0.303、0.067、0.270和0.400mg L~(-1),0.425、0.085、0.500和0.495mg L~(-1),以及0.293、0.057、0.250和0.400mg L~(-1).不同方法推导的结果存在差异,但是基本上都是在同一数量级内.该研究结果与中国标准和国外基准值进行了对比,可为中国苯系物水质标准的制修订和环境管理提供科学依据与支撑.     

江汉湖群基准环境与现代环境中的摇蚊属种组合变化

了解湖泊生态系统基准环境和历史演变规律是进行湖泊生态环境保护和管理的关键.本文研究江汉湖群32个浅水湖泊现代环境和基准环境下的摇蚊组合特征,分析摇蚊组合变化的趋势和影响因素,并探讨了江汉湖群生态和营养参考值.研究发现Paratanytarsus penicillatus-type、Microchironomus tener-type、Cricotopus sylvestris-type、Polypedilum nubifertype、Dicrotendipes nervosus-type、Procladius等为基准环境下的摇蚊优势种.现代环境中Chironomus plumosus-type、Microchironomus tabarui-type、Procladius、Tanypus、Propsilocerus akamusi-type等富营养种明显增多.摇蚊组合CONISS聚类分析结果表明,32个湖泊主要分为3类,其中21个湖泊(第Ⅰ、Ⅱ类)的摇蚊属种与基准环境相比发生了显著变化,主要原因是流域营养盐输入和水生植被的破坏.本研究介绍了摇蚊古生态研究在重建湖泊基准环境方面的应用,并为湖泊管理和生态修复提供参考数据.     

基于多指标综合评分法筛选地表水环境优先污染物——以湖北涨渡湖为例

人类活动和社会经济迅速发展导致大量化学品排放进入地表水环境,对水生生态系统和人类健康产生诸多不利影响,如何从众多的化学品中筛选识别出具有潜在危害的优先污染物是水污染治理和管控的关键.本研究基于污染物环境暴露水平、持久性、生物累积性、生态风险和人体健康风险5个评价参数,构建多指标综合评分法定量筛选识别地表水环境优先污染物类别,并应用于涨渡湖水体中优先污染物清单的建立.污染物环境暴露水平基于靶向分析综合考虑了污染物环境实测浓度和检出频率.目标污染物持久性和生物累积性毒害性参数分别采用生物降解系数和正辛醇-水分配系数来表征.此外在物种敏感度分布法和评估因子法的基础上计算生态风险熵以定量表征生态风险,人体健康风险则由终生致癌风险指数或危害指数来表征.基于该多指标综合评分法可于涨渡湖水体7类151种特征污染物中筛查出41种优先污染物,主要包括11种多氯联苯、8种有机氯农药、6种多环芳烃、4种邻苯二甲酸酯、4种挥发性有机物和8种金属元素.鉴于不同地表水环境污染状况不同,通过多指标综合评分法可建立因地制宜的优先污染物清单,从而有利于形成以保护水生生物和人类健康为最终目标的优先污染物水质基准,为地表水环境污染物管控及治理提供方法学支撑和科学依据.     

淡水沉积物环境质量基准差异分析

对现有淡水沉积物环境质量基准进行了分类比较,通过对各种基准不同污染物的基准低值、基准高值以及灰色区域的对比分析,探讨现有基准间存在的差异以及造成差异的原因.结果表明,现有各基准低值和高值问分别存在2倍到15倍,4倍到29倍的较大差异,各基准均存在较大的灰色区域.造成差异的原因主要是影响污染物生物有效性因素的复杂性,以及基准建立方法的不确定性等.     

湖泊生态修复基准环境的制定:古生态学面临的机遇

全球范围内的湖泊生态环境均出现了不同程度的退化,对其进行生态修复的最终目的,就是要将受损的生态系统尽量恢复到人类干扰前或接近人类干扰前的生态状况,即基准环境.湖泊生态系统是长期演化的产物,其形成及演化机制必须从历史的视角加以考察,因此基于湖泊沉积物的古生态学技术在制定基准环境方面有着独特的优势.本文从基准环境的定义、建立的常用方法、基本特征和典型应用几个方面介绍了古生态学手段在湖泊生态修复中的应用,提出中国今后利用古生态学手段在水环境治理工作的应用前景.     

太湖东部不同类型湖区底泥疏浚的生态效应

为研究底泥生态疏浚对太湖东部不同类型湖区水生生态系统的影响,2012年8月于东太湖养殖湖区和胥口湾草型湖区采集沉积物和生物样品,分析疏浚对底泥污染控制、水质改善以及各生物群落结构的影响.结果表明,底泥疏浚能有效去除表层沉积物中的营养物质,降低底泥重金属含量及其潜在生态风险,但底泥疏浚对不同类型湖区水质和生物群落结构的影响存在明显差别.在富营养化较严重的东太湖养殖湖区,底泥疏浚达到了一定的改善水质的效果,浮游植物密度、生物量均不同程度降低,且群落中蓝藻所占比例下降;水生植物和底栖动物群落也在较短时间内得到恢复;胥口湾草型湖区的底泥疏浚则破坏了原先良好的水生植物群落,造成湖区整体水质下降,各主要生物类群的恢复相对缓慢.     

不同高程基准位差计算的严密理论研究

高程基准是大地测量参考框架的重要组成部分,也是数字地球基础框架的重要内容.但目前各个国家或地区使用的大多是局部高程基准,这严重影响了地球信息数据的全球共享机制.本文利用高程基准与重力位之间的关系,推导了不同高程系统之间的严密位差计算公式和近似计算公式.该理论将为我国和全球高程基准的统一提供理论支持.     

四川宜宾6.0级地震对北斗地基增强基准站稳定性的短期影响

通过收集2019年6月17日宜宾长宁6.0级地震震源附近北斗地基增强系统基准站前后一个月的观测数据,研究探讨短时间内地震对北斗地基增强基准站坐标稳定性的影响。通过数据对比发现宜宾地震对基准站坐标影响与基准站和震源断裂带的相对方位有较大关联。震源周围基准站间基线的变化说明基准站稳定性在较短时间跨度内受到较为明显的地震影响,对北斗地基增强框架网整体稳定性具有一定的扰动,进一步论证了建立北斗地基增强框架网基准站稳定性监控系统的必要性。     

Development of marine water quality criteria for the USA

The US Environmental Protection Agency has developed guidelines for deriving numerical national water quality criteria for the protection of aquatic organisms and their uses. These guidelines provide the method for deriving water quality criteria, including minimum data base requirements, data evaluation procedures, and calculations. The guidelines have been in place for a long time, and states have used them to derive water quality standards for their water bodies. More recent efforts have been directed towards the development of technical guidance based on the concept that bioassessment and biocriteria programs for estuaries and near coastal waters are interrelated and are critical components of comprehensive water resource protection and management. This is a holistic approach to protection and management, integrating biological assessments into traditional chemical and physical evaluations and augmenting the established water quality criteria. The method for deriving water quality criteria and the approach for biocriteria development for marine systems are described.     

Integrative assessment of coastal pollution: Development and evaluation of sediment quality criteria from chemical contamination and ecotoxicological data

Elutriate embryo-larval bioassays with sea-urchins (Paracentrotus lividus) were conducted concurrently with chemical analyses of sediments and biota as part of an integrative assessment of pollution in highly productive coastal regions. High metal contents and organic compounds in sediments and mussels were found in localised areas from the inner part of the estuaries indicating a clear anthropogenic influence. In particular, average maximum concentrations of 2803 mg Cu/kg dw, 776 mg Pb/kg dw, 2.5 mg Hg/kg dw and 5803 μg ∑₇PAHs/kg dw were measured in sediments from the most polluted sites. Significant correlations were observed between sediment chemistry and toxicity bioassays. Moreover, the Mantel test revealed a significant correlation (r_M=0.80; p<0.01) between sediment pollutant concentrations and toxicity data profiles. In addition, sediment quality criteria were used to help in the ecological interpretation of sediment chemistry data and to identify pollutants of concern. The toxicity bioassays identified polluted sites and quantified the level of toxicity, providing a cost-effective tool to complement the routine chemical monitoring currently conducted in European coastal waters with ecologically relevant information. This is in line with the recent European legislation that advocates the use of biological tools with the ultimate aim of protecting marine resources from anthropogenic substances that will affect their sensitive early life stages.     

最大准则优化技术在贴体网格中的应用

贴体网格在地质数值模拟中具有广阔的应用前景,为解决贴体网格生成时边界离散问题,提出了最大长度准则和最大面积准则,把曲线逼近和曲面网格优化问题转化为数学优化问题,为求解该问题,提出了改进的单粒子优化算法.试验表明,最大长度准则和最大面积准则的优化效果好于常规方法;以改进的单粒子优化算法求解该问题时,计算效率是智能单粒子优化算法的30倍左右（节点量为200）,从而实现最大长度准则和最大面积准则在贴体网格生成中的应用.针对最大面积准则优化曲面网格不能控制网格步长的情况,提出了限定步长的网格优化算法,使网格步长合理化,并通过实例验证了该算法的有效性.研究成果提供了生成贴体网格时边界优化准则和求解方法,对今后复杂边界的贴体网格生成具有重要意义.     

抗震结构破坏准则的历史沿革和发展趋势

本文详细讨论了现有抗震结构破坏评估准则并指出其不足和存在问题,深入研究了抗震结构破坏准则的基本思路和发展趋势。指出了由于结构地震响应从地面运动到结构性能两方面固有的随机性和不确定性,使基于性能的抗震设计应当在概率的基础上形成;破坏模型作为度量结构破坏程度的有效工具,也应当在概率基础上形成。     

华东地区中短期地震异常综合判据研究

通过对华东地区1990年以来5次中强以上地震震前异常变化的综合分析,探讨了b值,Ds,Dt,C(n)值,YH值,Σ(t)值震前异常形态,并归纳出华东地区中强地震发生前测震学中短期异常的综合判据:YH值高值异常(主要出现在震前3年前后)—b值低值异常(平均出现在震前2年前后)—C(n)、YH值低值异常(大体出现在震前1～2年前后)—Ds,Dt值低值异常、Σ(t)值低值异常、b值高值异常(主要出现在震前1年内或稍长)—发震的模式。     

Application of consequence-based design criteria in regions of moderate seismicity

Current design criteria and principles of earthquake engineering design are reviewed, including safety factors, probabilistic approach, and two-level and multi-level functional design ideas. The modern multi-functional idea is discussed in greater details. When designing a structure, its resistance to and the intensity of the earthquake action are considered. The consequence of failure of the structure is considered only through a rough and empirical factor of importance, ranging usually from 1.0 to 1.5. This paper suggests a method of “consequence-based design,” which considers the consequences of malfunctioning instead of simply an importance factor. The main argument for this method is that damage to a structure located in different types of societies may have very different consequences, which are dependant on its value and usefulness to the society and the seismicity in the region.     

地壳岩石剪切失稳的应力与应变准则

本文建立了岩石体膨胀起点与峰值点之间应力与应变关系的解析表达式,分别给出了其剪切失稳应力与应变准则.考虑到地壳岩石缓慢加载作用使其均匀性指标的减小效应,本文也分别给出了简化的适用于脆性破坏预测的应力与应变准则.实例表明该应变准则可用于崩塌与强震等脆性破坏问题的预测分析.