流域水环境风险评价研究展望_陈秋颖

简述流域生态系统生态风险评价方案的设计流域生态系统是指一个地理区域内的水域和陆地生态系统的综合体。

流域生态系统的健康状况对于水资源管理、生物多样性保护和可持续发展至关重要。

为了评估流域生态系统的健康状况和面临的风险，需要设计一个全面的生态风险评价方案。

一、背景介绍在设计流域生态系统生态风险评价方案之前，需要对背景进行介绍。

包括流域的地理位置、面积、主要水体和陆地类型等基本信息。

还应该考虑到人类活动对流域生态系统的影响，例如城市化、工业化和农业活动等。

二、目标设定在设计方案之前，需要明确评价的目标。

评估流域内不同区域的生物多样性水平、水质状况以及土壤侵蚀情况等。

同时，还需考虑到未来可能出现的风险，如气候变化和自然灾害等。

三、数据收集为了进行准确的评估，需要收集大量相关数据。

这些数据包括但不限于以下内容：1. 水质监测数据：包括各个水体的溶解氧、PH值、氮磷含量等指标。

2. 生物多样性数据：包括植物和动物的种类和数量分布情况。

3. 土壤侵蚀数据：包括土壤流失速率和沉积情况等。

4. 气候数据：包括降雨量、温度和风速等。

四、评价指标选择根据目标设定，选择适当的评价指标来评估流域生态系统的健康状况和面临的风险。

可以使用Shannon-Wiener指数来评估生物多样性水平，使用水质指数来评估水质状况，使用土壤侵蚀模型来评估土壤侵蚀情况等。

五、建立模型根据收集到的数据和选择的评价指标，建立相应的模型来进行流域生态系统生态风险评价。

可以使用统计学方法、GIS技术和数学模型等工具来进行分析。

可以使用遥感技术获取地表覆盖信息，并结合统计学方法分析不同地区的生物多样性水平。

六、风险评估在建立模型之后，进行风险评估是非常重要的一步。

根据评价指标的结果，评估流域生态系统面临的风险。

可以评估不同地区的水质状况是否达到国家标准，评估土壤侵蚀对农业生产的影响等。

七、风险管理根据风险评估的结果，制定相应的风险管理措施。

如果发现某个地区水质状况较差，可以采取净化水体的措施，如建立污水处理厂。

《流域治理修复型水生态补偿研究》篇一一、引言随着人类社会经济的发展，流域环境问题日益凸显，其中水生态环境的保护与修复成为了亟待解决的问题。

流域治理修复型水生态补偿作为一种新型的环保手段，旨在通过综合性的措施，改善和恢复流域水生态环境，同时促进区域经济的可持续发展。

本文旨在探讨流域治理修复型水生态补偿的内涵、方法、实践及其效果，以期为相关实践提供理论支持和实践经验。

二、流域治理修复型水生态补偿的内涵流域治理修复型水生态补偿是一种以流域为单元，以水生态环境保护和修复为目标，通过政策、经济、技术等手段，调动各方力量，实现流域水生态环境改善和区域经济可持续发展的综合性措施。

它强调的是一种系统性的、全流域的、多层次的治理模式，旨在通过综合性的措施，解决流域水生态环境问题，实现人与自然的和谐共生。

三、流域治理修复型水生态补偿的方法流域治理修复型水生态补偿的方法主要包括政策措施、经济手段和技术手段。

政策措施包括制定相关法律法规、规划计划、政策文件等，以引导和规范流域治理修复型水生态补偿的实施。

经济手段包括建立生态补偿基金、实施生态税收、开展排污权交易等，以调动各方参与流域治理修复的积极性。

技术手段则包括水土流失治理、水污染防治、生态修复等，以实现流域水生态环境的改善和修复。

四、流域治理修复型水生态补偿的实践流域治理修复型水生态补偿的实践在我国已经取得了一定的成果。

例如，我国在长江、黄河等重要流域实施了一系列的水生态环境保护和修复工程，通过政策引导、资金支持、技术支撑等手段，推动了流域水生态环境的改善和区域经济的可持续发展。

同时，一些地方也开展了探索性的实践，如建立生态补偿基金、实施生态税收、开展排污权交易等，以调动各方参与流域治理修复的积极性。

五、流域治理修复型水生态补偿的效果流域治理修复型水生态补偿的实施取得了显著的效果。

首先，流域水生态环境得到了明显的改善，水质得到了提升，生物多样性得到了恢复。

其次，区域经济得到了可持续发展，绿色产业得到了发展，经济增长的质量和效益得到了提高。

《流域治理修复型水生态补偿研究》篇一一、引言随着工业化、城市化的快速发展，水生态环境问题日益突出，流域水体污染、生态退化等问题频繁发生。

流域治理与修复型水生态补偿作为一种新型的生态保护与治理手段，旨在通过经济、技术、政策等手段，推动流域生态环境的保护与修复。

本文将针对流域治理修复型水生态补偿的内涵、实践及未来发展等方面展开研究。

二、流域治理修复型水生态补偿的内涵流域治理修复型水生态补偿是一种综合性的生态环境保护与治理策略，它以流域为单元，通过综合运用经济、技术、政策等手段，实现水生态环境的保护与修复。

该策略的核心思想是通过建立一种激励机制，引导各方利益相关者积极参与流域生态环境保护与治理，从而实现流域生态环境的持续改善。

三、流域治理修复型水生态补偿的实践1. 政策实践政府在流域治理修复型水生态补偿中发挥着重要作用。

通过制定相关政策法规，如水资源保护法、生态补偿条例等，为流域治理与修复提供法律保障。

同时，政府还通过设立专项资金、实施税收优惠政策等措施，鼓励和支持企业、社会组织和个人参与流域生态环境保护与治理。

2. 技术实践在流域治理修复过程中，应用了一系列先进的技术手段，如湿地修复技术、水质净化技术、生态修复技术等。

这些技术手段的应用，有效提高了流域水体的自净能力，促进了流域生态环境的恢复与改善。

3. 成功案例以某河流域为例，该地区通过实施综合性的流域治理与修复措施，包括建立生态保护区、实施污水治理工程、推广节水灌溉等措施，使流域生态环境得到了显著改善。

同时，政府还通过设立生态补偿基金，引导企业和社会组织参与流域生态环境保护与治理。

这些实践措施的实施，为其他地区提供了宝贵的经验。

四、存在的问题及挑战尽管流域治理修复型水生态补偿在实践中取得了一定的成效，但仍面临一些问题与挑战。

首先，政策法规体系尚不完善，需要进一步完善相关政策法规，为流域治理与修复提供更加有力的法律保障。

其次，资金投入不足，需要加大资金投入力度，吸引更多的社会资本参与流域生态环境保护与治理。

对开发灾情评估信息系统的几点看法萧　丹　郭书英(水利部海河水利委员会　天津　300170)收稿日期:1999-02-25 运用水力学二维不恒定流数学模型,进行洪水演进模拟计算技术,在1984年就首次运用在海河流域的永定河泛区上。

该数学模型技术成熟、建模方便,十几年来,被广泛地应用到黄河、淮河、辽河等流域。

1　灾情评估信息系统简介从1994年起分别对大清河系的兰沟洼、东淀蓄滞洪区进行洪水灾害数值模拟计算及洪水灾害损失评估的研究。

该系统有以下模块:1.1　洪水演进模块选用二维不恒定流数学模型中规格网格建模,采用万分之一地形图,采集高程、糙率等信息,选用概化后的蓄滞洪区内河道、渠道、公路、铁路、阻水物为基本数据,根据不同频率洪水和调度方案,模拟洪水演进,计算出每个网格、每一时刻的最大水深、流速和淹没范围等洪水特征数据。

1.2　洪水灾害损失评估模块1.2.1　数据库子系统　建立基本社经数据、洪水特征数据库、地理信息资料数据库,开发具有查询、更新、打印等功能,又便于操作管理的数据库系统。

1.2.2　洪水损失评估子系统　损失评估子系统是整个系统中重要的模块之一。

其功能是在数据库的支持下,完成对东淀行滞洪区洪水灾害损失计算及评估。

进行洪灾损失计算时,要从三方面着手:(1)社经资料的统计、收集、典型地区的社经调查;(2)找出适合当地洪水灾害的损失率;(3)确定致灾因素,如:水深、淹没历时、水位等。

1.3　图象信息模块1.3.1　图象显示系统　显示不同频率洪水在蓄滞洪区内演进的全过程及向分洪口门分洪的情况;提供最大风险分布图和最大洪灾损失分布图;用多媒体技术,开发图、文、声、像显示直观、便于操作的友好界面;可利用远程传输技术,实现实时显示河道、水库、闸坝险工、险情状况。

1.3.2　信息查询系统　可对社经资料数据库、灾情信息、村镇分布图中的各类信息进行双向查询。

开发了在电子地图上,查询实时水情、工情信息。

2　对开发灾情评估系统的几点想法通过对兰沟洼、东淀行滞洪区洪水灾害损失评估系统的开发、研究,认为目前开发的系统,仅能为防洪调度、蓄滞洪区安全建设提供参考。

第30卷第2期2010年2月环 境 科 学 学 报 Acta Scientiae Circu mstanti a eVo.l 30,No .2F eb .,2010基金项目:国家重点基础研究发展计划(973)项目(No .2006CB403403);国家水体污染控制与治理科技重大专项(No .2008Z X072092009)Su ppor ted b y t h e National Basic Res earch P rogra m of China (No .2006CB403403)and t he Nati onalW at er Poll u tion Con trolM aj or Project of Ch i n a (No .2008ZX072092009)作者简介:王雪梅(1986)),女,E 2m ai:l vi rg i n i a wx m@ ;*通讯作者(责任作者),E 2ma i :l ji ngli ng @bnu .edu .cnBiogr ap hy :WANG Xue m ei (1986)),fe m al e ,E 2m a i :l virgi n i awxm @163.co m ;*Corr espond i n g au th or ,E 2m ai:l jingli ng @ .cn王雪梅,刘静玲,马牧源,等.2010.流域水生态风险评价及管理对策[J ].环境科学学报,30(2):237-245W ang X M,L i u J L ,M aM Y,et al .2010.A quati c ecol ogi cal ris k asses s m ent and m anage m ent strategies i n a wat ershed:An overvie w[J].A ct a Scienti ae C i rcum stanti ae ,30(2):237-245流域水生态风险评价及管理对策王雪梅,刘静玲*,马牧源,杨志峰北京师范大学环境学院,水环境模拟国家重点实验室,北京100875收稿日期:2009210229 录用日期:2009212228摘要:流域水生态风险评价是流域水环境管理急需解决的难题和研究热点,与传统风险管理的主要不同点在于流域的异质性和复合污染问题.依靠单一污染物研究不足以提供全面风险信息,无法适应我国流域水环境改善和生态恢复的管理需求.本文通过对复合污染的联合毒性效应及其研究方法的分析,综述和比较了生态风险评价方法的实用性和不足,探讨适合于建立流域不同生态单元质量和复合污染效应间关系的方法,发展和构建反映流域时空尺度变化规律的生态风险评价模型.并就流域水生态毒理机理、水环境的生态响应时空异质性变化规律和流域多目标优化管理提出研究展望及管理对策.关键词:流域;水生态风险评价;复合污染文章编号:025322468(2010)022237209 中图分类号:X171 文献标识码:AAquatic eco l ogica l r isk a ssess m en t and m anage m en t stra tegi es i n a wa ter shed :An overvie wWANG Xue me,i LI U Jingli n g *,MA Muyuan,YA NG Zhif engSt ate Key Laboratory ofW ater Environm ent Si m u lati on,School of Environm en t ,Beijing Nor ma lU n i versit y ,Beiji ng 100875R ecei ved 29Oct ober 2009; accep ted 28Dece mber 2009A bs tract :R is k ass ess m en t of t he water env i ronment i n waters hed s has becom e an i m portan t d i rection and an u rgen t prob l e m of environm en t al m anage m ent .The key prob le m s ,wh ich are d iff eren t fro m trad itional ris k manage m ent ,are the heterogen ei ty of wat ersheds and t he mu lti p l e poll u tion sou rces .Si ngle poll u tant based ris k assess men ts are i ns u ffi cient t o protect aquatic environm en ts and provi de i nfor mati on for ecol og i cal restoration i n t h e Ch i na Bas i n .In t h is paper ,studies on ecotoxicological effects and research m et hods of co m bined po ll uti on are s um m ari zed,and a vari et y of aquatic ecol ogical ri sk assess m entm et h ods are co m pared .To develop a model of aqu ati c ecological ri sk assess m ent i n cl ud i ng bot h spati a l and te mpora l changes ,we d i scu ss the m et hod s f or establi shment of the relati on s h i ps bet ween hab itat quali ty of d ifferent ecological un its and t he effects of co mb i n ed poll u tion .Reco mm endati ons are m ade i n t h ree fi el d s :ecotoxicological eff ects i n a watershed ;the s pati al and te m poral c h anges of t he eco l og i cal response t opoll u ti on ;and op ti m i zation ofmu lti 2ob j ecti ve manage m ent standards f or t he waters h ed .K eyword s :waters hed ;aqu ati c ecological ri sk assess m ent ;co m b i ned poll u ti on1 引言(Introducti o n)水环境危机是中国环境问题中最复杂且具挑战性的,大量的污染物不断被排放到自然水体中,包含了许多有毒、持久性、生物高富集的危险化合物,对水生生态系统以及人类的健康造成了巨大的威胁(We i et a l .,2008).据统计大约有250000种人工化学品进入水体(OSPAR,2000),即使这些污染物的浓度处在很低的水平,也会对生态系统和人类健康产生负效应(Eggen,2007).而流域作为一个复合生态系统,不仅存在地理位置空间上的连续,更重要的是生物学过程和物理环境的连续,这也使得污染物对水环境的危害在流域尺度上存在连续性和复杂性(杨志峰等,2006).随着流域人口、社会经济的迅猛发展,使得流域水环境质量日趋恶化,资源短缺矛盾加剧,水生态系统结构和功能严重受环境科学学报30卷损,致使水环境系统所面临的风险形势复杂和程度加剧(刘静玲等,2008).风险是指遭受损失、损伤、毁坏的可能性,或者指产生有害结果的内在概率.对有害因子的影响发生的机率进行评价的过程称为风险评价.依据评价受体不同,环境风险评价被划分为健康风险评价和生态风险评价,其中前者所针对评价受体为人,评价对象为化学胁迫因子;后者所针对评价受体是生态系统、生态系统组分或生物栖息地,评价的对象可以是化学、物理胁迫因子,也可以是生物胁迫因子(黄圣彪等,2007).流域生态风险评价已逐渐成为制定流域管理决策的科学基础和重要依据(Cor m ier,2000).与单一地点的风险评价相比,流域生态风险评价涉及的风险源以及评价受体等都具有空间异质性,即存在空间分异现象,这就使其更具复杂性.流域生态风险研究中另一个问题是复合污染,环境中的化学污染物是一种混合物,由于相互作用,它们潜在的生态毒理作用可能要比单一化学品复杂的多(Zeliger,2003),研究表明一些化学品在混合物中即使处在极低的浓度水平仍然具有较高的活性(V i g hi et a l.,2003).目前大多数国家现行的水质监测控制,仍主要针对目标化合物的浓度或主要水质参数.而仅对环境立法中规定的化合物进行分析,一方面会忽略对未指定化合物的风险评价,同时理化分析不能检测到水体中所有危险物质及其相互作用的产物,也不能获得水体中所有污染物的信息(W adh ia et a l.,2007,M ank ie w icz2 Bocz ek et a l.,2008);另一方面忽略了污染物与生物有效性的相互关系,将导致高估或低估真正的生态危险(Persoone et a l.,2003).因此对环境问题的关注已从单一污染物的研究转向复合污染的形成机理与防治研究,从点源污染控制转向区域环境控制与治理(黄圣彪等,2007).我国对河流、湖泊等地表水体监测与评价仍基于对水质的物理化学分析,且在立法中并没有包括毒性评价,在水质的常规监测与评价中也只对部分重金属和有机物及细菌数等指标进行单一污染物的浓度而不是所有污染物的浓度进行评价,而这些资料都不能提供对于水生生态系统潜在危害的充足信息;而且我国流域常形成复杂的复合污染如海河流域,与其他国家相比更具复杂性和特殊性,开展流域水生态风险评价的研究,对于流域的水环境高效管理和生态改善保护具有重要意义.目前,生态风险评价的主要研究工作集中在科学技术层面,即依据污染物环境过程及毒性效应之间的研究结果,认定、估计与评价风险(黄圣彪等, 2007).本文通过对复合污染的联合毒性效应及其研究方法的分析和生态风险评价方法的比较,探讨适合于建立流域不同生态单元质量和复合污染效应间关系的方法,发展能够反映时间和空间尺度变化规律的生态风险评价模型,降低评价结果的不确定性,以期为流域水环境风险评价和管理提供科学依据.2复合污染的联合毒性效应(E cotoxicol o gica l eff ects of co mbined pollution)流域由一系列复合生态系统组成,水系复杂,受多种污染源的影响,污染物之间的相互作用影响生物对某种污染物的积累过程或不同层次上的生物毒性,因而复合污染的作用机理的研究有助于了解在环境中复合污染物的毒性效应.复合污染问题包括联合毒性作用,交互作用和生物地球化学过程的耦合.复合污染物的毒性研究早在几十年前展开,美国科学家Bliss在1939年第一个提出了化学混合物作用的概念框架,在此基础上经过科学家努力得到不断发展.但在最初多数研究是有关二元复合物,后来逐渐有了两个以上的复杂混合物的报道(Kone mann et a l.,1996).根据污染物间有无相互作用和污染物的作用方式,复合污染的联合作用主要可分为拮抗作用、协同作用和加合作用,而加和作用包括浓度加和和效应加和两种方式.拮抗作用(Antagon is m)是指一种化合物阻碍或抑制另一种化合物的吸收、生理效应的现象;协同作用(Synergis m)是指一种化合物促进另一种或多种化合物的吸收,两种或多种化合物的联合效应超过各自效应之和的现象.当有些化合物并不存在两者之间相互作用,但作用方式(M echanis m of A cti o n, MO A)相同时,联合毒性应等于浓度加和(Concentration Additive,CA),如果作用方式不同,联合毒性则是效应加和(Independent A ction or Response Add itive,I A)(D e Z wart et a l.,2005).按照复合污染物的组成来分,主要包括重金属复合污染、无机2有机复合污染、有机复合污染几大类型,不同类型的污染物组合的联合毒性作用均有报道,表1列举了近年来的一些有关研究.环境中广泛存在着多种无机和有机污染物复合污染,目前研2382期王雪梅等:流域水生态风险评价及管理对策究除了对传统污染物如有机螫合剂、农药、石油烃及芳香类化合物、重金属等的复合污染研究,也逐渐有一些对新型污染物的联合毒性研究报道.药品和个人护理用品(PPCPs)这类新型有机微量污染物对环境的污染及对生物的毒害效应引起了广泛的关注(Schne ll et a l.,2009).由抗生素等引起的生态毒害问题日益严重,抗生素引起的复合污染一方面源于对生物的直接毒害,另一方面抗生素抗性基因的传播已成为一种新的环境污染物(周启星等, 2007).不断出现的新型污染物和未知污染物的复合生态效应将增加流域环境风险预测与管理的难度.表1不同组合复合污染效应Tab l e1Co m b i ned poll u tion of d iff eren t co m pos iti on s相互作用类型污染物组合受试生物拮抗作用An t agon is m 协同作用Syn erg i s m 加和作用Add iti on 重金属组合Zn/A s小鼠(M odi et al.,2005)Cu/Cd藻类(Collection,2006)无机2有机组合NH32N/Cu2+/Zn2+水蚤(W u,2006)EDTA/Cu蚯蚓(A rnol d et a l.,2007)有机物组合嘧菌脂/乐果细菌(Cedergreen et al.,2006)重金属组合Cu/Pb水稻(黄德,2008)Cd/Cr6+草鱼(王少博,2007)无机2有机组合Cu2+/NO-2水蚤(W u,2006)N i/菲水蚤(X ie et al.,2007)有机物组合咪鲜胺/敌草快水蚤(Cedergreen et al.,2006)重金属组合Pb/H g/Cd/Cu水蚤(M eng et al.,2008)Zn/N i/Pb/Cd菜蛾(J hee et al.,2006)无机2有机组合Cu/菲蚤(X ie et al.,2006)除草剂/N i/Cd发光细菌(宋晓青等,2008)有机物组合雌激素淡水鱼(张晖,2008)苯胺混合物发光细菌(葛会林等,2006)除了复合污染物的组成,剂量水平、剂量使用率、暴露顺序和暴露方式等都影响最后的毒性效应.如除草剂氯嘧磺隆与Cu、Cd对小麦根茎的毒性,在Cu、Cd低浓度的时候是拮抗作用,而在高浓度时则产生协同作用(W ang et a l.,2005);有研究报道以鱼体中蛋白质含量为指标,将同时加入N i和Cd与先加N i再加Cd的情况进行比较,发现前者毒性更大、协同作用更强(V irk et a l.,1999),故仅用简单的效应模型来估测复合污染的毒理效应是不足的.但由于化合物间存在复杂相互作用,很难准确量化,故研究中复合污染物毒性预测集中在不存在相互作用时,使用C A和I A两种常用模型,如Faust等采用了这两种模型对均三嗪混合物复合污染的毒性进行了估测(Faust et a l.,2001).对于更复杂的混合物的毒性预测Junghans等(2004)提出了二步预测模型,根据混合物的MOA分类,利用CA模型预测MO A相类混合物的毒性,再利用I A 模型预测各类混合物总的毒性.然而此模型的前提假设是污染物不存在相互作用,提出后因为实践的难度性也尚未有实验证明,对于复合污染的作用机理、毒性预测模型也有待于更多的积累.3毒性效应的研究方法(Me t h ods of research i n g ecotoxicological eff ects)水生态毒理研究的核心在生物效应,包括分子、细胞、个体、种群和群落水平上研究生物对污染胁迫的响应及其反馈.常用研究方法(表2)除常规的实验室毒理研究、野外调查、试验和定点、定位的研究和监测外,还采用生物传感器、建立实验室规模的模式生态系统(微宇宙)、室外围隔或笼养生物等进行毒性测试,建立生态系统的数学模型等方法(Carlisle et a l.,2006).但这些标准方法中毒性效应都是跟介质中的浓度和生物有效性相关联,对生物体内污染物的吸收和实际作用浓度往往不清楚,而污染的生物效应的剂量跟毒物在生物体内作用的靶位点直接相关.所以通过毒理动力学对靶位点的浓度与暴露浓度相结合的研究受到了广泛关注,但由于毒物代谢过程复杂,很难量化这一系列的过程,多数研究中多以体内总的污染物浓度来研究其生物效应(Schwarzenbach et a l.,2006).239环境科学学报30卷表2生态毒性效应研究方法比较Tab l e2M et h ods of ecot ox i col ogy researc h研究水平测试内容暴露类型研究实例污染物类型受试对象群落结构、功能种群死亡、疾病、丰度、基因多样性、恢复率个体代谢、生殖、行为、发育细胞代谢、免疫反应亚细胞神经元功能、遗传毒性、酶溶体稳定性分子酶活性、受体、离子通道、DNA、RNA室内农药室内培养生物膜(Kapanen et a l.,2007)室外污水处理厂出水人工基质原位培养生物膜(Spaenhoff et a l.,2007)消毒剂微宇宙(张伟2008)室内工业废水细菌、藻类(Picado et al.,2008)室外污染河水蜉蝣类(Robertson et a l.,2007)室内重金属蚤类(M eng et a l.,2008)室外杀虫剂鱼(Rand et al.,2000)室内农药海胆胚胎(孙雪峰等,2009)室外污染河水鱼(Broeg et al.,2005)室内碳纳米材料肺肿瘤细胞(Magrez et al.,2006)室外污染河水鱼肝脏细胞(Broeg et al.,2005)室内杀虫剂混合物鱼(Scheil et a l.,2009)室外污染河水鱼(Broeg et al.,2005)为了更全面了解污染物的毒性效应及其对生态环境的影响,研究方法也不断发展:从单一污染物到复合污染物,从短期急性毒性效应到长期的慢性毒性效应,从简单的室内模拟到室外的原位实验,从单一物种到多物种以及生态系统,从单一水平到多水平.但仍存在一些问题,如单一物种毒性并不足以外推来估测群落水平的效果,采用群落水平调查受到缺少简单、规模化的方法的限制(Schm itt2Jansen et a l.,2007),因此,研究逐渐采用多营养级的物种组合(P icado et a l.,2008)、生物膜(Sabater et a l.,2007)等方法.此外,基因组学、蛋白质组学和代谢组学等新兴技术领域的方法也不断被应用进来,如通过基因组学和毒理学的结合,可以了解在污染物长期或短期暴露下对生物基因表达的改变,获得其遗传毒性的数据(M iracle Ann et a l.,2004);又如英国建立在代谢组学基础上的毒理数据库,为毒性作用的预测提供了支持(Lindon et a l.,2003).在技术方面如时间温度梯度电泳、流式细胞仪、高效液相色谱法等方法的应用也促进了生态毒理的研究(Stacho wsk i2H aberkorn et a l., 2009).从现有的研究来看,微观的方法技术是毒理研究很好的工具,但如何解释并利用各类组学所获得的大量数据,将分子和生化效应与复杂的环境相结合依然是生态毒理研究的挑战.而且仅依靠这类方法无法描述污染物对生态系统的复杂作用.微观尺度下环境模拟与生态毒性机理如何在宏观尺度下流域水环境管理中应用也是面临的待解决科学难题,急需新思路和新方法.4流域水生态风险评价研究(A quatic ecol o gica l risk assess ment in watershed)目前,国内外对水环境风险评价的研究类型主要包括水环境健康风险评价、水生态风险评价和水质风险评价.水环境健康风险评价的研究多是针对不同水体单元中单一或多种污染物质,基于毒理数据,利用成熟的评价模型进行评价研究,还没有从流域水环境整体角度出发,无法考虑多风险源和多胁迫因子及其相互关系.关于水环境生态风险评价还处于起步阶段,目前已开展的一些研究一般是基于生态风险评价的理论和框架,针对具体的污染物从水生态毒理的角度进行研究,大多还仅处于理论方法的探讨阶段.如江敏等(2006)对水产养殖中的伊维菌素的水生态风险进行了评估;W ang等(2005),通过对黄河三角洲湿地水体中多环芳烃的特征来源解析,评估了其生态风险.对流域由复合污染引起的生态系统问题需要化学、毒性和生态系统评价3个层面的方法.传统的根据污染物的浓度进行风险评价的化学评价方法已被广泛研究,应用到常规的监测管理中,在此本文主要对几种毒性和生态评价方法进行了探讨和比较(表3).2402期王雪梅等:流域水生态风险评价及管理对策表3复合污染的评价方法Table3E cot oxicol ogical ass ess m en tm et hod s of co m b i ned poll u tion评价方法主要指标评价对象优点缺点毒性评价生态评价毒性当量因子法(Sutteret a l.,2006)混合物的毒性当量(TEQ)反应加合法(Backhauset a l.,2000)毒性效应E(C m ix)直接毒性评价法(P i cadoet a l.,2008)受试生物EC50值生物效应指数(Broeg et a l.,2005)B A I>25生态受损生物安全指数(W ei et a l.,2006)BS R级数已知组分的复合污染物废水或含高浓度污染物水体自然水体的污染物自然水体中的有机污染物通过剂量转化为单一物质,只需要考虑相对毒性强度,不需要研究每一组分的全面毒性.仅能对已知组分及MOA相同的混合物进行评价,适用范围窄,要求严格.对组分作用方式不相似的混合物具有较好的预测能力,基于每种组分单独暴露的毒性反应累加.需要确定每一组分的剂量2反应关系曲线,只有当曲线在低浓度时呈线性才有效.快速、高效,直接反应整体毒性效应.对于低浓度的复合污染的慢性毒性无法进行评价.长期暴露下复合污染物的毒性效应的评价.采用单物种外推生态系统安全存在不确定性.快速的室内急性毒性实验外推室外自然水体的长期的生态毒性.仅能对有机类复合污染进行评价.4.1.1毒性评价对复合污染物的毒性评价方法总结起来主要有3种:¹综合分析法,将复合污染物作为一个共同作用的整体,如直接毒性评价法等;º组分分析法,对复合物污染物中的各组分进行单独研究,再通过组分不同的加合方式评价整体的效应,如剂量加和法、反应加和法;»合成分析法,通过研究简单的污染物组合来外推更加复杂的污染物组合的效应(McCarty et a l.,2006).直接毒性评价的方法是将包含多种已知和未知污染物的废水样品作为一个整体,以样品急性毒性实验的受试生物效应(半效应浓度EC50或半致死浓度L C50)来进行毒理评价.美国、加拿大以及欧盟等国都有详细的利用不同生物进行直接毒性评价的导则,并有相应的毒性判断标准.根据受试对象的不同,把水生生物毒性试验分为:藻类毒性试验、细菌类毒性试验、原生动物类毒性试验、蚤类毒性试验、鱼类毒性试验及群落级毒性试验.国内也有运用生物对工业等废水的毒性评价研究(李凯彬, 2006),但国家尚未出台统一标准和导则.近年来,直接毒性评价朝着多物种综合评价的方向发展,以求更全面的评价废水对生态系统的影响,建立控制污染的标准.如欧洲的一项多个实验室联合对Trancao河流域的工业废水生态毒理学评价中,利用了不同营养级的多种生物结合理化指标进行分析评价,废水对受试生物的EC50值小于10%被认为是有毒的,并筛选出了最优敏感的生物组合(细菌、蚤、藻类测试)作为立法的参考(Picado et a l.,2008).直接毒性评价的方法快速高效,能够对复合污染的整体生态毒理效应进行评价,提供对环境保护和污染物控制的信息.但此种评价方法的毒理学终点都是依赖于急性毒性实验,对于低浓度的复合污染的慢性毒性无法进行评价.4.1.2生态系统评价生态毒理学中常利用生物标志物和指示生物来评价污染物的生态效应,可以弥补实验室毒理实验的不足和限制,更直接准确的反应生态状态.生态系统中的敏感物种或关键物种及其特殊的反应常被作为反应生态系统的指示生物或生物标志物,敏感生物分子、生化的变化到种群、群落的响应变化都可以用作评价外界胁迫的生态效应(Ada m s,2000).如下面介绍评价的方法都是基于相应的生物标志物和指示生物.生物效应评价指数(bioeff ect assess ment i n dex, BA I)是由K.Broge等在健康评价指数(H ea lth assess ment i n dex)基础上改进的生态毒理评价方法. BA I是基于欧洲比目鱼的肝脏在多个病理学终点的指标通过加权得出的综合性指数,包含了分子水平、亚细胞水平、细胞水平、个体水平和种群水平的生物标志物,而多水平的生物标志物可以综合反应出复合污染物的毒性效应(Broeg et a l.,2005).BA I 所获取的长期暴露下慢性毒性的生态毒理学信息,可对多种污染的复合污染做出评价,不足的是这种评价方法仅仅基于单物种,虽然包含多个水平的毒性效应,但不能对污染物与其他物种及生态系统的危害做出评价.241环 境 科 学 学 报30卷生物安全指数(bio 2saf ety rank ,BS R )是由魏东斌等(W e i et a l .2006)建立的一种通过敏感生物组合的室内短期急性毒性实验外推评价自然水体长期的安全等级的方法.此种外推的方法的基础是急性毒性与慢性毒性的比例即ACR (A cute 2to 2chron ic rati o ),常使用急性毒性实验的半效应浓度(EC 50)与慢性毒性试验的最大无效应浓度(NOEC)的比值(Ahlers et a l .,2006).参考了USEPA 的研究结果筛选出了在同类生物对污染物最敏感的藻、蚤和鱼作为受试生物组合,并由日本的毒理数据库分析了300种化合物对这3种生物的ACR,在300种化合物ACR 的80%的置信区间确定了浓缩倍数n,并在n 的基础上确定3个更小的浓缩倍数.通过分离浓缩获得自然水样中的有机污染物的混合物,并稀释到指定倍数进行急性毒性试验.通过各浓缩倍数的急性毒性实验进行打分,综合3种生物的分数进行BS R 分级,可对自然水体有机污染物长期的生态毒性进行评价(W ei et a l .,2006;2008).BSR 的方法通过简单快速的室内急性毒性实验评价了室外自然水体长期的生态毒理效应,使用生物组合可以更全面地反映有机污染对生态系统的影响,但不足的是仅对有机污染进行了评价,忽略了其他污染物.综上可见,现有的评价方法可以为水生态保护提供有用的信息,但仍存在各自的局限性,单独应用在流域尺度上是不足以提供全面的信息用于流域水生态保护和管理.同时流域包含了多个不同的生态单元,不同地区的水体无论从水质上还是从水生态系统的结构特征上都有着明显的差异,且不同生态单元质量同时受到水质、水量和水生态的共同影响.因此,应该根据流域的情况建立流域不同生态单元质量和复合污染效应间关系,加强生态系统的监测,需要将化学、毒性和生态系统评价3种方法结合起来形成流域水生态风险评价的体系(见图1),发展能够反映时间和空间尺度变化规律的生态图1 流域水生态风险评价模式图Fi g .1 M odel ofwater ri sk assess m en t of co mb i n ed poll u ti on i n a waters h ed242。

《气候变化下基于SWAT模型的钱塘江流域水文过程研究》篇一摘要：本文以钱塘江流域为研究对象，利用SWAT（土壤水评估工具）模型，对气候变化背景下该流域的水文过程进行了深入研究。

通过模型模拟和实地观测数据的对比分析，探讨了气候变化对钱塘江流域水文循环的影响，并提出了相应的适应性管理措施。

一、引言钱塘江作为我国重要的河流之一，其流域的水资源管理和保护对于区域生态安全和经济发展具有重要意义。

近年来，随着全球气候变化的加剧，钱塘江流域的水文过程也发生了显著变化。

因此，本研究采用SWAT模型，对气候变化下钱塘江流域的水文过程进行模拟和分析，以期为流域的水资源管理和应对气候变化提供科学依据。

二、研究区域与方法（一）研究区域概况钱塘江流域位于中国东部沿海地区，地理位置独特，气候类型多样。

本研究选取了具有代表性的几个子流域进行重点研究。

（二）SWAT模型简介SWAT模型是一种分布式水文模型，能够模拟大尺度流域的水文循环过程。

该模型基于物理机制，通过输入气象、地形、土壤和水文地质等数据，模拟地表径流、地下水和土壤水等水文要素的动态变化。

（三）数据来源与处理本研究采用了气象、地形、土壤和水文地质等数据。

其中，气象数据包括降雨、温度、风速等；地形数据主要通过数字高程模型（DEM）获取；土壤和水文地质数据则来自相关部门的调查资料。

所有数据均经过预处理和质量控制，以满足SWAT模型的输入要求。

三、模型构建与模拟（一）模型构建根据钱塘江流域的地理特征和气象条件，构建了SWAT模型的框架和参数体系。

通过调整模型的参数，使模型能够更好地反映钱塘江流域的水文过程。

（二）模型模拟利用构建好的SWAT模型，对钱塘江流域的水文过程进行了模拟。

通过输入历史气象数据和其他相关数据，得到了地表径流、地下水和土壤水等水文要素的模拟结果。

四、结果与分析（一）模拟结果与实地观测数据的对比分析将SWAT模型的模拟结果与实地观测数据进行对比分析，发现模型能够较好地反映钱塘江流域的水文过程。

流域水环境复合污染生态风险评估的研究进展摘要：水环境质量是水体质量学研究领域内的一个重要问题，区域水环境质量研究能够为区域的水环境政策制定提供依据。

水环境质量研究是水域综合体研究中的一个重要方面，通过定性和定量分析为区域水域环境治理提供帮助.水环境质量评价始于本世纪初，60年代以后，在我国水环境质量得到了广泛的应用和发展。

目前对水环境进行评价的方法众多，每一种方法都有其优缺点、适应性.在汾河水库被列为饮用水源保护区，为太原市、晋中和吕梁工农业生产做出了巨大贡献。

至汾河水库运营50年以来，尤其是最近十几年，随着流域工业的发展，政策、环保措施的滞后，极有可能会对汾河水库水质造成进一步的污染。

因此，研究流域水环境质量显得极其重要。

关键词：流域水环境；复合污染；生态风险评估引言河流污染问题是除大气复合污染外，另一个关乎居民生活质量的全国性难题。

我国河流污染治理起步相对较晚，1973年起我国开始有针对性地保护和治理河流污染，相继出台了《清洁生产促进法》《地表水环境质量标准》《水污染防治行动计划》等法律法规，虽然河流污染治理取得了显著效果，但由于我国能源消耗和资源开发，水环境污染事件仍频发，其中2013年我国水环境污染事件就多达322起，严重制约了生态环境和社会经济的持续发展，同时也造成了巨大的经济损失。

1流域水环境主要污染源1.1点源污染情况点源污染包括排放口直排污废水、雨污合流管道雨季溢流、雨水管网初期雨水污染等。

受城区居民生活习性影响，及部分尚未开展雨污分流改造小区的合流制排放，主城区市政管网存在雨污混接问题。

1.2内源污染情况内源污染包括水体底泥污染物、水中漂浮物和悬浮物、岸边历史遗留垃圾及未清理的植物和藻类。

1.3其他污染源情况其他污染源包括企业事故排放、季节性或临时性污染源等。

2证据权重法识别流域风险区域概括而言，证据权重分析框架包括8个方面：（1）基本3要素：关键物种（个体、种群或群落）、生态系统质量（过去、现在和未来）、胁迫表征与暴露动力学；（2）模型：包含上述基本3要素及可能的自然或人为影响因素；（3）测量终点：毒性测试（多物种/多效应终点）和化学分析（环境外暴露浓度/生物体内暴露浓度）；（4）参考位点：具有代表性、相似性且风险较低；（5）证据链：涉及生物和化学不同层面的多证据链；（6）因果关系：借助于统计分析、逻辑推理、专业判断等方法，讨论各证据链间的相互关系，确定暴露和效应是否相关；（7）不确定性分析：综合考虑多种影响因素；（8）综合各证据链并建立WoE框架：汇总各证据链信息，得出评估结论。