底栖动物完整性指数评价西苕溪溪流健康

根据浙江安吉县西苕溪的64个底栖动物样点数据,对36个生物参数的分布范围、Pearson相关性和判别能力进行分析,确定B-IBI指数由总分类单元数、EPT分类单元数、鞘翅目%、前3位优势分类单元%、(纹石蛾科/毛翅目)%、滤食者%和BI指数构成.用比值法统一参数量纲,采用直接累加、变异系数权重法和熵值权重法分别计算B-IBI值并进行B-IBI健康标准的准确性检验,结果表明,熵值权重法的准确性(92.9%)优于直接累加(85.7%)和变异系数权重法(78.5%).建立了评价西苕溪健康的B-IBI标准:B-IBI＞0.69健康,0.52～0.68亚健康,0.35～0.51一般,0.18～0.34差,B-IBI＜0.17极差.B-IBI指数与栖境指数(r=0.62,p＜0.01)、水温(r=-0.64,p＜0.01)和海拔(r=0.64,p＜0.01)显著相关.     

Systematic analysis of microfauna indicator values for treatment performance in a full-scale municipal wastewater treatment plant

The indicator values of microfauna functional groups and species for treatment performancewere systematically evaluated based on the continuous monitoring of the entire microfauna communities including both protozoa and metazoa over a period of 14 months, in two parallel full-scale municipalwastewater treatment systems in a plant in Beijing, China. A total of 57 species of ciliates, 14 species (units) of amoebae, 14 species (units) of flagellates and4 classes of small metazoawere identified,with Arcella hemisphaerica, Vorticella striata, Vorticella convallaria, Epistylis plicatilis and small flagellates (e.g. Bodo spp.) as thedominant protozoa, and rotifers as thedominant metazoa. The abundance of the sessile ciliateswas correlatedwith the removals of BOD 5 (Pearson’s r = 0.410, p < 0.05) and COD Cr (r = 0.397, p < 0.05)while the testate amoebaewas significantly positively related to nitrification (r = 0.523, p < 0.01). At the same time, some other associationswere also identified: the abundances of the large flagellates (r = 0.447, p < 0.01), the metazoa (r = 0.718, p < 0.01) and species Aspidisca sulcata (r = 0.337, p < 0.05)were positively related to nitrification; the abundance of Aspidisca costatawas correlated to the TN (total nitrogen) removal (r = -0.374, p < 0.05 ); the abundances of the sessile species Carchesium polypinum (r = 0.458, p < 0.01) and E. plicatilis (r = 0.377, p < 0.05)were correlatedwith the removal of suspended solids.     

北京自备井水源内毒素污染及与其他水质参数的相关分析

本研究采集驻京部队14个自备井水源样品,采用动态浊度东方鲎试验定量检测内毒素活性,同时检测了细菌总数(流式细胞术法)、异养菌平板计数(HPC)、菌落总数(平板法)、总大肠菌群、颗粒物特征、浊度、溶解性有机碳(DOC)和UV254值,比较了内毒素与这些水质参数的相关性.结果表明自备井水源的总内毒素活性为0.15~13.20 EU·m L~(-1),其中游离态内毒素活性为0.10~5.29 EU·m L~(~(-1)),结合态内毒素活性为0.01~8.60 EU·m L~(-1).对于内毒素污染较严重的自备井水源来说,结合态内毒素所占比例明显高于游离态内毒素.总内毒素与其他水质参数关联顺序为细菌总数(流式细胞术法)(r=0.88)HPC(r=0.79)DOC(r=0.77)UV254(r=0.57)总大肠菌群(r=0.50)菌落总数-平板法(r=0.49)=浊度(r=0.49)颗粒物总数(r=0.41).结合态内毒素与其他水质参数关联顺序为细菌总数-流式细胞术法(r=0.81)HPC(r=0.66)总大肠菌群(r=0.65)浊度(r=0.62)颗粒物总数(r=0.58)菌落总数(平板法)(r=0.22).游离态内毒素与水中DOC、UV254的相关系数r分别为0.58和0.26,结果表明游离态内毒素与水中DOC的相关性较大,与UV254相关性很小.     

南长山岛不同土地利用方式下的土壤有机碳密度

土壤有机碳库是陆地生态系统中重要的碳库之一,以往对海岛生态系统土壤有机碳储量估算及其影响因素的研究较少.因此,本研究在南长山岛实测了不同土地利用方式下表层土壤的有机碳密度,比较了相互之间的差别,分析了与土壤理化性质的相关性.结果表明,南长山岛不同土地利用方式土壤有机碳密度差异显著(p0.01),表现为:针阔混交林刺槐黑松侧柏农田水库沿岸草地果园;森林土壤有机碳密度高于其他类型土壤.森林土壤有机碳密度与坡度(r=-0.459,p=0.085)、海拔相关性不显著.在土壤理化性质中,土壤全氮(r=0.763,p0.01)、有机质(r=0.833,p0.01)含量与森林土壤有机碳密度呈显著正相关.     

土地利用对流域氮素记忆效应的影响研究

"记忆效应"是一些流域实行了多年的氮污染控制实践却仍未见成效的主要原因之一.然而,目前对流域氮素记忆效应的认识还很有限.本研究利用温州市珊溪水源地13个集水区近5年的河流TN浓度逐月监测数据,运用重标极差(R/S)分析和Spearman秩相关分析方法,探讨了土地利用对流域氮素记忆效应的影响.结果表明,河流TN平均浓度与耕地(r=0.495,p=0.086)和建设用地(r=0.692,p=0.009)面积比例正相关,与林地(r=-0.604,p=0.029)面积比例显著负相关,与园地(r=-0.039,p=0.900)、未利用地(r=-0.176,p=0.566)、集水区面积(r=-0.335,p=0.263)和河网密度(r=0.148,p=0.629)的相关性不显著.13条入库支流TN浓度序列的Hurst指数变异范围为0.33~0.72,意味着其中11个集水区具有显著的氮素记忆效应(0.5Hurst指数1.0),而其余2个集水区不显著(0Hurst指数0.5).Hurst指数与耕地(r=-0.482,p=0.095)和建设用地(r=-0.311,p=0.301)面积比例均负相关,而与园地(r=0.479,p=0.098)和林地(r=0.510,p=0.075)面积比例正相关.同时,Hurst指数与集水区面积大小(r=0.118,p=0.700)和未利用地面积比例(r=0.032,p=0.917)的相关性不显著,而与河网密度负相关(r=-0.529,p=0.063).流域内"源"功能为主土地利用面积的增加和氮输移效率的提高加剧了河流氮污染,而对氮素记忆效应的作用则相反.因此,尽管增加"汇"景观面积、降低氮输移效率能缓解河流氮污染,但"汇"景观中截留的遗留氮对河流氮浓度会造成更长时间的影响.     

焦化废水活性污泥法处理中微型动物群落及其与处理性能之间的关系

为了分析难降解焦化废水活性污泥法处理中的微型动物群落特征,本研究考察了活性污泥法焦化废水处理厂中的微型动物群落,分析了其与处理性能之间的相互关系.结果发现,本研究共采集的64个水样中,鉴别出28个种属微型动物,其中,原生动物27种(22种纤毛虫、4种鞭毛虫、1种有壳变形虫),1个类群微型后生动物.固着型和匍匐型纤毛虫为共优势群,固着型小口钟虫(Vorticella microstoma)为绝对优势种.除小口钟虫(V.microstoma)(出现频率100%)外,出现频率较高的种类还有轮虫(rotifers)(97%)、沟钟虫(Vorticella convallaria)(69%)等.与常规废水活性污泥法处理系统相比,焦化废水处理系统中的微型动物种类和数量相对偏低.相关性分析结果表明,生物学参数与出水水质、运行参数间存在着不同的相关性.其中,累枝虫属(Epistylis spp.)与出水氨氮(r=-0.740,p0.01)、氰化物(r=0.509,p0.05)和DO(r=0.514,p0.05)存在着显著的相关性;吸管虫属(Podophrya spp.)与硝化效率呈显著负相关(p0.05),它们可作为系统处理性能参数的指示微生物;其他种属与出水水质和运行参数间的相关性不显著(p0.05).因子分析揭示了与系统相关联的潜在的重要影响因素,以及某些微型动物种属间存在的相互关系.     

施肥量对福州平原稻田CO2排放及其温度敏感性的影响

为了阐明施肥量对稻田CO_2排放及其温度敏感性的影响,采用静态箱-气相色谱法,对福州平原稻田对照(CK)、常规施肥组(CG)和倍增施肥组(BZ)的CO_2排放及其温度敏感性进行了测定和分析.结果表明,CK、CG和BZ的CO_2排放通量变化范围分别为32.33~3181.97、30.68~3701.05和32.81~3206.29 mg·m~(-2)·h~(-1),CG的CO_2排放通量比较CK增加了14.16%,BZ的CO_2排放通量较CK增加了8.04%,CK、CG和BZ之间CO_2排放通量差异不显著(p0.05);稻田CO_2排放与土温(r=0.683,p0.01)、株高(r=0.820,p0.01)及含水量(r=0.309,p0.05)具有显著的正相关关系;CK、CG和BZ的CO_2排放通量与土温和气温均具有显著的正相关关系(n=42,p0.01);CK、CG、BZ的Q_(s10)值和Q_(a10)值分别为28.13、18.88、13.24和9.86、7.64、6.35,CK的温度敏感性显著高于CG和BZ(p0.05),施肥显著降低了稻田CO_2排放的温度敏感性(p0.05).     

鄱阳湖微囊藻毒素时空分布格局及其与理化和生物因子的关系

本文分别于2012年4月(春季)、8月(夏季)、10月(秋季)和2013年1月(冬季)在鄱阳湖进行了4次野外调查和样品采集,采用超高效液相色谱-串联质谱仪(UPLC-MS/MS)对鄱阳湖水柱中常见的3种微囊藻毒素(MC-RR、MC-YR和MCLR)的质量浓度进行定量分析,探寻了微囊藻毒素(microcystins,MCs)质量浓度的时空变化规律及其与湖泊环境理化因子和生物因子之间的关系.结果表明,MC-RR是鄱阳湖MCs的主要毒素种类.胞内微囊藻毒素(intracellular MCs,IMCs)与微囊藻生物量(r=0.47,P0.01)、颤藻生物量(r=0.68,P0.01)、蓝藻生物量(r=0.56,P0.01)、Chl-a(r=0.28,P0.01)之间均具有显著的正相关关系,但与鱼腥藻生物量之间没有明显的相关关系(P0.05),这说明微囊藻和颤藻是鄱阳湖微囊藻毒素的主要产毒藻类.IMCs与水温(r=0.51,P0.01)、透明度(r=0.69,P0.01)、Fe(r=0.43,P0.01)和Zn(r=0.43,P0.01)之间均呈现显著的正相关关系,与TN(r=-0.44,P0.01)、TP(r=-0.29,P0.01)、NO-2-N(r=-0.28,P0.05)、NH+4-N(r=-0.33,P0.05)、Ca(r=-0.34,P0.01)和Mg(r=-0.35,P0.05)均呈现显著的负相关关系,但与pH、PO3-4-P、NO-3-N、电导率、高锰酸盐指数、Cu离子之间的相关关系不显著(P0.05),这说明光照强度(透明度反映)、氮、磷、水温是控制鄱阳湖微囊藻毒素产生的重要因子,金属离子Ca、Mg、Fe、Zn在一定程度上能影响微囊藻毒素的产生.鄱阳湖IMCs和胞外微囊藻毒素(extracellular MCs,EMCs)呈现相似的季节变化趋势,即夏季最高,其次为秋季,冬季和春季较低.鄱阳湖IMCs的空间分布整体上呈现东部湖汊群、松门山周围以及蚌湖和蚌湖进入鄱阳湖的入湖口较高,其它区域较低的趋势,而EMCs的高值区位于松门山周围和蚌湖及其入湖口.     

复合垂直流人工湿地污水处理系统硝化与反硝化作用

研究了复合垂直流人工湿地各基质层的硝化与反硝化菌数量以及硝化与反硝化作用强度.结果表明,基质中硝化菌数量为7.5×10³～1.1×10⁵MPN·g^-1,反硝化菌数量为7.5×10⁶～1.1×10⁷ MPN·g^-1.硝化作用强度为0.01～6.35μg·(g·d)^-1,反硝化作用强度为3.37～4.19μg·(g·d)^-1.沿水流方向硝化菌数量和硝化作用强度明显降低,其变化趋势呈显著正相关(r=0.9661,p＜0.001).反硝化菌数量和反硝化作用强度比较稳定,沿水流方向略有上升,其变化趋势呈显著正相关(r=0.7722,p＜0.025).沿水流方向,硝化作用与反硝化作用强度变化呈显著负相关(r=-0.9776,p＜0.001),这与人工湿地的溶氧状况和污水中氨氮含量较高相一致.     

Size-resolved aerosol water-soluble ions at a regional background station of Beijing, Tianjin, and Hebei, North China

The characteristics of water-soluble ions in size-resolved particulate matter were investigated usingion chromatography at Shangdianzi,a regional background station of Beijing,Tianjin,and Hebei.Seasonal total concentrations of ions(Na~+,Mg~(2+),K~+,Ca~(2+),NH_4~+,Cl~-,SO_4~(2-) and NO_3~-) were75.5±52.9 μg/m~3 in spring,26.5±12.3μg/m~3 in summer,22.7±20.4μg/m~3 in autumn,and31.1±23.9 μg/m~3 in winter,respectively.The secondary ions(NO_3~-,SO_4~(2-) and NH_4~+),mainly associated with fine particles,accounted for 84.2%in spring,82.1%in summer,81.5%in autumn and 76.3%in winter of all ions.Strong correlations were found between NH_4~+ and SO_4~(2-)(r=0.95,p0.01) as well as NH_4~+ and NO_3~-(r=0.90,p0.01) in fine particles;while in coarse particles,correlations between Mg~(2+) and NO_3~-(r=0.80,p0.01),and Ca~(2+) and NO_3~-(r=0.85,p0.01) were found.The concentrations of Na~+,K~+,Mg~(2+),Ca~(2+),NH_4~+,Cl~-,NO_3~-,and SO_4~(2-) were 2.02,0.81,0.36,1.65,9.58,4.01,18.9,and 18.4 μg/m~3 in particulate matter from southeast-derived air masses,which were typically 1.58-3.37 times higher than in northwest trajectories.Thus,concentrations of water-soluble ions at this background station were heavily influenced by regional transport of serious pollution derived from biomass burning,coal combustion,industrial and vehicle exhaust emissions from Beijing,Tianjin,and Hebei.     

水葫芦在污染水体修复中的应用

利用水葫芦分别修复受重金属和有机物污染的水体,结果显示,污水中铅和铜共存时,水葫芦对铅的吸附性较高,平均去除率达到75.53%,而对铜的去除率只有23.44%;在对受有机物污染水体的试验中发现,水葫芦对化学需氧量去除率达到了86.6%。试验结果表明,水葫芦对受重金属和有机物污染的水体都有较好的修复能力。     

黑河水资源特征及水环境保护

黑河是我国西北地区较大的内陆河,横跨山地、盆地和沙漠三大地貌类型区,用水矛盾尤其是经济建设与生态环境用水矛盾突出。该文在对黑河流域自然概况及水文特征研究的基础上,重点对黑河的水化学特征进行了较为全面的研究。分析了干流河水的主要离子成分、水化学类型、河水的矿化度、总硬度、总碱度及河水的微量元素组成,并对水质状况进行了评价,提出了水环境保护的意见和建议。     

水源切换对水厂出水细菌群落的影响

针对水源切换可能造成水厂出水微生物风险的问题,以北京某水厂由本地水源切换为河北水源期间原水和出厂水为研究对象,采用焦磷酸测序技术对水中的微生物种群结构和潜在致病菌进行分析.结果显示,出厂水的细菌多样性显著低于原水,原水和出厂水中的优势菌均为变形菌门(Proteobacteria),所占比例为11.99%~95.48%,其中包括α,β和γ变形菌纲(α, β, γ-Proteobacteria),但相对丰度有较大差异.水源切换后的原水中优势菌为蓝藻门(Cyanobacteria),且该菌在切换后的出厂水中也存在.出厂水中检测到部分潜在致病菌,优势菌包括不动杆菌(Acinetobacter)和代尔夫特菌(Delftia),增加了饮用水的微生物安全风险.PCoA结果显示,水源切换前后原水中细菌群落结构变化较大,但改变水源对出厂水的微生物群落影响较小,水厂能够维持稳定的运行.     

膜-生物反应器处理微污染水源水的运行特性

考察了悬浮生长型MBR和3种附着生长型MBR处理人工模拟微污染水源水时的运行特性.结果表明,4种MBR对氨氮的去除率均可达到85%～90%.投加块状填料和粉末活性炭(PAC)的MBR对有机污染物去除率较高;投加沸石粉的MBR和悬浮生长型MBR有机物去除效果较前两者低.当水力停留时间(HRT)为2～4h时,HRT对MBR有机物和氨氮的去除效果影响很小.PAC投加量及其饱和程度会影响PAC-MBR系统对有机物特别是UV₂₅₄的去除率.当PAC投加量提高到1000mg/L以上时,PAC饱和前UV254的去除率可较块状填料-MBR提高约25%; PAC饱和后,两系统对有机物的去除效果相差不大.对于连续运行中膜的过滤性能,投加PAC和块状填料的MBR与悬浮生长型MBR相差不大,而沸石粉-MBR最低.改变PAC投加量对PAC-MBR中膜过滤性能的影响不大.     

污水回用中的循环浓缩水质模型与污水回用率

污水回用中因循环浓缩,存在着水质变差问题．探索其变化规律,定量确定运行参数,做到既节水又保证回用水质合格、稳定,具有重要理论和实用意义．通过数学归纳法推导出一个循环浓缩水质数学模型和计算杂用水质和污水回用率的公式．应用该模型,以厕所污水回用为例,就污水水质、污染物去除率、处理水质和杂用水质标准对杂用水质、污水回用率的影响进行讨论．结果表明,在符合城市杂用水水质标准的前提条件下,分别按生化需氧量、浊度、氨氮及色度等水质指标计算得出的污水回用率是65．3％,82．9％,57．5％和37％．在厕所污水回用中,色度为水回用率的限制指标．由于色度指标的限制,经计算水循环厕所的污水回用率一般不宜超过40％。     

“引黄入呼”取水口动态性水环境容量计算

针对黄河呼和浩特段沿线水体持续污染为"引黄入呼"取水口带来的水环境质量问题,采用MIKE三维水动力和水质耦合模型,进行了"引黄入呼"取水口水环境容量动态性研究,这对取水口水安全与上游排污能力协调、稳定推进呼和浩特市饮用水的健康运行具有重要意义.结果表明:按照90%供水保证率进行计算,黄河呼和浩特段"引黄入呼"取水口处可以满足"引黄入呼"取水需求,流量剩余量在结冰枯水期可达5250%,丰水期可达42500%;黄河呼和浩特段"引黄入呼"取水口处DO、NH_4~+-N、NO_3~-、BOD、TP、FC、COD均可满足《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅲ类标准中的相关限值,整体水体状况良好,都具有一定的容量,NH_4~+-N、NO_3~-、BOD、TP、FC剩余容量较大,COD容量较小但DO容量较大,经分析,目前没有富营养化、藻类大量繁殖等不良趋势发生,短时间内容量较为稳定;DO、NO_3~-、FC、TP水环境容量通年较为平稳,分别在1.97 mg·L~(-1)、6.25 mg·L~(-1)、9327个·g-1、0.12 mg·L~(-1)附近波动;NH_4~+-N、BOD、COD最小水环境容量分别出现在4月(0.27 mg·L~(-1))、9月(0.70 mg·L~(-1))、6月(0.20 mg·L~(-1)),最大水环境容量均出现在7月,分别为0.72、2.80、7.57 mg·L~(-1).     

三峡库区水质和水龄数值模拟研究

三峡水库是我国重要的生态屏障和水资源战略储备库,保护水库的水质安全对于国家经济发展和社会稳定具有重要战略意义.本文基于EFDC模型模拟了2010—2014年三峡库区及主要支流的水动力水质过程,重点研究上游来水和重点支流对库区水质的影响及水龄变化特征,结果表明：①模型可定量研究重点支流输入对库区水质的影响,17条支流中仅金沙江、嘉陵江、乌江和木洞河对库区水质贡献率较大,其他支流总体贡献率小于1%;各支流对库区氨氮、COD和TP的贡献率沿程呈下降趋势,其中,上游来水（金沙江）对库区水质影响最大,高于65%.②丰水期嘉陵江和木洞河对库区水质的贡献率较枯水期增加,增加幅度为4%~23%,主要表现为水质指标氨氮和TP的增加,研究结果可为库区支流富营养化方面的研究提供科学依据.③2010—2014年除寸滩外,干流其他断面水龄呈缓慢增长趋势,干流水龄和各支流河口水龄都呈现上游至坝前的增长趋势,在枯水期和平水期尤为明显;库区水龄与流量和水位存在定量关系,支流河口水龄与支流本身流量也有一定关系.     

虚拟水社会循环视域下的水资源承载力评价

中国水资源短缺且分布不均,水资源利用的矛盾已从供给不足转为承载过度。以“可持续利用”概念为框架,在生态完整、水资源持续有效供给的基础上结合虚拟水社会循环过程,完善水资源承载力评价体系,并对西北地区进行分析评价。结果表明：（1）陕西总体较好,但近十年间呈现不断下降趋势,其中环境压力承压最大;甘肃总体上呈下降趋势,在环境和社会压力方面变化尤为明显;宁夏一直处于濒临或轻度超载状态,通过虚拟水贸易有所缓解;新疆受虚拟水流出影响较大,一直处于濒临或轻度超载状态;青海基本处于承载富余状态。（2）虚拟水贸易对水资源承载力综合压力指数影响较大,结合虚拟水社会循环过程的水资源承载力评价更具有现实指导意义。（3）面对不同水资源禀赋及用水效率的地区,其发展模式可以适当不同,用水效率高的地区可偏发展激进型一些,用水效率低的地区建议更靠近环保激进型一些。     

大溪水库水质变化趋势及污染成因解析

为探究大溪水库水质时空变化规律和影响因素,利用2011—2015年大溪水库常规水质调查数据,综合分析了大溪水库主要污染物浓度、水质等级和富营养化指数的时空变化特征,并对其影响因素进行了解析.结果表明:总氮、总磷、叶绿素a和高锰酸盐指数具有明显的季节性差异(p0.05),总氮、总磷浓度表现出与降水季节性变化的一致性,在夏季最高;Chl-a浓度在夏、秋季高,冬、春季低,与总磷呈现显著正相关(p0.05),与氮磷比呈显著负相关(p0.05);COD_(Mn)呈现夏、秋季高于冬、春季的季节变化规律;在空间上,按空间分布特征将大溪水库分为3个区域:河口区Z1、湖心区Z2和大坝区Z3,分区统计结果显示,Z1区水质最差,而Z2和Z3区水质较好.2011—2015年的水库水质等级评价表明,全库83%的区域达到了地表水III类水质要求,仅Z1区域范围内处于地表IV类水限定范围内,约占水库面积的17%;2011—2015年间全库区水体富营养化指数(TLI)低于50,属于中营养状态.大溪水库水质的季节性波动受降水影响显著,以地表径流和入库河流携带输入外源污染为主要污染源,调整当地土地利用结构,减少农业施肥量与旅游业污水排放,削减入库水体的污染物浓度,是保护大溪水库的关键.     

水土流失的危害及水土保持的作用研究

土石山区是我国西南地区常见的地理形态,但是由于其独特的地理构造特点等多种因素的影响经常会出现水土流失,给本地区的生态环境造成严重危害,也严重的影响到本地区的经济发展和社会进步。本文着重阐述了我国西南地区土石山区的水土流失造成的危害,产生危害的原因以及水土保持的重要作用和意义。