白洋淀典型抗生素的源解析及其特定源风险评估

目前我国湖泊中抗生素污染形势严峻,研究多集中于抗生素的时空分布与风险评价等,而有关源解析的研究则较少.鉴于此,选取白洋淀为研究区,探究典型抗生素的污染来源及其特定源风险.运用高效液相色谱串联质谱法（HPLC-MS）测定样品中的四环素类（TCs）、磺胺类（SAs）和喹诺酮类（QNs）抗生素,并运用正定矩阵因子分解（PMF）模型和风险商值法（RQ）相结合的方法对典型抗生素进行源解析和特定源风险评估.结果表明：①水体和沉积物中抗生素含量范围分别为ND~2635 ng ·L^-1和ND~259.8 ng ·g^-1;②就水体中抗生素浓度的空间分布而言,QNs呈"西高东低",SAs呈"中部高、南北低",TCs呈"中部低、南北高"的分布特征;就沉积物中抗生素含量的空间分布而言,QNs呈"中部高,东西低",而SAs和TCs均呈"西高东低"的分布特征;③就抗生素的来源而言,水产养殖（33.2%）占比最高,其次为污水处理厂（29.2%）、畜禽养殖（18.9%）和生活污水（18.7%）;④就生态风险而言,恩诺沙星（ENR）和氟甲喹（FLU）处于中高风险水平;⑤就特定源风险的空间分布而言,除S1处水产养殖处于高风险水平,其余样点各源均处于中低风险水平;就源的种类而言,水产养殖处于中高风险水平,其余各源均处于中低风险水平.因此,针对白洋淀抗生素的主要来源及其特定源风险等级,需采取更为精准科学的抗生素风险管控.     

浮床植物系统对池塘水体微生物的动态影响

在池塘水体中构建以空心菜为试验植物的浮床植物系统,研究了其对池塘水体中微生物的数量、分布以及氮循环的影响.结果表明,浮床植物系统可明显改变池塘不同水层中的细菌(如氮循环细菌)和真菌的数量,实现不同生理类群的微生物在水体同一水层的共存,促进了水体的氮循环,加强了水体的自净功能.该系统的净化效果与其面积有关,占池塘面积20%的浮床植物系统在试验80d 时,对TN、NH₄⁺-N、NO₂^—N、NO₃^--N 的去除率分别为39.4%,51.2%,49.7%和65.0%.     

新水沙条件下长江中下游干流水体总磷时空变化分析

长江干流三峡及上游水库群陆续建成运行后,中下游干流水体已形成新的水沙条件,其对水体磷含量的影响备受关注.为此,研究了新水沙条件下中下游干流总磷浓度的时空分布特征.结果表明：①三峡蓄水后,长江中下游干流水体TCP（澄清30min样品）浓度基本在0.10~0.15 mg·L^-1之间变动,在时间尺度上总体呈先上升后降低趋势,在空间尺度上沿程呈现升高趋势;水体中溶解态总磷（TDP）浓度随时间推移缓慢升高.②水体中可沉降固体对不同江段水体中磷含量存在不同程度影响,南津关、汉口和吴淞口下23 km这3个断面TCP/TP比值中位值分别为0.900、0.720和0.609,从上游到下游依次降低;水体中溶解态总磷（TDP）占总磷（TP）比例沿程呈下降趋势,而颗粒磷（TPP）占总磷（TP）比例沿程呈上升趋势,南津关、汉口、吴淞口下23 km等3个断面TPP/TP比值中位值分别为0.439、0.567和0.738.③按照《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）要求,以TCP浓度进行水质评价,评价结果显示长江中下游干流水质总体良好.但若考虑水体中可沉降固体影响,以水体总磷（TP）浓度进行评价,会得出相对较差的结果,尤其是在靠近河口段.④长江中下游干流主河道靠上游河段不同监测断面内部各测线、测点磷浓度差异较小,河口附近则差异明显.⑤长江中下游干流城市江段近岸水域水体中TCP浓度明显高于相应河段主河道常规监测结果,局部河段存在明显岸边污染带.     

呼伦湖砷的时空分布特征及成因分析

为探究呼伦湖中As（砷）的时空变化格局及成因,分别于春季、夏季、秋季、冬季采集呼伦湖表层水和表层沉积物样品,对As的时空分布及其组成特征进行了调查,并探讨呼伦湖中As的来源及环境因素对水体As分布的影响.结果表明:①呼伦湖水体中ρ（TAs）（TAs为总As）在6.6~87.3 μg/L之间,平均值为47.0 μg/L,其中ρ（DTAs）（DTAs为溶解态TAs）占比为70.6%~99.8%,且As（Ⅴ）（砷酸盐）为主要存在形态.春季、冬季ρ（TAs）平均值高于夏季、秋季,且冬季ρ（TAs）的空间分布与其他3个季节差异明显.②表层沉积物w（TAs）为1.64~15.49 mg/kg,各季节w（TAs）空间分布均呈由西北向东南递减的趋势;w（F1）（F1为可交换态及碳酸盐结合态As）和w（F2）（F2为Fe/Mn氧化物结合态As）在w（TAs）中的占比相对较高,分别为31.7%和30.0%,一定环境条件下F1和F2易向水体迁移,是水体中As的主要来源.③呼伦湖水体pH、冬季冰封、入湖河流等环境因素均可影响水体中As的时空分布,其中冰封引起的沉积物-水界面缺氧环境及污染物浓缩效应是造成冬季湖泊西北沿岸水体ρ（TAs）显著升高的主要原因.研究显示,呼伦湖水体及沉积物中的As均以自然来源为主,其中沉积物释放及环境变化是水体中As时空分布格局的主要影响因素.      

不同养殖方式下底泥中硫与重金属的环境行为

为探究不同养殖方式下底泥中污染物的环境行为,该文以海参养殖池塘为研究对象,分析了半开放与封闭养殖方式下硫与典型重金属的分布特征及其相互关系。结果表明：封闭养殖池塘的还原性无机硫（RIS）含量较高,各形态分布为酸可挥发性硫化物（AVS）>铬还原性硫（CRS）>元素硫（ES）,AVS向CRS的转化受到一定程度的阻碍,而半开放式池塘中RIS的形态分布为CRS>AVS>ES,AVS可有效转化为CRS;受有机质（TOC）含量、水力扰动强弱等因素的影响,半开放养殖方式的硫化物环境风险较小,随着养殖时间增加,封闭养殖池塘底泥的环境风险增大;底泥重金属与TOC关系密切,来源可能是天然饵料以及有机药剂的降解;研究区域底泥中Cr、Cu、Zn、Cd优势态均为残渣态,而Pb以可还原态为主,养殖方式对重金属形态的分布影响较小;采用不同的评价方法得出的重金属污染等级存在差异,Cd污染应引起重视;底泥中AVS与Cu生物有效态呈显著正相关,表明AVS可有效限制Cu的生物毒性,而CRS与Pb生物有效态的负相关性显著,表明Pb生物有效态增加不利于CRS生成。     

基于“三生”适宜性的县域土地利用冲突识别与分析

精准识别潜在土地利用冲突有利于预警权衡和协调冲突用地,有利于科学进行国土空间规划。以“三调”修正数据为基础,基于生产、生活、生态视角,构建高植被覆盖率县域生产、生活、生态即“三生”适宜性评价模型与土地利用冲突识别矩阵,并选取横峰县进行实证分析。结果表明:（1）横峰县“三生”适宜性用地的空间分布与面积构成差异显著,且存在明显的空间叠加特征,暗示着研究区土地利用存在冲突;（2）从潜在冲突识别的结果来看,土地利用适宜区、冲突激烈区、冲突中度区、冲突一般区及冲突微弱区面积占比分别为64.02%、9.66%、17.19%、1.66%、7.48%;（3）各个冲突类型区空间分布、表现形式的差异性决定了冲突和解的对策也需因地制宜。研究结果可为相关及类似县域的国土空间规划提供理论参考。     

三峡库区长寿湖水体不同形态汞的空间分布特征

以三峡库区长寿湖为调查对象,采用网格法均匀设点采样分析,并基于Arc GIS地统计模块,研究了长寿湖水体不同形态汞浓度及其空间分布特征.结果表明,长寿湖表层水总汞浓度变化范围为0.50~3.78 ng·L-1,平均值为1.51 ng·L-1;总甲基汞浓度变化范围为0.10~0.75 ng·L-1,平均值为0.23 ng·L-1.表层水体各形态汞的块金效应值分别为总汞50.65%、溶解态汞49.80%、颗粒态汞29.94%和活性汞26.95%,具有中等程度空间自相关性,表明在空间分布上一方面受水体内在属性的影响,另一方面也与渔业养殖、工业活动、农业耕种等人为外源输入干扰因素有关.表层水体溶解态甲基汞块金效应值3.49%,小于25%,表现很强的空间自相关性,其分布主要受到水体内在环境因素等的控制.各采样点水体总甲基汞占总汞的比例均较高,均达到淡水湖泊和河流中总甲基汞占总汞的质量分数上限值30%,暗示长寿湖水体内在环境条件利于汞的甲基化.     

舟山群岛马鞍列岛贻贝养殖区沉积物磷的形态特征

为探讨贻贝养殖活动对海洋沉积物磷赋存形态及分布的影响，本文采用SMT磷分级法提取并测定了马鞍列岛贻贝养殖区沉积物中的总磷（TP）、无机磷（IP）、有机磷（OP）、交换态磷（Ex-P）、铁铝结合态磷（Fe/Al-P）和钙结合态磷（Ca-P），分析了各形态磷的空间分布特征及生物有效性。结果表明，马鞍列岛养殖海域沉积物中TP的含量范围为458.83～507.60 mg/kg，平均含量为477.14 mg/kg，各采样站点沉积物磷的形态均以IP为主，占TP的比例为78.97%～86.99%。3种无机形态磷（IP）含量大小顺序为Fe/Al-P>Ca-P>Ex-P，在TP中平均占比分别为29.98%、27.50%和8.35%。生物可利用磷（BAP）可用于判断沉积物中磷的内源释放能力，其含量为172.34～266.86 mg/kg，平均含量为231.33 mg/kg，占TP含量的47.55%。沉积物各形态磷与微粒径的相关性表明，Fe/Al-P和BAP与微粒径均呈极显著的正相关性关系。各形态磷在养殖海域空间分布总体上呈现贻贝养殖核心区>邻近区>潜在影响区>对照区的趋势，表...     

北部湾海域表层水体中微塑料分布特征

为了研究北部湾海域表层水体中微塑料形态特性及分布特征,采用孔径为330 μm的Manta网对该区域表层水体12个站位微塑料样品进行采集,通过硫酸亚铁溶液和过氧化氢对海水中的干扰物质进行消解,并用滤膜进行微塑料分离,采用体式显微镜和傅里叶变换红外光谱仪对微塑料的尺寸、形状、颜色和成分进行分析.结果表明:①北部湾海域表层水体中微塑料的平均丰度为（0.56±1.02）个/m3,与国内外其他海湾相比处于中等水平.②1~2 mm粒径范围内的微塑料数量最多,占全部微塑料数量的30.4%;主要形状为泡沫和薄膜,占比分别为62.7%和15.4%;颜色以白色和半透明为主,占比分别为68.8%和16.4%;微塑料主要成分为聚苯乙烯、聚丙烯和聚乙烯,占比分别为59.8%、20.9%和17.6%.③受人类活动、河流输入、盛行风和海洋环流结构等因素的影响,北部湾海域表层水体中微塑料的空间分布呈现近岸高、远岸低的特征.④根据对微塑料的形状、成分特征的分析,推测北部湾海域表层水体中微塑料的主要来源是海水养殖和海洋渔业捕捞活动.研究显示,北部湾海域表层水体中微塑料污染呈现近岸高于远岸的特征,受海洋渔业活动影响显著,建议加强对北部湾海水养殖和海洋渔业捕捞活动的管控,预防和减少渔业塑料垃圾污染.      

呼伦湖水体磷的时空演变及其影响因素

呼伦湖是我国北方第一大湖泊,其水环境质量对区域生态环境调节具有重要影响.针对近年来呼伦湖水体的ρ（TP）超标问题,分别于春、夏、秋、冬四季采集呼伦湖水体样品,结合入湖河流断面多年月均数据对呼伦湖水体ρ（TP）的时空分布、赋存特征、污染来源和影响因素进行分析.结果表明:①秋季、冬季、春季和夏季呼伦湖水体ρ（TP）分别为0.145~0.301、0.090~0.360、0.104~0.434和0.049~0.219 mg/L,总体处于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》V类水质标准;呼伦湖水体ρ（TP）空间分布上季节性差异显著,冬季呈现湖周高于湖心的特征,秋季呈湖心高于湖周的特征,春季和夏季克鲁伦河入湖河口处ρ（TP）均较高.②冬季与其他3个季节水体磷形态组成差异较大,冬季冰封期以DTP（溶解态磷）为主,ρ（DTP）占ρ（TP）的比例为76.2%,春季、夏季和秋季均以PP（颗粒态磷）为主,其占ρ（TP）的比例分别为55.1%、64.1%和58.9%.③呼伦湖3条入湖河流ρ（TP）表现为克鲁伦河>呼伦沟河>乌尔逊河的特征.研究显示,呼伦湖水体ρ（TP）的主要影响因素为水量变化、冰封、入湖河流输入和底泥再悬浮.      

骆马湖水体中药品及个人护理品的污染特征及风险评估

为评价骆马湖湖区药品及个人护理品(PPCPs)的污染状况和生态风险,利用高效液相色谱串联质谱(HPLC-MS/MS)分析骆马湖表层水体中61种PPCPs的赋存浓度、空间分布特征,并根据风险熵方法进行生态风险评估.结果表明:①骆马湖表层水体中共检出15种PPCPs,其中人用7种,人、兽共用4种,兽用4种,其质量浓度范围为2.67~6 514.91 ng/L.卡马西平(CBZ)、避蚊胺(DEET)、舒比利(SP)、咖啡因(CF)及林可霉素(LCM)检出率均为100%,DEET、甲砜霉素(TAP)及氟苯尼考(FF)的平均值均较高,分别为162.87、61.33和56.72 ng/L.②骆马湖表层水体中PPCPs的空间分布呈北高南低、西高东低的特征.不同类型PPCPs空间分布规律差异明显,人、兽共用PPCPs浓度自北向南逐渐递减,人用PPCPs浓度北部略高于南部,兽用PPCPs浓度在全湖均匀分布.③骆马湖水体中CBZ、CF具有高生态风险,恩诺沙星(ENR)、诺氟沙星(NOR)、磺胺嘧啶(SD)、罗红霉素(RXM)及LCM具有较高生态风险,可见骆马湖生态风险主要来源为人用PPCPs.研究显示,骆马湖表层水体中PPCPs浓度水平中等,但其中DEET污染较重,北部湖区应加强围网、围塘养殖管理.      

基于水足迹强度的江苏省水资源利用效率分析

水足迹强度是可以量化水资源利用效率的指标,文章在计算江苏省水足迹的基础上,选取6项水足迹强度指标,分部门比较各地市水资源利用效率的差异,并基于ESDA研究水足迹强度的空间自相关性,构建空间集聚图。研究表明:2002~2014年江苏省各市水足迹总体呈现上升趋势,水资源压力增大;总体上苏南和苏北地区的农业水足迹强度都偏高,农业水资源利用效率低;苏南地区工业产值高但耗水量大,因此工业水足迹强度也偏高;苏北地区的灰水足迹强度偏高,水资源压力较大;江苏省水足迹强度具有不断增强的全局自相关性,地市出现集聚现象,不同地市的集聚分布也日益明显;大部分苏北地区属于高高集聚并且向外扩张,低低集聚主要分布在苏南地区。研究结果为政府部门分析地市间水资源利用效率差异,制定高效的水资源利用政策等提供依据。     

黄河中游城镇化与生态系统服务耦合关系的时空变化

城镇化是影响区域生态安全格局的重要因素,厘清城镇化与生态系统服务之间的关系,可为促进黄河流域生态保护与高质量发展提供决策参考。在分析2000—2018年黄河中游城镇化与生态系统服务时空格局的基础上,采用耦合协调度模型剖析了二者耦合关系的时空变化特征。研究发现：2000—2018年间,黄河中游地区综合城镇化水平提高72.24%,空间分布总体呈“南高北低”、以经济发达县区或城市群为中心向外递减的趋势;粮食生产、水源涵养、土壤保持和固碳服务量均呈增加趋势,且呈不同的空间分布态势;粮食生产、水源涵养、土壤保持和固碳服务与综合城镇化水平的耦合协调度总体呈上升趋势,但汾渭平原的耦合协调度普遍较低,而经济发达县区的耦合协调度普遍较高。     

2014年黄海绿潮暴发后绿藻显微繁殖体的时空分布特征

基于2014年10至12月对黄海西部海域水体与沉积物样品采集及实验室萌发培养实验,探究了绿潮暴发后该海域绿藻显微繁殖体的时空分布特征。结果表明,调查海域绿藻显微繁殖体呈现明显的时空变化特征,总体上,高值区集中在如东及大丰海域,并向北逐渐降低。2014年10月~11月调查海域绿藻显微繁殖体数量变化不明显,然而,12月份,其数量显著增加,尤其在如东及大丰海域。2014年11月如东和大丰海域水样中绿藻显微繁殖体丰度分别为16 ind/L和34 ind/L,12月绿藻显微繁殖体丰度上升至62 ind/L和72 ind/L。2014年11月如东和大丰海域泥样中绿藻显微繁殖体丰度分别为7 ind/L和10 ind/20g,12月绿藻显微繁殖体丰度上升至18 ind/L和28 ind/20g。并且靠近紫菜养殖海域的R1、R2、D2和D3站位绿藻显微繁殖体数量显著升高,12月份,紫菜养殖筏架上已经出现附生绿藻。因此,我们推断紫菜养殖筏架上的附生绿藻释放生殖细胞,可以使该海域绿藻显微繁殖体能以更多的机会度过冬季恶劣的环境,为下年的绿潮暴发提供了物质条件。     

华北低平原区降水与坑塘蓄水响应关系研究——以河北省南皮县为例

华北低平原区淡水资源短缺,坑塘水等非常规水资源的开发利用日益重要。明确坑塘蓄水在不同降水年型下作为灌溉水源的保障能力,研究该区域降水与地表坑塘蓄水的响应关系,对于农业多水源联合利用具有重要意义。论文以华北低平原区河北省南皮县为研究区,通过Cl^-和稳定同位素平衡法,计算了南皮县雨季降水对坑塘水的补给份额,并基于2013—2015年间的3期Landsat TM遥感数据,采用改进的归一化差异水体指数提取坑塘信息,分析不同降水年型下南皮县坑塘的蓄水能力及灌溉潜力。结果表明：坑塘蓄水除了接受地下水的补给,主要接受降水的补给,丰水年雨季降水对微小型、中小型坑塘的补给比例约占74.3%~86.0%,对大型坑塘的补给比例不足30%;坑塘主要以小于0.5 hm²的微小型坑塘为主,不同面积等级的坑塘数量及蓄水面积与降水的变化是一致的;其中,平水年、枯水年和丰水年坑塘蓄水量分别为1.49×10⁷、0.84×10⁷、1.90×10⁷ m³,随年降水量增大而增多。研究结果可为区域坑塘水资源的合理开发利用提供理论基础。     

江苏沿海地区可承载城乡建设用地能力及匹配性评价

城乡建设用地是土地利用的重要类型,确定区域可承载城乡建设用地能力即承载规模和承载边界对土地利用开发具有重要的指导意义。研究从生态限制与适宜性的角度尝试确定城乡建设用地的承载能力,选择地形条件、地质条件、土壤条件、陆域生物多样性保护和水生态保护5个方面的指标要素作为城乡建设用地空间扩展的生态约束条件,基于GIS空间分析方法和“水桶效应”原理,对江苏沿海地区综合生态适宜性和城乡建设用地可承载性进行评价,制作了综合生态适宜性和可承载性格局分布图,确定了江苏沿海地区城乡建设用地承载阈值及其分布,统计了各县市区可承载城乡建设用地丰度,比照江苏沿海地区现状建设用地分布图与城乡建设用地可承载性分布图,开展了可承载与现状城乡建设用地匹配性评价,核算了城乡建设用地承载潜力,得到江苏沿海地区、南通市、盐城市和连云港市承载潜力分别为14.37%、15.29%、12.58%和17.07%,从而为江苏沿海地区城乡建设用地的优化配置和差异化管理决策提供依据。     

秦岭生态屏障产水服务时空演变特征及驱动要素

秦岭是我国重要的“中央水塔”,是南水北调的重要水源地。基于InVEST模型评估2000—2018年秦岭地区产水服务,分析其时空演变特征,利用相关性分析和地理加权回归方法（GWR）探究不同因素对秦岭地区产水服务变化的影响。结果表明：秦岭地区多年平均产水量为235.16 mm,19年间产水量呈现微弱下降趋势,产水量在空间上表现为由南部向北减少的特点。秦岭地区产水量波动程度和变化趋势都较弱,产水服务整体比较稳定。各因素对产水量的影响具有明显的空间异质性,降水主导的范围最大（33.18%）,且集中分布于产水量较多的秦岭南侧。其次为NPP（17.90%）和实际蒸散量（16.71%）,两者在中北部地区是主要影响因素。研究结果对促进区域生态安全和可持续发展具有一定的指导意义。     

洱海沉水植物空间分布及生物量估算

为研究洱海沉水植物空间分布特征并估算全湖沉水植物的生物量,于2009年8—9月采用回声测深仪和RTK-GPS定位仪测定了洱海沉水植物分布区面积,通过样方调查研究了不同基底高程下沉水植物的平均生物量. 结果表明,洱海沉水植物分布区的面积为19.40km2,占整个湖泊面积的7.7%;其中东区、南区、西区和北区水生植物分布面积分别占25.1%、7.4%、41.0%和26.5%. 沉水植物分布的基底高程范围为1959.0~1965.0m,最深分布线水深的平均值为4.9m,最大值为6.2m. 其中水深2.0~3.0m处平均生物量最大. 从各区域看,北区沉水植物最深分布线水深平均值(5.2m)最大,西区(5.0m)和南区(4.8m)其次,东部(4.6m)最小;沉水植物平均分布宽度表现为北区(399.2m)>南区(213.6m)>西区(175.0m)>东区(86.4m). 沉水植物生物量在8—9月达到最大值,为1.60×105t.      

长江中游省会城市碳足迹深度时空演变及其影响因素

碳足迹深度指数表示区域存量资本的耗费程度,分析其时空演变及影响因素对区域差异化碳排放管控具有促进意义. 借鉴三维碳足迹改进模型计算长江中游省会城市碳足迹深度,引入夜间灯光数据拟合碳足迹深度指数,分析长江中游省会城市碳足迹深度的时空演变及分布特征,运用空间分位数模型对碳足迹深度影响因素开展研究. 结果表明:①2010—2019年,武汉市、南昌市、长沙市碳足迹深度指数均呈上升趋势. 2010年,长江中游省会城市归一化碳足迹深度指数呈现武汉市>南昌市>长沙市的特征,2015年、2019年均变为武汉市>长沙市>南昌市,各市归一化碳足迹深度高值范围均以城市的中心城区向四周扩张. ②2010—2019年,武汉市、南昌市、长沙市归一化碳足迹深度指数均在1%的显著性水平上高值聚集,由空间趋势面可知,长江中游省会城市归一化碳足迹深度指数在东西方向表现为“中间高、两边低”,而南北方向则由“北高南低”发展为“中间低、两边高”的分布格局,且北部明显高于南部. ③人口密度、工业总产值、能源总量、人均碳排放等影响因素对碳足迹深度的作用均为正向,各影响因素在碳足迹深度不同分位点的相关系数差异显著. 针对武汉市、南昌市、长沙市分别提出差异化建议:武汉市应积极发展产业转型,合理优化土地利用结构;南昌市应形成多循环工业体系,减少对生态用地的侵蚀;长沙市应加大力度发展绿色产业,打造低碳技术.      

南方高位池养殖生态环境影响及对策

文章综合理论分析和现场调查结果,分别从污染排放情况、对近岸海域水质、水生生物、地下水、土壤、景观和海防林的影响等几方面阐述高位池养殖对生态环境的影响,结合产业特点,提出了高位池养殖科学发展和环境保护的合理对策。