微孔曝气与覆盖对城市重污染河道底泥磷形态分布及释放过程的影响

采用自行研发的泥-水界面微孔曝气系统,开展了底泥表面曝气和覆盖对城市重污染河道底泥磷释放及形态分布规律的影响研究.结果表明,微孔曝气能够有效提高上覆水的溶解氧(DO)和沉积物的氧化还原电位(Eh),能够将泥-水界面Eh维持在-100 m V左右,DO提高到6 mg·L-1以上.与对照比较,原位覆盖处理的上覆水DO和Eh有一定提高,但仍明显低于微孔曝气处理.与对照相比较,微孔曝气处理均有效降低上覆水中总磷(TP)和溶解性正磷酸盐(PO3-4)的含量.试验结束时,微孔曝气(A)和微孔曝气+原位覆盖处理(A+C)上覆水中TP含量由初始的0.201 mg·L-1分别降至0.062 mg·L-1和0.050 mg·L-1;上覆水中PO3-4含量由0.086 mg·L-1和0.078 mg·L-1分别降至0.026 mg·L-1和0.023 mg·L-1.与对照相比,微孔曝气处理明显降低了底泥间隙水中TP的浓度,在整个培养期间,其TP含量平均下降38.8%(A)和47.9%(A+C).底泥原位覆盖处理对抑制泥-水界面磷释放能力要弱于微孔曝气处理,而且在试验后期(50 d),上覆水中TP和PO3-4的含量均有所反弹.不管有无覆盖,泥-水界面微孔曝气处理均显著改变了表层底泥磷形态分布特征,显著降低了底泥中铁铝结合态磷(Fe/Al-P)组分比例,而钙结合态磷(Ca-P)含量比例却出现明显增加.单一的表面覆盖处理对底泥磷形态分布特征没有显著影响(P0.05).研究表明,与单一的处理效果相比较,泥-水界面纳米微孔曝气处理,并结合底泥原位覆盖,更有利于抑制城市重污染河道泥-水界面中磷的释放风险.     

几种主要窖泥微生物丰度与窖龄的关系

浓香型白酒窖泥微生物对窖池老熟和白酒品质有着关键作用.为了解能表征不同年份窖池的微生物和窖池老熟与窖泥微生物数量之间的关系,从而加强窖池的管理和维护,提供窖池人工老熟的方法和评价标准,选取几种窖泥中主要的微生物菌属,包括3个真细菌属Sporanaerobacter、Petrimonas、Tissierella,和3个古细菌属Methanobrevibacter、Methanoculleus、Methanosarcina,设计了这6个菌属的特异性引物和真细菌、古细菌的通用引物;建立了引物特异性的验证方法,并分析验证了引物的基本性质和特异性;然后应用荧光定量PCR法,测定了这6个菌属和真细菌、古细菌在不同年份窖泥中的丰度,并对比分析了其与窖龄的关系.结果显示:真细菌、古细菌总数及各目标菌数随窖龄增加呈波动上升;水井坊酒厂(代指为B酒厂)窖泥中总微生物丰度和几种目标菌属的数目在50年以内增长较快,150年与50年数量接近;剑南春酒厂(代指为A酒厂)窖泥中的Methanobrevibacter以及B酒厂窖泥中的Methanosarcina占总古细菌数百分比与窖龄呈较好的线性关系.研究证明:正常窖池的窖泥微生物丰度与窖池所酿白酒酒质成正相关关系;不同酒厂窖池的微生物总量和各种主要菌的数目及比例相差较大;不同酒厂窖池窖龄可由其特异的微生物指示.     

南四湖表层沉积物重金属的赋存形态及底部界面扩散通量的估算

采用"SOFIE"模拟装置,研究了南四湖污染程度不同的两个湖区(南阳湖及独山湖区)表层沉积物中重金属元素的形态组成,间隙水及界面上覆水中重金属浓度的变化特征.结果表明,南阳湖区沉积物间隙水及界面上覆水中Cr,Cu,Ni,Zn和Pb的浓度均高于独山湖区,这与沉积物中重金属元素的有效结合态含量变化一致,主要与人为污染有关.南阳湖及独山湖区沉积物-水界面±0.5 cm范围内重金属元素具有较高的浓度梯度,间隙水中Fe与Mn浓度明显高于界面上覆水;Cu,Ni,Zn,Pb的浓度均低于界面上覆水;独山湖区沉积物间隙水中Cr浓度与界面上覆水相似,而南阳湖区沉积物间隙水中Cr浓度略高于界面上覆水.采用Fick第一定律,计算得到南阳湖及独山湖区沉积物-水界面附近Cu,Ni,Zn,Pb的扩散通量,分别为-0.23,-1.47,-2.57,-0.04 mmol.m-.2d-1和-0.34,-0.67,-0.48,-0.01 mmol.m-.2d-1,沉积物表现为重金属元素的"汇";而Cr的扩散通量分别为0.03 mmol.m-.2d-1和-0.02 mmol.m-.2d-1,说明污染较重的南阳湖区沉积物中Cr已表现出向上覆水体扩散的特征.     

氧化还原电位及微生物对水库底泥释磷的影响

为了解上覆水环境以及生物作用对水库底泥释磷作用的影响,本研究通过选取石砭峪水库底泥作为贫营养水库底泥代表,在实验室模拟了不同物理化学条件及不同微生物条件下水库底泥静态释磷过程.实验期间调查了上覆水处溶解氧(DO)、氧化还原电位(ORP)、pH等条件的影响,定期监测了上覆水中的溶解性正磷酸盐(PO3-4)、总磷(TP)、亚铁离子(Fe2+),反应开始前与结束后测定了底泥中不同持留形态的磷组分,其中包括铁铝结合态磷(Fe/Al-P)、钙磷(Ca-P)、无机磷(IP)、有机磷(OP)、总磷(TP),同时测定了反应前后底泥中碱性磷酸酶活性(APA).实验证明,ORP0 mV的强还原性条件能够促进底泥中的磷大量释放,同时伴随着大量的Fe2+进入上覆水中.底泥中释放的磷是以Fe/Al-P和IP为主,并且进入水体中的磷大部分是PO3-4,占超过水体中TP的50%以上.底泥中微生物的活动能够促进OP的分解和转化,对底泥中其他形态的磷转化为PO3-4进入水体影响不大.同时微生物也可以吸收上覆水中除PO3-4之外的磷营养进入底泥中储存起来.     

滇池福保湾沉积物-水界面微量重金属扩散通量估算

对滇池福保湾沉积物间隙水及近界面上覆水中溶解性重金属含量进行分析,并根据Fick定律计算出沉积物-水界面微量重金属扩散通量.结果表明,福保湾水体中重金属含量的平均值(以μg·1-1计)分别为:Fe 25.53,Cu 30.58,Zn 221.67,Ni 15.93,Co 1.91,Cd 1.12,Cr 19.26,Pb 31.08,As 9.41,符合国家Ⅱ类地表水质标准.沉积物-上覆水界面附近水体微量重金属浓度一般都明显高于孔隙水的相应浓度(As除外),根据Fick扩散定律计算出沉积物对上覆水中重金属的年吸附量(以kg计)分别为:Fe 3.48,Cu 8.70,Zn 70.66,Ni 4.52,Co 0.16,Cd 0.31,Cr 1.55,Pb 12.03,As 0.38.     

扰动强化污染底泥有机物自净的研究

扰动能够强化水体溶解氧的恢复并加快传质,增强水体的自净作用,有利于水体和底泥COD的降解,是一种常用的污染水体的修复方法。文章通过人工模拟的水体,构建搅拌和曝气两种上覆水扰动条件,研究了在这两种条件下水体中有机物含量以及底泥中微生物量的变化情况,探讨了扰动对水体有机物去除的影响。研究结果表明：（1）与对照情况相比,在搅拌、曝气条件下水中ρ（溶解氧）分别由0.2 mg.L^-1提高到1.0和8.0 mg.L^-1左右;曝气条件下底泥中蛋白含量及细菌数均最高;（2）底泥中w（脱氢酶活性）在搅拌和曝气条件下分别为0.52和0.46μg.g^-1左右;（3）曝气条件下对上覆水中有机物的去除呈现出较好的降解趋势。因此,运用曝气技术既能加速有机物的生化降解,改善水质;又可强化水体溶解氧的恢复,创造了微生物生长繁殖的适宜环境,增强了水体中微生物的活性,促进了水体自净能力的提高,在治理河道污染的应用中具有广阔的前景。     

土壤微生物生态学研究方法进展

土壤微生物研究方法经历了微生物纯培养、土壤酶活性(BIOLOG微平板分析)、微生物库(如微生物生物量)和流(C和N循环)、微生物生物标记物(FAMEs)、微生物分子生物学技术(从土壤中提取DNA,进行PCR-DGGE、PCR-SSCP、RLFP分析等),揭示了土壤微生物群落丰富的多样性和生态功能;现代生物技术和传统微生物研究方法的配合将为土壤微生物学研究提供较好的前景。     

XAFS技术在重金属界面吸附研究中的应用

X-射线吸收精细结构(XAFS)是同步辐射应用的最重要技术之一,可以在分子水平上研究重金属在天然颗粒物、土壤、沉积物及生物等界面上吸附的微观结构,为深入阐明同相表面重金属结合机制提供实验证据.本文综述了应用XAFS技术探讨矿物、腐殖质、植物组织和微生物等对重金属口发附机理的主要研究进展,并对XAFS技术在多相体系对重金属的界面吸附、生物体对重金属的耐毒机理等方面的可能应用进行了展望,以期为环境重金属污染的修复和治理提供基础资料.     

菲和镉复合污染对土壤微生物的生态毒理效应

以土壤酶活性和微生物数量作为生态毒理指标,通过模拟试验,比较分析多环芳烃菲和重金属镉单一与复合污染对土壤微生物的生态毒理效应.结果表明,菲和镉复合污染对土壤蔗糖酶、脲酶和脱氢酶均具有协同抑制作用;而对磷酸酶和微生物的数量具有拮抗抑制作用.菲和镉复合污染及菲单一污染对土壤微生物的活性抑制率从大到小依次为：放线菌＞真菌＞细菌;镉单一污染则为：真菌＞细菌＞放线菌.     

浓香型白酒窖泥微生物群落PLFA指纹图谱方法

针对白酒发酵过程中窖泥微生物群落的特殊性,以不同类型泥土和常见酿酒微生物为研究对象,构建了研究浓香型白酒窖泥微生物群落的磷脂脂肪酸(PLFA)指纹图谱法.结果表明:不同类型样品PLFA指纹图谱的显著差异(P<0.05)体现为样品PLFA的组成及含量受其生理及环境条件的影响,发生了显著的变化(花园和路旁泥土的真菌与细菌特征PLFA的比值分别为0.30和0.66,均小于1,而窖泥为1.17);5种常见微生物纯培养物加入窖泥后使得与其类型相对应的特征PLFA含量变化显著(添加SICC1.13的窖泥中a14:0增加了1.44倍,CICC20633使a16:0增加了9.92倍,SICC3398使18:2ω6,9增加了82.58倍,SICC31482使18:2ω6,9增加了90.33倍,添加DH5α的窖泥中检出了cy17:0)(P<0.05);应用主成分分析(PCA)揭示了窖泥中加入不同微生物菌株后其特征PLFA的组成及含量的变化规律.研究佐证了PLFA指纹图谱法是一种表征酿酒过程微生物群落指纹图谱快捷的生化免培养法.     

Bioavailability, ecotoxicity, and geological characteristics of trace lead in sediments from two sites on Negro River, Uruguay, South America

Bioassays of two sites along the Rio Negro in Uruguay indicate ecotoxicity, which could be attributable to trace concentrations of lead in river sediments. Monthly samples at two sites at Baygorria and Bonete locations were analyzed for both particle size and lead. Lead was determined by atomic spectrometry in river water and sediment and particle size by sieving and sedimentation. Data showed that Baygorria's sediments have greater percentage of clay than Bonete's (20.4 and 5.8%, respectively). Lead was measurable in Baygorria's sediments, meanwhile in Bonete's, it was always below the detection limit. In water samples, lead was below detection limit at both sites. Bioassays using sub-lethal growth and survival test with Hyalella curvispina amphipod, screening with bioluminescent bacteria Photobacterium leiognathi, and acute toxicity bioassay with Pimephales promelas fish indicated toxicity at Baygorria, with much less effect at Bonete. Even though no lethal effects could be demonstrated, higher sub-lethal toxicity was found in samples from Baygorria site, showing a possible concentration of the contaminant in the clay fraction.     

邯郸市沁河水污染治理方案

本文对邯郸市沁河水污染现状进行了调查分析，总结了城市内河治理经验，通过方案比较，推荐“清淤，护坡，建坝，分质截污，邯钢废水混凝沉淀处理”为沁河治理方案。     

长江下游重点江段水质污染及对鱼类的毒性影响

通过对长江下游安庆、南京、镇江、南通４江段水质污染及其对鱼类毒性影响的调查监测可发现,长江下游江段主航道水质较好,符合国家地面水Ⅱ类水质标准．但近岸带水质由于受污染带的影响,水质污染较严重,其主要污染物为石油类和挥发酚等．上述这些污染物质对鱼类具有一定的毒性影响,其不但可引起鱼类的急性中毒,而且可诱发鱼类产生微核,并对鼠伤寒沙门氏菌ＴＡ９８菌株表现出一定的致突变性．同时在上述几个江段鱼体内可检出较高的蓄积性污染物的残留量．研究结果显示,长江下游江段正在遭受沿江诸多工业废水的污染,尤其是污染带的作用,并且这种污染对区域性渔业有一定的影响     

Temporal dimension and water quality control in an emission trading scheme based on water environmental functional zone

Emission trading is one of the most effective alternatives to controlling water pollution. Water environmental functional zone (WEFZ) is used to determine the water quality standard and identify the zone boundary for each river or reach. In this study, a new emission trading scheme was addressed based on WEFZ, accounting for both the temporal dimension and water quality control. A temporal factor of emission trading was proposed based on variations in the environmental capacity within a year by dividing the year into three periods, including high, normal, and low periods of environmental capacity. During each period, emission trading was implemented exclusively. A water quality-control scheme was suggested based on the water quality requirement in the water functional zone, in which the water quality at the downstream boundary of the zone was required to meet the water standard following auto-purification in the stream. Two methods of calculating water quality control are addressed for point-source pollution and non-point-source pollution. The calculated temporal dimension and water quality control were located in Dongxi River of the Daning Watershed in the Three Gorges Watershed. The high period was during June, July, and August, the normal period was during April, May, September, and October, and the low period was during January, February, March, November, and December. The results from the water quality calculation demonstrated that the discharge of point-source and non-point-source pollutions led to an excess of common contaminants at the downstream boundary of WEFZ. The temporal and spatial factors above should be incorporated into the emission trading scheme based on WEFZ.     

珠江(广州河段)表层沉积物中重金属的分布特征及相关性研究

随着广州市截污工程的实施,珠江(广州河段)外源污染得到有效控制后,沉积物内源污染将成为影响河流水质的重要因素。在珠江(广州河段)表层沉积物中8种重金属质量分数监测的基础上,对该河段沉积物中重金属的沿程分布特征和横向分布特征进行了全面的分析,并对所测8种重金属之间的相关性进行了研究。结果表明:从沿程分布来看,这8种污染元素的分布特征基本相似,元素的高值区和低值区大致吻合。从横向分布来看,绝大多数污染物在一个断面的最高值和最低值出现的点位基本上是重合的,各种污染物质量分数的最高值绝大部分出现在靠近岸边的点位,并且大部分集中于左岸。而最低值出现在河道中间的比例较高。在所测定的8种元素中,除了Hg和As之外,其它各种元素之间均呈现较明显的正相关关系,特别是Cr和Cd、Cu和Cd、Cr和Cu、Cr和Ni之间的相关性显著。     

阜阳城区水体浮游动物群落周年结构特征及其与水质的关系

于2011年3月到2012年2月逐月对阜阳城区几条主要河流：颍河（A）、泉河（B）、西城河（C）、东城河（D）、南城河（E）、西清河（F）、中清河（G）、东清河（H）及三角洲（I）水体进行设点采样,研究各水体浮游动物的结构特征及多样性水平,并分析了各水体浮游动物的生物量与相应水体主要水质指标的相关关系。结果表明：浮游动物密度在各水体一年中出现两个高峰,分别在4—5月和10月,生物量也有两个高峰,分别比相应密度高峰晚一个月左右;这些高峰与水质指标具有相伴关系;各水体浮游动物生物量与相应水体主要水质指标（CODCr,、BOD、DO、TP、NH。-N）具有显著的相关关系。因此,阜阳城区各水体浮游动物生物量与水体污染程度有一定关系,可根据浮游动物生物量来判别相应水体水质,但鉴于水生态环境的复杂性,在监测水质时,其它生物因子也应综合考虑。     

The Role of Macrophytes in the Retention of Phosphorus in the River Thame,England

The effects of the growth of the dominant species of macrophytes on phosphorus transport in the River Thame, a nutrient enriched lowland clay catchment in southern England, were assessed using a mass-balance approach. Macrophyte abundance was estimated between late March and early June at three sites along the river. the plant biomass of phosphorus and the total phosphorus content of sediments in the main part of the river channel and sediments associated with the plant roots were measured on each occasion. Total phosphorus concentrations in the river water were measured at weekly intervals at a gauging station at the lower end of the study reach.

The results showed that the phosphorus content of plants at the site most impacted by sewage derived phosphorus was < 1% of the flux of total phosphorus estimated for the water column in April and May. Phosphorus contained in the total standing crop of macrophytes at the least impacted site was estimated as approximately 3% of the mean daily flux of total phosphorus in the water. Although no trends were found in the total phosphorus contents of the roots, shoots or sediments through the season, differences in the phosphorus content of the sediments were found between sites with different phosphorus loading. Higher porewater and Equilibrium Phosphate Concentrations (EPC_oS) were recorded at the site most impacted by sewage effluent when compared to an upstream sampling site.     

灰色聚类法综合评价滴水湖水系环境质量

将滴水湖水系看作一个灰色系统进行研究,利用灰色聚类理论,以地表水环境标准和富营养化分级标准为基础建立灰类评价体系,确定聚类指标的隶属度和标准灰类的权重,得到各聚类指标对标准灰类的聚类系数,最大聚类系数关联的等级即水体质量等级。2010年,每2周1次对滴水湖水系11个监测点的溶解氧（DO）、化学需氧量（CODMn）、五日生化需氧量（BOD5）、总磷（TP）、总氮（TN）、氨氮（NH3-N）、透明度（SD）及叶绿素a（Chl.a）进行监测,取各指标的年均值,建立灰类评价系统。结果表明：滴水湖水源大治河及引水干道随塘河处水质属于Ⅳ类～Ⅴ类,呈富营养化和极度富营养化状态;闸外引水河芦潮引河段水质类型为Ⅲ类,为富营养化水平;闸内引水河道水质总体呈现富营养化状态,水质类型为Ⅲ类;滴水湖湖区水体质量良好,水质类型为Ⅲ类,呈中营养水平。     

论流域水质与水量集成规划

“水量”与“水质”是流域大系统的两个特征,水环境研究偏重于水质,而水资源研究则更偏重水量,但是“质”与“量”是不能截然分开的,它们之间既相互关联,又互影响,相互制约,构成矛盾的统一体,基于这一出发点,本文从规划方法学的历史发展与流域水环境大系统的结构分析入手,系统阐述了提出流域水质与水量集成规划基本概念,目标及其策略与技术路线。     

浅丘河道生态需水量计算方法对比研究——以鄂北地区水河为例

适宜的生态需水量是保障河道生态系统健康的重要因素,合理地计算生态需水量对河道生态系统评估具有现实意义。以鄂北地区典型浅丘河道——水河为例,基于Qp法(不同频率最枯月平均值法)、频率曲线法、最小月平均流量法、Tennant法及生物习性法5种方法的生态流量计算结果,探讨了各方法计算结果的合理性与适用性。结果表明:由于上下游河道水文条件差异性,上游断面采用生物习性法能较好地拟合河道水文节律变化和水质波动;同理,下游断面采用频率曲线法更加匹配下游河道水文、水质情况。因此,在河道上、下游断面分别采用生物习性法、频率曲线法计算得到适宜生态需水量为0.21 m^3/s、2.02 m^3/s。