复合前置库技术对水体净化效果

对位于山东中南部的云蒙湖前置库系统进行了全年跟踪监测,通过春夏秋冬四季的数据反映了具体研究概况,原位监测前置库系统沉淀区、浅水生态净化区和深水生态净化区对水体氮磷及藻类的去除率,反映了复合前置库技术对水体的净化效率,结果表明：前置库系统全年对水体具有良好的净化效果,水体中氮磷等营养物质及藻类密度在流经前置库各系统过程中均呈下降趋势,前置库系统对水体总磷（TP）,溶解性活性磷（SRP）,颗粒态磷（PP）,总氮（TN）,硝态氮（NO3--N）,氨氮（NH3+-N）,藻类的净化率平均分别为47.83%,56.92%,46.94%,34.73%,33.40%,55.71%,34.41%。各净化区对水体氮磷及藻类的去除效果存在差异,相对其他区域前置库浅水生态净化区对水体净化效率较高。PP 的含量在深水生态净化区由于水体的风浪扰动等作用呈上升趋势。植物生长将氮磷富集于体内是对水体净化的一个主要原因。     

崇明岛前卫湖水中有色溶解性有机质的分布和来源

通过溶解性有机碳(DOC)、紫外-可见吸收光谱及三维荧光激发发射矩阵(3DEEM)分析,研究崇明岛前卫湖有色溶解性有机质(CDOM)的分布和来源.结果发现,表层水中DOC的空间分布比较均匀,变化范围为5.87～7.02mg*L-1,平均值为6.35mg*L-1.吸收光谱分析表明,校正吸收系数a355在养殖区最高,为4.58m-1,并呈向两边逐渐递减的趋势,暗示养殖区CDOM可能存在陆源之外的其他来源.进一步的荧光指数(f450/500)分析证实了水生生物源的存在,同时也表明前卫湖水体的CDOM总体上并没有明显偏向陆源或者水生生物源(f450/500为1.50～1.84),而a355与DOC含量的比值和荧光指数存在显著正相关(r=0.787,n=10,P<0.01),说明养殖区存在一个比较明显的生物信号,其可能来源为藻类.三维荧光的分析结果表明,类腐殖酸组分普遍存在于前卫湖CDOM中,且空间差异不大;而类蛋白组分的分布差异较大,可能是影响前卫湖CDOM空间分布的主要因素,这与上述生物源的分析结果相吻合.     

淀山湖浮游藻类增长的氮磷限制性营养研究

2009年1月至12月对淀山湖浮游藻类生物量及主要营养元素N、P含量进行了监测,并利用藻类增长的生物学评价（NEB）方法对浮游藻类增长的限制性营养元素进行了研究,采用双变量相关性分析了水体中N、P含量与浮游藻类生物量的相关性.结果表明,磷含量与藻类生物量有显著的正相关（Rmax=0.980）,添加磷能明显促进藻类生物量...     

泥沙沉降对长江水体富营养化相关因素的影响初探

针对三峡库区重庆段蓄水后,泥沙沉降对长江水体富营养化相关因素的影响进行了研究。三峡库区含沙量大,泥沙对水环境的影响不容忽视。为准确预测成库后三峡库区重庆段富营养化的发生,文章通过泥沙沉降对水质影响静态模拟试验,研究了长江原水的泥沙沉降对水体中叶绿素a、透明度、溶解性总磷、溶解性总氮、浊度等指标的影响。结果表明:三峡成库后泥沙更易沉降,引起水体浊度降低、透明度增大,这可能利于藻类的生长,导致叶绿素a的质量浓度增加,同时,泥沙沉降也使水体的溶解性氮磷比增大,对富营养化发生有抑制作用。     

天津市地表水水质变化趋势及对策

水资源短缺和水体严重污染,是天津市的主要水环境问题。通过对天津市主要水体水质变化趋势及产生原因分析,揭示天津地区水污染的发生规律,并提出了改善水环境质量的相应对策。     

化感物质的抑藻作用研究、应用及生态安全性评价

水体富营养化日益严重,水华频繁爆发,如何有效控制水华,治理富营养化水体是目前水环境领域的研究热点和前沿。目前湖泊藻类控制技术主要有：物理方法、化学法、生物法,但是这些方法都有其固有的缺点。利用植物化感作用抑制有害藻类生长具有廉价、生态安全等优点近年来备受关注。化感作用就是生物体产生的生物活性物质即化感物质在生物体之间传递信息并导致生物体相互作用。归纳了国内外不同生活型水生植物化感作用研究的主要成果（包括已报道的抑藻水生植物种类、已从水生植物体内和种植水中分离鉴定得到的化感物质）,以及化感物质的联合作用研究,讨论了化感物质的生态安全性。通过化感作用能有效控制引起水体富营养化的各种藻类生长,优化水生生物的组成结构。例如,水体中投放大麦秆可以增加无脊椎动物以及鱼类的数量,从而达到改善水生生态系统的目的。展望了植物化感作用用于水环境治理的发展前景。以期为利用植物化感作用控制水华的发生提供理论基础。     

光催化降解对抗生素藻类毒性效应影响研究进展

抗生素滥用带来环境中残留抗生素及其抗性基因的问题,近年来已成为全球关注的热点问题.光催化氧化技术是当前研究领域广泛采用的有效降解水环境中残留抗生素的热门方法;但光催化氧化无法使水环境中抗生素完全矿化,存在生态风险,探明光催化降解抗生素对其藻类毒理效应影响及内在机制,对研发高效、安全的光催化技术具有重要意义.本文在总结水环境中残留抗生素的藻类毒性检测方法和毒性效应的基础上,分析了光催化降解对抗生素藻类毒性效应的影响及其内在机制,并总结了不同抗生素的光催化反应及降解产物,讨论了两者与藻类毒性效应之间可能存在的关系,旨在为实现高效、安全光催化技术的可控设计提供思路.     

三维荧光光谱表征膜污染物

本文探讨三维荧光光谱表征天然湖水中膜污染物质的可行性.选取天然湖水中的4种溶解性有机组分,进行膜过滤试验,探讨水样的荧光峰位置、强度和分布等特征参数与其分子量、亲疏水性质的关系,从而达到用三维荧光光谱参数定性、定量表征膜污染程度的目的.经研究发现,EEM谱图上与膜污染关系最密切的两个区域是:λex=220-250nm/λcm=350-380nm和λex=230-280nm/λem=380-500nm,其对应的小分子蛋白类和腐殖类有机物是造成膜污染的主要成分.此外,EEM谱图上的荧光强度还可用来表征过膜前后有机物的截留效率.经研究认为,采用三维荧光光谱反映膜污染成因和膜截留效率,具有实际应用意义.     

沙颍河流域水体中溶解性有机质(DOM)的荧光光谱解析

应用三维荧光光谱技术(EEMS),研究了沙颍河流域水体中溶解性有机质(DOM)的荧光光谱特征,并探讨了沿岸生态系统对水体中DOM的性质及来源的影响.结果表明,沙颍河流域水体DOM均存在类色氨酸、类酪氨酸、可见光区和紫外光区类腐殖质4种荧光峰,其中贾鲁河水样中类蛋白与类腐殖质含量均最高.相关性分析显示,沙颍河流域干流和各支流的A、C峰代表的类腐殖质组分均存在共源性.荧光参数分析显示,沿岸土地利用类型以林业为主的澧河水体的DOM陆源性更强,腐殖化程度相对较高;其余各支流受两岸农田及人为排放的影响,水体具有明显的自生源特征,且新生DOM含量较高.贾鲁河荧光特征显示了其水体受人为干扰比较大.     

pH对鱼腥藻和普通小球藻生长竞争的影响

pH值是藻类生长环境的重要理化指标,它可以通过改变环境酸碱度和碳酸盐平衡系统及不同形态无机碳分配关系来影响藻类的生长。为揭示水体中常见藻类的生长过程及其与pH的相互关系,设置了6.0,7.0,8.0和9.0等4个pH梯度,通过室内实验模拟水体条件,研究不同pH条件下主要水华藻类--鱼腥藻（Anabaena sp.strain PCC）和常见淡水藻类--普通小球藻（Chlorella vulga）的生长和种间竞争。结果表明,无论是在单种培养还是在共同培养体系中,4个pH条件下两种藻类的最大生物量差异显著（P〈0.05）,鱼腥藻和普通小球藻的最适pH均为9.0,其中单种培养时鱼腥藻和普通小球藻的最大生物量分别为4473.5×104,689.6×10^4 cells·mL-1;共同培养时鱼腥藻和普通小球藻的最大生物量分别为2798.0×10^4,296.5×10^4 cells·mL-1。竞争试验结果表明,pH对藻类种间竞争抑制参数能够产生显著影响,pH 7.0时普通小球藻对鱼腥藻的竞争抑制参数（β）最大,为12.91;鱼腥藻对普通小球藻的竞争抑制参数（α）则是pH 6.0时最大,为1.778。在4个pH条件下普通小球藻对鱼腥藻的竞争抑制参数（β）均大于鱼腥藻对普通小球藻的竞争抑制参数（α）,与单种培养相比,鱼腥藻最大藻细胞数受到明显削弱,说明普通小球藻在竞争中占优势。因此,在水产养殖过程控制和精准培水技术研究,以及控制养殖水体富营养化的过程中,可以通过调节养殖水体pH值以及普通小球藻的浓度来控制鱼腥藻的生长。     

交替冻融对东北典型土壤腐殖质的影响

以受季节性冻融过程影响显著的东北地区的黑土、暗棕壤和水稻土为例,采用实验室模拟的方法,研究交替冻融循环过程（分别在-20℃和20℃下处理）对土壤腐殖质的影响。研究表明：交替冻融后,黑土和暗棕壤松结态腐殖质质量分数分别增加了39%和28%,HA/FA分别上升了45%和35%;水稻土松结态腐殖质质量分数和HA/FA分别下降了18%和31%。三维荧光结果进一步验证,黑土、暗棕壤在交替冻融中土壤芳香化程度增高,HA/FA上升,而水稻土则相反。黑土和暗棕壤松结态腐殖质和HA/FA升高,主要是微生物分解作用和土壤大团聚体破坏等原因造成,水稻土松结态腐殖质和HA/FA降低,主要是水稻土的缺氧环境造成。     

珠江三角洲两条主要河流沉积物中的典型内分泌干扰物污染状况

为了调查珠江三角洲河流沉积物中典型内分泌干扰物的污染状况,采用超声提取-衍生化-GC/MS法研究了双酚A（BPA）、雌酮（E1）、雌二醇（E2）、己烯雌酚（DES）、17α-乙炔雌二醇（EE2）、雌三醇（E3）等典型内分泌干扰物在珠江广州河段和东江东莞河段表层沉积物中的质量分数水平、分布特征,并对其来源进行了分析。结果显示,BPA在所有样品中均有检出,E1和E2的检出率分别为72%和61%,其质量分数（以干质量计）分别在14.3～429.5 ng.g-1之间（中值为79.5 ng.g-1）、〈1.3～10.9ng.g-1之间（中值为3.4 ng.g-1）和〈0.9～2.6 ng.g-1之间（中值为1.6 ng.g-1）;其余几种雌激素均未被检出。东江东莞河段沉积物中BPA的污染水平整体高于珠江广州河段,而天然雌激素的污染状况则是珠江广州河段更为严重。3种化合物的质量分数总体呈现出沿河口方向降低的分布特征,这可能与沿岸工业废水和生活污水不规则排放以及水动力条件有关。BPA、E1、E2的质量分数均与沉积物总有机碳（TOC）质量分数呈正相关,表明有机质是控制沉积物中内分泌干扰物分布的一个重要因素。     

纳米颗粒与生物来源有机磷在水环境中的行为研究

随着纳米技术产业的快速发展,各种纳米颗粒(NPs)大规模生产,这不可避免地增加了NPs释放到环境、暴露于生态系统的可能性.有机磷是废水中磷的主要形式之一,是生物有效磷池和水体富营养化的重要组成部分.本文综述了近几年来NPs与生物来源有机磷在水环境中的反应机制、微观结构等方面的研究进展.文中按NPs的分类分别总结了NPs对常见的生物来源有机磷的吸附-解吸,溶解-沉淀等反应特性和微观机制.在水环境中,NPs因其物化特性受水化学条件(pH、天然有机质、温度)等影响,进而影响与有机磷的反应,从而表现出相应不同的环境效应.本文也对此方面的研究进行了讨论和总结.最后分析了目前纳米颗粒与有机磷在水环境研究中的瓶颈问题,并展望了未来需要开展的研究.     

太子河流域本溪段水生生物的群落特征及其主要水质影响因子分析

着生藻类和底栖动物作为指示生物评价水环境状况已被广泛应用于各类水体状况的监测与评价中,以此对太子河流域的水生生物群落和水环境因子关系进行研究,对整个流域的水环境管理有着极其重要的作用。基于2009年7月丰水期和2010年1月平水期太子河流域本溪段着生藻类和底栖动物的调查数据,通过因子分析和典范对应分析,探讨水生生物群落结构与水质污染因子的空间分布特征。结果表明：太子河本溪段着生藻类为4门22科29属,以硅藻门为优势门类;底栖动物3门10科13属,以环节动物门为优势门类。NH3-N是影响水生生物空间格局的主要水质污染因子,水量是影响太子河流域水生生物群落结构的重要环境因子。     

苯并（a）芘对罗非鱼（GIFT Oreochromis niloticus）肝细胞DNA损伤的影响

苯并（a）芘（Benzo（a）pyrene,BaP）是一种含有5个苯环的多环芳烃,是环境中广泛存在的一类有机污染物,苯并（a）芘可引起多种形式的DNA损伤。彗星试验,又称为单细胞凝胶电泳（Single Cell Gel Electrophoresis,SCGE）,是一项灵敏、快速的在单细胞水平检测DNA链断裂的技术,已经广泛应用于水环境的生物监测中。污染物的毒性监测与评估一直是环境科学研究的热点问题之一。本文通过生态毒理学试验,利用单细胞凝胶电泳技术,研究不同浓度苯并（a）芘暴露对罗非鱼（GIFT Oreochromis niloticus）肝细胞DNA的损伤情况。试验将罗非鱼在0.1、1、10、50μg·L-14个苯并（a）芘（BaP）浓度下分别暴露4、7、14 d,利用彗星试验研究BaP对罗非鱼肝细胞DNA的损伤情况,以尾部DNA含量、尾长、尾矩及Olive尾矩为评价指标,结果表明,BaP会对肝细胞DNA造成不同程度的损伤：在0.1、1、10μg·L-13个浓度组,DNA损伤随着BaP暴露浓度的增加而增加,呈现一定的剂量效应关系,50μg·L-1组DNA损伤有所下降。在时间上,除1μg·L-1剂量组的尾部DNA含量、10μg·L-1组的尾部DNA含量及Olive尾矩外,其他指标有在第7天降低之后又升高的趋势,这意味着肝细胞DNA损伤可在一定程度上反映水体中BaP的污染情况。该实验为进一步探讨苯并（a）芘的致癌机制及环境中苯并（a）芘的监测提供一定的科学依据。     

广州及周边地区森林土壤As、Se、Hg质量分数特征及污染评价

研究了广州及周边地区5处代表性森林土壤（鼎湖山、西樵山、华南植物园、黄埔和南昆山）As、Se、Hg质量分数特征及污染状况。结果表明,上述5地森林表层土壤As质量分数平均值分别为18.6、18.0、12.2、11.4、26.1 mg.kg-1,Se质量分数平均值分别为0.360、0.729、0.286、0.421、0.434 mg.kg-1,Hg质量分数平均值分别为0.201、0.270、0.139、0.224、0.087 mg.kg-1。除植物园土壤Se质量分数、南昆山土壤Hg质量分数较接近背景值外,5林地As、Se、Hg质量分数均超过背景值,可能存在外源As、Se、Hg输入。其中,南昆山As输入,西樵山Se、Hg输入,黄埔、鼎湖山Hg输入较明显。单因子污染指数分析结果表明在南昆山As为最严重的污染物,而在鼎湖山、植物园、西樵山和黄埔Hg为最严重的污染物。综合污染指数分析结果表明5林地土壤均受到不同程度的污染,其中西樵山土壤属重度污染,南昆山、黄埔、鼎湖山属中度污染,植物园污染较轻,属轻度污染。     

含盐废水电渗析膜分离处理工艺研究

在水资源日益紧张、含盐废水排放量日益增多的大趋势下,寻求经济有效的含盐废水处理技术已成为重要的研究课题。以厦门某食品企业水产品加工腌泡环节含盐废水为研究对象。含盐废水经氨水沉淀、离子交换树脂软化处理,废水中钙镁离子被有效脱除,出水钙镁质量浓度已经降为10．4mg·L-1,达到软水水质标准。软化后的废水经4‰聚丙烯酰胺（PAM）絮凝并通过活性炭吸附,污染密度指数值（SDI）降低至0．41,完全达到膜分离装置进水水质的要求。预处理液再经电渗析膜进一步浓缩分离后,氯化钠质量浓度可由7351mg·L-1提升到78156mg·L-1,对盐分浓缩了10倍以上,达到废水和盐分的处理回收利用。本处理工艺流程简洁,药耗少、能耗低,比较适合小规模含盐废水的综合处理。     

Processes of distribution of pharmaceuticals in surface freshwaters: implications for risk assessment

The global consumption and production of pharmaceuticals is increasing concomitantly with concern regarding their environmental fate and effects. Active pharmaceutical ingredients are mainly released into the aquatic environment through wastewater effluent discharge. Once in the environment, pharmaceuticals can undergo processes of natural attenuation, i.e. dilution, sorption, transformation, depending on physico-chemical properties of the compound, such as water solubility, lipophilicity, vapour pressure, and environmental conditions, such as pH, temperature and ionic strength. A major natural attenuation process is the sorption on dissolved organic matter, colloids, suspended solids and sediments, which in turn control pharmaceuticals distribution, residence time and persistence in aquatic systems. Here we review studies of sorption capacity of natural sorbents to pharmaceuticals. These report on the importance of several environmental and sorbent-specific properties, such as the composition, quality, and amount of the sorbent, and the environmental pH, which determines the speciation of both the sorbent and compound. The importance of accounting for distribution processes on freshwater sorbents for any determination of environmental concentrations of pharmaceuticals is apparent, while the reliability of surrogate standards for measuring dissolved organic matter (DOM) distribution is evaluated in the context of the need for robust environmental risk assessment protocols.     

水生植被恢复对东莞生态工业园区水质改善的影响研究

为促进工业园区水生态环境建设,以东莞生态产业园区水生态系统恢复为研究对象,研究了其建园初期水生植被恢复对重污染水体水质修复的影响,并应用因子分析法对水质与主要生态因子之间的相互关系进行了研究,探讨了水体修复效果与水生植被覆盖率的关系.结果表明：水生植被恢复可使园区生态岛群与月湖主要水质指标（总氮、总磷、氨氮和高锰酸盐指数）从建设初期（2011 年5 月）的劣V 类改善为II-III 类（2012 年）,透明度提高约1 倍,而下沙与大圳埔湿地也从劣V类（2011 年5 月）改善为IV-V 类（2012 年）,透明度提高约50%.10 项水质指标的因子分析表明,园区水质成因可归为综合营养因子（氨氮、高锰酸盐指数、叶绿素、透明度、总磷和总氮）、温度因子（温度、电导率、硝态氮）和光合作用因子（溶解氧和pH）,其中主导指标为氨氮、高锰酸盐指数、叶绿素a、透明度和总磷等.三类因子分别客观反映了修复水体的水质变化特点：氮磷及有机物的含量越低则水体透明度越高,水质越优;温度升高有利于水质改善;藻类光合作用减弱,则水质变优.生态岛群、月湖、下沙、大圳埔湿地的水生植被覆盖率分别为43.8%、22%、4.3%、9.1%,此差异与水质修复效果相关.回归分析显示水质指标与水生植被覆盖率呈极显著的二项式关系（p〈0.01）,根据拟合方程计算得出污染物浓度最低、透明度最高、综合水质最优时的水生植被覆盖率变动范围为30%~35%.因此,生态岛群与月湖的水质改善效果优于大圳埔湿地,大圳埔湿地则又优于下沙湿地;下沙与大圳埔湿地可通过适当增加浮、挺水植物的面积比例,提高水体修复能力.文中所得最适水生植被覆盖率范围可为华南地区工业园区水生态初期修复提供一定的参考价值.     

Excitation-emission matrix (EEM) fluorescence spectroscopy for characterization of organic matter in membrane bioreactors: Principles,methods and applications

• Principles and methods for fluorescence EEM are systematically outlined. • Fluorophore peak/region/component and energy information can be extracted from EEM. • EEM can fingerprint the physical/chemical/biological properties of DOM in MBRs. • EEM is useful for tracking pollutant transformation and membrane retention/fouling. • Improvements are still needed to overcome limitations for further studies. The membrane bioreactor (MBR) technology is a rising star for wastewater treatment. The pollutant elimination and membrane fouling performances of MBRs are essentially related to the dissolved organic matter (DOM) in the system. Three-dimensional excitation-emission matrix (3D-EEM) fluorescence spectroscopy, a powerful tool for the rapid and sensitive characterization of DOM, has been extensively applied in MBR studies; however, only a limited portion of the EEM fingerprinting information was utilized. This paper revisits the principles and methods of fluorescence EEM, and reviews the recent progress in applying EEM to characterize DOM in MBR studies. We systematically introduced the information extracted from EEM by considering the fluorescence peak location/intensity, wavelength regional distribution, and spectral deconvolution (giving fluorescent component loadings/scores), and discussed how to use the information to interpret the chemical compositions, physiochemical properties, biological activities, membrane retention/fouling behaviors, and migration/transformation fates of DOM in MBR systems. In addition to conventional EEM indicators, novel fluorescent parameters are summarized for potential use, including quantum yield, Stokes shift, excited energy state, and fluorescence lifetime. The current limitations of EEM-based DOM characterization are also discussed, with possible measures proposed to improve applications in MBR monitoring.