随机模拟暴露参数的地下饮用水中污染物健康风险评价

饮用水污染健康风险评价在参数确定,暴露评估与风险表征过程中均存在不确定性因素,分析评价过程中的不确定性有助于提高评价结果的准确性和科学性。应用Monte Carlo方法随机模拟风险评价的暴露参数,将模拟的部分暴露参数随机数组代入污染物摄入剂量计算模型和饮用水污染健康风险评价模型,对盘锦市六个饮用水源地地下水中化学致癌物和非致癌污染物通过不同暴露途径所致健康危害的风险率进行分析与计算。结果表明:化学致癌物对人体健康危害远大于非致癌物,非致癌物所致人体健康风险可以忽略。六个地下饮用水源地跨途径总致癌风险均超过人体最大可接受风险水平。污染物经饮水途径所致人体健康危害大于呼吸途径,呼吸途径所致人体健康风险可以忽略。水源地中大洼水源地存在的致癌风险率最大,其次是兴一和兴南水源地,盘山县的石山、高升和盘东水源地存在的致癌风险最小。     

海河流域大型水库饮用水水源地水环境安全评价及应用

对水库型水源地水环境安全评价的理论和方法进行研究,构建了基于驱动力-压力-状态-影响-风险模型(DPSIR)的水库型水源地水环境安全评价指标体系,综合评价指标体系包括了降水、污染物入库量、水质状态指标、水质达标率以及水华爆发影响因子5个方案,11项指标。将该指标体系应用于岳城水库水环境安全评价,其结论主要有:(1)该模型的驱动力是降水带入面源污染,压力是流域输入水库的污染负荷,状态指标是TN、TP以及COD_Mn等水质参数,影响指标是水库水质达标率,风险指标则是氮磷比、水温等;(2)岳城水库4、5、6和9月处于较安全状态,但由于受地表径流污染负荷影响,在7、8月处于预警状态。将评价结果与实际水环境安全状况进行比较,吻合程度好,因此该模型可应用于海河流域大型水库饮用水水源地水环境安全评价。     

安徽某城区主要饮用水源地水质健康风险评价

运用美国环境保护署推荐的健康风险评价模型,对2017年—2019年安徽某城区主要饮用水源地水质健康风险进行初步评价,结果显示:该城区南部三水厂和北部水厂地下饮用水源地通过饮水途径所致人体健康总风险值相差不大,在3.77×10-5～4.87×10-5之间,属于低—中风险以下风险;致癌物对人体健康的潜在危害主要是由六价铬和...     

鄂尔多斯盆地东北部天桥岩溶地下水区域模型与嵌套模型

如何评价陕北能源化工基地黄河西岸非完整岩溶水系统的地下水资源是一个难点。通过建立区域模型（1km×km）和嵌套水源地模型（100m×100m）,利用大尺度的区域模型为小尺度的精细水源地模型提供边界水头。通过6种不同的开采方案模拟的结果,分析了黄河西岸水源地开采对周边水源地和区域地下水系统的影响,确定了天桥岩溶系统中各子泉域之间的相互关系和万家寨水库蓄水对地下水循环补给的影响,评价黄河西岸水源地可开采资源量为60×104m3/d。     

山西饮用水水源地水质健康评估分析

汾河流域为山西省最大的地表水饮用水源地。本文基于熵指标法从水源地常规指标、湖库类型水源地特征指标和水源地常见有毒有害物质三方面,布设6个监测点对水源地2015-2017年水质变化特征进行分析,并根据分析结果进行水源质量和健康评估,建立水源风险评价体系。为保障区域饮用水安全提供了基础保障。     

均衡法评价地下水可开采量的风险率

有限数据样本量所关联的不确定性因素,对水资源评价结果的可靠度有着显著影响。在地下水源地勘查与运行过程中,地下水位变幅是一个具明显缓变性质的随机变量。以山东省济宁市承压水源地为例,利用水均衡法评价方法,基于模糊-随机模型,定量研究缓变随机变量在先验分布与后验分布条件下对评价结果的风险影响。结果表明:受不确定性因素时变特性的影响,水源地按勘查成果形成的计划开采量运行,将导致水源地形成过量开采的风险率由13.67%增加至15.75%;考虑不确定性因素时变特性影响,随机变量的不确定性区间由5.64减小到3.60;利用后验信息及时调整开采计划,可保障水源地的供水安全。     

ＲBCA 和 CLEA 模型在某污染场地健康风险评价中的对比研究

以某有机污染场地为例,对比分析了 ＲBCA 和 CLEA 模型评价原理和方法,并通过毒理学方法分析了评价结果与污染场地实际情况的符合程度。研究表明,两种模型在评价方法、适用范围方面存在差异,ＲBCA 模型适合需要综合考虑污染物在水、土、气中迁移转化的污染场地健康风险评价; CLEA 模型适合以摄入污染场地种植植物为主要暴露途径的健康风险评价。     

岩溶水源地安全供水的风险评价指标筛选——以娘子关泉水源地为例

以山西省阳泉市娘子关泉水源地为例,探索岩溶水源地评价指标体系的建立。在充分考虑娘子关泉水资源特点的基础上,结合DPSIR(驱动力-压力-状态-影响-响应)评价模型和针对岩溶含水层脆弱性的欧洲模式指标框架,建立评价指标备选集。首先选择专家咨询与实际情况相结合的综合分析方法,收集2011—2015年相关指标数据,对所有备选指标进行第一次筛选;然后运用主成分分析法对定量指标进行第二次指标筛选,并用主成分分析法对筛选结果的合理性进行验证;最终确定了涵盖社会、经济、环境、政策4个方面,包含5个准则层19个指标的娘子关泉岩溶水水源地安全供水风险评价指标体系。经过验证,筛选的指标具有合理性和适用性,根据该指标可有效识别水源地风险来源。     

西安市黑河水质健康风险评价

黑河是西安市最主要的地表饮用水源地。采用美国环保部推荐的健康风险评价模型,通过模型参数的本地化,对2006-2010年西安市黑河水环境中主要化学污染物的健康风险状况进行评价。评价结果表明：（1）黑河水环境中主要化学污染物对成人所致的健康风险度为3．43×10-5a-1,小于ICRP推荐的最大可接受风险值5×10-5a-1,但超过了瑞典、荷兰等国家的推荐值1×10-6a-1;对儿童所致的健康风险度为1．11×10-4a-1,大于ICRP推荐的最大可接受风险值,健康风险较大;（2）黑河水环境中的基因毒物质所致的健康风险远高于躯体毒物质,主要化学污染物所致健康风险的大小顺序为：Cr6＋〉Cd〉Pb〉氟化物〉NH3-N〉Zn〉Hg〉挥发酚;（3）基因毒物质、躯体毒物质对儿童所致的健康风险均是成人的3．24倍,儿童的水环境健康风险更大。     

张集水源地水质评价研究

分别采用基于熵权法的模糊综合评判法和EPA健康风险评价法对徐州市张集水源地进行水质评价。结果表明:采用基于熵权法的模糊综合评判法对水源地水质进行评价,10个监测点中,符合Ⅰ类水质的有9个,符合Ⅱ类水质的有1个,水源地水质较好;影响水源地水质的主要污染因子是亚硝酸盐、CODMn、氟化物、砷、硝酸盐、六价铬和铅;污染物的合计危害指数呈逐年增大的趋势,但均未超过1;针对水质问题,应加强点污染源的监察力度,保证废水达标排放,对农业进行产业结构调整,减少农药化肥的使用。     

陆地水循环过程的综合集成与模拟

在气候变化与人类活动的影响下,陆地水循环过程发生了明显改变,并导致了一系列资源环境问题。深入认识陆地水循环过程的变化机理,发展陆地水循环过程综合集成模拟技术,预估未来陆地水循环的变化趋势,是当前水循环研究面临的重要任务。主要关注人类活动影响下的大尺度(大河流域或大陆尺度)陆地表层系统水循环模拟,梳理了近年来陆地水循环过程综合集成与模拟相关的研究进展,指出当前大尺度陆地表层系统水循环模拟模型的主要问题是对自然过程与人类活动过程间相互作用描述不足,以及人类活动参数化方案的不完善。因此,完善人类活动参数化方案,构建陆地水循环过程的综合集成模型,是模拟研究的重要发展方向之一。同时,考虑多要素过程的综合集成模型有助于解释气候变化与人类用水活动影响水循环变化的关键机制,为探索变化环境下陆地水循环变化成因及其效应提供理论与实践基础,其结果将为区域水资源配置及应对全球变化的战略决策提供科学依据。     

一种新的平原河网水质模型——组合单元水质模型

根据平原河网的水力、水质特性,论述了用单元划分法求解单元水质特性的可行性,首次提出并建立了平原河网组合单元水质模型,并将该模型应用于江苏某河网的水质计算,取得了满意的成果。     

Integrated Water Systems Model for Terrestrial Water Cycle Simulation

The terrestrial water cycle is influenced by a wide range of climatic variables and human disturbances. In the era of the Anthropocene, when humans drive the changes in atmospheric and hydrological processes in river basins, there is an urgent need to include human impacts in the study of the terrestrial water cycle. This paper focused on the large-scale hydrological modeling which takes account of human impacts, reviewed the research progress of the natural and human-induced changes in the terrestrial water cycle and the development of comprehensive terrestrial hydrological models in recent years, and proposed that an integrated water system model with human-related processes such as crop water demand model, engineering regulation and social water demand, be the key to large-scale water cycle simulations under changing environment. Based on the existing large-scale land surface hydrological model, there is a need to put forward the integration of the human-related processes. A comprehensive integrated water system model that considers multi-processes can help us to understand the key mechanisms of how climate change and human activity influence the regional water cycle. It also provides a theoretical and practical basis for investigating the causes and effects of changes in terrestrial water cycle under a changing environment, and thus offers scientific support for climate change adaptation in the water sector.     

膨胀土含水量记忆膨胀模型

在现场施工过程中膨胀土切坡很稳定,但当降水时膨胀土遇水膨胀,发生破坏,挖除坍滑的部分,切坡遇雨又继续破坏,不断往复,针对这一实际情况,结合以往的杆件单元模型提出了膨胀土的含水量膨胀模型。膨胀模型在外力作用以及历史上的最大含水量作用下对最大含水量具有记忆性,外力卸除,表现出一般土的特性,只有再次来临的含水量大于历史上的最大含水量时,才表现出膨胀土所特有的膨胀性。给出了此模型的应力-应变关系,与以往的弹塑性硬化体所不同之处的直观上的表现在于,此模型的应力-应变关系曲线整体发生了向左移动。     

气候变化对地表水资源的影响

总结了气候变化对水文水资源影响方面的研究方法, 分析了气候变化条件下水文水资源变化的研究现状和存在问题.并以山西省和黄河源区为研究对象, 以分布式水文模型为工具、GCMs输出的气候情景为输入条件, 针对不同的下垫面特征建立不同的分布式水文模型, 分别采用气候情景趋势分析结果和直接利用GCMs输出结果两类方法确定气候变化的数据源, 对研究区域未来的地表径流过程和地表水资源可能的变化趋势进行了研究.从气候情景的预测结果来看, 未来50年山西省的气温和降水都呈增加趋势, 但由于各自对水资源带来的影响不同, 将使山西省水资源呈现先增加后减少的趋势; 且由于冬季气温和降水的增幅比夏季大, 使得未来山西省的水资源年内分布有略微平缓的趋势.对黄河源区而言, 虽然未来100年内的降水和气温都呈增加趋势, 但由于降水增长引起的地表水资源的增加不足以抵消气温升高带来的影响, 因此将导致径流量不断降低的总体趋势, 并使径流年内分布略趋平缓, 而年际分布将越来越不均匀, 旱涝威胁日趋严峻.      

应用农田水量平衡模型估算土壤水渗漏量

建立了一个农田水量平衡模型。并据于模型假设的条件,模拟计算了在冬小麦-夏玉米及冬小麦-裸地条件下历年1m土层土壤水渗漏量。结果表明,土壤水渗漏量与季节内降水量呈正相关,但在不同作物种植制度下有不同的相关关系式。不同水文频率年型下的渗漏量具有明显的差异,湿润年型下比干旱年型下的渗漏量多70～140mm,冬小麦-裸地比冬小麦～夏玉米种植条件下的渗漏量多30～50mm。     

故县水库水环境安全评估

为推动水源区水质保护、强化水库水环境安全工作,以故县水库为例,应用DPSIR模型建立了水库水环境安全评估的指标体系,通过熵值法确定了各指标的权重,采用云模型对其2015年的水环境安全进行了评估。结果表明:该水库水环境处于安全等级,但存在安全隐患;由于水土流失和人类活动的影响,使其TN的浓度和入库量增加,水库水质难以达标,需引起水库管理部门的重视。结论:云模型的评估结果与实际相符,实现了水库水环境安全概念与其定量数值间的合理转换,减少了评估过程中的不确定性。     

数值模拟在配水改善河道水质中的应用

MIKE11模型广泛应用于河流及河网的水流、水质数值模拟。为了研究最经济可行的配水改善河道水质的方式,结合上塘河配水试验建立MIKE11水动力及水质模型,通过分析不同配水方式、配水时间、配水量的情况下水质改善的效果,提出了上塘河最佳配水方案为日常开机2台、每天12h配水。对该方案进行实况配水验证的结果表明,实际效果与研究结论吻合。     

水质污染的概率规划模型

采用概率模型,从污染源的排放,污染物在水体中的扩散、混合,河道径流的随机特性等入手,在充分考虑水体的扩散、稀释、降解的条件下,以满足一定的保证率为前提,使整个河道各控制断面的水质标准达到要求的指标,使用概率模型既可以满足环境保护的要求,又可以对污染的水处理提出合理的要求,从环境上和经济上均可达到最佳效益。模型用于四川省沱江的水质规划,结果合理。     

Impacts of Human Water Use on the Large-scale Terrestrial Water Cycle

Along with the increase of population and extraordinary economic and social development, human appropriation of freshwater supply increases rapidly. Anthropogenic activities have become an important driving factor of the large-scale terrestrial water cycle. The hydrological effects of human water use have attracted growing attention. In this paper, we briefly reviewed the recent studies addressing the anthropogenic disturbance of the large-scale terrestrial water cycle. The review focused on the direct alteration of the water cycle for human needs, with special coverage for the primary aspects of human water use such as irrigation, domestic and industrial water use, reservoir regulation and groundwater mining. The state-of-the-art parameterization schemes of human water use for macroscale land surface hydrological modeling were introduced and the limitations of the schemes were discussed. Considering the impacts of human water use on the terrestrial water cycle is currently a challenge for macroscale land surface hydrological modeling, which hinders the use of the models in assessing water resources under changing environment. Further studies are needed to understand the interactions between human and water systems, to develop integrated assessment model of coupled human-water systems, and to assess regional and global water security.