天津市海河温室气体排放特征与影响因素研究

河流生态系统是内陆水体温室气体重要的排放源,城市河流由于受人为活动干扰较大其温室气体排放特征及控制因子与自然河流不同。为探讨人为活动对城市河流温室气体的排放的影响,选择天津市海河为研究对象,于2019年12月(冬季)及2020年7月(夏季),对水体温室气体溶存浓度及扩散通量进行监测,分析海河温室气体排放时空特征及关键驱动因素。结果表明,冬季海河水体CH_4、CO_2、N_2O平均浓度分别为(0.32±0.42)μmol·L~(-1)、(102.19±64.07)μmol·L~(-1)、(63.78±34.21)nmol·L~(-1),其平均通量分别为(5.54±9.72)μmol·m~(-2)·h~(-1)、(865.85±394.74)μmol·m~(-2)·h~(-1)、(965.87±844.63) nmol·m~(-2)·h~(-1)。夏季海河水体CH_4、CO_2、N_2O平均浓度分别为(0.72±0.81)μmol·L~(-1)、(75.00±57.87)μmol·L~(-1)、(19.43±6.23) nmol·L~(-1),其平均通量分别为(27.99±29.60)μmol·m~(-2)·h~(-1)、(3 281.88±3 425.55)μmol·m~(-2)·h~(-1)、(558.73±298.67) nmol·m~(-2)·h~(-1)。在海河水体中CO_2浓度和通量呈现出上游大于下游的空间特征,而CH_4、N_2O浓度和通量呈现出上游小于下游的空间特征。海河二道闸的存在及人为调控对海河上下游水质及温室气体排放影响较大。在季节特征上,除CO_2通量、CH_4浓度和通量外,均呈现冬季大于夏季的季节分布特征。海河水体中DO、NO_3--N、DOC和CODMn是控制海河中温室气体浓度和通量的关键影响因子。海河水体中温室气体的产生不仅与水体中微生物功能有关,还与富含氮、磷等营养物质的工农业废水和生活污水的排放有关,人为活动影响和决定了海河温室气体排放模式及主要控制因子。     

台风过程中太湖藻类富集区氨基酸的变化特征

频繁的水动力扰动是大型浅水富营养化湖泊——太湖的一个重要环境特征;氨基酸作为易被生物利用的碳氮源,是湖泊生态系统重要组分之一,影响着湖泊中生源要素循环。因此,研究台风过程中藻类富集区氨基酸浓度和组分的变化,有助于更好地揭示蓝藻水华的形成机制。于2015年7月9-14日台风"灿鸿"经过太湖期间,测定了风速、风向、理化指标以及沉积物氨基酸(SAA)、水体中颗粒态氨基酸(PAA)和溶解态氨基酸(DAA)浓度及组成,分析了水体和沉积物中氨基酸浓度、组分和形态的变化规律。研究发现,SAA浓度在台风期呈现先下降后回升的趋势。DAA浓度在台风期浓度较低,在2.97-3.40μmol·L~(-1)之间,而在台风后迅速增至7.36μmol·L~(-1)。在台风期,表层和底层PAA浓度分别从7.98μmol·L~(-1)和7.03μmol·L~(-1)增加至109.00μmol·L~(-1)和66.00μmol·L~(-1);在台风后期随着蓝藻水华的爆发,表层和底层PAA浓度分别增加到588.28μmol·L~(-1)和246.63μmol·L~(-1)。台风过程氨基酸组分以GLY(甘氨酸)和ALA(丙氨酸)为主,组分变化主要受到台风后期蓝藻水华的影响。研究结果表明,台风过程中太湖藻类富集区氨基酸的变化先由沉积物再悬浮释放,随后为沉积物、其他湖区蓝藻迁入和自身降解特性等因素共同影响导致。     

冰封期乌梁素海不同形态氮、磷和叶绿素a的空间分布特征及其响应关系

湖泊水体中氮、磷和叶绿素a空间分布特征及其响应关系对辨识水环境质量具有重要意义。尤其对于冰封期典型的水文气候条件,将表现出特殊的环境地球化学行为,冰封期结冰过程使水体不同形态的氮、磷由冰层向水体迁移,导致冰下水体中营养盐浓度、叶绿素a浓度大于冰层,冰下水体污染物浓度增加。为量化不同污染物质在冰-水介质中迁移规律,于2020年1月14日采集乌梁素海12个样点的冰样和冰体,检测了各采样点不同形态氮磷和叶绿素a浓度。结果表明:冰样中高值ρ_((TN)) 0.838 mg·L~(-1)、ρ_((NH_4~+-N)) 0.109 mg·L~(-1)、ρ_((NO_3~--N)) 0.347 mg·L~(-1)分别位于湖心区的Q8采样点和北湖区的J11采样点。TN、NH_4~+-N、NO_3~--N集中分布在中层冰、下层冰和上层冰,冰下水体中北湖区的ρ_((TN))、ρ_((NH_4~+-N))、ρ_((NO_3~--N))、ρ_((NO_2~--N))出现高值。在冰样和冰下水体中总磷(TP)和溶解性总磷(DTP)的分布规律均为北湖区最高,南湖区最低。并且TP和DTP集中分布在下冰层。冰样中Chl-a在北湖区、湖心区和南湖区的平均质量浓度分别为2.455、1.407和1.210 mg·L~(-1),41.6%采样点的中层冰和下层冰中含有高浓度的Chl-a。冰下水体中Chl-a的质量浓度范围是1.530—12.280mg·L~(-1),均值为7.874mg·L~(-1)。冰封期乌梁素海的氮、磷和叶绿素a集中分布在冰下水体中。线性回归分析表明冰层和冰下水体中不同形态的氮、磷对叶绿素a的响应存在不同程度的差异。研究结果可为乌梁素海进一步的污染治理提供参考和借鉴。     

冬季北黄海溶解态CH_4和N_2O的浓度分布及海-气交换通量

2014年1月开展了北黄海表层海水中溶解态甲烷(CH_4)和氧化亚氮(N_2O)浓度及海水温盐等参数的观测研究.结果显示,冬季北黄海表层海水溶解态CH_4和N_2O的浓度范围分别为4.3—7.3 nmol·L-1和12.8—14.9 nmol·L-1,饱和度范围分别为150%—255%和128%—149%,是大气CH_4和N_2O的源.通过针对性开展温盐数据校正,区域和全球尺度大气CH_4和N_2O摩尔分数参考值的对比计算等关键过程的研究,优化提高了溶解态CH_4和N_2O饱和度及海-气交换通量计算方法和结果的准确度,得出1月份海-气CH_4和N_2O交换通量分别为6.3±5.1μmol·m-2·d-1和9.4±8.0μmol·m-2·d-1(W2014).并结合文献报道的春、夏、秋季节观测结果,将北黄海N_2O年释放量修订为1.02×10-2Tg.     

西双版纳不同演替阶段热带森林土壤N_2O排放的时间特征

氧化亚氮(N_2O)是导致全球变暖的一种重要温室气体。探明热带森林土壤N_2O排放动态及调控机制是全球变化及国际气候谈判的一个重要内容。为探明热带森林不同次生演替对土壤N_2O排放通量时间变化的影响,以西双版纳不同演替阶段热带森林[白背桐(Mallotus paniculatus)群落、崖豆藤(Mellettia leptobotrya)群落和高檐蒲桃(Syzygium oblatum)群落]为研究对象,采用静态箱-气相色谱法对土壤N_2O排放通量动态进行定位观测。探究这些变化与土壤温度和水分及理化性质之间的相互关系。结果表明:(1)不同次生演替阶段热带森林土壤N_2O排放通量存在显著差异,其大小顺序为:高檐蒲桃群落(462.4μg·m~(-2)·h~(-1))崖豆藤群落(378.93μg·m~(-2)·h~(-1))白背桐群落(310.68μg·m~(-2)·h~(-1));(2)不同次生演替阶段热带森林土壤N_2O排放通量月份变化趋势基本一致,均表现为6月显著高于12月,且各月份间差异显著;(3)土壤易氧化有机碳、水解氮、硝态氮和铵态氮显著影响土壤N_2O排放通量的时间变化,而土壤容重和pH值与土壤N_2O排放通量呈显著负相关。因此,土壤N_2O排放对西双版纳不同演替阶段热带森林群落具有敏感的响应,土壤温度、水分、易氧化有机碳、水解氮、硝态氮及铵态氮是土壤N_2O排放时间变化的主控因素。     

凤眼莲深度净化污水厂尾水生态工程中温室气体的排放特征

构建凤眼莲(Eichhornia crassipes)三级串联净化塘生态工程,对村镇污水处理厂尾水进行深度处理,采用自主研发的原位收集气体装置联合气相色谱法,于2015年8—11月采集并监测生态工程中排放的温室气体(CO_2、CH_4和N_2O),分析其排放特征,并探讨主要水体环境因子与气体释放之间的相关性。结果显示,生态工程对尾水TN和TP具有良好的净化效果,去除率分别达68.07%和64.21%;出水TN和TP浓度接近GB 3838—2002《地表水环境质量标准》的Ⅴ类标准。运行期间,生态工程中CO_2、CH_4和N_2O平均排放通量分别为0.058、0.076和1.539 mg·m~(-2)·h~(-1),实验期内CO_2、CH_4和N_2O累积释放总量分别为1.273、1.685和33.59 kg。CO_2和CH_4排放通量呈现明显的季节变化特征,夏季释放通量远高于秋季,N_2O排放通量未表现明显季节变化特征;沿生态工程水流方向上,CO_2、CH_4和N_2O排放通量均呈现先升高后降低的变化趋势。相关性分析结果表明,CO_2和CH_4排放通量与水温呈显著正相关(P0.05),CO_2排放通量分别与pH值和DO呈显著负相关(P0.05),CH_4排放通量分别与pH值和DO呈负相关(P0.05);N_2O排放通量分别与TN和NO_3~--N浓度呈正相关(P0.05)。     

洞庭湖不同形态氮、磷和叶绿素a浓度的时空分布特征

洞庭湖水体主要污染物为氮和磷,而有关洞庭湖营养盐赋存形态与叶绿素a的关系鲜有报道。为研究洞庭湖氮与磷的时空分布特征及其对叶绿素a(Chl-a)的影响,2017年在洞庭湖湖体、出湖口及8条入湖河流共20个断面采集了水样,分析了水体中不同形态氮、磷和Chl-a的质量浓度。结果表明,洞庭湖水体中总氮(TN)、溶解态总氮(DTN)、氨氮(NH_4~+-N)、硝酸盐氮(NO_3~--N)质量浓度年均值分别为1.83、1.69、0.26、1.27 mg·L~(-1),总磷(TP)、溶解态总磷(DTP)、磷酸盐(DPO)、颗粒态磷(PP)质量浓度年均值分别为0.081、0.059、0.049、0.022 mg·L~(-1),Chl-a质量浓度平均值为4.84μg·L~(-1)。空间分布上,各形态氮和磷的质量浓度总体表现为:入湖口出湖口湖体,其中,区间入湖口水体中ρ(TN)、ρ(NH_4~+-N)、ρ(TP)、ρ(PP)最高,而ρ(NO_3~--N)、ρ(DTP)、ρ(DPO)在松滋口最高。ρ(Chl-a)表现为区间湖体出湖口松滋口四水。时间分布上,各形态氮与磷的质量浓度具有明显的季节变化特征,均表现为枯水期平水期丰水期;ρ(Chl-a)总体上呈现丰水期平水期枯水期的趋势。可见入湖河流对洞庭湖氮与磷的时空分布起了至关重要的作用,入湖污染负荷和人类活动(包括采沙和生产生活)是洞庭湖氮与磷空间分布的重要影响因素,而入湖水量可在一定程度上解释洞庭湖氮与磷的时间分布。总体而言,洞庭湖未出现明显的富营养化现象,这可能得益于其独特的水文条件(水循环周期短,流速较快),但流速较低的六门闸和大小西湖断面ρ(Chl-a)较高,夏季水华频发,应引起高度重视。     

黄河三角洲养殖塘水-气界面CO_2、CH_4和N_2O通量特征

随着经济的增长和人口的增加,沿海地区养殖业迅速发展,故养殖区水-气界面的CO_2、CH_4和N_2O交换通量对大气中温室气体浓度的影响不容忽视。以黄河三角洲神仙沟(桩11)南部的养虾塘为研究对象,于2013年6月—2014年4月,采用漂浮箱-气相色谱法对养殖塘白天水-气界面CO_2、CH_4和N_2O通量进行观测,并同步测定养殖塘部分环境因子。结果表明,黄河三角洲养殖塘CO_2、CH_4和N_2O的通量范围分别为-71.140 3~7.278 6、-0.005 8~0.016 5、-0.002 0~0.007 9 mg·m~(-2)·h~(-1),均值分别为-36.347 5、0.005 9、0.002 7 mg·m~(-2)·h~(-1),整体上表现为从大气吸收CO2的汇和向大气排放CH_4和N_2O的源。养殖塘温室气体通量存在明显的季节变化特征,在温度较高的夏秋季,CH_4和N_2O排放通量较大。相关性分析结果表明,温度、盐度、SO_4~(2-)、Cl~-和磷水平对养殖塘温室气体具有一定的影响,且盐度与N_2O通量、SO_4~(2-)浓度与CO_2通量之间的相关性达到显著水平。黄河三角洲养殖塘温室气体通量与自然水体和其他地区养殖塘存在较大差异,其中,地理位置的差异、养殖方式、杀菌剂的使用等环境因子和人为因素的作用显著。此外,养殖塘作为受人为干扰严重的水体,表现为多因子共同作用的结果,这一结论还有待于进一步的研究。研究结果对于综合评价水产养殖对区域气候变化的影响,深化人类活动对全球变暖的影响认识具有一定意义。     

典型菜地土壤剖面N_2O浓度、扩散通量与净周转率变化

利用地下气体原位采集系统-气相色谱法,周年监测休耕裸地与轮作菜地(茼蒿-空心菜-大青菜)7、15、30和50 cm土层N_2O浓度变化,旨在探究菜地土壤剖面N_2O扩散通量变化和净周转率.结果显示:菜地土壤剖面N_2O浓度呈现较大的时空变异性,轮作菜地7、15、30和50 cm土层N_2O平均浓度分别达到休耕裸地对应土层的1.9、8.7、9.2与26.7倍,0-30 cm土层土壤N_2O浓度随土层深度增加而增加,30-50 cm土层逐渐降低,表明氮肥施用显著促进了上层土体内N_2O的产生.休耕裸地与轮作菜地4个土层N_2O扩散通量(以N计)变幅分别为-354-420μg m~(-2)h~(-1)与482-1 510μg m~(-2)h~(-1),其中休耕裸地30-50 cm土层N_2O扩散通量为负值,表明该土层N_2O以吸收为主.轮作菜地7-15 cm土层N_2O扩散通量最高为1 510μg m~(-2)h~(-1),分别比0-7 cm、15-30 cm与30-50 cm高68.1%、2.5%与36.6%,表明7-30 cm为N_2O的主要产生位点.休耕裸地与轮作菜地0-15 cm土层间N_2O净周转率以负值为主,15-50 cm以正值为主,表明N_2O的周转在土壤剖面中层(7-30cm)最快.综上,N_2O浓度在土层中的分布情况为从上到下先增加后减少,主要产生位点于30 cm土层并从该层向其上下层扩散输送;结果可为菜地土壤N_2O产生位点的定位及其转化过程的研究提供参考.(图4表2参33)     

进水氮负荷波动下地下渗滤系统N_2O释放研究

地下渗滤系统(subsurface wastewater infiltration system,SWIS)是一种生态化的污水处理技术模式,在处理小水量、分散污水方面具有较为明显的技术优势,例如管理简单、运行费用低、兼具生态服务功能等。SWIS对污水中氮的去除主要依靠微生物硝化-反硝化作用,脱氮效果受内外部条件因子制约。当基质层内部溶解氧含量不足、NO_2~-积累、氧化亚氮还原酶活性受到抑制时,硝化和反硝化过程均可释放N_2O气体。进水水质、操作条件、温度等因素影响N_2O释放量和转化率。利用原位实验平台,采用静态箱-气相色谱分析方法,以实际生活污水为研究对象,分析了进水氮负荷波动条件下SWIS中N_2O产率、转化率和释放周期的变化规律。研究表明,进水氮负荷显著影响SWIS除污效率、N_2O产率和转化率。随着进水氮负荷由1.6 g·m~(-2)·d~(-1)增至7.2 g·m~(-2)·d~(-1),出水COD、NH_4~+-N、TN质量浓度分别由(9±3)、(0.4±0.1)、(1.5±0.11)mg·L~(-1)升高到(70±7)、(11.0±1.0)、(15.4±0.4)mg·L~(-1);N_2O产率与转化率表现出先升高后降低的趋势,其中,N_2O产率可高达(60.6±2.0)mg·m~(-2)·d~(-1),同时,进水总氮(转化率1.33%±0.03%)转化成N_2O逸出系统;随着系统落干时间的延长,N_2O产率呈下降趋势。综合考虑处理能力、出水水质和N_2O释放量,建议在工程应用中,选用具有一定脱氮能力的前处理工艺,控制SWIS进水氮负荷在4.0~5.6g·m~(-2)·d~(-1)之间,且适当延长SWIS干化周期。此时,出水水质满足城市景观地表水水质标准(GB/T18921—2002),N_2O产率和转化率均维持在较低水平。     

太湖沉积物反硝化功能基因丰度及其与N_2O通量的关系

温室气体N_2O的生成和排放与反硝化功能微生物关系密切,探讨沉积物反硝化微生物功能基因丰度及其与N_2O通量的关系有助于更好地理解沉积物N_2O生成与排放的微生物学机制。以太湖为研究对象,采用定量qPCR(Quantitative PCR)技术测定了太湖沉积物反硝化功能基因(nirK、nirS、norB和nosZ)丰度,阐明了太湖沉积物反消化功能基因丰度的季节变化规律,并分析了反硝化功能基因丰度与沉积物N_2O通量及其他环境因子的关系。结果表明:太湖沉积物反硝化功能基因丰度呈现夏秋季高冬春季低,具有明显的季节变化特征,norB基因丰度最高,均值为9.03×10~9 copies·g~(-1),其次为nir S基因(1.14×10~9copies·g~(-1)),nirK和nosZ基因丰度均值分别为3.04×10~8copies·g~(-1)和1.09×10~8copies·g~(-1)。沉积物TN和NO_2~-是影响反硝化功能基因丰度的重要环境因子。夏秋季沉积物N2O通量为-0.12-0.04nmol·g~(-1)·h~(-1),均值为-0.05nmol·g~(-1)·h~(-1),与反硝化功能基因(nir K、nir S和nir B)丰度呈显著正相关(P0.05),表明反硝化过程消耗了N_2O。冬春季沉积物N_2O通量为-0.05-0.48 nmol·g~(-1)·h~(-1),均值为0.27 nmol·g~(-1)·h~(-1),与反硝化功能基因丰度不具显著相关性,表明反硝化作用可能不是N_2O产生的主要过程。     

氮源对盐藻生长及细胞物质组成的影响

杜氏盐藻(Dunaliella salina)细胞内含有大量的蛋白质、多糖、甘油、脂类、β-胡萝卜素等物质,不仅是水产养殖育苗常用的饵料,而且在食品、医药和保健品等日常生活用品中具有独特的经济价值。研究常见氮源形式和浓度对盐藻生长和细胞物质组成的影响,探索适宜于不同培养目的的氮源供给方式,可为盐藻的大量培养、开发应用提供依据。文章针对NaNO_3、NH_4Cl和CH_4N_2O等3种不同形式及200、600和1 800μmol·L~(-1)等3种不同浓度的氮源,研究了不同的氮源供给条件下杜氏盐藻的生长情况和细胞的物质组成。结果表明,盐藻生长可利用所测试的3种氮源。就氮源形式而言,最终生物量表现为CH_4N_2O≥NaNO_3NH_4Cl,盐藻更偏好有机氮源CH_4N_2O;就氮源浓度而言,最终生物量表现为1 800μmol·L~(-1)≥600μmol·L~(-1)200μmol·L~(-1),600μmol·L~(-1)以上的浓度上升对于进一步提高生物量没有显著性贡献。在200μmol·L~(-1)时,有机氮源CH_4N_2O比无机氮源NaNO_3、NH_4Cl更有利于盐藻生长。氮源形式对盐藻细胞中蛋白质含量的影响不显著,但显著地影响细胞中糖和脂肪的积累。有利于糖积累的氮源形式表现为NH_4Cl≥NaNO_3CH_4N_2O,而有利于脂肪积累的氮源形式表现为NH_4Cl≥NaNO_3≥CH_4N_2O。高氮源浓度有利于盐藻细胞蛋白质的积累,但对糖和脂肪的积累效果不显著,对盐藻细胞糖和脂肪的积累最佳的氮源是200μmol·L~(-1) NH_4Cl。针对以脂肪为目标物质的盐藻培养,推荐采用二段培养方案,即在第一段培养时采用200μmol·L~(-1) CH_4N_2O为氮源,以获得较大的生物量;在第二段培养时采用200μmol·L~(-1) NH_4Cl,以提高单位细胞的脂肪含量。     

洱海入湖河口湿地沉积物氨氮释放潜力研究

罗时江河口湿地运行10 a后,沉积物中N含量不断增加,存在较大释放风险。通过现场原位定点监测,探索上覆水、沉积物中N的时空分异特征;采用原柱样连续流动培养方法室内模拟5 d,研究湿地沉积物NH_4~+-N释放通量变化规律及影响因素。结果表明:(1)湿地上覆水中ρ(TN)和ρ(NH_4~+-N)较高,分别为3.11～5.13和0.32～0.62 mg·L~(-1),自入水口向出水口呈递减趋势。表层沉积物w(TN)和w(NH_4~+-N)分别为1 264.83～2 554.48和13.56～63.42 mg·kg~(-1),呈入水口高于其他监测点的特点。(2)湿地沉积物的NH_4~+-N释放通量为270.60～747.58 mg·m~(-2)·d~(-1),平均为482.95 mg·m~(-2)·d~(-1),湿地沉积物主要表现为NH_4~+-N的"源"。在为期5 d的连续流动培养实验过程中,湿地沉积物NH_4~+-N释放通量呈先减少再增加的趋势,在培养第3天时达到最低值。研究结果可为洱海流域人工恢复湿地设计、管理等提供科学依据。     

万峰湖水库回水区二氧化碳分压及扩散通量特征时空变化

为了解喀斯特高原水库回水区丰枯水期水体二氧化碳分压变化规律及二氧化碳扩散通量特征,本文以云贵高原喀斯特水库——万峰湖为例,于2016年9月和2017年2月对该水库回水区水体表层进行走航监测和采样,利用水质参数仪现场测定水体参数,其余水体参数于实验室做进一步测定分析,pCO_2通过水化学平衡原理和亨利定律计算得到.结果表明,丰水期回水区表层pCO_2变化范围为124.84—374.06 Pa,均值为219.580 Pa;枯水期回水区表层pCO_2变化范围为210.19—371.53 Pa,均值为290.607 Pa,丰水期pCO_2值小于枯水期.相关性分析得出,枯水期pCO_2与T(温度)呈负相关,且pCO_2与Cond(电导率)和TDS(总溶解固体物含量)呈正相关.而丰枯水期pH与pCO_2都呈显著负相关.丰水期和枯水期pCO_2均为过饱和状态,表现为大气CO_2的源(大气pCO_2值为40.63 Pa).通过计算得出该研究区CO_2扩散通量(F)丰枯水期分别为49.27—193.82 mmol·m~(-2)·d~(-1)、54.02—102.83 mmol·m~(-2)·d~(-1),平均通量为104.998 mmol·m~(-2)·d~(-1)和76.822 mmol·m~(-2)·d~(-1).与世界其他水库相比,库区水体丰枯水期CO_2扩散通量低于热带地区,普遍高于亚热带、温带地区.     

太湖梅梁湾磷化氢气体浓度和通量日变化

以太湖梅梁湾湖区为研究对象,考察水面上空磷化氢浓度和水-气界面磷化氢释放通量的习变化.结果表明,白天大气中磷化氢浓度(7.39±7.00)ng·m-3显著低于夜间(37.05±22.74)ng·m-3,光照是影响大气中磷化氢浓度的主要因素.磷化氢通量全天正负交替,白天平均通量(11.41±23.76)ng·m-2·h-1,水体为磷化氢的释放源;夜间平均通量为(-37.62±26.45)ng·m-2·h-1,水体表现为磷化氢的汇;一天内平均日变化为(-13.11±35.04)ng·m-2·h-1,磷化氢总体为从大气向水体迁移的过程.磷化氢通量与水温显著正相关,而与大气中磷化氢浓度显著负相关.相关性分析表明磷化氢与温室气体(甲烷、二氧化碳和氧化亚氮)均呈现负相关.     

巢湖湖区及入湖河流表层水体、沉积物中有机氯农药分布及风险评价

本研究基于GC-MS分析了巢湖湖区及入湖河流共40个采样点的表层水及表层沉积物样品中有机氯杀虫剂(OCPs)的含量.研究结果表明,在一年内不同季节中,巢湖湖区及入湖河流表层水体∑OCPs浓度均较低,春季6.09—11.53 ng·L~(-1),夏季6.32—11.10 ng·L~(-1),秋季6.76—16.23 ng·L~(-1),冬季5.97—16.29 ng·L~(-1);相应季节OCPs平均浓度分别为8.33±1.19 ng·L~(-1),8.43±1.21 ng·L~(-1),9.25±1.96 ng·L~(-1)和8.33±2.14 ng·L~(-1).表层水体中OCPs主要为工业生产六六六(HCHs)以及杀虫剂林丹.湖区及入湖河流表层沉积物中OCPs浓度(ng·g~(-1)级别)远高于表层水体(ng·L~(-1)级别)的浓度,∑OCPs浓度范围为2.55—19.03 ng·g~(-1),平均浓度为5.80±4.07 ng·g~(-1),且巢湖西部地区OCPs污染大于东部区域,其中较高浓度的狄氏剂和硫丹成分说明巢湖区域受到这两类物质的污染.异构体分析表明,表层沉积物中OCPs的来源也与周边农田土壤和地表径流所带来的污染以及不同程度工业品HCHs粉剂和林丹的陆源性输入有关;在绝大多数采样点的表层沉积物中滴滴涕类农药(DDTs)的检出为历史的残留污染.生态风险评价表明,巢湖湖区及入湖河流表层水体中OCPs对该区域的生态风险几乎没有影响且表层沉积物中OCPs亦处于较低的风险状态.     

崇明岛典型河道水体中叶绿素a动态特征及其与环境因子的相关分析

目前,水体富营养化已成为最棘手的全球环境问题之一。分析水体中叶绿素a时空分布特征、变化规律及其影响因素,可为水体的生态修复提供重要的数据支持。选取崇明岛典型河道团旺河水体为研究对象,布设7个采样点,于2013年4月—2014年3月间对各采样点进行叶绿素a、水温、透明度、TN、TP、氨氮、高锰酸盐指数等水质因子的监测与评价。结果表明,该河道中叶绿素a浓度及相关环境因子随季节变化较为显著,叶绿素a浓度季节性变化表现为夏季(42.33μg?L~(-1))春季(31.68μg?L~(-1))秋季(20.88μg?L~(-1))冬季(11.70μg?L~(-1))。SPSS分析结果表明,叶绿素a与总氮、总磷及温度间呈显著相关关系,而与其他环境因子相关关系不显著。建立了叶绿素a的多元回归方程:Y=377.873X_1-0.507X_2+0.505X_3-21.834(r~2=0.911),验证方程ρ计算(Chl-a)=2.503+0.905×ρ实测(Chl-a)(r2=0.946)表明,该回归方程能够准确地预测团旺河水体叶绿素a的变化趋势,可为水体富营养化的预警提供可靠的科学依据。     

陇东旱塬苜蓿草地N_2O排放特征及其对施氮的响应

采用LGR-N_2O/CO气体分析仪研究陇东旱塬苜蓿草地N_2O排放特征、影响因素及其对施氮的响应.试验设N0 kg hm~(-2)(N0)和150 kg hm~(-2)(N150)两个施氮处理.结果表明,监测期N0和N150处理的N_2O排放通量平均分别为-0.0036和0.0118 mg m~(-2) h~(-1),N150处理较N0处理明显增加.N_2O排放通量具有明显的日变化特征,表现为先降低后增加的趋势.回归分析表明,N_2O排放通量与表层10 cm土壤含水量表现为显著的正相关关系,降雨天N_2O排放通量较非降雨天值升高131.3%.同时,N_2O排放通量随着表层10 cm土壤温度的升高表现为减低的趋势.日排放特征表明,以9:00-11:00时测定的N_2O通量值为基础推算日尺度或更长时间尺度的N_2O排放通量时可能存在明显低估的现象.综上所述,陇东苜蓿草地N_2O排放受降水和施氮的深刻影响,且具有明显的日动态特征,建议通过仪器连续动态测定加强N_2O排放通量数据的准确性和代表性.     

望虞河西岸河流氮磷污染状况及其对调水水质的影响

为探讨望虞河西岸河流氮磷污染状况及其对调水引流入太湖水质的影响,分别于2017年11月以及2018年3和6月,选取望虞河西岸紧临入湖口的4条代表性河流,测定水体各形态氮、磷浓度,对各形态氮、磷时空分布规律及其对调水水质的影响进行研究。结果表明:(1)伯渎港、徐塘桥河、古市桥河和张塘河ρ(TN)平均值分别为4.93、5.20、2.27和3.78 mg·L~(-1),ρ(TP)平均值分别为0.18、0.23、0.16和0.15 mg·L~(-1),NO_3~--N和PO_4~(3-)-P分别为氮、磷的主要形态;(2)夏季伯渎港、徐塘桥河和古市桥河TN平均浓度最高,分别为各自最低季节的1.24、1.44和2.01倍;4条河流氮、磷浓度沿汇入望虞河方向呈下降趋势,但入河断面水质未达到区域水功能区划制定的Ⅲ类水质目标;(3)研究区91.3%的水体断面处于中度富营养化水平,56.5%的水体断面为磷限制状态;(4)电导率、COD_(Mn)和ρ(Chl-a)为各形态氮、磷分布的主要影响因素。研究区河流营养盐的汇入对望虞河入湖口水质有较大影响,尤其是磷素污染,需加强水体溶解性磷浓度的削减控制。夏季研究区氮素污染最为严重,且夏季为望虞河引水期,应加强该时段入河支流水体污染控制,保障调水水质。     

红水河龙滩水库夏季CO_2分压分布特征及影响因素

为研究红水河龙滩水库的CO_2浓度分布及影响因素,于2016年7月对红水河河段龙滩水库进行定点采样,测定水体理化参数并计算水体表层CO_2分压(pCO_2)。结果表明:坝前到红水河入库水体表层pCO_2值分3个区间,坝前至库中在64.28~152.56 Pa之间,库中过渡带在161.57~257.57 Pa之间,入库水体在126.45~264.29 Pa之间,入库水体和过渡区的pCO_2均高于坝前。相关分析表明:表层水体pCO_2与电导率、总溶解固体物(TDS)、氧化还原电位(ORP)呈显著正相关,与pH值呈显著负相关,说明水生生物光合-呼吸作用、碳酸盐岩溶体系是影响水库pCO_2变化的重要因素。水库CO_2释放通量范围为9.06~78.80 mmol·m~(-2)·d~(-1),均值为45.96 mmol·m~(-2)·d~(-1),库区表层水体表现为大气CO_2的源,呈现坝前CO_2排放弱源过度到上游碳排放强源的空间变化特征,说明河流水体流经水库作用减缓了CO_2释放。