北京城区水体中PPCPs的分布特征及潜在风险

采集北京城区河流34个表层水样和23个沉积物样品,采集后海、前海和西海这3个城市湖泊10个表层水样和5个沉积物样品,应用HPLC-MS/MS技术对表层水样及沉积物样品中10种药物及个人护理品(PPCPs)进行检测分析,发现河流表层水样和城市湖泊表层水样中PPCPs的浓度范围分别为N.D.~655 ng·L~(-1)和N.D.~252 ng·L~(-1).在河流表层水样中,10种PPCPs的检出率范围为0~100%,其中咖啡因的检出率为100%,磺胺甲唑、地尔硫卓和泰乐菌素均未检出;在湖泊表层水样中,10种PPCPs的检出率范围为0~100%,其中对乙酰氨基酚、林可霉素、咖啡因和阿奇霉素的检出率为100%,磺胺甲唑、地尔硫卓、泰乐菌素及卡马西平都未检出;河流沉积物和城市湖泊沉积物中PPCPs的含量范围分别为N.D.~1 709ng·g~(-1)和N.D.~35.9 ng·g~(-1),在河流表层沉积物中,10种PPCPs的检出率范围为4%~96%,其中甲氧苄啶的检出率最高,泰乐菌素的检出率最低;在湖泊表层沉积物中,10种PPCPs的检出率范围为0~100%,其中地尔硫卓的检出率最高,咖啡因、泰乐菌素和卡马西平均未检出.从各河流看,永定引水渠、凉水河、通惠河及坝河表层水体及沉积物中PPCPs的含量较高,永定河、昆玉河表层水体中PPCPs的含量较低.应用风险商值(RQ)模型评价北京城区各河流及湖泊表层水体与沉积物中PPCPs残留对生态环境的影响,发现北京城区河流及湖泊表层水体中的10种PPCPs的RQ值均低于0.1,对河流生态环境具有低风险.城区河流及湖泊沉积物中,对乙酰氨基酚对永定引水渠、通惠河及坝河底栖生态环境具有中等风险;林可霉素对永定引水渠、温榆河、通惠河、护城河、坝河、凉水河及后海底栖生态环境具有中等风险;甲氧苄啶对永定引水渠、清河、温榆河、通惠河、护城河、坝河、亮马河、凉水河及后海底栖生态环境具有中等风险;阿奇霉素对亮马河及凉水河底栖生态环境具有中等风险,对永定引水渠、清河、温榆河、通惠河、坝河及后海底栖生态环境具有高风险.     

基于PCR-DGGE和拟杆菌(Bacteroides)16S rRNA的岩溶地下水粪便污染来源示踪研究:以重庆南山老龙洞地下河系统为例

岩溶地下水的微生物污染日益严重,其来源的研究得到国际学术界的广泛关注.本研究以重庆南山老龙洞岩溶地下河系统为对象,采用滤膜法监测地下水中的总细菌、大肠杆菌、粪大肠菌及粪链球菌等微生物指标,以拟杆菌(Bacteriodes)为指示细菌,采用PCR-DGGE示踪地下水中大肠杆菌/粪大肠杆菌的来源.结果表明,老龙洞地下河流域各类细菌含量严重超标,总细菌数为10~2.9×10~7CFU·m L~(-1),大肠菌群总数达4.3~4.0×10~5CFU·m L~(-1),其中粪大肠菌群(FC)和粪链球菌(FS)分别最高达到1.1×10~6CFU·(100 m L)~(-1)、1.1×10~5CFU·(100 m L)~(-1);FC/FS多数为2以上,暗示流域地下水受人类粪便影响为主.地下水样和粪便样品的拟杆菌群落的PCR-DGGE比对分析表明地下水与人粪之间相似性为7.1%~69.1%,其中地下河出口处达到69.1%.地下水与猪粪之间相似性为1.1%~53.4%,地下河出口处仅为1.5%.因此,人类粪便为地下河污染的主要来源,猪粪污染为动物粪便污染的一部分,还存在其他动物粪便污染来源.此外,PCR-DGGE产物切胶测序发现大部分Bacteroides为人类肠道或粪便来源的细菌.     

南方某城市地表水体中粪源性污染指示微生物的分布特征研究

随着城市居民亲水娱乐活动日益增加,研究城市地表水体的粪源性微生物污染特征,开展人体健康风险评价,并以此为基础开展有效的水质监测和风险管理,对于人口密集的城市区域尤为重要.以我国南方某城市的5个典型地表水体为案例,监测总大肠菌（TC）、粪大肠菌（FC）、大肠埃希氏菌（EC）和肠球菌（ENT）这4种粪源性污染指示微生物以及常规理化水质指标,研究指示微生物在城市地表水体中的浓度水平、时间和空间分布特征以及不同水质指标之间的相关性.结果表明,案例水体中TC和FC通常在10^3～10^7个.L^-1,EC和ENT通常分别低于200个·L^-1和105个·L^-1;4种指示微生物的浓度分布呈现季节变化特征,并且能够指示水体受到周边环境的污染状况;4种指示微生物指标之间以及微生物指标与常规理化水质指标（如溶解氧等）之间具有一定的相关性.     

青藏高原湖泊水质变化及现状评价

为探讨青藏高原湖泊水质变化及现状,于2016年9—10月在青藏高原面上东北部G315沿线,中部S301、S302、S206沿线,南部G219、G318沿线及叶如藏布流域采集湖泊水样,通过实验最终得到33个湖泊水样数据,包括22个构造湖和11个冰湖;同时,分析了湖泊水化学指标浓度、水化学组成和湖水矿化度空间分布,并与20世纪90年代以前湖泊矿化度做对比,以揭示青藏高原近几十年湖泊水质变化及驱动因素,探讨青藏高原湖泊水质现状.结果显示:(1)青藏高原湖泊水化学指标浓度和水化学组成差异显著,构造湖水样水化学指标浓度远高于冰湖水样.按离子总量分类,22个构造湖有6个淡水湖、4个微咸水湖、1个咸水湖、11个盐湖;而11个冰湖均属于淡水湖;按湖水化学类型分类,22个构造湖有6个为Ca~(2+)(Mg~(2+))-SO_4~(2-)型湖泊,16个为Na~+(K~+)-Cl~-型湖泊,而11个冰湖均为Ca~(2+)(Mg~(2+))-SO_4~(2-)型湖泊.(2)青藏高原湖水矿化度时空差异显著,自高纬向低纬湖泊矿化度降低,与20世纪90年代前对比研究发现,青藏高原部分湖泊矿化度较90年代前降低,湖泊水体呈淡化趋势,可能与青藏高原地区气候变暖、降水量和冰川融水增加、蒸发减少有关.(3)由于受地理环境、气候条件及水化学特性的共同影响,青藏高原大部分构造湖pH值、TDS严重超标,其次有6个湖泊也受到F-的污染;冰湖水体受到Fe、Mn、Cr、Ni的污染较为严重,尤其重金属元素Cr、Ni超标极为严重,可能与人类活动有关.     

银川市湖泊、河流沉积物中PAHs污染特征及风险评价

为了解银川市湖泊及城市河流沉积物中多环芳烃（PAHs）污染状况及生态风险,于2018年4~5月在银川市各湖泊及城市河流采集17个表层沉积物样品,采用气相色谱质谱（GC-MS）检测样品中PAHs含量.结果表明,银川市湖泊及城市河流表层沉积物中16种PAHs总含量范围为767.35~3961.53ng/g,平均值为2129.86ng/g,与国内外沉积物中PAHs污染状况相比,银川市湖泊及城市河流沉积物中PAHs污染处于较高水平.来源解析表明,银川市湖泊及城市河流沉积物中主要的污染来源为石油及煤炭等生物质的不完全燃烧.通过效应区间低中值法分析沉积物中PAHs的生态风险评价结果显示,部分采样点表层沉积物中菲的含量超过效应区间中值（ERM）;沉积物质量标准法（SQSs）分析沉积物中PAHs生态风险结果表明,萘、苊检测含量在可能效应浓度值（PEL）与频繁效应浓度值（FEL）之间,菲的检测含量高于FEL;风险商值法分析显示苊烯、苊、菲、荧蒽风险熵值RQ>1.综合分析认为沉积物中多环芳烃的污染可能会造成一定程度的生态风险.     

新安江水库悬浮颗粒物时空分布、沉降通量及其营养盐效应

为分析降雨入流影响下水库悬浮颗粒物的时空分布及沉降特征,在华东地区最大水库新安江水库(千岛湖)的河流区、过渡区和湖泊区(分别对应街口、小金山和大坝这3个水质断面)布设水体沉降物自动捕获器和水质高频自动监测浮标,结合定期水样采集分析,开展了为期1 a的水体颗粒物沉降通量及其营养盐效应观测研究.结果发现,水库水体浊度、悬浮颗粒物浓度(SS)、颗粒物沉降通量与降雨量、入库流量极显著相关(P0.01),其中浊度与SS的相关性最好(R~2=0.86);在降雨较多的春夏季,SS空间差异明显(河流区过渡区湖泊区),而秋冬空间差异不大;颗粒物沉降通量具有明显的时空异质性,空间上河流区过渡区湖泊区[分别为27.82、 4.34和0.26 g·(m~2·d)~(-1)],时间上春夏季秋冬季;结合全湖60个点位四季悬浮物浓度调查估算,全库颗粒物沉降通量为2.57×10~6 t·a~(-1),其中春夏季沉降通量高于秋冬季;街口、小金山和大坝捕获沉降物中颗粒态氮含量(PN)分别为6 812、 15 886和21 986 mg·kg~(-1),磷含量(PP)分别为2 545、 3 269和3 077 mg·kg~(-1),自上游向下递增.统计分析表明,中雨以上降雨过程与河流区浊度增量呈指数相关(R~2=0.81),持续强降雨则对浊度有累加效应,但对过渡区影响不大;SS浓度自河流入库区至下游大坝随距离增加呈较好的指数下降特征(R~2=0.84),降雨较多的春夏季更为明显.结果还表明,新安江水库年均库容淤损率为0.07%,与全国其它大型水库相比较低,但是坝前沉降物营养盐含量较高,具有一定的内源释放风险;管理上应加强流域水土保持治理,降低降雨冲刷对水质的影响;同时关注坝前高营养沉积物的内源释放对水质的影响.     

安徽淮北临涣矿区地表水水化学及硫氢氧同位素组成特征

以淮北临涣矿区为研究对象,系统的采集了研究区河水、沉陷区积水和矿井排水等共23个水样,分析测试其常规水化学指标及氢氧硫同位素特征值。采用Piper三线图、Gibbs图与线性回归分析等方法,探讨了研究区不同类型地表水水化学组份特征及影响因素、SO_4~(2-)来源等问题。结果表明:研究区地表水TDS含量较高,属高矿化度水质类型,阳离子主要为Na~+和Ca~(2+),阴离子主要为HCO3-与SO_4~(2-),其中浍河河水水化学类型主要为Na~+-Ca~(2+)-HCO_3~-型,沉陷积水主要为Na~+-Cl~--SO_4~(2-)型;研究区河水和沉陷区积水SO_4~(2-)含量较高,平均值分别为412. 90 mg/L和490. 61 mg/L,河水中SO_4~(2-)主要来源于蒸发岩溶解、废水排放,沉陷区积水SO_4~(2-)来源于河水补给及矿井排水的影响;地表水的δD和δ~(18)O值变化范围为-55. 3‰～-29. 3‰和-7. 2‰～-2. 6‰,均落在大气降水线下方,表明其受到不同程度蒸发作用,河水、沉陷积水主要补给来源是大气降水; Gibbs图分析结果表明河水离子组成主要受岩石风化的控制,而沉陷区积水主要受蒸发作用影响。     

基于控制断面水质达标的河流水环境容量案例分析:以银川市灵武东沟为例

河流水环境容量研究是保障河流断面水质达标的科学依据。以银川市灵武东沟小流域为研究对象,基于灵武东沟入黄口断面水质达标要求,建立"控制单元划分-水环境问题诊断-污染排放与水质响应关系建立-水环境容量核算与分配-污染管控"系统体系,进行河流水环境容量研究。结果表明:1)综合考虑研究区水文、行政区划及污染源分布情况,划分3个控制单元; 2)水环境问题诊断结果显示氮浓度超标严重,枯水期污染物浓度高,工业为主的点源为重点控制污染源; 3)首要超标污染物NH_4~+-N的污染排放与水质响应模型结果显示,控制单元NH_4~+-N的许可排放量为384. 32 t/a,小于入河排放量,需进行入河排放总量控制; 4)采用污染贡献分析法进行总量分配并基于分配结果提出"污染源系统控制-河道水质净化及生态修复-水量保障与优化-综合监管"的污染减排方案,最终实现了水环境容量体系在研究区的建立与应用。     

城镇河流CO2及CH4排放与市政排水管网污水输入的关联影响

城镇污染河流日益剧增的碳排放是当前我国许多城市共同面临的环境问题.本研究以上海市市郊城镇河网R1与中心城区河流R2为研究对象,监测了其在旱天与雨天条件下的CO_2及CH_4排放特征,分析了城镇河流污染程度及类型与碳排放的关联影响,并同时解释了市政排水管网污水输入影响城镇河流CO_2及CH_4排放的机制过程.结果表明:①旱天时,中心城区河流的CO_2与CH_4平均排放通量为(2.48±1.02)mmol·(m~2·h)~(-1)与(1.21×10~(-2)±0.71×10~(-2)) mmol·(m~2·h)~(-1),市郊城镇河网的CO_2与CH_4的平均排放通量则为(1.53±0.39)mmol·(m~2·h)~(-1)与(9.26×10~(-3)±9.18×10~(-3)) mmol·(m~2·h)~(-1).雨天时,受市政排水管网污水影响,中心城区河流泵站下游的水体的CH_4通量大幅增加,可达旱天时的119倍;②本研究与全球其他河流碳排放统计数据进一步表明,城镇河流碳排放与本身污染水平存在关联性,总体上污染程度高的河流碳排放强度也高;③从PCA相关性分析结果来看,河流有机污染是影响碳排放的重要因素,这在中心城区河流与市郊城镇河网中都有体现;河流碳排放与氮污染的相关性随区域下垫面利用类型不同而有所不同;在污染较轻的城镇河流中,水体物理因子也是一个重要的影响因素;④排水管网污水输入对城镇河流碳排放的影响,体现在短期内向河流中输入的大量CH_4,以及长期上强化受纳河流碳物质赋存及循环,并进一步提高河流本身的CO_2与CH_4排放潜势.     

大伙房水库微生物区系分布的研究

从大伙房水库区水面取4个断面6个取样点,3条河入库口3个取样点和出库水2个样点、共分出99株细菌,属于7个科11个属;分出放线菌13株;属于二个属;分出霉菌17株;属三个属;分出酵母菌2株均属酵母菌属.3条河入口处菌较多,最多为古楼取样点为1.55×10~3个/ml,出库水菌最少,抚取为10个/ml,辽电15个/ml.浑河入库口大肠杆菌指数为20,苏子河和社河入库口大肠杆菌指数为10.其余样点均未分出大肠杆菌.大伙房水库水质基本良好.     

环境水体中肠道病原细菌的定量PCR检测

采用通用引物,通过实时荧光定量PCR方法(QPCR),对西安市5处地表水体中肠道病原细菌的细胞密度进行4个月的连续检测,并将QPCR检测结果与滤膜法测得的大肠菌群CFU值进行比较分析.结果显示, QPCR法可信度为94%,最小检测值为每管未稀释DNA提取物含2.7个大肠杆菌细胞.5个水体(N=60)检测结果表明, QPCR检测结果是大肠菌群CPU的2.2～5倍.病原细菌的几何平均值范围, QPCR法在25～67 000 CCE/100 mL之间, MF法大肠菌群为3～45 000 CFU/100 mL之间.2种方法的离散和回归分析表明, QPCR检测结果与大肠菌群CFU显著正相关,秩相关系数为r=0.983.     

Persistence and growth of faecal culturable bacterial indicators in water column and sediments of Vidy Bay, Lake Geneva, Switzerland

The aims of this study was to investigate the persistence and the growth of culturable bacterial indicators (CBI) including total coliforms (TC) and faecal coliforms represented by Escherichia coli, enterococcus (ENT), and aerobic mesophilic bacteria (AMB) in the surface sediments and the water column of Vidy Bay (Lake Geneva, City of Lausanne, Switzerland). The study was carried out for 60 d using microcosms containing Sewage Treatment Plant (STP) e uent and nonsterile water without CBI, as well as contaminated and non-contaminated sediments. The e ects of water temperature and of organic matter associated with sediments on the survival of CBI in the sediments and the water column were observed. The number of CBI colonies in the contaminated sediments of Vidy Bay and in the STP e uent was almost identical in the order of 105–107, 104–106, 103–105, and 104–107 CFU/100 g sediment or /100 mL water for TC, E. coli, ENT, and AMB respectively. A degradation of CBI was observed in the sediments where organic mater content was low and in the water column at a temperature of 10°C after 5 d of experimentation. In addition, a growth of CBI was observed in the sediment which is rich in organic matter at 20°C. The results of this study indicate: (1) the higher concentrations of the CBI observed in di erent points in the water column of Vidy Bay may not be explained only by the recent contribution of the three potential sources of the Bay contamination including STP and the Chamberonne and Flon Rivers, but also by the persistence, removal from sediment and multiplication of CBI in the sediment and water column; (2) the sediment of Vidy Bay constitute a reservoir of CBI and can even support their growth; and (3) the CBI not only survive in sediments, but also can be remobilized and increased in the water column, therefore, it become a permanent microbiological pollution in Vidy Bay.     

北京市属公园土壤重金属分布及风险评价

2010年对北京市属公园中的陶然亭公园、玉渊潭公园、颐和园和香山公园4个公园土壤的Pb、Zn、Cu、Cr、Mn等5种重金属进行了调查分析。并采用单项、综合污染评价法和潜在生态风险指数法对土壤中重金属的污染程度进行了评价。结果表明:北京市属公园土壤主要的重金属污染因子为Pb,其次为Cu和Zn,Cr和Mn的污染较小。不同公园重金属污染由重到轻的顺序依次为:颐和园、陶然亭公园、玉渊潭公园、香山公园。4个公园中,颐和园的潜在生态风险指数最大,为21.00,但其污染程度仍处于轻微生态风险。其他3个公园的污染程度也均在安全范围内。     

Winter survival of microbial contaminants in soil:An in situ verification

The aim of the research was to evaluate, at site scale, the influence of freezing and freeze/thaw cycles on the survival of faecal coliforms and faecal enterococci in soil, in a climate change perspective. Before the winter period and during grazing, viable cells of faecal coliforms and faecal enterococci were detected only in the first 10 cm below ground, while,after the winter period and before the new seasonal grazing, a lower number of viable cells of both faecal indicators was detected only in some of the investigated soil profiles, and within the first 5 cm. Taking into consideration the results of specific investigations, we hypothesise that the non-uniform spatial distribution of grass roots within the studied soil can play an important role in influencing this phenomenon, while several abiotic factors do not play any significant role. Taking into account the local trend in the increase of air temperature, a different distribution of microbial pollution over time is expected in spring waters, in future climate scenarios. The progressive increase in air temperature will cause a progressive decrease in freeze/thaw cycles at higher altitudes, minimising cold shocks on microbial cells, and causing spring water pollution also during winter.     

Winter survival of microbial contaminants in soil: An in situ verification

The aim of the research was to evaluate, at site scale, the influence of freezing and freeze/ thaw cycles on the survival of faecal coliforms and faecal enterococci in soil, in a climate change perspective. Before the winter period and during grazing, viable cells of faecal coliforms and faecal enterococci were detected only in the first 10 cm below ground, while, after the winter period and before the new seasonal grazing, a lower number of viable cells of both faecal indicators was detected only in some of the investigated soil profiles, and within the first 5 cm. Taking into consideration the results of specific investigations, we hypothesise that the non-uniform spatial distribution of grass roots within the studied soil can play an important role in influencing this phenomenon, while several abiotic factors do not play any significant role. Taking into account the local trend in the increase of air temperature, a different distribution of microbial pollution over time is expected in spring waters, in future climate scenarios. The progressive increase in air temperature will cause a progressive decrease in freeze/thaw cycles at higher altitudes, minimising cold shocks on microbial cells, and causing spring water pollution also during winter.     

汉丰湖和高阳湖水体氮磷分布及影响因素研究

为了研究三峡水库蓄水及汉丰湖调节坝运行对湖库氮磷营养盐的影响,于2018年11月~2019年10月对汉丰湖和高阳湖进行逐月水样采集.结果表明：汉丰湖TN浓度为0.78~2.38㎎/L,TP浓度为0.03~0.13㎎/L;高阳湖TN浓度为0.57~2.48㎎/L,TP浓度为0.03~0.09㎎/L,两湖库全年易发生富营养化.汉丰湖和高阳湖水体氮素浓度变化趋势一致,水体氮污染主要来自径流污染、城市污水以及淹没土壤的释放;两湖库磷素时空差异显著,高阳湖水体磷浓度随水位的变化波动性显著,说明水位调节对磷循环产生更直接的影响.外源污染的输入、浮游植物生长以及气温变化是影响汉丰湖水体氮磷营养盐浓度的主要因素,而高阳湖水体氮磷浓度主要受水位波动的影响.     

拉萨河谷地区青稞农田生态系统服务功能的评价——以达孜县为例

以拉萨河谷地区达孜县为例,运用市场价值法、替代工程法、影子价格法等方法对青稞农田生态系统生产农产品、固定CO2、释放O2、涵养水分、维持营养循环等服务功能进行了计算。结果表明:达孜县青稞农田生态系统各项服务功能的总价值为37249.77×104元,各项服务功能的价值依次为:农产品价值16973.38×104元(45.57%)、释放O2价值10649.81×104元(28.59%)、固定CO2价值7875.03×104元(21.14%)、营养循环价值1478.23×104元(3.97%)、涵养水分价值273.32×104元(0.73%)。由此可知熏达孜县青稞农田生态系统为其经济生产力提供了巨大的生态服务,其农产品生产服务功能尤为突出。     

城市污水中病原性大肠埃希氏菌毒力基因eaeA和rfbE的实时荧光定量PCR检测

针对病原性大肠埃希氏菌EHEC和EPEC的毒力基因eaeA和rfbE,选用特异性引物,建立了实时荧光定量PCR检测方法. 利用从污水中分离出的目的核酸片段构建重组质粒,通过测序和BLAST比对分析,确定了PCR扩增的特异性. 将重组质粒作为模板,分别测定标准曲线,在eaeA基因模板量8.77～8.77×105 copy,rfbE基因模板量4.98～4.98×105copy的范围内,Ct(循环阈值)与模板量的对数值具有良好的线性关系〔R2为0.997(eaeA)和1.000(rfbE)〕. 结合膜吸附洗脱浓缩方法,对于实际水样,eaeA和rfbE基因的检测限分别为1.75×102和9.96×101copy/100 mL. 利用该方法对城市污水处理厂进、出水进行检测的结果显示,污水二级处理工艺对这2种毒力基因的去除效果明显.      

湖水藻类生长的控制技术

湖泊、水库营养化给人类的生存环境造成了许多不利因素，改善水质、消除藻花是一个政府与个人都十分关心和重视的问题。在外部污染源截住的情况下，本文介绍了九 种湖（库）内部控制藻类生长的技术方法，供从事水资源保护开发的科研、管理人员参考．