中国湖泊水环境基准的研究进展

中国湖泊污染形势严峻、生态健康效应复杂,亟需适合中国区域特点的水环境基准作为加强污染控制、治理和管理的理论依据,但目前我国湖泊水环境基准的系统研究尚未开展,本文从水环境基准的意义、概念、研究历史、现状和发展趋势等几个方面对中国湖泊水环境基准研究进行了剖析回顾和展望:首先阐述了开展区域性水环境基准研究的迫切性和科学意义,揭示了"科学确定基准"的内涵;然后详细回顾了国内外湖泊水环境基准的研究历史、现状及存在的关键问题,提出了湖泊水环境基准的"三性"原则(科学性、基础性和区域性),指出环境暴露、效应识别和风险评估是基准研究的三个关键环节;最后提出中国湖泊水环境基准的研究方向和发展趋势,本文强调:阐明中国水环境的演变规律和特征,需要开展水环境污染过程和生态毒理效应研究;建立具有我国区域特点的湖泊水环境基准理论、技术和方法体系是面向国际科学前沿和解决中国环境管理重大科技需求的重要任务,它既可推动中国毒理学、生物学、生态学及环境与生物地球化学等学科的发展,又可为湖泊流域的环境管理和污染防治提供技术支撑,整体提升我国环境保护科学研究的水平和国际地位.     

洪泽湖表层底质营养盐的形态分布特征与评价

为揭示洪泽湖底质的营养盐空间分布特征,于2008年6月采集了该湖具有代表性的10个点位的表层底质,测定了其有机质、总氮、有机氮、氨氮、硝氮、总磷、无机磷、铁铝-磷、钙-磷等的含量.结果表明,底质中的有机质和总氮有很好的相关性,且有机氮约占总氮的90%,说明碳、氮有同源性;底质中的无机磷约占总磷的70%,而其中钙-磷占无机磷的比重较大;洪泽湖底质有机质与总氮,有机氮,总磷的空间分布特性极为相似,属洪水冲刷型堆积模式(Turbidity Flood Model方式);通过C/N域值得知沉积物中有机物主要来源为生物沉降.通过用有机指数评价法和有机氮评价法对洪泽湖表层底质的分析表明,洪泽湖底质除局部区域如龙集乡北表现为一定程度的有机氮污染外,整体处于清洁至尚清洁范畴.     

梭鱼草净化黑臭河水的日变化试验研究

测定了曝气和非曝气的2个植物净化槽在1 d中7个不同时间点的出水水质理化指标(pH、DO、COD、NH_4~+-N、TP)及植物叶片的叶绿素(Chla)、可溶性蛋白(SP)含量及过氧化物酶(POD)活性,另设空白槽为对照;试验目的是研究各指标的日变化情况及相互关系,为提高梭鱼草净化黑臭河水的处理效率及其植物净化槽的合理优化运行提供科学依据.结果表明,各水槽内所测指标的变化均在一定程度上与光强变化相关,对非曝气植物槽的分析发现,在出水理化指标中TP浓度与光强的相关性最好(r=0.93,p<0.01),而在植物生理指标中SP含量与光强相关性最好(r=0.91,p<0.01);植物处理使出水的DO日均值增加了0.13 mg/L,而曝气植物处理则使其增加了1.8 mg/L,曝气是对城市黑臭河水进行植物净化修复的必要辅助手段;曝气植物槽对黑臭河水中COD和NH_4~+-N的去除率日均值比植物槽升高了7.1%和6.3%(p<0.01),TP去除率却相应下降了38%(p<0.01);与非曝气槽植物相比,曝气槽植物体内Chla、SP日平均含量显著降低(p<0.05)而POD活性显著升高(p<0.05);光强和曝气的变化能迅速而显著地影响梭鱼草的生理特性从而改善其净化槽出水水质,是构建和优化黑臭河水植物净化槽时值得考虑的重要调控因素.     

滇池湖滨带沉积物磷的空间分布

采集了滇池湖滨带的表层和柱状沉积物,研究分析了湖滨带沉积物中总磷、钙磷和铁铝结合态磷的空间分布和垂向分布特征。结果表明,滇池湖滨带表层沉积物总磷含量高,个别点位高达10604.64mg/kg,总磷含量均值为2452mg/kg,沉积物受磷污染严重;不同区域沉积物磷的含量差别较大;表层和柱状沉积物中的钙磷含量都高于铁铝结合态磷,这是滇池湖滨带不同于其他湖泊的地方;柱状沉积物各种磷形态含量在垂向分布上的波动较大,但钙磷和铁铝结合态磷含量水平与总磷具有一致性;13个采样点有12个点的沉积物铁铝结合态磷含量都低于钙磷,两者比值<0.5,钙磷是总磷的主要组成部分,应该考虑环境酸化引起的磷释放风险。     

沉积物-水系统中氮磷变化与上覆水对藻类生长的影响

研究了灭菌、抑制剂添加和磷添加对沉积物-水模拟系统中氮磷转化的影响,并利用试验后的上覆水培养四尾栅藻.结果表明,灭菌增大了系统平衡时上覆水的总磷(TP)浓度,对系统中氮的影响不大; 添加抑制剂组与对照组沉积物-水模拟系统的TP、溶解性总磷(DTP)和总氮(TN)的浓度接近,但抑制剂组的NO^-₃-N含量为19.2 mg·L^-1,明显高于对照组;沉积物对添加的磷有强烈的吸附作用,导致系统平衡时上覆水TP的浓度降低.灭菌组上覆水的藻类生物量高于对照组,主要是因为灭菌导致上覆水TP浓度高于对照组;抑制剂组的最高藻类生物量(224.5×10⁴个·L^-1)远远超过对照组(26×10⁴个·L^-1),且为其它2组试验(灭菌组22.5×10⁴个·L^-1和磷添加组38.5×10⁴个·L^-1)的5～10倍,抑制剂的添加抑制了沉积物-水模拟系统中微生物对某些元素的利用,而这些元素对藻类生长起重要作用;磷添加对试验初藻类生长无明显影响,随着试验进行,磷添加组的藻类适应生长环境,迅速增长,生物量远远超过对照组.灭菌和添加抑制剂组生物可利用磷的增加是由于藻类生物量的增加,而导致了不稳定态的有机磷的增加.     

扰动强度对菹草浸泡过程中氮磷碳释放的影响

以在北京前海采集的菹草（Potamogeton crispus）为实验材料,研究了在不同扰动强度下菹草残体浸泡过程中氮磷及高锰酸盐指数（PI）的释放特征和规律.结果表明,扰动可以加快菹草中总磷（TP）和PI的释放,在240 h的高强度扰动下,水中的氨氮（NH 4^＋-N）和总氮（TN）出现了显著（ANOVA,p〈0.0...     

微囊藻毒素的环境暴露、毒性和毒性作用机制研究进展

微囊藻毒素(MCs)是富营养化淡水水体中蓝藻的爆发性繁殖产生的最常见的藻毒素,因其分布广、结构稳定、毒性大引起了科学界的广泛关注。本文系统梳理了微囊藻毒素在我国水体中的污染现状和典型毒性效应及毒性作用机制。另外,针对目前藻毒素研究的不足提出了建议,可为有效降低环境中微囊藻毒素的潜在安全风险及深入研究其生态毒性效应提供支持。     

泥鳅在污染物毒性评价中的应用研究

泥鳅营底栖生活,生存能力强,易于饲养,便于采集和处理,有作为模式生物的潜力。受到污染物胁迫时,泥鳅在分子、细胞、组织、器官和个体水平上会发生明显的变化,其存活、生长和繁殖从而受到影响。泥鳅的这些特性可以被用来进行污染物毒性评价。从急性毒性、蓄积毒性、生殖力毒性、遗传毒性等方面,综述和分析了泥鳅在污染物毒性评价中的应用研究进展,并对未来研究重点进行了展望。     

滇池湖滨带沉积物氮形态的空间分布

2008年4月在滇池全湖湖滨带布设23个采样点并采样,通过测量该23个表层沉积物样和16个柱状沉积物样(0～15 cm)的总氮、氨氮、硝氮和有机氮质量分数,揭示滇池湖滨带沉积物氮的李间分布.研究表明:滇池湖滨带各点位表层沉积物总氮平均质量分数为1 667mg·kg-1,低于湖区沉积物,湖滨带对湖水中氮的吸收与净化是重要原因之一.草海的污染水平高于外海,滇池外海湖滨带沉积物污染状况由北向南衰减,但南部海口出湖区湖滨带属于滇池出水口区域,其沉积物氮质量分数高于中度富营养的外海,而低于重度富营养的草海.草海和外海湖滨带沉积物总氮质量分数在2008-1992、1992-1975、1975-1960年3个时间段平均值分别为2 889.07、3 343.68、4010.20和896.57、655.37、845.01 mg·kg-1.,草海湖滨带沉积物中有机氮是总氮的主要组成部分,总氮与氨氮、硝氮、有机氮之间的相关性良好,各种形态的氮与总氮在分布情况上密切相关.而外海湖滨带沉积物中总氮仅与有机氮的相关性很好,两者的分布趋于一致,但各种形态的氮间相关性较弱、分布差异较大.     

环太湖主要河流氮素组成特征及来源

以2012年太湖20条主要环湖河流中氮素的逐月调查数据为依据,探讨了河水中氮素的含量、形态组成和季节性分布规律,旨在为进一步实施入湖河流小流域的污染治理提供依据. 结果表明,太湖20条环湖河流的ρ(TN)平均值为2.53~6.31 mg/L,鉴于太湖水体中ρ(TN)多年来居高难下,水质类别主要由ρ(TN)决定,因此按ρ(TN)年均值,将环湖20条河流分为重度、中度和轻度污染3类. DIN(溶解态无机氮)是氮素的主要存在形式,ρ(DIN)平均占ρ(TN)的72%以上. 其中,重度和中度污染河流中ρ(NH₃-N)和ρ(NO₃--N)各占ρ(DIN)的约50%,轻度污染河流则以NO₃--N为主,ρ(NO₃--N)占ρ(DIN)的60%以上. 除个别河流外,重度和中度污染河流水体中非汛期(11月—翌年4月)ρ(TN)、ρ(NH₃-N)和ρ(NO₃--N)普遍高于汛期(5—10月),并且汛期和非汛期差异显著. 这可能与非汛期的水温较低并且污水处理厂及湿地等生态系统的氮素去除率低于汛期有关,此外,也说明点源污染占主要地位;轻度污染河流中ρ(NH₃-N)在汛期和非汛期差异不显著,说明点源和非点源负荷相当. 重度和中度污染河流应重点针对点源污染开展治理;轻度污染河流应将点源、面源污染协同治理,以利于进一步改善水质.