淡水沉积物中Cd和Cu对河蚬的毒性效应研究

以淡水底栖动物河蚬(Corbicula fluminea)为受试生物,研究了淡水沉积物中重金属Cd和Cu对河蚬的12h挖洞行为和10d存活率的影响.结果表明,河蚬对加标Cd和Cu的淡水沉积物均产生了明显的规避行为.在12h挖洞行为试验中,河蚬对沉积物中Cd的污染反应比Cu更加灵敏,暴露于Cd和Cu的10mg/kg的沉积物中时,河蚬的挖洞比率分别为0.39和0.43.在10d存活率试验中,河蚬的存活率随沉积物中Cd和Cu浓度的升高而降低.在Cd加标浓度为10mg/kg的沉积物中,河蚬的存活率为93.3%,当Cd加标浓度达到300mg/kg时,河蚬存活率降为43.3%;在Cu加标浓度为10mg/kg的沉积物中,河蚬存活率为96.3%;而当Cu加标浓度达到500mg/kg时,河蚬存活率降为34.3%.加标Cd和Cu的两种淡水沉积物对河蚬的LC₅₀分别为285、690mg/kg,表明河蚬对Cd的毒性反应更加灵敏.比较河蚬的挖洞行为和存活率对重金属Cd和Cu的指示作用,挖洞行为比存活率更加快捷,对沉积物中Cd和Cu的指示作用更加明显,故在沉积物重金属污染监测中应优先考虑挖洞行为.     

液氯对摇蚊幼虫的毒效试验及影响因素

针对摇蚊幼虫(红虫)在沉淀池中大量孳生这一难题,以蒸馏水为试验水样,研究了液氯对摇蚊不同龄期幼虫的毒性效果(24h),并考察了pH值、有机物含量、氨氮以及藻类含量等因素对毒性效果的影响.结果表明:随龄期增长摇蚊幼虫对液氯的耐受性不断增强,液氯对4龄摇蚊幼虫的24h半致死浓度(LC₅₀)为3.39mg/L;低pH值、高藻类含量有助于提高液氯对摇蚊幼虫的毒性效果;在水质中性条件下,有机物含量提高使摇蚊幼虫的死亡率降低,在不同氨氮浓度下,液氯对摇蚊幼虫的毒性效果差别较大.生产原水和沉淀池水的对比试验表明:在不同投加量下,原水中4龄摇蚊幼虫接触24h死亡率均高于沉淀池水中摇蚊幼虫死亡率.     

河蚬或藻存在下组合扰动对内源磷迁移的影响

为阐明河蚬(Corbicula fluminea)或铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)存在下,物理和摇蚊幼虫组合扰动对内源磷再生和迁移转化的影响,以太湖梅梁湾上覆水和沉积物为研究对象,分析了上覆水、间隙水、沉积物中不同形态磷的变化规律.结果表明,与摇蚊幼虫扰动和组合扰动相比,河蚬或藻类的出现都会使得上覆水中不同形态磷(总磷、溶解性总磷、溶解性磷酸盐、颗粒态磷)显著增加.河蚬或藻类均导致间隙水DIP明显降低,并致使DIP峰值区域向更深处迁移(3~4cm变为4~5cm),而对照试验则相反.与对照试验相比,河蚬或藻存在下组合扰动均导致0~4cm沉积物NH₄Cl-P含量及其占总磷百分比降低,Fe/Al-P含量及其占总磷百分比增加,并且河蚬或藻对NH₄Cl-P降低和Fe/Al-P增加的影响基本一致.在多种扰动因素存下,摇蚊幼虫对上覆水中DTP和DIP贡献最大,后者可能源于摇蚊幼虫显著降低了间隙水中DIP含量及沉积物中NH₄Cl-P含量.这暗示了在组合扰动基础上叠加河蚬或者藻类,均进一步促进了内源磷再生和迁移.     

pH对沉积物中五氯酚毒性的影响及其质量基准值推导

PCP（pentachlorophenol,五氯酚）是一种可电离有机化合物,pH会影响水体中PCP的毒性.为准确评估沉积物中PCP的生态风险,通过研究不同pH下沉积物中PCP对河蚬（Corbicula fluminea）、泥鳅（Misgurnus anguillicaudatus）、伸展摇蚊（Chironomus riparius）等底栖生物的毒性效应,探讨沉积物中PCP生物毒性与pH的关系.基于毒性试验结果和搜集筛选文献中报道的PCP生物毒性数据,利用物种敏感度分布法推导PCP沉积物质量基准,进而对我国淡水水体沉积物中PCP风险进行评估.结果表明:①沉积物中PCP对底栖生物的毒性均随pH的升高而降低,pH为6.5~8.5时,沉积物中PCP对河蚬、泥鳅、伸展摇蚊的96 h-LC₅₀值分别为2.99~7.64、8.05~8.76、10.50~22.30 μg/g;对泥鳅的30 d-LC₁₀值为0.26~0.80 μg/g,对伸展摇蚊的21 d-EC₁₀值为0.28~0.54 μg/g.②推导获得PCP依赖于pH的沉积物质量基准函数,即CMC_sed（急性基准值）=e0.204pH-2.96、CCC_sed（慢性基准值）=e0.204pH-5.85,当pH为7.0时,CMC_sed、CCC_sed分别为0.217、0.012 μg/g.③我国主要淡水河流、湖泊沉积物中99.0%的采样点w（PCP）低于该研究推导的CCC_sed,仅有1.0%的采样点w（PCP）介于CCC_sed与CMC_sed之间.研究显示,我国主要淡水水体沉积物中PCP总体风险较低,个别地区沉积物中PCP可能存在潜在的生态风险,需要引起重视.      

摇蚊幼虫与霍普水丝蚓扰动对河流沉积物中氮、磷、氧释放的影响

定量研究河床沉积物中的生物扰动对污染物的影响效应,对于维护河流健康具有重要的理论指导作用.基于室内实验模拟摇蚊和霍普水丝蚓对河床沉积物的扰动过程,研究两种生物扰动作用对沉积物中氮、磷释放以及生物扰动对上覆水中溶解氧的影响.在相同的沉积物环境中分别放入单一物种,实验结果显示,相对于空白组,摇蚊幼虫组的上覆水中氨氮、总氮、总磷平均净增量分别为2.32、0.787、0.105 mg · L^-1,霍普水丝蚓组的氨氮、总氮、总磷平均净增量分别为0.72、0.462、0.063 mg · L^-1,表明摇蚊幼虫和霍普水丝蚓的扰动作用均能促进沉积物中氨氮、总氮、总磷向上覆水中的释放,且摇蚊幼虫对污染物释放的作用效果比水丝蚓更明显;当摇蚊幼虫和水丝蚓混合放入后,摇蚊幼虫对沉积物中氨氮、总氮、总磷释放起主要促进作用;在混合实验组(摇蚊23条,霍普水丝蚓47条)中,氨氮、总氮、总磷的平均净增量均低于单一物种的摇蚊组和水丝蚓组,表明在该组中,摇蚊幼虫和霍普水丝蚓在沉积物中共同扰动作用对氮、磷释放的促进效果减弱;对上覆水中溶解氧浓度而言,摇蚊所占比例越高,溶解氧浓度就越低,且上覆水中的溶解氧浓度变化,会影响生物扰动对沉积物氮、磷释放的效果.     

湟水河流域西宁段河流表层沉积物重金属空间分布及生态风险评估

采集湟水河流域西宁段16个表层沉积物样品,运用电感耦合等离子体质谱和测汞仪测定了沉积物中重金属含量,结合污染负荷指数法、潜在生态风险指数法、沉积物质量基准法查明了流域表层沉积物重金属（Hg、Cr、Zn、Cu、Cd）污染现状、空间分布特征、潜在生态风险,使用聚类分析和Pearson相关分析方法分析了五种重金属可能来源。结果表明：①污染负荷指数法显示流域内主要污染元素为Hg、Cd。Hg从上游到下游呈现先升高后降低的趋势,Cd从上游到下游总体呈现升高趋势。②各重金属的潜在生态风险指数（E_i）依次为Hg> Cd> Cu> Cr> Zn,而综合潜在生态风险指数（RI）结果表明,中等生态风险以上等级的样品约占87.5%,严重生态风险的样点主要集中在北川河及湟水河中下游等受工、农业以及交通源污染较重的采样点位;各重金属生态风险指数在综合指数中占主导地位的为Hg与Cd,表明湟水河流域西宁段表层沉积物中Hg与Cd具有极强的生态风险。③沉积物质量基准法表明,流域内沉积物中五种重金属的毒性效应均较低,Cr对底栖生物产生毒性效应的可能性较大。④相关分析及聚类分析表明,Cr、Cu、Zn主要受自然源影响,Hg、Cd主要受工业活动等人为源影响。     

摇蚊幼虫与霍甫水丝蚓扰动对河流沉积物中氮、磷、氧释放的影响

定量研究河床沉积物中的生物扰动对污染物的影响效应,对于维护河流健康具有重要的理论指导作用.基于室内实验模拟摇蚊和霍甫水丝蚓对河床沉积物的扰动过程,研究两种生物扰动作用对沉积物中氮、磷释放以及生物扰动对上覆水中溶解氧的影响.在相同的沉积物环境中分别放入单一物种,实验结果显示,相对于空白组,摇蚊幼虫组的上覆水中氨氮、总氮、总磷平均净增量分别为2.32、0.787、0.105 mg·L-1,霍甫水丝蚓组的氨氮、总氮、总磷平均净增量分别为0.72、0.462、0.063 mg·L-1,表明摇蚊幼虫和霍甫水丝蚓的扰动作用均能促进沉积物中氨氮、总氮、总磷向上覆水中的释放,且摇蚊幼虫对污染物释放的作用效果比水丝蚓更明显;当摇蚊幼虫和水丝蚓混合放入后,摇蚊幼虫对沉积物中氨氮、总氮、总磷释放起主要促进作用;在混合实验组(摇蚊23条,霍甫水丝蚓47条)中,氨氮、总氮、总磷的平均净增量均低于单一物种的摇蚊组和水丝蚓组,表明在该组中,摇蚊幼虫和霍甫水丝蚓在沉积物中共同扰动作用对氮、磷释放的促进效果减弱;对上覆水中溶解氧浓度而言,摇蚊所占比例越高,溶解氧浓度就越低,且上覆水中的溶解氧浓度变化,会影响生物扰动对沉积物氮、磷释放的效果.     

红枫湖沉积物中酸可挥发硫化物及重金属生物有效性

为调查位于喀斯特地区的饮用水水源地红枫湖水库沉积物中重金属的污染情况,测定了14个站位表层沉积物样品的酸挥发性硫化物(AVS)和同步浸提重金属(SEM)含量, 并对AVS、SEM和[SEM]/[AVS]的大小及平面分布进行分析. 结果表明,调查区域内表层沉积物SEM与AVS比值的变化范围为0.007～0.033, 平均值为0.018. 通过[SEM]/[AVS]的值并结合间隙水及表层水中重金属的含量, 可以推断目前红枫湖表层沉积物中重金属对水生生物不具有毒性. 但对单个重金属而言,与毒性效应阈值的比较结果表明,Pb、Cd、Cu具有对底栖生物产生毒性作用的潜在风险.本结论对红枫湖的疏浚及治理具有一定的指导作用.     

三峡水库正常蓄水后支流沉积物的污染特征

为研究三峡水库不同时期沉积物污染变化规律,采集三峡库区175 m正常蓄水后7条支流表层沉积物样品,分析营养盐、重金属含量和污染特征,结果表明:7条支流表层沉积物均存在营养盐含量超标现象,但仍处于多数底栖生物可承受水平,其中龙溪河21号断面w(TN)和19号断面w(TP)最高,分别为1.97、2.03 g/kg;采用EF(富集因子)和RI(潜在生态风险指数)评价了重金属富集程度和污染水平,重金属EF表现为Hg>As>Cd>Pb>Cu>Zn>Mn>Cr,仅Mn和Cr的EF小于1,未受污染;RI平均值为160±35,处于中度生态风险. 沉积物中TN、TP来源以农业面源污染为主,TOM主要来源于浮游动物和浮游植物;重金属污染则以流域工业污水排放和农业活动为主. 研究显示,三峡库区蓄水后沉积物中营养盐和重金属含量总体呈上升趋势,建议划分优先控制区域,重点解决农业面源污染,强化农村生活污水治理,并以严格的环境准入制度防控和削减流域工业污染.      

大型底栖动物对长江口潮滩沉积物-水界面无机氮交换的影响

基于实验模拟,通过对比分析潮滩无机氮长短期通量交换、循环规律及沉积物中无机氮的剖面特征在有/无底栖动物活动背景下的差异,探讨了双壳类底栖动物河蚬对长江口潮滩沉积物-水界面无机氮交换的影响及其机制.研究发现:潮滩无机氮界面交换中,河蚬的钻穴活动能增加向上覆水方向氨氮和硝氮的通量值;河蚬长期栖息对界面的生物扰动和代谢物排放能促进氨氮向上覆水的释放并逐渐加强沉积物氧化层中的硝化活动;界面附近河蚬的扰动和喷灌活动改变了沉积物中无机氮的垂直剖面特征,加速了沉积物中有机质的矿化分解和两相界面间氨氮的离子交换,促进沉积物氮库向滨岸水体的释放输出.     

低分子有机酸对硫杆菌活性的抑制作用及对土壤重金属脱除的影响

施用有机肥能够降低污染土壤重金属溶解性和生物可利用性,但在淹水厌氧等环境中,有机肥会分解产生大量低分子有机酸,会抑制嗜酸性硫杆菌的生物活性.通过摇瓶实验研究了低分子有机酸对硫杆菌的毒害抑制效果和不同硫杆菌对各类有机酸的耐受水平.结果表明,纯体系培养下,A.ferrooxidans和A.thiooxidans活性抑制率在72 h内达到90%以上,所需甲、乙、丙、丁酸最低浓度分别为41.2、78.3、43.2、123.4 mg·L~(-1)和81.9、230.4、170.1、123.4 mg·L~(-1).其中,甲酸对A.ferrooxidans和A.thiooxidans的抑制作用最显著,A.thiooxidans相比A.ferrooxidans对4种有机酸具有更高的耐受性.新鲜重金属污染土壤在生物酸化初期(0 h)加入4种有机酸对后续土壤酸化过程影响较小,但12 h后加入有机酸却能使土壤生物酸化基本停止,导致土壤重金属脱除率大幅度下降.这为有机肥改良重金属污染土壤的生物修复可行性提供一定理论依据.     

Potential toxic risk of heavy metals from sediment of the Pearl River in South China

Based on the monitoring of five heavy metal elements in the surface sediments of the Pearl River in South China, potential toxicity of the heavy metals was assessed using consensus-based sediment quality guidelines (SQGs) method and geo-accumulation (I_geo) index method. The monitoring results showed the heavy metal concentrations were significantly and positively correlated with each other, demonstrating a common trend in variation of concentration in the surface sediments. The assessment using the consensus-based SQGs method showed the potential toxicity of Cu was the highest, and Cd was the lowest. The evaluation based on mean probable effect concentration (PEC) quotient showed the region was seriously polluted with high toxicity heavy metals. Correlation analysis revealed a significant and positive correlation between the mean PEC quotient and the average of I_geo with a correlation coefficient of 0.926 (n = 23, P < 0.01). In conclusion, the consensus-based SQGs and mean PEC quotient are applicable to assess potential toxicity risks of heavy metals in freshwater sediments in the Pearl River.     

开封城市河流表层沉积物重金属分布、污染来源及风险评估

河流沉积物重金属污染状况对河流水生态系统健康发展具有重要意义.采集开封城市河流水系表层沉积物,分析了沉积物p H、粒度、有机质、总氮及6种重金属含量,使用相关性与主成分分析方法对沉积物中重金属来源进行解析,并采用污染负荷指数法和沉积物质量基准系数法进行了重金属的污染评价.结果表明,开封城市河流表层沉积物有机质平均含量为88.87 g·kg-1,全氮平均含量为2.48 g·kg-1,重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Zn和Pb含量远超河南省土壤元素背景值.相关分析和主成分分析显示,沉积物有机质、全氮含量和重金属含量有一定相关关系,而沉积物p H及平均粒径对重金属含量影响较小;6种重金属可被辨识出2个主成分,其中Cd、Cr、Zn和Pb为人为复合源因子,Cu和Ni为工业与自然源因子.污染负荷指数分析表明,惠济河和化肥河为强度污染,黄汴河、东护城河、药厂河和马家河为中度污染.沉积物质量基准系数评价结果表明,惠济河存在中等生态风险,化肥河存在高等生态风险,且沉积物重金属存在较大潜在生物毒性效应.     

江苏如东互花米草盐沼湿地重金属分布及其污染评价

为了解互花米草(Spartina alterniflora)对盐沼湿地环境的影响,于2010年7月在江苏如东潮间带,依据互花米草的有无及其长势设置站点,对表层沉积物的8种重金属含量、粒度组成、总有机碳进行分析,采用地累积指数法(Igeo)和Hkanson潜在生态风险指数法进行污染评价.结果表明,如东滩涂表层沉积物中Pb、Cd、As、Hg、Cr、Cu、Ni、Zn的平均含量低于海洋沉积物标准I类,其中Cd、Hg、Ni、Zn的含量高于中国大陆沉积物-浅海粉砂背景值.整体上,8种元素在米草覆盖区平均含量均高于邻近光滩.地累积指数显示该盐沼带重金属为无污染状态,而Hkanson潜在生态风险评价显示为低污染和中度污染的临界状态,风险指数为低;两方法均显示该区域污染以Cd和Hg最重.由海向陆随米草长势渐好(垂直岸线断面),As、Cu及Hg元素的含量、地累积指数、潜在生态风险系数呈渐增趋势;拓殖1年左右的米草斑块区内(平行岸线断面),8种元素在植被覆盖区的含量、污染程度及潜在生态风险均高于邻近无植被覆盖区.此外,斑块分布区中,Cd、Cu含量显著低于垂直断面的茂盛分布区.互花米草是大部分重金属污染物在沉积物中富集的重要驱动力之一,且互花米草群落可阻滞污染物直接扩散入海,因而降低生态危害.互花米草对重金属分布的影响与米草的拓植年限、金属元素存在形态和来源有关.     

福建罗源湾潮间带沉积物重金属含量空间分布及其环境质量影响

潮间带是典型的环境脆弱带和敏感带.为探明福建罗源湾潮间带的环境质量,于2009年在该区开展了野外调查,利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)测定了该区表层沉积物中重金属(Co、Cr、Cu、Ni、Pb、V、Zn)浓度,用潜在生态风险评价法评价了该区的环境质量.结果表明,整个潮间带表层沉积物主要是粉砂和黏土质粉砂,重金属元素(Co、Cr、Cu、Ni、Pb、V、Zn)的平均含量分别为:20.48、77.82、23.24、40.67、36.25、134.75、111.21 mg.kg-1;互花米草盐沼区表层沉积物中重金属含量明显高于光滩区;与其它地区相比,本区表层沉积物重金属含量明显高于福建海岸带土壤背景值,但低于珠江口地区.主成分分析和相关分析表明,工业排污和生活污水是本区重金属污染的主要来源,而矿床开采以及有机质降解产生的内源释放也是该区重金属元素来源的主要途径之一.潜在生态风险评价显示,研究区具中等程度的潜在生态危害风险;Ni和Co是主要环境污染因子,Pb的污染程度较低;互花米草盐沼的潜在生态风险高于光滩区,不同重金属的潜在生态危害程度顺序为Ni>Co>Cu>Pb>Cr>V>Zn.     

香港河流及近海表层沉积物和孔隙水的毒性研究

采集并测定了香港重点监测河流河口及近海处的表层沉积物、孔隙水样品的理化特征及生物毒性；对比了沉积物与孔隙水、孔隙水与上覆水、经过不同处理的孔隙水以及加入重金属前后沉积物与孔隙水的毒性，并进行了浸提实验及其毒性测定，研究结果表明，当重金属的含量很低时，沉积物孔隙水中硫化物和非离子氨可能是引起孔隙毒性的最主要因素；在SEM／AVS小于1的情况下，沉积物的毒性与SEM／AVS的值无关，其毒性取决于沉积物中AVS及其他有机物的含量；浸提实验由于破坏了沉积物中的硫化物可能无法反映真实毒性。     

海河悬浮颗粒物影响阿特拉津对斑马鱼的急性毒性研究

悬浮颗粒物对有机污染物的吸附降低了其表观生物富集系数,这一过程是否同时能够减弱有机污染物对水生生物的毒性却少有报道.因此,本研究选取海河干流二道闸沉积物为悬浮颗粒物,以阿特拉津为目标污染物,斑马鱼为目标生物,进行急性毒性试验.结果表明,无悬浮颗粒物时,阿特拉津对斑马鱼的96 h半致死浓度(96h-LC50)为29.06 mg·L-1,95%置信区间为24.41~40.70 mg·L-1,悬浮颗粒物浓度为7500mg·L-1和15000 mg·L-1时这一指标分别为30.74 mg·L-1和39.51 mg·L-1,对应的95%置信区间分别为27.17~40.91 mg·L-1和30.43~126.93 mg·L-1.并且无悬浮颗粒物、7500 mg·L-1悬浮颗粒物、15000 mg·L-1悬浮颗粒物3组染毒系列中出现的最大无效应浓度分别为3、9和15 mg·L-1.研究表明,悬浮颗粒物的存在降低了阿特拉津对斑马鱼的急性毒性.     

麦穗鱼物种敏感性评价

分别进行了Cd、Cu对麦穗鱼和Cu对大型溞的急性毒性试验,结合麦穗鱼、大型溞的室内毒性试验数据和文献毒性数据,使用物种敏感性分布法对麦穗鱼的6种典型污染物的敏感性进行了对比分析.结果表明:①麦穗鱼对各类污染物的敏感性较高,尤其对有机污染物反应灵敏,其中对农药类相对最为敏感,表明麦穗鱼可以作为潜在的有机污染监测的指示生物和水质基准的代表性受试生物.②在鱼类敏感性排序中,鲤科鱼类对各类污染物的敏感性较强,而我国的鱼类以鲤科为主,因此在水质基准制定和环境监测中应充分考虑鲤科鱼类的作用及其毒性数据;③麦穗鱼在鱼类敏感性排序中位置稳定,并且具有体型小、易获得等特性,表明麦穗鱼是环境监测中较为理想的指示生物,同时也是潜在的水质基准受试生物.     

Spatial and temporal dynamics of microbial community composition and factors influencing the surface water and sediments of urban rivers

The temporal and spatial characteristics of urban river bacterial communities help us understand the feedback mechanism of bacteria to changes in the aquatic environment.The Fuhe River plays an important role in determining the water ecological environment of Baiyangdian Lake.16S rRNA gene sequencing was used to study the microbial distribution characteristics in the Fuhe River in different seasons.The results showed that some environmental factors of the surface water (ammonia nitrogen (NH_...     

三峡库区大宁河与磨刀溪重金属污染特征

为揭示三峡库区重金属污染的潜在风险,分析了三峡库区大宁河和磨刀溪两条典型支流沉积物和野生鲫鱼体内重金属水平,并分别采用潜在生态危害指数法和综合污染指数法对重金属污染风险进行了评价.结果表明,沉积物中Zn和Cr含量均处于较高水平(大宁河:78.31和83.98 mg.kg-1;磨刀溪:99.03和94.20 mg.kg-1),而Cd含量水平最低(大宁河:0.62mg.kg-1;磨刀溪:0.75 mg.kg-1),并从上游到下游表现为明显的升高趋势.野生鲫鱼各组织以肌肉中各种重金属水平最低,肠最高,但在2条支流中均没有表现出上下游的变化趋势.潜在生态危害指数法评价沉积物重金属污染处于较高风险,综合污染指数法评价鱼体重金属污染的风险低于背景值.