夏秋季苏州河浮游植物群落特征及其影响因子

为探究苏州河综合整治工程结束4 a后夏秋季浮游植物群落特征及演变规律,了解苏州河不同河段浮游植物群落及水体污染现状,在苏州河共设置5个样点,于2012年6月至11月共进行6次采样调查。调查期间共鉴定浮游植物8门95属259种,整体浮游植物群落结构以绿藻门和硅藻门为主,主要优势种为广缘小环藻(Cyclotella bodanica)、啮蚀隐藻(Cryptomons erosa)和四尾栅藻(Scenedesmus quadricanda),均为水体有机污染指示种。浮游植物密度在0.46×104~1.91×104L-1之间,最高点出现在6月的武宁路桥,最低点出现在8月的赵屯。苏州河浮游植物群落的Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数分别为3.22±0.38和0.75±0.09。从优势种种类、多样性指数和环境因子等方面来看,苏州河总体水质呈中度污染。与2005年同期相比,苏州河优势种类发生明显转变,从重度污染指示种转变为中度污染指示种。苏州河水质时空特点表现为夏秋季调查期间,苏州河干流河道无黑臭现象,下游水质明显劣于上游水质,下游水体总氮质量浓度达4.61 mg·L-1,总磷质量浓度达0.44 mg·L-1,氮磷比达16.48。浮游植物Shannon-Wiener多样性指数与各环境因子数据的相关性分析表明:温度和氮磷比是影响整个苏州河多样性指数的主要环境因子,下游浮游植物多样性指数分别与总氮浓度和氮磷比之间相关显著。对获得的浮游植物优势种密度与环境因子数据进行冗余分析(RDA)的结果表明,除温度以外,氮磷比是影响苏州河浮游植物密度的主要环境因子。     

广东省雾霾天气能见度的时空特征分析Ⅰ:季节变化

雾霾已经成为一种新的气象及环境灾害性现象,分析雾霾天气下低能见度的时空分布特征,对掌握雾霾的发生规律和减灾预报具有重要意义。文章利用1980—2003年广东省沿海地区26个地面气象观测站23年的气象观测资料,分析了广东省雾霾天气下能见度的时空分布特征。分析结果发现,1980—2003年广东地区雾霾天气下能见度的季节变化规律与雾天气时能见度的季节变化规律大体一致,即广东地区低能见度天气主要受雾天气的影响;另一方面,雾、霾天气时能见度的季节变化规律有很大不同,雾天气时能见度观测值在冬、春两季相对较高,最低值出现在3月份,最高值出现在9月份,其年变化表现为峰—谷型、稳定型和不规则波动型三种变化;霾天气时能见度的值在秋、冬两季相对较高,最低值出现在6月份,而且在5、6、7三个月中能见度值都很低;受广东沿海地形特征影响,雾天能见度的空间分布从西到东呈低—高—低—高的波列状分布,而霾天气时能见度的空间分布则没有明显的区域差异。     

长江嘉陵江重庆段多环芳烃的分布特征和来源辨析

2014年7月,采集长江嘉陵江重庆段9个断面的地表水和沉积物样品,检测15种多环芳烃(PAHs)含量.结果表明,地表水的∑PAHs浓度范围为65.6—1249 ng·L~(-1),沉积物中∑PAHs浓度范围为68.6—4226 ng·g~(-1),与其历史浓度水平相当;聚类分析表明,化工园区对其下游PAHs分布有一定影响,园区下游地表水和沉积物∑PAHs浓度最高.两江汇流前,地表水4环PAHs占总量的43.63%—61.68%;两江汇流后,2环比例增加,占总量的29.01%—68.72%;沉积物4环PAHs占总量的26.62%—48.74%.在顺流方向,地表水中河左∑PAHs浓度高于河中和河右,沉积物中∑PAHs浓度横向无明显差别,其中化工园区下游可能是受左岸工业影响,地表水中河左∑PAHs浓度是河中、河右的12倍和7倍,沉积物中河左∑PAHs浓度是河右的7倍.环数组成、分子比值和主成分分析表明研究区域地表水PAHs来源主要为木材、煤燃烧源,同时还包括石油燃烧和石油泄漏,沉积物则主要为木材、煤高温燃烧源.     

城市景观河流(津河)雨季污染特征

我国降水具有明显的雨热同期的特征,夏季降水量一般占全年的45%—65%,北方地区集中程度更高.虽然已有的研究表明夏季景观河流污染最为严重,但是降雨对水质的影响特征并不清楚.津河是天津市内主要景观水体之一,全长18.5 km,宽20—30 m,与海河相通形成水体循环圈.本文于2013年6—10月对津河进行了为期4个月的水质调查,在此基础上分析了雨季水污染特征及其主控因素.研究结果可为景观河流治理和维护提供科学依据.     

巢湖主要湖口水体和表层沉积物中有机氯农药的残留特征及风险评价

为了解巢湖湖口有机氯农药的污染状况,采集8个主要湖口的水体和沉积物样品,水样采用C18固相富集,沉积物用加速溶剂萃取仪提取后,萃取液浓缩、净化后,微量浓缩,用气相色谱-质谱联用仪分析测定21种有机氯农药.结果表明,研究区水体和表层沉积物中OCPs总量范围分别为40.1—87.7 ng·L~(-1)和11—26.3 ng·g~(-1),HCHs和DDTs为主要污染物,约占79.9%和65.1%.水体中OCPs含量从高到低依次为:南淝河十五里河双桥河派河裕溪河杭埠河大柘皋河小柘皋河;表层沉积物中OCPs含量从高到低依次为:十五里河双桥河南淝河裕溪河派河大柘皋河杭埠河小柘皋河.OCPs污染水平表现为城市污染控制型河流高于水土保持和面源污染控制型河流.根据组成物质成分比例关系进行源解析,发现水体和沉积物中HCHs和DDTs主要来自于早期农药蓄积残留,且降解环境以好氧为主.与国内其他湖泊对比,巢湖OCPs污染处于中等偏低水平.水体中HCHs、DDTs和六氯苯均未超过地表水环境质量标准,但表层沉积物中有机氯农药存在一定的生态风险.     

北京市春季和秋季大气中有机氯农药的调查分析

有机氯农药在空气中的浓度与环境温度的变化有着密切的关系,当温度升高时,有机氯农药从土壤、水体或植物中蒸发,使得空气中的浓度增加,通常夏、秋两季大气中有机氯杀虫剂的含量要高于冬、春两季.     

典型抗生素类药物在珠江三角洲水体中的污染特征

采用固相萃取、液相色谱/串联质谱法调查了9种典型抗生素类药物在珠江三角洲重要水体(珠江、维多利亚港、深圳河与深圳湾)中的污染特征。结果显示,珠江广州河段(枯季)和深圳河抗生素药物污染严重,最高含量达1340ng·L-1,河水中大部分抗生素含量明显高于美国、欧洲等发达国家河流中药物含量,红霉素(脱水)、磺胺甲噁唑等与国外污水中含量水平相当甚至更高。受深圳河污染的影响,深圳湾不同区域水体在一定程度上也受到抗生素药物污染,含量在10～100ng·L-1水平。维多利亚港水体中,只有较低含量的喹诺酮和大环内酯类抗生素有检出。深圳湾和维多利亚港周边水产养殖废水的排放成为水体中抗生素污染的重要来源之一。     

府河水体及沉积物细菌群落结构分布特征及其影响因素

城市河流承接不同类型的废水导致水质恶化,影响河流生态系统.通过分析河流细菌群落结构变化,不仅可以判断河流污染特征,还将有助于河流污染治理与生态修复.笔者研究了府河夏季上下游水体和沉积物理化性质,并采用高通量测序法分析了细菌群落结构特征.结果 表明,府河上游水质化学需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)和总磷(TP)浓度显著高于下游(P＜0.05),沉积物中重金属镉、锌和铅含量较高,均值分别为(0.44±0.03)、(182.17 ±0.34)和(35.76±0.20) mg· kg-1.府河沉积物细菌多样性及丰富度明显高于相应上覆水体,变形菌门(Proteobacteria)是水体和沉积物中的第一优势菌,水体中参与氮循环的蓝藻菌门(Cyanobacteria)的高丰度说明府河存在一定的富营养化,此外,可以分解有机物的放线菌门(Actinobacteria)在下游丰度高于上游;沉积物中具有致病作用的拟杆菌门(Bacteroidetes)在上游城市河段丰度较高.细菌群落空间异质性结果表明下游硝化细菌(nitrifying bacteria)和反硝化细菌(denitrifying bacteria)的丰度(分别为62.25％和31.29％)明显比上游高.水体细菌多样性和温度、pH、总有机碳有显著相关性(P＜0.05),冗余分析显示NH3-N、总氮(TN)、TP和pH对细菌群落结构影响较大;而pH、TN和重金属镉是影响下游沉积物细菌群落结构的主要环境因子.     

鄱阳湖网箱养殖对水环境的影响——以都昌水域为例

为了探讨网箱养殖对水体的影响,选取了位于鄱阳湖北岸的都昌县网箱养殖水域为研究对象,于2017年10月和2018年3月对网箱区、外围区和对照点的水体环境进行了分析调查,探讨了网箱养殖对养殖区水体水环境(水温、DO、pH、Chla、TN、TP等)的影响,并利用综合营养状态指数对水体的富营养化状态进行了评价.结果表明,网箱养殖活动对养殖区水体水温和pH几乎没有影响;而对DO、Chla和营养盐含量的影响较明显.3月和10月研究区水体的DO明显低于对照点,Chla明显高于对照点.3月和10月网箱区水体的TN变化范围分别为2.26—2.40 mg·L~(-1)和2.05—2.72 mg·L~(-1),对照点分别为1.49 mg·L~(-1)和1.14 mg·L~(-1);TP的变化范围分别为0.24—0.42 mg·L~(-1)和0.11—0.23 mg·L~(-1),对照点分别为0.18 mg·L~(-1)和0.11 mg·L~(-1);TN和TP含量的最大值均出现在网箱区;网箱区水体NH~+_4-N的变化范围分别为0.66—1.05 mg·L~(-1)和0.18—0.39 mg·L~(-1);NO~-_3-N的变化范围分别为0.72—1.01 mg·L~(-1)和0.38—0.62 mg·L~(-1);3月研究区水体的NH~+_4-N、NO~-_3-N、TN和TP含量整体高于10月.养殖水体处于中营养,尚未出现富营养化.     

湘江流域衡阳水口山段水环境健康风险评估

湘江衡阳水口山段的水质状况对区域内、下游居民饮用水安全和湘江流域的污染治理具有重要意义,为了解治理后湘江衡阳水口山段的水环境状况,选取水口山段龙洲、陈家洲、康家溪入湘江口上游500 m及下游1000 m、3000 m沿江断面的水质监测数据,探讨了水体中污染物的分布特征,应用美国环保局(USEPA)推荐的暴露计算方法和健康风险评价模型,首次对水口山段水体中砷、镉、六价铬、镍、锌、铅、铜、氨氮、汞、氟化物等10种典型污染物的健康风险进行评价.结果表明,各断面水体中的Pb均值都超过Ⅲ类水标准,Hg均值都为0.0001 mg·L~(-1),均处于Ⅲ类水标准上限值,仅T3断面水体中的Cd均值超过Ⅲ类水标准,各断面水体中的其它污染物均值都低于Ⅲ类水标准;同一断面不同时期水体中各污染物含量存在差异,其中5月份监测的数据明显偏高;通过超标率发现As、Cd、Pb、Hg为5个断面水样中的主要污染物,水样中As、Cd、Pb、Hg超标的断面分别为1、2、5、5个; T1—T5断面水样中,化学致癌物Cd、As、Cr6+、Ni通过饮水途径引起的成人总致癌风险值分别为9.82×10~(-5)、9.33×10~(-5)、1.45×10~(-4)、1.90×10~(-4)、1.67×10~(-4),均超过了国际辐射防护委员会(ICRP)所推荐的最大可接受水平,且T3—T5断面水样化学致癌物健康风险明显偏大,T1—T5断面饮用水由非致癌物所产生的健康风险数量级为10~(-1)1—10-9,与重金属元素致癌风险相比,其所占个人总健康风险的比例不到10-3,研究区水环境健康风险主要由致癌重金属元素所产生.     

China's Grain for Green Program has reduced soil erosion in the upper reaches of the Yangtze River and the middle reaches of the Yellow River

Severe soil erosion in the upper reaches of the Yangtze River and the middle reaches of the Yellow River is a serious environmental problem in western China. In order to control this soil erosion, the national government implemented the Grain for Green Program (GGP) in Sichuan Province (in the upper reaches of the Yangtze River) and Shaanxi Province (in the middle reaches of the Yellow River) in 1999. To evaluate the effects of the GGP on soil erosion, the present study investigated the relationships between annual precipitation and three parameters, annual runoff, sediment concentration, and sediment discharge, for these rivers. As the area covered by the GGP increased, sediment concentration and sediment discharge both decreased, and the correlation with the GGP area was much stronger than the correlation with annual precipitation. Therefore, China's GGP appears to be controlling soil erosion in the upper reaches of the Yangtze River and the middle reaches of the Yellow River.     

流域河口湿地生态健康与湿地发育关系研究

河口湿地作为一个独立的＂活体＂,有着其自身的地理发育、成熟和衰老的生长过程。以大洋河河口湿地为例,运用面积积分曲线和分维度指数计算大洋河流域发育阶段及河口湿地生长过程,得出如下结论,（1）在河流流域地貌发育早期,河流底蚀、侧蚀、溯源侵蚀强烈,河流含沙量高,泥沙在河口地区沉降而易形成河口湿地;随着流域地貌发育到壮年期,河流泥沙含量输出稳定,河口湿地面积继续扩张;到流域地貌发育晚期,侵蚀减弱,河流含沙量减少,河口湿地缺乏稳定的泥沙供应,在河湾水动力作用下逐渐萎缩、直至消亡。（2）人类活动直接影响河口湿地环境的物理、化学和生物组份,改变了河口泥沙的输入量及沉积环境,人类活动实际上是直接或间接地缩短了河口湿地的发育时间,加速了其发育进程。（3）针对不同发育阶段的河流,在制定河口湿地保护政策和修复措施时,必须充分考虑其地质历史发育特征,政策的制定要符合其生长规律。     

海南岛及邻近陆地拟细鲫的种群遗传分化和亲缘地理过程

为了解海南岛及邻近陆地拟细鲫(Aphyocypris normalis)的遗传分化和亲缘地理过程,采用线粒体细胞色素b(Cyt b)对9个种群共124个个体的遗传多样性和遗传分化进行评估,并探讨这一物种的亲缘地理结构及演化历史.结果显示,在1 140 bp的序列中,共检测到87个核苷酸变异位点,定义了34个单倍型.基于Cyt b序列构建的系统发育树结果将所有个体分成3个主要谱系(A、B、C),谱系A包括海南岛大部分种群和邻近陆地全部种群,昌化江全部个体形成独立的谱系B,谱系C则为海南岛万泉河上安乡全部个体,各谱系间的遗传分化指数较高(0.707 5-0.971 9).分化时间估算的结果表明,谱系C的分化时间为2.038百万年前,谱系B的分化时间为0.865百万年前.种群历史动态分析表明,绝大部分种群均没有发生种群扩张,且所有谱系在近期都发生过有效种群数量减小的事件.根据研究结果推测,海南岛内万泉河上安乡种群的分化主要是由于五指山鹦哥岭山脉的隆起而导致的,而海南岛内和邻近陆地大部分群体没有发生分化可能是由于更新世冰期期间,岛屿和邻近陆地之间的水系因海平面下降而发生连接,琼州海峡两岸的拟细鲫种群有机会发生基因交流.因此认为琼州海峡并未对拟细鲫的扩散起到物理阻隔作用,海南岛为拟细鲫这一物种的起源扩散中心.(图4表6参48)     

雨水径流对景观水体中多环芳烃污染特征的影响

以北京市长河湾流域某排污口附近景观水体为研究对象,通过对水体中PAHs的连续检测,研究了雨水径流对景观水体中PAHs污染特征的影响,以期为景观水体中PAHs的控制和管理提供科学依据.结果表明,长河湾景观水体中∑16PAHs在降雨时的浓度变化与降雨强度及降雨量有关,长河湾水体中溶解态PAHs组分以3环和4环为主,2环组分所占的比例最少.水体底部沉积物中PAHs含量明显高于岸边,沉积物中∑16PAHs含量约为229.2μg.kg-1,岸边土壤中∑16PAHs含量约为185.6μg.kg-1,低于国内外一些水域沉积物中PAHs污染浓度.     

Effects of river sediment addition to the beach microbial communities

During the processes of claiming land from the sea, river sediments are used to fill and transform the sea area along the margin of islands and lands into new lands. These activities would probably affect microbial ecosystems of the beach sediment. However, little is known about these effects. In this study, a simulation test was conducted to evaluate these effects. Pyrosequencing technique was employed to assess the effects of river sediment addition to the beach bacterial communities. The used river sediments were collected from different rivers. The results indicated that river sediment addition greatly impacted microbial ecosystems of the beach and caused a clear shift in the beach bacterial community composition. These processes remarkably increased toxic metals and decreased the bacterial diversity in the beach sediment, mainly including the phyla of Bacteroidetes, Cyanobacteria, Proteobacteria, and Spirochaetes. River sediment addition caused an increase in potentially pathogenic bacterial genera of the beach sediment. Bacterial phylotype richness in the beach without river sediment addition was higher than that in the beach with river sediment input. There were significant differences in bacterial communities between beach sediments with and without river sediment addition, and the most dominant classes were Gammaproteobacteria and Flavobacteria.     

上海市河网水体中As的分布特征及其生态风险评价

2012年4月,在上海市河网采集表层水和沉积物样品各53个,测定其As含量,并采用潜在生态风险指数法对沉积物As的污染状况进行了评价。研究结果表明,上海市河网表层水和沉积物中As的含量分别为0.47～8.84μg·L-1和3.72～12.65μg·g-1,其中表层水中As的浓度处于中国地表水环境质量标准Ⅰ类水平,沉积物中As的浓度有15个样点超过了上海市土壤背景值,但均低于欧盟标准推荐值;表层水中As的浓度与pH呈显著正相关,说明pH值影响河水中As的迁移和转化;沉积物中As的浓度与总有机碳含量呈显著性正相关,说明沉积物中的As主要与总有机碳结合在一起;潜在生态风险评价结果显示,上海市河网沉积物中的As属于低生态风险。     

黄河水系氮污染特征初探

对黄河水系1960年至2000年期间氮污染监测数据的分析表明，干流河水氮污染的程度自上游至下游有升高的趋势；不少支流氮污染的程度大大高于干流。在工业不发达的农业地区，河水总氮与氨氮的最高浓度大多出现在丰水期；在工业相对发达的地区，河水氨氮与总氮的最高浓度大多出现在枯水期；有一部分站点河水总氮与氨氮浓度的年内变化无明显规则，近40年来黄河水系氮污染程度不断上升，1990s年代以后的上升趋势更为显著。     

天津市景观水体底泥重金属污染状况综合评价

针对天津市景观河道底泥重金属污染进行了调研,分析了各采样点Zn、Cr、Pb、Cu、Cd 5种重金属的污染情况,采用美国NOAA标准对底泥重金属污染进行生物安全性评估和模糊综合评价,以及采用地积累指数法（排除背景值的影响）对重金属的富集程度进行了评价。结果显示：除子牙河外,天津市景观河道重金属污染都比较严重;重金属Zn、Cu、Cd对河道底泥污染的贡献较大,而Pb、Cr对河道底泥污染的贡献较小;城市工业化和开发是造成河道重金属污染的一个重要原因;＂城市水环境改善与水源保护示范工程研究＂的工程示范对河道水体改善作用有明显的效果,建议政府大力推广。     

典型喀斯特区侵蚀性降雨特征及坡面生物措施水土流失防控效应

降雨类型和生物措施是坡面水土流失的重要影响因素。为研究喀斯特区降雨类型和不同坡面生物措施共同作用下的水土保持效益,以贵州蚂蟥田小流域水土保持监测站2014—2018年5年的径流小区实测数据为基础,分析了112场次的侵蚀性降雨特征,并以降雨量、降雨历时、平均降雨强度为指标对其进行分类。同时,分析了不同侵蚀性降雨类型下6个生物措施径流小区的产流产沙量,生物措施包括自然恢复草地、水土保持林(水保林)和经济果木林(经果林)。结果表明,侵蚀性降雨可以分为3类,通过分析降雨侵蚀力和各生物措施坡面的产流产沙能力,得出降雨的侵蚀能力表现为B雨型(中历时、大雨量、中雨强)>C雨型(短历时、小雨量、大雨强)>A雨型(长历时、中雨量、小雨强),B和C雨型的产沙量占全年总产沙量的85%以上。侵蚀性降雨集中发生在5—10月,占全年总产沙量的92.6%和总产流量的93.2%;3种生物措施的产流产沙量大小为:自然恢复草地>水保林>经果林,水保林和经果林的侵蚀产流量差异不显著(P<0.05)。对比自然恢复草地,水保林和经果林均能够减少侵蚀达50%以上。此外,其削减能力与降雨类型有关,在不同雨型下两种林地的减沙能力为:A雨型>C雨型>B雨型。研究结果可为喀斯特地区以生物措施治理坡面水土流失提供参考。     

Spatial variability in characteristics and trace metal levels in sediments from watercourses

Assessing sediment quality requires sampling designs which address variability. Often however, only one sample or composited sample is collected at a sample site. Existing studies on sediment variability or sampling strategies primarily concern lake or marine sediments. Two rivers and one canal were sampled to assess sediment variability. Further, it was determined if sediment contamination in running water could be predicted by using visual criteria and/or knowledge of the presence of depositional and erosion areas. Metal concentrations and sediment characteristics were measured in different visually distinct areas of the river. At all sample sites the coefficient of variance was relatively high for most sediment characteristics (1.4‐ > 100%) and metal levels (15.3–63.6%). In one river the majority of sediment characteristics variation was between two sediment types and detected by visually distinct differences. Significant differences in cadmium and zinc concentrations were also detected. Contrary to what was expected, cadmium, and zinc levels were highest in the coarse fraction. No differences were found in the second river. In the canal a greater concentration of fine grained sediments and metals were found in the deep areas. It was not possible to predict sediment areas with the highest levels of metal contamination using visual criteria or knowledge of the erosion and sedimentation pattern of the river.