城市重污染河道治理不同阶段中浮游动物群落的变化

为研究城市重污染河道不同治理阶段中水质变化和浮游动物群落变化特征,于2016—2017年对江苏省宜兴市临溪河进行了工程改善和水生植物恢复两个阶段的治理,并对各阶段治理后河流中的水质及浮游动物进行了调查研究。结果表明,不同阶段水体中高锰酸盐指数、氨氮、TN和TP等基本显著降低。浮游动物的密度和种类、多样性显著提高,轮虫的变化最明显。水生植物恢复后,轮虫优势种由工程治理阶段的角突臂尾轮虫(Brachionus angularis)、壶状臂尾轮虫(Brachionus urceus)等耐污种转变为了寡污的针簇多肢轮虫(Polyarthra trigla),同时出现了腔轮虫(Lecane spp.)和鞍甲轮虫(Lepadella spp.)等清洁水体指示种。根据Margalef指数进行评价,水生植物修复后水体更接近寡污水体,这与水生植物能极大提升水体透明度和DO,为浮游动物提供更多生态位有关。因此,虽然重污染河道治理不同阶段均可显著改善水质,但水生植物恢复对提高浮游动物群落的多样性和稳定性,构建水生生态系统有不可或缺的作用。     

浦阳江流域浮游动物群落结构及其评价水质健康状况的研究

对浦阳江流域26个点位浮游动物群落结构进行研究,共采集到浮游动物25属47种,其中轮虫25种,原生动物14种;另外,还有枝角类和桡足类。原生动物优势种为湖沼砂壳虫(Difflugia urceolata),其次为普通表壳虫(Arcella vulgris);轮虫优势种为萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)和角突臂尾轮虫(Brachionus angularis);枝角类优势种为透明薄皮溞(Leptodora kindtii);桡足类优势种为台湾温剑水蚤(Thermocyclops taihokuensis)。水质理化指标监测结果与浮游动物群落结构水质健康评价结果大体一致,均显示浦阳江流域干流水质健康状况整体好于支流,干流和支流下游水质均存在富营养化倾向。但具体到点位水质状况评价时,两种评价结果略有差别,表明水质理化指标评价和生物指标评价均有偏向性,在进行河流水质健康整体评价时,最好将两者相结合,以全面了解河流整体水质健康状况。     

城市景观河道营养状况与轮虫群落结构

为了解城市景观河道治理过程水质与轮虫群落结构的关系,于2012年5月至2014年12月对江苏省常州市景观河道进行了调查。利用综合营养状态指数法对景观河道的营养状况进行评价;并通过轮虫群落种类组成、优势种、生物量及多样性指数等指标探讨了轮虫群落结构与水体营养水平之间的关系。结果表明,景观河道总体处于富营养状态,主要是由河道中氮磷等污染物浓度过高引起;调查期间检出轮虫共22种,其中优势种为萼花臂尾轮虫(479个·L-1)、蒲达臂尾轮虫(98个·L-1)以及针簇多肢轮虫(137个·L-1);轮虫总数量处于较低水平(312个·L-1),多样性水平不高,轮虫数量与各污染物营养状态指数呈负相关;生物量与总氮营养状态指数呈极显著负相关。     

补水景观湖水生态系统构建对水质的影响及因子分析

以广州市最大补水人工景观湖白云湖水生态系统构建示范区为对象,利用综合污染指数评价了以沉水植被构建为主的修复措施对示范区水体水质改善的影响,并应用因子分析法对各水质指标和生态因子之间的相互关系进行了研究。综合污染分析结果表明,恢复沉水植物后,示范区水体各项污染物浓度大幅降低,水质从V-劣V类提高到III-IV类,水体综合污染状态由严重污染改善为轻污染。因子分析显示,10项水质指标可划分为四类主因子来反映水质状况,其中,第一主因子主要反映水体营养盐指数,第二主因子反映水体有机污染指数,第三主因子反映温度变化对水质的影响,第四主因子反映水体的酸碱度;综合评分结果说明了生态系统构建后水质综合评分可大幅降低,且月评分结果呈现温度越高、水质越优的特点,水体特征呈现向草型水体发展的趋势。上述结果表明,水生态系统构建可有效改善示范区水质,是保障城市河道补水水源安全的有效方法。     

京杭运河杭州段水体污染和细菌群落结构特征

为了解人类活动对城市河道水体污染和细菌群落的影响,选取京杭运河杭州段进行了分季节采样研究。测定了水体的环境与水质参数,分析了细菌丰度、胞外酶活性和群落结构变化。结果显示,从上游到下游,水体中高锰酸盐指数、氨氮、总氮以及细菌丰度和β-葡萄糖苷酶活性大体呈递增趋势,冬季水体总体污染水平及细菌丰度均显著高于其他季节。水体中细菌的主要种类集中在变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacterioidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和蓝藻门(Cyanobacteria),所占比例分别为37.8%、24.3%、18.9%、10.8%和8.1%,属于黄杆菌(Flavobacterium)、厚壁菌(Firmicutes bacterium)和放线菌(Actinobacterium)的细菌是水体中大多数时间的优势细菌。限制性排序分析显示,水体细菌群落结构从上游到下游差异明显,高锰酸盐指数和总氮是关键影响因子。杭州市区由人类活动产生的污染物输入是京杭运河杭州段的主要污染源,水体细菌群落对水体污染物的变化有着明显的响应。     

广州市南沙区水生生态环境现状的调查研究

在广州市南沙区水域采集地表水和水生生物样品,对水质主要理化指标、叶绿素a含量和初级生产力以及水生生物(浮游植物和浮游动物)的种类、数量、多样性和均匀度指数等进行调查,综合评价了南沙区水域水生生态环境质量.结果表明,利用不同指标对南沙区水域进行评价获得的结果基本一致,介于贫营养化至中营养化状态之间,水生生态环境质量状况较好.     

浮游植物对不同紫色母岩净化景观水体效果的指示

为比较水体中浮游植物群落对不同紫色母岩净化景观水体效果的指示作用。选取重庆地区分布面积较广的蓬莱镇组(S1)、沙溪庙组(S2)、飞仙关组(S3)和遂宁组(S4)4种不同紫色母岩,将其灭菌后加入未灭菌的取自西南大学崇德湖的景观水体中,进行生态缸构建。测定水体理化性质、微量元素以及浮游植物群落结构。结果表明:利用浮游植物密度和功能群对景观水体水质的指示作用与利用水体理化指标的评价结果一致,而利用浮游植物生物量对景观水体水质的指示作用与利用水体理化指标的评价结果不符;对各组生态缸中水体元素和浮游植物优势功能群进行PCA分析,结果发现,水体中的部分微量元素与浮游植物的优势功能群Wo和X1呈现相关性。实验表明,浮游植物密度和浮游植物功能群可用于指示景观水体水质;相比于对照组,4组紫色母岩生态缸水体中的微量元素Cu、Mg可能通过对优势功能群Wo的抑制作用降低水体富营养化程度,具体机理需进一步研究。     

湖泊富营养化治理成效阶段水环境特征研究——以贵阳市饮用水源地红枫湖为例

红枫湖是贵阳市重要的生活饮用水源地,20世纪90年代末期水体污染严重。从2008年开始进行综合治理,2011年起进入治理成效阶段。为了对治理成效期的水质状况有全面了解,为进一步污染治理和生态调控提供科学依据和对策,利用富营养化指数法和主成分分析方法对2011—2013年水体富营养化状态特征进行研究分析。结果表明:(1)在监测期,红枫湖始终保持中营养状态不变,但呈现逐年减弱的趋势,水质达标率逐年升高。(2)全湖的综合营养状态指数存在明显的时空异质性。(3)影响红枫湖水体质量的主控因子为叶绿素a、pH、透明度、总磷和高锰酸盐指数,总氮对其影响不显著。(4)在下一步治理中,继续加强外源性治理的同时,须加强水体内源性污染的治理工作,促进水质进一步好转。     

玄武湖的轮虫群落结构研究

对玄武湖的四个水域进行了轮虫群落结构的调查研究,发现对玄武湖的轮虫群落结构影响比较大的因素有不同的水域和叶绿素,其中叶绿素和轮虫的多样性指数呈正相关,而和透明度呈负相关;运用螺形龟甲轮虫进行水质评价的结果,与化学指标评价一致。     

鄱阳湖水环境现状评价及趋势特征分析

基于鄱阳湖湖区2008—2013年的水质监测数据,对鄱阳湖的水质现状及营养化水平进行评价,采用季节性Kendall检验法对鄱阳湖多年水质进行趋势分析。结果表明,2013年鄱阳湖湖区TP、TN普遍超过《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中的Ⅲ类标准,富营养化状况在枯水期为轻度重营养化水平,丰水期为中度营养化水平。14个监测点位的氨氮浓度无明显变化,4个监测点位氨氮呈下降趋势;TP浓度总体呈下降趋势,说明水质状况有所好转,但湖区多数监测点位的TP年平均浓度超过GB 3838—2002中的Ⅲ类标准,未来仍需加强对鄱阳湖TP的控制。     

秋季艾比湖流域水质综合分析与评价

河流综合水质评价是水环境治理中的基础性工作。于2014年10月在艾比湖流域的55个采样点采集地表水样,将pH、COD、溶解氧(DO)作为评价因子,采用单因子污染指数法、内梅罗污染指数法和综合污染指数法进行了水质评价,并探讨了艾比湖流域的总体污染状况。结果表明:(1)艾比湖流域4种水体污染程度为河流裸露湖床水库农田灌溉水;(2)艾比湖流域中部区域的水质污染最严重,西部和东部区域的水质仍处于清洁状态。本研究为干旱区流域地表水资源的治理与保护提供参考依据。     

广西龙江底栖硅藻水质生物监测方法

2013年9月份龙江流域设20个采样点,综合采用硅藻多样指数法、硅藻指数法、硅藻生态类群评价法以及理化指标验证法,结合GIS技术对龙江水质进行评价,并提出了基于硅藻指数的水质比较评价的DIR法。结果表明,9月份,龙江流域水质总体处于中偏好水质标准;河流水体上游水质好于下游,支流好于干流;其中,下板六水电站、环江水文站、刘三姐乡、下江坝村、安马乡水质很好,而三岔镇、拉浪乡和大湾村水体水质很差。发现多样性指数法不适合龙江水质的评价,各种评价方法各有特点,为了研究的科学性和实用性,各种水质评价方法的联合采用是必要的。     

长湖水质现状调查及评价

通过对长湖13个点位的采样监测结果表明：（1）长湖的各项主要指标均已超标,特别是化学需氧量（CODcr）、高锰酸盐指数（OC）、总氮（TN）、总磷（TP）等超标严重;（2）从总体上看,长湖水体监测点位的水质是,上游污染情况较重,下游的出水口及大湖湖心水质稍好;（3）采用单项水质参数评价方法对长湖水质进行评价,水体已达到劣Ⅴ类.     

基于主成分分析法的现有水质评价体系改进探讨

针对中国现行的单因子评价法存在水体过保护问题,在系统分析765个国控河流断面水质状况的基础之上,提出利用主成分分析法(PCA)首先识别河流主要污染指标、再以单因子评价法对主要指标进行水质评价的联合应用方法。将单因子评价法、PCA-单因子评价法的评价结果进行比较,两种方法对河流主要污染指标的识别较一致;将PCA和单因子评价法联合应用于水质评价,能更真实、客观地反映河流水质状况,有利于作出科学管理决策。     

基于污水厂尾水的人工湿地系统中水体氮的水流方向分布特征及污染评价

天津临港人工湿地是以污水厂尾水为水源的组合人工湿地,为探究其水体形态氮的分布特征和污染状况,以该湿地系统为研究对象,采集并分析了湿地水样,基于GIS克里格插值法,对湿地水体形态氮和典型理化性质的分布和污染特征进行了研究,结合单因子污染指数法评价了水体污染程度。结果表明:湿地水体TN浓度为0.657～5.576 mg·L~(-1),其中NO_3~--N(0.095～3.920 mg·L~(-1))浓度相对较高,占TN的49.2%;沿水流方向,TN、NO_3~--N和NO_2~--N的分布趋势基本一致,从入水口至景观湖呈逐渐降低趋势;NH_4~+-N的分布相对复杂,在潜流和表流湿地下游与景观湖交汇处浓度最高,表流湿地浓度最低;pH和EC分别对NH_4~+-N和NO_3~--N的分布特征具有较大的影响作用。根据单因子污染指数法,湿地水体TN超标(P_i1),调节塘TN污染最为严重,调节塘可作为TN优控区。以上结果有助于深入认识以污水厂尾水为水源的组合人工湿地中氮污染物的赋存形态及分布特征。     

淮河流域水生态环境现状评价与分析

为了全面评价淮河闸坝与污染对淮河水生态的影响,必须首先对水生态现状有一个全局的认识。从淮河流域全局出发,通过对淮河典型河段的水生态和水环境进行现场调查与室内分析,对流域内水生态环境现状进行了综合评价。采用生物学指数与水生物指示环境结合的方法评价水体污染程度、生态系统稳定性与河流/水库的健康程度。评价结果表明：(1)颍河中下游地区与沭河中下游地区水生态系统脆弱,河流多处于病态;(2)涡河付桥闸、东孙营闸到蒙城闸段水生态系统不稳定,河流不健康,但下游河段水生态有自恢复迹象;(3)洪汝河河流多处于亚健康状态,水生态环境自修复能力较强;(4)淮干水生态环境质量的突变点在临淮岗,上游较好;(5)西部、南部山区水库水生态环境质量最好;(6)整个流域水生态质量西高东低,南高北低;优劣顺序为：西部、南部山区＞洪汝河水系＞涡河中下游地区＞颍河、沭河中下游地区。建议枯水期加大淮干以南及上游山区水库的下泻流量,保持河道畅通和一定流速,提高水体自净能力,同时控制颍河、涡河上游污染物的排放,联合调度水量与水质,淮河水生态得以修复。     

再生水补水景观湖浮游藻类群落结构特征及与环境因子的关系

在2014年6月至2015年5月,对以再生水为补水水源的天津临港生态湿地公园景观湖区的浮游藻类和水质指标进行逐月监测,应用典范对应分析(CCA)研究了浮游藻类与环境因子之间的关系,评价了湖区的水环境状况。结果表明:共鉴定出浮游藻类7门67属115种(包括变种),硅藻门种类最多,其次为绿藻门和蓝藻门,浮游藻类丰度范围为3.5×106~49×106cells·L~(-1),平均丰度为25.7×106cells·L~(-1),优势藻种主要为链状假鱼腥藻、梅尼小环藻、四尾栅藻、颤藻、项圈藻和卵形隐藻;多样性分析显示,藻类物种多样性一般,结合优势指示种评价水体为中污染富营养型水体;典范对应分析表明,水温、盐度、TN/TP等是影响临港再生水补水景观湖藻类群落结构的主要因素。     

西溪湿地四季水质时空变化及影响因子分析

选取西溪湿地6个监测点位为研究对象,测定了2007—2011年春夏秋冬四季湿地20个水质指标,采用因子分析技术定性地识别不同季节关键污染因子及来源,并基于层次聚类分析进行不同季节关键污染因子空间差异性分析。结果表明,春季关键污染因子为来源于居民生活污水的BOD5、高锰酸盐指数和浮游植物,夏季关键污染因子为来源于居民生活污水和农业面源的BOD5、高锰酸盐指数、总磷和浮游植物,秋、冬两季关键污染因子均为来源于生活污水的氨氮、总磷、总氮。西溪湿地各监测点位关键污染因子污染程度存在空间差异性,春季沿山河水质劣于《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中的Ⅴ类,蒋村港和蒋村集市水质介于Ⅱ类和Ⅲ类之间,深潭口、百家楼和秋雪庵水质为Ⅱ类。夏、秋、冬季的沿山河和蒋村港水质均劣于Ⅴ类,秋雪庵、百家楼、深潭口和蒋村集市水质类别在Ⅱ类到Ⅴ类之间波动。     

扬水曝气技术对周村水库藻类的控制

扬水曝气作为湖泊、水库水体修复技术之一,在国内多个水源水库水质改善工程中得到应用。为进一步研究扬水曝气技术对湖库藻类的控制效果及其机理,在对北方温带季节性分层水库-周村水库垂向水体的理化指标及藻类参数进行常年监测的基础上,于2015年8月—9月扬水曝气运行前后对垂向水体理化指标及浮游植物生物量、群落结构及丰度进行了连续监测和对比分析。结果表明,扬水曝气破坏了水体分层,藻类生物量锐减,多样性水平提高,藻类密度垂向差异消失,优势种群由威胁性较大的蓝藻、绿藻变为威胁性较小的硅藻,水体生态状况良好。扬水曝气系统对氮营养盐含量、热分层结构和光照条件的影响是促进了藻类群落结构改变的主要原因。     

沉水植被构建对上海辰山植物园景观湖水质的影响

以辰山植物园景观湖为研究对象,研究了景观湖建成初期沉水植物群落构建对水体水质因子的影响;并应用相关性分析(correlation analysis)和主成分分析(principal components analysis)对各水质和生态因子之间的相互关系进行了研究。结果表明,景观湖沉水植被建成1年后,水体水质处于Ⅲ类,其中叶绿素a含量5.48±1.930μg/L、总氮1.40±0.136mg/L、总磷0.080±0.015 mg/L、透明度108±20 cm、高锰酸盐指数5.50±1.26 mg/L;除高锰酸盐指数(CODMn)外,其他水质指标均较构建前有显著改善;并且景观湖水质显著优于外河道补充水源水质。相关性分析表明,景观湖水体叶绿素a含量与N、P营养盐呈显著正相关,但却与水温呈极显著负相关,这显示了草型景观湖水质的显著特征;主成分分析显示,第一主成分包含硝态氮、亚硝态氮、总磷、活性磷、叶绿素、水温、透明度和pH等变量,第二主成分包括高锰酸盐指数和氨氮等变量;第一主成分中的水质参数可作为辰山植物园景观湖后续水生态管理中的主要监测对象;此外,主成分分析还显示TP对水体叶绿素的增加具有很高正权重。