酸性和非酸性湖泊的沉积物中微生物的活动与贡献

本文报导了在酸性、微酸性和非酸性湖泊的沉积物中,微生物对水体中有机物质降解的速度与湖泊酸化程度的关系。试验中应用了液体压力式呼吸计量法和~(14)C同位素标记的化学品矿化法,来测定有机物生物降解速度和菌数,以评估湖泊酸化的影响。全部测定数据都是标准化为在同一温度(20℃)下取得的,     

安大略基拉尼公园及实验湖泊区浮游生物群落对酸化的响应及其恢复过程

人们普遍推测控制SO2排放可以促进加拿大、美国和欧洲的酸化淡水湖泊的恢复.本文研究了1998～2000年间靠近安大略省基拉尼公园的22个湖泊(pH值范围4.5～7.7)的浮游生物群落变化,将结果与安大略省西北的实验湖泊区(ELA)人工酸化(pH值从6.7降至4.5)又恢复(pH升至6.0)的南302号湖的数据进行了对比,以评价酸化后的恢复效果.根据历史记录,基拉尼地区数个湖泊的pH值由先前酸化的5.0～5.5反弹到6.0.浮游生物量与pH不相关,但其物种的丰富度与pH值间呈显著相关.将所得到的物种多样性数据与历史数据加以组合,可观察到其中6个湖泊中的恢复轨迹.相关分析表明:pH值得到提高后,其中几个湖泊的浮游生物群落开始向中性环境中的典型群落转化.     

大冶市城市湖泊表层水体中重金属的分布特征及其来源

以大冶市三个城市湖泊(三里七湖、尹家湖和红星湖)作为研究对象,测定了三个湖泊中22个采样点的pH值、电导率和表层水体中Mn、Ni、Zn、Cu和Cd 5种重金属元素的含量,并运用主成分分析法对表层水体中重金属的分布特征和来源进行了研究。结果表明:三个湖泊表层水体中5种重金属含量之间呈显著相关,可能具有相同的来源;湖泊表层水体中主要重金属的分布可由第一(F1)和第二(F2)两个主成分因子来反映,其贡献率分别为F1(Mn、Ni、Zn、Cd)83.315%、F2(Cu)8.989%,累积标准单位(CCU)与每种重金属含量、F1因子得分系数、电导率呈显著正相关,说明CCU是揭示湖泊重金属污染的有效指标;此外,重金属含量在各湖泊内部采样点间无显著性差异,而在三个湖泊之间则呈显著性差异,其中三里七湖处于重度污染状态。     

大庆湖泊群水体和淡水鱼中多环芳烃污染特征及生态风险评估

2012年2~4月采集大庆湖泊群18个典型湖泊30个水体和36个鱼体样品,并对水体和5种鱼组织(鱼鳃、肝脏、鱼脑、肾脏和肌肉)样品中16种多环芳烃(PAHs)浓度进行分析测定.结果显示,水中PAHs总量为0.2~1.21μg·L-1,浓度最高值出现在月亮泡.利用统计学聚类分析方法对18个湖泊水体PAHs浓度进行分类,并进一步应用PAHs比值分析和物种敏感性分布模型对不同湖泊组湖泊水体PAHs分别进行来源分析和生态风险评估.结果表明,18个湖泊水体PAHs浓度统一聚类分成4个湖泊组,其中月亮泡(YLP)和东大海(DDH)两个湖泊分别单独成一类,其他14个湖泊被聚类分为XHH组和DQSK组两个湖泊组.湖泊水体中PAHs除了YLP组主要来自石油污染,其他湖泊PAHs的输入均为木柴和煤燃烧所致.根据国际和国内地表水环境质量标准,大庆湖泊群4个湖泊组水体PAHs浓度水平均有不同程度超标.其中YLP组和XHH组大部分水样中PAHs浓度超出美国环保署(US EPA)规定的16种PAHs限量值,尤其YLP组中致癌性最强的苯并[a]芘浓度已经超过了我国地表水环境质量标准;而DQSK组和DDH组也有少量几种PAHs超出水质标准.大庆湖泊群鲤鱼种和鲢鱼种5种组织器官内16种PAHs浓度检测结果及统计分析结果显示,除鲤鱼鳃中的蒽浓度显著高于鲢鱼鳃,其他15种PAHs在两类鱼种中无显著差异.而同鱼种不同组织器官中PAHs浓度存在明显差异性,肝脏和肾脏作为污染物外源传播的主要器官,其浓度明显高于肌肉、鳃和脑组织中PAHs的浓度,是PAHs在鱼体内累积的重要器官.对水生生物的生态风险和淡水鱼消费健康风险评估结果显示,4个典型湖泊组水体中PAHs对水生生物生态风险均较小,鲤鱼和鲢鱼鱼肉消费也均无饮食健康风险.     

两个水库型湖泊中溶解性有机质三维荧光特征差异

应用三维荧光光谱技术(3D-EEM),研究了两个典型水库型湖泊(长寿湖和大洪海)水体中溶解性有机质(DOM)的荧光光谱特征,结合沿岸生态系统差异,讨论其对两个湖泊中DOM性质及来源的影响.结果表明,沿岸生态系统的差异性(尤其是人为干扰)是导致两个水体DOM地球化学特征存在明显差异的重要原因.两湖水体中DOM均存在4个荧光峰,且长寿湖样本中类蛋白物质含量更高;而大洪海水体中腐殖化程度较高的组分(C峰)含量较高.相关性分析表明,两湖DOM样本中类蛋白和类腐殖组分来源不同,而A、C峰代表的类腐殖组分存在共源性.通过荧光参数分析显示,沿岸以森林系统为主的大洪海水体DOM陆源性更强,腐殖化程度高;而长寿湖受两岸农田、果园的输入以及人为排放影响,其水体DOM具有明显的自生源特征,新生DOM含量较高,其荧光特征也反映了该区域水体受人为干扰较大.与其他不同湖泊对比,进一步表明沿岸生态系统类型及人为土地利用是决定水体DOM来源和特性的关键因素.     

水体酸化对藻类影响的初步研究

通过综合生态模拟(微宇宙)试验和藻类生物测试,研究了水体酸化对藻类的影响,结果表明,水体酸化对藻类有明显的抑制作用。48h-EC50和96h-EC50(对斜生栅藻)分别为pH4.45和4.65,当pH≥5.5时,藻类的光合作用对酸度具有很强的缓冲能力。当pH<5.0时,缓冲能力较弱。低pH对淡水生态系统的阈值处在5.0—5.5间,pH5.5可推荐为水体酸化标准。研究了两个小型酸化水体(pH4.7)中的藻类群落特征。     

酸雨危害与我国酸雨的战略防治

<正> 一、酸雨的危害及其对环境的影响(一)酸雨对水体的污染及对水生生态的影响酸雨直接进入水体,使水体变酸,污染水系,还可将与土壤、植物等作用后的产物(如金属离子:铝、锰、铁)等带入水体,从而引起水体污染,危害水生生物生长。湖泊水体酸化可抑制微生物的活动,影响水生生态系统中有机物的分解,碎屑大量沉积,影响水生生物的营养与能量循环,从     

利用修复试验了解在酸化压力下的鱼类种群的恢复动态

我们的生态修复试验涉及放养两种本地的游钓鱼品种湖鳟(Salvelinus namaycush)和小口黑鲈(Micropterus dolomieu),结合最近的鱼类群落调查,研究了加拿大安大略省萨德伯里和基拉尼附近酸化湖泊中的鱼类种群的恢复动态.在两个品种之间,种群恢复率有差异.在品种丰富的湖泊中引进的湖鳟恢复得慢,其生长显得较慢、存活率较低和群体补充延迟.相反,小口黑鲈能在品种丰富的湖泊里迅速繁殖.随着水质的恢复和放养鱼开始产卵,小口黑鲈的自然补充群体的生物量在5年之内增加到了参考湖泊的水平,而湖鳟的自然补充群体的生物量在水质恢复和成鱼产卵后5～15年内仍然停留在参考湖泊的水平以下.我们记录到游钓者把小口黑鲈引进了受酸化损害的湖鳟湖泊,包括一些酸化前没有黑鲈的湖泊.能改变食物网结构和降低冷水性鱼类湖鳟生长的温水性鱼类黑鲈分布区的扩张表明,气候变暖再加上品种引进有可能大大改变酸化湖泊的生物恢复端点.     

国外磷、氮废水处理技术现状

<正> 湖泊水域富营养化现象的发生给人们的生活和生产活动带来较大危害,近十几年来已引起世界各国的广泛关注。加拿大的J·R瓦伦泰因和R·A渥伦华达、日本的板本和奥地利的H.列夫勒等在湖泊富营养化方面作了深入研究,现巳基本弄清,湖泊富营养化现象的发生主要是由于水体中磷、氮等元素含量增多的原因所致。为了防治湖泊富营养化现象的发生,通常采用三级处理(即高级处理),其中包括物理、化学和生物法等。本文主要介绍国外对含磷、氮废水的处理技术。一、脱磷技术设置最初沉淀池(1次处理)、最终沉     

1971～200O年间安大略省基拉尼公园里的甲壳类浮游动物群落从酸化水体中得到恢复:pH6作为恢复的目标

尽管大气中SO2- 4的沉降减少,地表水的酸度也因此降低,但尚未记录到广泛的生物从酸化中恢复过来.本文通过考察1971～2000年间加拿大安大略省基拉尼公园的46个湖泊甲壳类浮游动物种的丰富度(物种数目)和组成的时间变化趋势,来估计由于水质有了重大改善即pH现在＞6后湖泊中生物的恢复程度,并与其他两组(从未酸化的湖泊和仍然酸化的湖泊[pH＜6])作比较.在这三组湖泊中,物种丰富度的时间趋势无法加以区别,物种丰富度的变化也不能说明恢复的程度.对比之下,在pH值增加到6以上的湖泊中,其浮游动物群落的组成(以物种多度的多变量指数表征)则有所变化,从"损害"状态返回到了中性湖泊的典型状态.在酸性湖泊也记录到浮游动物组成有某些恢复.虽然仍为酸性,这些湖泊的pH水平已经升高.基拉尼省公园里甲壳类浮游动物恢复的程度和速度为北美和欧洲其他酸化地区的将来预示了光明的前景.     

加拿大地盾湖泊中的沿岸小型甲壳动物(枝角目和桡足亚纲)酸化指示种

在过去两次间隔10年的加拿大地盾湖泊调查中,我们确定了一些沿岸小型甲壳动物的酸性指示种.我们总共发现了90种其丰度在非酸性湖中比在酸性湖中高出几倍的枝角目动物和桡足亚纲动物.在这两次调查中非酸性湖泊的动物群有所变化.1987年的调查中使用了活动捕集器,比在后来的、拉网式的调查中捕到的沿岸生物种类多.这两次调查中均在酸性湖泊中发现了类似的动物群,并找到了几个很好的指示种.例如,Acanthocycops vernalis只存在于pH值小于6的湖泊中.Sinobosmina sp.是常见物种,但只存在于pH值大于4.8的湖泊中.Tropocyclops extensus(近剑水蚤属)、Mesocyclops edax和Sida crystallina(晶莹仙达蚤)比较常见,但只存在于pH值大于5的湖泊中;而Chydorus faviformis(盘肠蚤属)只存在于pH值大于5.9的湖泊中.在两次调查活动中均接受调查的3个湖泊中,这些酸性指示种在从酸化中复原的早期阶段进行的测定中显示出较好的前景.     

南太湖地区小型浅水湖泊自净能力季节变化研究

以南太湖地区小型浅水湖泊为对象,研究了湖泊水体自净能力季节变化的特征.结果表明,湖泊对高锰酸盐指数、总氮(TN)、铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、总磷(TP)、叶绿素a(Chl-a)的净化能力季节性差异较大.各水质指标春季和冬季自净效果较好,夏季自净效果较差的是NH4+-N和NO3--N,秋季是TP和Chl-a.湖泊四季水体有机污染较轻,TN、TP污染严重.TN、TP浓度条件适宜藻类生长,水体容易发生富营养化,磷为限制性因子.Chl-a浓度显示湖泊在夏秋两季处于富营养化水平,冬春两季转变为中营养水平.浮游植物的生长与暴发对水质有较大影响,并影响到湖泊的自净能力.影响水体pH值和溶解氧(DO)浓度的主要因素是水生植物的种类和数量,农田肥料流失和农村生活污水排放是造成水体中氮磷含量过高的主要原因.过量使用有机肥使得夏季湖泊水体中有机氮占TN的主要部分,其他季节NO3--N占TN的主要部分.主成分分析结果表明,影响南太湖地区小型浅水湖泊自净能力的3个主成分分别为浮游植物因子(水温、pH、高锰酸盐指数和Chl-a)、农田排水因子(pH、DO和TN)和营养因子(TN和TP).聚类分析结果表明,3个湖泊11个采样点4个季节的水质可聚为两大类,春秋冬季为一类,夏季为一类,这一结果是受温度变化及农田排水所致.利用水温和pH拟合出用于计算湖泊水体中的高锰酸盐指数、TN、TP、Chl-a的线性方程,提高了现场快速预测能力.     

国际环境动态

酸雨对生态影响国际会议于1980年3月11日到14日在挪威举行。来自20个国家的300名科学家参加了会议。会议的结论是: 1)大气对硫和其他酸化成分的运送,使欧洲和北美中和能力很弱的地区水源酸化范围日益扩大。 2)水源的酸化严重影响了河流湖泊中的生物。     

巴尔喀什湖流域水化学和同位素空间分布及环境特征

巴尔喀什湖位于哈萨克斯坦境内,是世界上最大的湖泊之一.伊犁河是巴尔喀什湖的主要补给河流,也是中哈两国重要的跨境河流.通过数理统计、Piper三线图、Gibbs模型和主成分分析(PCA)等方法,对巴尔喀什湖流域不同水体的化学参数和氢氧稳定同位素(δD和δ~(18)O)进行分析,初步研究了该区域水化学类型和同位素空间分布特征,探讨了其形成原因和环境意义.结果表明,不同水体的水化学类型不同,湖泊水体的主要化学类型为SO_4-Na和Cl-Na,入湖河流的水化学类型为HCO_3-Ca型,其中伊犁河水化学类型从上游到下游由重碳酸盐型过渡到硫酸化物型、氯化物型; Gibbs图显示湖泊水体离子组成位于蒸发作用区,河流水体离子组成位于蒸发作用和岩石风化作用之间,伊犁河从上游到下游向蒸发控制带偏移,反映了上游河水受降水、冰雪融水的补给影响较大,而下游水体受蒸发作用影响较大;此外,PCA分析指示人类活动对湖泊、伊犁河中下游和其他入湖河流水化学的影响.湖泊和河流水体的氢氧同位素组成变化差异较大,湖泊水体氢氧同位素偏正,位于全球大气降水线和哈萨克斯坦地区蒸发线之间,氘盈余小于全球降水线,反映了较强的蒸发作用导致湖水同位素富集;河流水体的氢氧同位素位于全球降水线附近,河流水体的氢氧同位素关系方程的斜率(伊犁河:5. 7,其他入湖河流:3. 1)均低于全球降水线(8),表明降水和蒸发过程影响河流水体同位素组成.湖泊水体化学参数和同位素显著相关,尤其是东部水体,表明强烈的蒸发作用同时导致水体同位素的富集和水化学离子的浓缩.     

底栖藻对水丝蚓生物扰动效应的抑制研究

霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)是富营养化湖泊中的底栖动物优势种,通过生物扰动可以提高水体营养盐浓度,并促进浮游植物生长.富营养浅水湖泊经生态修复后,水体透明度会得到改善,有利于底栖藻快速生长,从而降低水体营养盐水平.那么,底栖藻能否抑制水丝蚓对富营养水体水质的不良影响?为此,本文开展了双因素(底栖藻和水丝蚓)的室外受控实验,结果表明:在无底栖藻处理中,水丝蚓显著提高了水体总氮(TN)、总磷(TP)、总溶解磷(TDP)和叶绿素a(Chl-a)浓度,同时显著降低水体溶解氧(DO)浓度;而在有底栖藻处理中,水丝蚓对水体TP、DO及Chl-a浓度的影响不显著.研究结果表明,水丝蚓的生物扰动提高了水体营养盐和浮游植物浓度,促进水体富营养化.但底栖藻群落的发展能在一定程度上抑制水丝蚓的生物扰动效应.     

大气酸化和实验酸化的北方湖泊中石生藻类群落的复原能力

藻类群落对恢复中酸化湖泊的环境变化具有高度响应性.本文比较了北方湖泊的石生藻类群落从大气酸化(安大略省基拉尼公园)和实验酸化(南302湖,安大略省实验湖泊区)的化学恢复,以评价严重酸化的时空尺度对分类学复原能力(即恢复速率)的影响.复原能力以经过典型对应分析(CCA)湖泊在pH恢复过程中的排序空间上的位移来表示.基拉尼湖泊的复原能力相对而言几乎可以忽略,说明南303号湖8年时间酸化实验对生物恢复的影响要弱于几十年来的大气酸化作用.溶解性有机碳、溶解性无机碳以及钙的增长很好地解释了恢复过程中的酸化湖泊的石生物种丰度的时间变化.南302湖中观察到了相反的分类学复原能力和抗性的轨迹(抗性指扰动后自原来状态的偏离),显示在恢复和酸化过程中影响石生物种的生态因子随相应的pH值不同而不同.本文的发现揭示了在对严重酸化湖泊的生态系统恢复建立模型时,一定要考虑扰动的时空尺度以及引起恢复和酸化轨迹差异的生物滞后响应.     

从"国际湖泊污染与恢复会议"看当前湖泊污染控制的特点

“国际湖泊污染与恢复会议”(Inlernational Congress on Lakes Pollution and Recovery)于1985年4月15—18日在意大利罗马召开,参加会议的有来自欧洲、北美、亚洲等二十多个国家的二百多名有关专业的专家、学者,中国代表也参加了会议。 会议中心议题是解决湖泊(水库)的富营养化问题,对酸雨与湖泊酸化问题也作了讨论。会议反映欧洲、北美以及日本等工业发达国家尽管在近一、二十年内普遍采用了污水二级处理,但并没有能控制     

红枫湖季节性热分层消亡期水体的理化特征

以云贵高原典型的人工河道型水库红枫湖为研究对象,对近2年来4个代表性湖区季节性热分层消亡期水体的理化特征进行了原位监测. 结果表明:红枫湖水体季节性热分层历经发生、发展和消亡的周期性演化过程,对湖泊水环境的变化起着重要的控制作用. 秋季初期,气温骤降易于引起季节性热分层的突发性消亡,表现为水体垂向混匀. 以2010年为例,分层消失使得上层水温由28.6 ℃降至23.0 ℃,ρ(DO)(溶解氧浓度)由9.6 mg/L降至4.0 mg/L,pH由8.8降至7.9,电导率由0.32 mS/cm升至0.36 mS/cm,局部湖区出现鱼类死亡现象;短时间内的剧烈垂直混合,致使沉积物营养盐扰动释放,上部水体ρ(TP)增加了约0.01 mg/L,ρ(TN)增加了0.1 mg/L. 红枫湖水体垂向混合可对湖泊水环境产生重要影响,其影响的水体深度和环境效应一方面与气温变幅等因素有关,另一方面还受湖泊温跃层位置和底层水体的绝对温度等因素控制,在预测该类突发性水质恶化事件及评估其环境影响时需予以考虑.      

酸性矿山排水污染的水库水体酸化特征

矿业开发产生的酸性排水导致下游水体酸化,严重破坏水域生态平衡. 以受酸性矿山排水(Acid Mine Drainage,AMD)影响的水库水体为研究对象,通过对水库表层水、界面水和沉积物孔隙水中水质参数的变化进行分析,探讨水库水体酸化特征. 结果表明:表层水、界面水pH分别为3.22～3.38和2.70～3.02,水库上覆水体严重酸化,沿沉积物剖面向下酸化程度逐渐减弱;上游AMD在水库水体中存在自然净化过程,而表层沉积物可再次提高上覆水体酸度;沉积物孔隙水ρ(SO₄2-)极高(0.29～11.85 g/L)且在垂向剖面上变化波动较大,可能与沉积物中次生矿物的形成转化、季节及其他外界条件的变化有关.      

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.