上海地区不同河道CDOM光谱吸收特征及其可能来源分析

于2013年8月对上海徐汇、青浦、宝山、嘉定、闵行和松江6个区14条河道水体中的有色可溶性有机物(CDOM)的光谱吸收特性、分布概况及其可能来源进行研究。结果表明,不同区域河道水体中CDOM吸收系数在紫外到可见光波段均呈指数递减趋势,波长350 nm处的吸收系数〔a(355)〕在2.34~4.33 m-1之间,不同区域差别较大,城镇河道水体CDOM吸收系数总体高于城郊农业区河道。相关性分析表明,a(355)分别与水体ρ(CODMn)和浊度呈显著相关,但与ρ(Chl-a)(平均为30.59μg·L-1)相关性不显著,说明河道水体CDOM主要来自于陆源,如城镇生活污水、工业废水和农业面源污染等,对250和365 nm波长处吸收系数的比值M和光谱吸收斜率S值的分析也得出相同结论。对上海河道水体CDOM光学特性的研究有助于了解上海不同区县河道水体水下光场的分布概况,为上海市河道水生植被的恢复提供理论基础。     

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.     

汾河太原段有色可溶性有机物吸收特性及来源分析

加强城市河流水体有色可溶性有机物吸收特性及来源方面的研究,对认识和理解人类活动影响下河流有机污染物的行为特征具有重要意义。以汾河太原段为研究对象,探讨了CDOM吸收系数与总悬浮物(TSM)、有机悬浮物(OSM)、无机悬浮物(ISM)、叶绿素(Chla)、总氮(TN)和总磷(TP)等水质指标之间的关系,同时对CDOM的特征指标M值和指数函数曲线斜率S值进行研究。结果表明,(1)不同采样点CDOM吸收系数差异明显,a(440)的变化范围为0.40-1.20m^-1,且越到短波处差异越显著。(2)CDOM吸收与水体营养盐状况相关,CDOM吸收系数与水体TP和TN存在显著正相关;CDOM吸收与水体颗粒物浓度相关,CDOM吸收系数与TSM、ISM和OSM呈显著正相关;但CDOM吸收与Chla不存在显著相关性。(3)汾河太原段夏季水体CDOM主要来源于陆源性有机污染物质的输入,浮游植物新陈代谢及腐烂降解对CDOM的贡献很小。(4)a(440)与M值呈显著负相关,M值与S值呈显著正相关,表明汾河太原段水体腐殖酸的相对含量高于富里酸,相对分子质量较大。(5)增加背景项的指数函数拟合模型精度优于常规指数函数模型,且拟合得到的S值较大,这对分析CDOM的组成和来源具有重要影响。该文对城市河流水体CDOM固有光学特性、组成和来源方面的研究可以提供重要参考,同时也可为城市水体CDOM的遥感估算提供理论依据和数据支撑。     

洞庭湖不同形态氮、磷和叶绿素a浓度的时空分布特征

洞庭湖水体主要污染物为氮和磷,而有关洞庭湖营养盐赋存形态与叶绿素a的关系鲜有报道。为研究洞庭湖氮与磷的时空分布特征及其对叶绿素a(Chl-a)的影响,2017年在洞庭湖湖体、出湖口及8条入湖河流共20个断面采集了水样,分析了水体中不同形态氮、磷和Chl-a的质量浓度。结果表明,洞庭湖水体中总氮(TN)、溶解态总氮(DTN)、氨氮(NH_4~+-N)、硝酸盐氮(NO_3~--N)质量浓度年均值分别为1.83、1.69、0.26、1.27 mg·L~(-1),总磷(TP)、溶解态总磷(DTP)、磷酸盐(DPO)、颗粒态磷(PP)质量浓度年均值分别为0.081、0.059、0.049、0.022 mg·L~(-1),Chl-a质量浓度平均值为4.84μg·L~(-1)。空间分布上,各形态氮和磷的质量浓度总体表现为:入湖口出湖口湖体,其中,区间入湖口水体中ρ(TN)、ρ(NH_4~+-N)、ρ(TP)、ρ(PP)最高,而ρ(NO_3~--N)、ρ(DTP)、ρ(DPO)在松滋口最高。ρ(Chl-a)表现为区间湖体出湖口松滋口四水。时间分布上,各形态氮与磷的质量浓度具有明显的季节变化特征,均表现为枯水期平水期丰水期;ρ(Chl-a)总体上呈现丰水期平水期枯水期的趋势。可见入湖河流对洞庭湖氮与磷的时空分布起了至关重要的作用,入湖污染负荷和人类活动(包括采沙和生产生活)是洞庭湖氮与磷空间分布的重要影响因素,而入湖水量可在一定程度上解释洞庭湖氮与磷的时间分布。总体而言,洞庭湖未出现明显的富营养化现象,这可能得益于其独特的水文条件(水循环周期短,流速较快),但流速较低的六门闸和大小西湖断面ρ(Chl-a)较高,夏季水华频发,应引起高度重视。     

太原市不同类型夏季水体颗粒物与CDOM吸收特性研究

水体组分吸收特性是水下光场和水面光谱的主要影响因子,对其进行研究有助于提高对城市水体光学吸收特性的认识和利用遥感技术手段动态监测城市水环境质量。共采集太原市不同类型(晋阳湖和排洪渠、汾河太原城区段和汾河二库)夏季水体30个样本的实测数据,对水体总颗粒物、非色素颗粒物、色素颗粒物和CDOM的吸收特征进行分析。结果表明:(1)太原市不同类型夏季水体总颗粒物吸收特征的主导因素各异,排洪渠和汾河太原城区段为非色素颗粒物主导类型,晋阳湖和汾河二库为色素颗粒物主导类型;(2)太原市不同类型夏季水体绝大多数样本色素颗粒物吸收系数在440、675nm处呈现典型的Chla吸收峰,色素颗粒物吸收系数aph(440)、aph(675)与Chla浓度均存在显著线性正相关,但675nm处的相关性强于440 nm;(3)非色素颗粒物吸收系数ad(440)、ad(675)与TSM、ISM、OSM、TP和TN均存在显著的相关性,但与Chla没有相关性;(4)太原市不同类型夏季水体M值较小,CDOM中腐殖酸相对含量较高,相对分子质量较大,陆源性物质的输入占据主导地位;晋阳湖水体M值与太原市其他类型水体相比,M值较大,富里酸的相对含量较高,相对分子质量较小;(5)太原市不同类型水体非色素颗粒物、色素颗粒物和CDOM吸收贡献率在不同波段处差异显著,不同采样点水体吸收特性的主导影响因素各异。该研究对认识城市不同类型夏季水体固有光学特性和构建水质参数遥感反演模型提供重要参考。     

枯水期鄱阳湖及其滨湖水体氮磷等污染物分布与藻华风险研究

在以往研究重点关注鄱阳湖主湖区水生态环境基础上,在枯水期对鄱阳湖及其滨湖水体等鄱阳湖邻近污染汇湖网络进行了氮磷等主要营养物质及浮游植物调查,并从全局角度对结果进行了主成分分析评价和藻华成因Pearson相关分析,为系统全面评估鄱阳湖整体水环境污染状况及藻华风险预警提供科学依据。得出主要结论如下:枯水期鄱阳湖及周边水体的营养盐浓度普遍偏高,如藻华关键指标因子总磷主湖区平均达到0.22 mg·L-1,"五河"平均为0.12 mg·L-1,鄱阳湖主湖区营养盐浓度如总氮和总磷总体呈现南高北低分布,如总磷南部平均0.29 mg·L-1,北部0.14 mg·L-1,可能主要受南部受污染较重的入湖支流赣江和饶河污染输入影响。主成分分析结果表明,枯水期湖泊型水体水质主要受总磷、总氮、温度及p H影响,上述指标值越高,主成分分析的水质评价结果越差;河流型水体则主要受总氮、氨氮、温度、p H和透明度影响。滨湖湖泊中柘林湖水质良好,对修河和鄱阳湖水质起较好的促进作用,入湖河流的中小河流如博阳河水质较"五河"水质好,"五河"中赣江和饶河污染尤为严重。枯水期鄱阳湖和艾溪湖均发生了蓝藻水华,微囊藻是鄱阳湖蓝藻水华的绝对优势种。对鄱阳湖蓝藻水华区水体毒素分析表明,其水体溶解性微囊藻毒素浓度达到了1.60μg·L-1,其中MC-RR占蓝藻毒素总量的92.6%,MC-LR占5.2%,MC-YR占0.8%,其它类型毒素异构体约占1.4%,总体毒害风险尚不高。对数据进行相关分析表明,秋季高温气候、湖区高浓度的氮和有机物污染可能是该区域湖泊藻类增殖和水华暴发的主要成因。     

大汶河-东平湖CDOM的荧光特征及与营养物质的耦合关系

东平湖作为南水北调东线工程最后一级调蓄水湖以及山东省西水东调的水源地,其水质状况对受水区的用水安全起着决定性作用。结合2014年夏季对大汶河和东平湖有色可溶性有机物(CDOM)三维荧光的测定分析,探讨了夏季大汶河输入对东平湖CDOM的贡献及荧光强度与叶绿素a(Chla)、化学需氧量(COD)和溶解态有机碳(DOC)的关系。利用平行因子分析法对CDOM三维荧光图谱进行解析,获得4种荧光组分,其中组分1和组分3为类腐殖质荧光、组分2和组分4为类蛋白荧光;从大汶河汶口坝到东平湖出湖口处,类腐殖质荧光强度逐渐增强,类蛋白荧光强度呈递减趋势,且大汶河类蛋白荧光较东平湖高(t=2.408,P=0.032),反映了夏季丰水期大汶河主要向东平湖输入类蛋白荧光物质。东平湖类腐殖质荧光组分C1(r=0.927,P=0.003)、C3(r=0.763,P=0.046)均与DOC具有显著相关性,这表明类腐殖质是东平湖DOC的重要组成部分;而大汶河CDOM各组分与DOC相关性均不显著(P0.05),可能是因为CDOM在大汶河中受光降解、微生物降解等作用以及水体p H的影响,造成大汶河CDOM组分中的腐殖酸、富里酸、蛋白类物质以及一些非荧光类物质在DOC中所占比例不同。东平湖荧光组分C1(r=0.804,P=0.029)、大汶河荧光组分C2(r=0.912,P=0.002)均与COD具有相关性,说明荧光强度可以间接反映水体中被氧化的有机物含量。大汶河CDOM类蛋白荧光组分C2(r=0.937,P=0.001)、C4(r=0.782,P=0.022)均与Chla存在相关性,说明浮游植物是大汶河类蛋白物质的重要来源。     

潮白河密云段水体溶解性有机碳和重金属时空变化特征

探明饮用水水源溶解性有机碳(DOC)与重金属动态变化规律可为水源地保护和饮用水处理提供指导意义。选择北京市潮白河密云段水体,探讨春季、夏季和秋季等不同季节以及林地(R1)、林地农田混合(R2)、城镇(R3)和农田(R4)等不同区域水体pH、总溶解固体(TDS)和电导率等基本水质指标以及DOC和Cu、Fe、Mn、Ni、Zn 5种重金属浓度变化,揭示DOC和重金属浓度时空分布特征。结果表明,TDS和电导率空间分布差异显著(P0.05),而季节差异不显著,但各季节最大值均出现在R4区域。ρ(DOC)平均为30.60 mg·L~(-1),空间分布差异显著(P0.05),季节变化差异不显著,各季节最小值均在R1区域。ρ(Cu)、ρ(Fe)、ρ(Mn)、ρ(Ni)和ρ(Zn)平均分别为1.07、9.29、3.30、1.64和2.91μg·L~(-1),季节性差异表现为Cu、Zn浓度在春季较高,Fe、Mn浓度在夏秋季较高,空间变化表现为各重金属浓度在R3和R4区域显著较高。DOC和重金属浓度空间分异特征与水源地周边土地利用类型直接相关,城镇和农业用地河段水体受其影响程度较高。     

巢湖湖区及入湖河流表层水体、沉积物中有机氯农药分布及风险评价

本研究基于GC-MS分析了巢湖湖区及入湖河流共40个采样点的表层水及表层沉积物样品中有机氯杀虫剂(OCPs)的含量.研究结果表明,在一年内不同季节中,巢湖湖区及入湖河流表层水体∑OCPs浓度均较低,春季6.09—11.53 ng·L~(-1),夏季6.32—11.10 ng·L~(-1),秋季6.76—16.23 ng·L~(-1),冬季5.97—16.29 ng·L~(-1);相应季节OCPs平均浓度分别为8.33±1.19 ng·L~(-1),8.43±1.21 ng·L~(-1),9.25±1.96 ng·L~(-1)和8.33±2.14 ng·L~(-1).表层水体中OCPs主要为工业生产六六六(HCHs)以及杀虫剂林丹.湖区及入湖河流表层沉积物中OCPs浓度(ng·g~(-1)级别)远高于表层水体(ng·L~(-1)级别)的浓度,∑OCPs浓度范围为2.55—19.03 ng·g~(-1),平均浓度为5.80±4.07 ng·g~(-1),且巢湖西部地区OCPs污染大于东部区域,其中较高浓度的狄氏剂和硫丹成分说明巢湖区域受到这两类物质的污染.异构体分析表明,表层沉积物中OCPs的来源也与周边农田土壤和地表径流所带来的污染以及不同程度工业品HCHs粉剂和林丹的陆源性输入有关;在绝大多数采样点的表层沉积物中滴滴涕类农药(DDTs)的检出为历史的残留污染.生态风险评价表明,巢湖湖区及入湖河流表层水体中OCPs对该区域的生态风险几乎没有影响且表层沉积物中OCPs亦处于较低的风险状态.     

基于后向散射系数的鄱阳湖悬浮物浓度反演与垂直分布特征

水体悬浮物浓度垂直分布监测对掌握湖泊水环境空间变化具有重要作用,但目前传统的采样方法获取的悬浮物浓度存在垂直观测不同步、连续剖面快速监测难度大等问题。以鄱阳湖为例,通过对湖泊水体后向散射系数和悬浮物浓度的垂直监测,构建并应用了基于水体后向散射系数的悬浮物浓度垂直分布反演模型,实现了水体悬浮物浓度垂直分布快速监测的目的。结果表明,鄱阳湖水体700 nm波段的后向散射系数与总悬浮物浓度和无机悬浮物浓度具有较好的相关性,构建的指数函数关系效果最佳,决定系数(r~2)分别为0.849、0.811,模拟值与实测值的均方根误差(RMSE)分别为8.56、8.70;鄱阳湖水体分为4种垂直分布类型:混合均匀型(A型)、增大型(B型)、中层增大或减小型(C型)、上部增大下部混合型(D型),近70%的监测站点为垂直非均匀水体;鄱阳湖水体总悬浮物浓度垂直剖面层化现象和沿程纵向变化明显,主要受水位变化、水体流速和流态的改变、采砂活动等湖区自然条件和人类活动,以及河流来水的浑浊程度等多因素影响。研究结果可为摸清湖泊水体悬浮物浓度的空间分布规律提供数据支持,为解决湖泊高动态水体悬浮物浓度垂直监测的问题提供测量技术和方法支持。     

天津市海河温室气体排放特征与影响因素研究

河流生态系统是内陆水体温室气体重要的排放源,城市河流由于受人为活动干扰较大其温室气体排放特征及控制因子与自然河流不同。为探讨人为活动对城市河流温室气体的排放的影响,选择天津市海河为研究对象,于2019年12月(冬季)及2020年7月(夏季),对水体温室气体溶存浓度及扩散通量进行监测,分析海河温室气体排放时空特征及关键驱动因素。结果表明,冬季海河水体CH_4、CO_2、N_2O平均浓度分别为(0.32±0.42)μmol·L~(-1)、(102.19±64.07)μmol·L~(-1)、(63.78±34.21)nmol·L~(-1),其平均通量分别为(5.54±9.72)μmol·m~(-2)·h~(-1)、(865.85±394.74)μmol·m~(-2)·h~(-1)、(965.87±844.63) nmol·m~(-2)·h~(-1)。夏季海河水体CH_4、CO_2、N_2O平均浓度分别为(0.72±0.81)μmol·L~(-1)、(75.00±57.87)μmol·L~(-1)、(19.43±6.23) nmol·L~(-1),其平均通量分别为(27.99±29.60)μmol·m~(-2)·h~(-1)、(3 281.88±3 425.55)μmol·m~(-2)·h~(-1)、(558.73±298.67) nmol·m~(-2)·h~(-1)。在海河水体中CO_2浓度和通量呈现出上游大于下游的空间特征,而CH_4、N_2O浓度和通量呈现出上游小于下游的空间特征。海河二道闸的存在及人为调控对海河上下游水质及温室气体排放影响较大。在季节特征上,除CO_2通量、CH_4浓度和通量外,均呈现冬季大于夏季的季节分布特征。海河水体中DO、NO_3--N、DOC和CODMn是控制海河中温室气体浓度和通量的关键影响因子。海河水体中温室气体的产生不仅与水体中微生物功能有关,还与富含氮、磷等营养物质的工农业废水和生活污水的排放有关,人为活动影响和决定了海河温室气体排放模式及主要控制因子。     

底泥再悬浮对上覆水水质的影响研究

城市水体黑臭问题正受到越来越多的关注,而水体中的悬浮物是水体污染物中的重要组成部分。以典型黑臭河流底泥和上覆水构建试验系统,研究底泥再悬浮对上覆水水质的影响。底泥再悬浮后,上覆水中颗粒物粒径立即显著升高,上覆水透明度急剧降低至10 cm以下,氨氮质量浓度升高至15~22 mg·L~(-1),氧化还原电位低于-12 m V,溶解氧低于1.1 mg·L~(-1),底层水体溶解氧甚至低于0.2 mg·L~(-1)。这表明底泥再悬浮是水体黑臭的重要原因之一。在沉降前期,上覆水中颗粒物粒径(D50)随沉降时间延长而显著降低,而在沉降中后期,水柱中各取样点颗粒物粒径稳定在3~4μm(D50)的小粒径水平,维持时间可达20-100 h。随着再悬浮次数增加,水柱恢复澄清的时间延长。底泥再悬浮使水中大粒径颗粒物加速沉降,水体浑浊程度的改善时间缩短,但对致黑的小粒径颗粒物影响较小,与此同时水体褪黑所需时间延长。随着底泥再悬浮-沉降次数的增加,水中硝酸盐氮、磷酸盐、CODCr的质量浓度均显著升高。其中,硝酸盐氮由0.4 mg·L~(-1)升高至0.7 mg·L~(-1),磷酸盐由0.2 mg·L~(-1)升高至1.2 mg·L~(-1),COD_(Cr)由370 mg·L~(-1)升高至524 mg·L~(-1),增幅分别为75%、500%、42%。底泥再悬浮会进一步加剧底泥中污染物向上覆水的释放。     

汾河流域水系和表层沉积物中多环芳烃的空间变化规律及其生态风险研究

本研究在汾河流域上、中、下游及其部分支流布设29个采样点,对其水体和表层沉积物多环芳烃(PAHs)的空间分布规律及生态风险进行了分析和讨论。结果表明,汾河流域水相中丰水期PAHs总量浓度范围是0.530~16.002μg·L~(-1),平均浓度为(2.738±3.078)μg·L~(-1),枯水期PAHs总量浓度范围是0.588~12.916μg·L~(-1),均值为(2.762±3.132)μg·L~(-1)。就空间分布而言,汾河流域整体呈现上游污染较轻,中下游污染严重的特点。PAHs的组成规律显示,丰水期和枯水期PAHs含量均以低环(2~3环)为主,不同采样期低环PAHs所占比例分别为96.5%和90.4%。与其他15个研究地区水体PAHs含量比较,汾河流域水体中PAHs污染程度的国内外对比处于中等到较高程度的污染。丰水期和枯水期水体中PAHs来源于石油源和植物、木材、煤的燃烧,主要受到流域煤化工、燃煤电厂排放污染物的影响。地表水健康风险评价结果显示,汾河流域丰水期和枯水期分别有13.8%和20.7%的点位存在一定的健康风险。汾河流域沉积相中16种PAHs平均浓度为(3.774±1.987)μg·g-1,其污染主要集中在流域中下游地区。PAHs的组成规律显示,PAHs含量集中在低环(2~3环),约占总量的75%左右。与本研究提到的河流、湖泊及港口沉积物中PAHs含量比较,汾河流域沉积物中PAHs污染程度仍处于中等偏高的污染水平。丰水期沉积相中PAHs以燃烧源和石油源为主,部分来自典型石油类产品的输入。表层沉积物生态风险评价结果显示,对于提出的12种PAHs的生态风险的效应区间低值(ERL值)或效应区间中值(ERM值)以及苯并(b)荧蒽(Bb F)和苯并(k)荧蒽(Bk F)这2类没有最低安全值的PAHs化合物来说,汾河上、中、下游流域均有采样点的PAHs可能存在着对生物的潜在生态风险。通过本研究可全面地了解该流域多环芳烃的空间分布规律及其可能的来源,并且为汾河流域多环芳烃污染的控制和生态风险评价提供科学依据。     

呼伦湖冰封期与非冰封期营养盐与离子分布特征研究

为明确近年来呼伦湖富营养化特征,同时揭示呼伦湖水化学组成、演化过程及其影响因素,连续3年对呼伦湖冰封期与非冰封期湖水进行采样,对湖冰(上层冰、中层冰、下层冰)进行分层采样,综合运用Arcgis空间插值、Piper三角图、Gibbs图等方法对总氮(TN)、总磷(TP)、阴阳离子在冰体与水体中的分布特征进行对比分析。结果表明,冰封期呼伦湖水体TN、TP平均浓度变化范围分别为1.318~3.124、0.188~0.231 mg·L~(-1);非冰封期分别为2.148~2.428、0.149~0.277 mg·L~(-1)。呼伦湖水体TN、TP浓度在时空分布上具有相似特征且迁移变化趋势一致,水体营养盐浓度主要受降水与径流影响,克鲁伦河与乌尔逊河等入湖河流对湖水营养盐浓度有良好的稀释作用。水体营养盐浓度分布呈现南部高于北部,且存在着由南向北的迁移变化过程,其中,呼伦湖小河口风景区(A10)、乌尔逊河入湖口(F9)、乌都鲁渔场(I5)采样点营养盐浓度随季节变化显著。同年冰封期水体TN、TP浓度大于冰体浓度,垂直方向上营养盐浓度表现为上层冰下层冰中层冰,不同冰层间营养盐迁移模型宏观解释了营养盐分布特征的成因。Piper三角图表明呼伦湖水化学类型以K~++Na~+-HCO_3~--CO_3~(2-)-Cl~-型为主。Gibbs图显示呼伦湖水体离子组成主要受岩石风化与蒸发作用影响,其中,水体阳离子只受蒸发作用控制,水体阴离子受蒸发作用与岩石风化共同控制。不同时期离子浓度分布特征表明,阳离子浓度分布集中且稳定,阴离子浓度存在显著的周期差异性,其中,NO_3~-与NO_2~-浓度随季节变化明显,主要受人类活动影响。     

台风过程中太湖藻类富集区氨基酸的变化特征

频繁的水动力扰动是大型浅水富营养化湖泊——太湖的一个重要环境特征;氨基酸作为易被生物利用的碳氮源,是湖泊生态系统重要组分之一,影响着湖泊中生源要素循环。因此,研究台风过程中藻类富集区氨基酸浓度和组分的变化,有助于更好地揭示蓝藻水华的形成机制。于2015年7月9-14日台风"灿鸿"经过太湖期间,测定了风速、风向、理化指标以及沉积物氨基酸(SAA)、水体中颗粒态氨基酸(PAA)和溶解态氨基酸(DAA)浓度及组成,分析了水体和沉积物中氨基酸浓度、组分和形态的变化规律。研究发现,SAA浓度在台风期呈现先下降后回升的趋势。DAA浓度在台风期浓度较低,在2.97-3.40μmol·L~(-1)之间,而在台风后迅速增至7.36μmol·L~(-1)。在台风期,表层和底层PAA浓度分别从7.98μmol·L~(-1)和7.03μmol·L~(-1)增加至109.00μmol·L~(-1)和66.00μmol·L~(-1);在台风后期随着蓝藻水华的爆发,表层和底层PAA浓度分别增加到588.28μmol·L~(-1)和246.63μmol·L~(-1)。台风过程氨基酸组分以GLY(甘氨酸)和ALA(丙氨酸)为主,组分变化主要受到台风后期蓝藻水华的影响。研究结果表明,台风过程中太湖藻类富集区氨基酸的变化先由沉积物再悬浮释放,随后为沉积物、其他湖区蓝藻迁入和自身降解特性等因素共同影响导致。     

珠江水质和含氮消毒副产物的时空变化

研究区域是珠江广东省段的3条干流(西江、北江、东江)及交汇处(广州),目标是研究分析2年内29个采样点的常规水质指标的时空变化及溶解性有机氮(dissolved organic nitrogen,DON)对于消毒副产物生成势(specific disinfection byproduct formation potential,SDBPFP)的影响.结果表明,对于常规水质指标浓度而言,在时间上,西江、北江、东江三者基本无变化,但交汇处有稍微的变化,一般在7、10月份浓度偏高;在空间上,各干流及交汇处沿径流方向浓度呈逐渐增大趋势,且交汇处水质指标的浓度普遍高于干流.水体的PO34-浓度、总氮(total nitrogen,TN)浓度最高分别超出《国家地表水环境质量》Ⅴ类水质标准10倍、4倍.溶解性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)浓度与UV254呈良好的线性关系,R2=0.901;但DON与卤乙腈(halogenacetonitrile,HANs)浓度的线性关系较差,R2为0.440.卤乙腈生成势(specific halogen acetonitrile formationpotential,SHANFP)与DOC/DON比值基本无线性关系.     

紫色土坡耕地可溶性有机碳淋失特征

可溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)在土壤-水界面的径流迁移是土壤有机碳损失的主要形式之一,其迁移损失对土壤有机碳库的源汇功能有重要的影响。为探明紫色土坡耕地DOC的径流迁移特征,利用可测壤中流的径流小区观测壤中流DOC的迁移,结合夏玉米不同生长期土壤DOC含量动态变化分析,研究紫色土壤中流DOC淋失过程与通量。结果表明,土壤DOC含量在玉米生长期逐渐增加,到抽雄期达到最大值,收获期逐渐降至最低。2009—2011年壤中流平均径流量为264 mm,占夏季径流量的68%,表明壤中流是紫色土坡耕地径流的主要形式。壤中流径流量与降雨量呈现极显著正相关性(P0.01),与降水强度相关性不显著。壤中流过程DOC质量浓度表现为先升后降再趋于稳定的趋势,且与径流速率呈极显著正相关关系(P0.01)。3年内次降雨产流事件中壤中流DOC质量浓度为1.7～4.6 mg·L~(-1),平均为3.2 mg·L~(-1)。壤中流DOC迁移负荷分别为565.5、802.1和1 090.1mg·m~(-2),平均年累积迁移负荷为819.2mg·m~(-2)。DOC淋失量在玉米不同生长时期变化较为明显,主要发生在抽雄期至成熟期,淋失总量为658.4mg·m~(-2),占年平均淋失负荷的81%,与玉米生长期土壤DOC含量变化趋势基本一致。研究结果可为调控紫色土坡耕地DOC迁移淋失及评价土壤有机碳平衡提供一定的参考和依据。     

东寨港表层海水中多环芳烃(PAHs)的分布特征及来源分析

多环芳烃(PAHs)是一类被广泛关注的持久性有机污染物,其在环境中难降解、易富集。红树林自然生态系统具有极丰富的生物多样性,也是很多鸟类和植物栖息的场所,同时也是海陆交界带重要的污染物收纳场所,因此探讨污染物在其环境中的行为具有很重要的生态学意义。本研究以海南省东寨港红树林自然保护区水体为研究对象,在雨季(8月)与旱季(11月)分别采集表层海水样品,采用固相萃取法富集海水中的PAHs,利用超高效液相(UPLC)测定东寨港水体中12个采样点14种PAHs的质量浓度,以探讨PAHs在东寨港红树林表层海水中的分布特征、来源分析,并进行生态风险评价。结果表明,东寨港红树林湿地表层水体平均总PAHs质量浓度旱季(1 015.27±154.27)~(2 069.07±420.25)ng?L~(-1)明显高于雨季(234.46±114.77)~(683.33±157.03)ng?L~(-1),其中旱季平均质量浓度为(1 490.69±305.02)ng?L~(-1),雨季平均质量浓度为(479.06±152.58)ng?L~(-1)。就单一组分而言,旱季菲(590±176.32)ng?L~(-1)和芴(486.02±248.22)ng?L~(-1)的质量浓度最高,苊(38.95±18.88)ng?L~(-1)的质量浓度较低;雨季萘(175.81±119.83)ng?L~(-1)和芴(151.68±40.6)ng?L~(-1)的质量浓度较高,蒽类和苊质量浓度较低,其余PAHs组分未被检出。应用B[a]A/(B[a]A+Chr),Flu/Pyr及Flua/202等比值法进行来源分析,结果表明东寨港水体PAHs主要源自石油源污染。船坞停靠口及餐饮生活区PAHs质量浓度明显高于其他样点。PAHs组成成分与其结构相关,其中二环和三环占据了较大比例。此外,运用商值法进行东寨港水体生态风险评价,结果表明东寨港水体具有中度生态风险,对水生动植物具有潜在的危害。     

富营养化湖泊藻型及草型区微生物群落对有色可溶有机物组成的影响

有色可溶有机物(CDOM)是水生生态系统溶解有机碳储库的主要组成,在湖泊生态系统结构、初级生产力以及物质交换等方面发挥着重要作用。研究秋季太湖藻型区—蓝藻死亡时期及草型区—水草腐烂时期CDOM的组成差异性特征及其影响因素。首先对两类典型湖区水体的理化性质进行了分析,然后利用紫外可见光谱、三维荧光光谱结合平行因子分析的技术确定CDOM组成,最后结合Illuminar高通量测序揭示了两个区域水体中不同的微生物群落结构对CDOM组成的影响。结果表明,藻型湖水的各理化性质指标,包括NH4~+-N、NO2~--N、NO3~--N、TN,TP,DOC的浓度都明显高于草型湖水,秋季藻源性CDOM的含量明显高于草源性CDOM的含量。虽然藻源性和草源性CDOM的荧光组分相同,即同为类腐殖、类色氨酸和类络氨酸荧光组分,然而,相比于草源性CDOM,荧光指数(FI)和腐殖化指数(HIX)均表明藻源性CDOM具有更高的分子量组成,更难被微生物利用,而造成此差异性的重要原因为两个区域微生物群落组成的差异性,藻型区水体含有更丰富的降解有机物的细菌种类,包括黄杆菌属(Flavobacterium),噬氢菌属(Hydrogenophaga)、生丝微菌属(Hyphomicrobium)等,可优先分解易于分解的有机物,残留更多难降解的有机物,具有更大的潜在的环境隐患。     

鄱阳湖沉积物与水界面氮的迁移特征及污染评价

通过现场采样及室内分析测试,在沉积物间隙水氮含量分析的基础上,探讨了鄱阳湖沉积物与水界面氮的迁移特征与扩散通量,并对鄱阳湖表层沉积物氮的污染状况进行了评价。结果表明,鄱阳湖表层沉积物间隙水中溶解性总氮的平均含量为1.32 mg·L~(-1),无机氮中以硝态氮含量最高,占总氮的45.4%以上。表层沉积物间隙水中氮的含量在空间分布上表现为北部站点(L6与L7)相对较高,且其浓度均高于上覆水中氮浓度,表明沉积物间隙水中氮有较强的释放趋势,其中溶解性总氮在间隙水与上覆水之间的扩散相对较强,其扩散通量略大于硝态氮,各站点平均扩散通量分别为0.91 mg·m~(-2)·d~(-1)和0.89mg·m~(-2)·d~(-1),且大部分站点沉积物表现为上覆水中氮的源。此外,鄱阳湖各站点总氮污染指数、有机指数、有机氮平均值分别为1.082%、0.161%、0.103%,总氮污染指数与有机指数为Ⅱ级标准,有机氮指数为Ⅲ级标准,但站点L2呈现出有机污染与有机氮污染,存在一定的安全风险,水体面临富营养化威胁。该研究可为鄱阳湖内源污染和富营养化防治提供一定的理论依据。