表面活性剂增强修复地下水中PCE的砂箱实验及模拟

在石英砂充填的二维砂箱中开展表面活性剂（Tween 80）冲洗四氯乙烯（PCE）的修复实验,基于图像分析技术监测不同污染源区结构条件下NAPL相的去除过程.由于实验条件限制,实验中缺乏溶解相浓度数据.为此进一步基于UTCHEM数值模拟方法来理解NAPL相和溶解态之间的质量传输过程,并探讨表面活性剂浓度、注入速率等因素对修复效率的影响.综合砂箱实验和数值模拟结果表明：介质均质和非均质条件下会形成不同类型DNAPL污染源区结构,表现为离散状PCE与池状PCE体积比（GTP）差异.由于离散状污染物与表面活性剂的接触面积更大,更易被优先去除;初始GTP值越高,污染物的修复速率和修复效率也越高.增大表面活性剂浓度或提高表面活性剂的注入速率,虽然能提高DNAPL的修复速率,但会明显降低表面活性剂的修复效率,实验过程中修复效率降幅可达93%.线性驱动溶解模型可以有效地模拟表面活性剂修复DNAPLs过程,基于数值模拟方法选择合适的表面活性剂配比可有效的节省实际污染场址修复经费和时间成本.     

风暴潮洪水风险图制作研究

在对洪水灾害风险图进行研究和归纳的基础上,根据上海市的地形、沿海提防、洪涝灾害等特点,分析了上海市风暴潮洪水灾害的成因,以及这些因素与洪灾危险程度间的相关关系。借助模糊数学方法,求出危险程度隶属度。在地理信息系统平台上,采用多边形叠置分析和聚类分析等手段,研究洪水灾害危险程度区划的方法,进而绘制成洪水风险图。风险的评估采用了多指标综合评估方法,不仅计算了洪水的自然风险,同时考虑了防洪工程风险的影响。     

闸控强感潮河网综合生态治理的数值研究:以崇明岛陈家镇河网为例

文章利用Mike11软件对地处长江口、受强高潮的崇明岛陈家镇相关河网的断头浜疏通、排污引清以及四号河的污染水体原位修复等改善生态环境的综合治理工程措施进行了计算分析。结果表明,工程实施后,在合理的闸门调度下,排污引清5 d后,四号河水质即明显改善,COD降低33%,氨氮降低42%,TP降低21%;四号河的原位生态修复工程可以加快水体的自净。河网综合治理方案的实施可有效改善水质。     

基于微尺度技术精准评估2种覆盖剂对砷的钝化效果

为探究原位覆盖材料对表层沉积物砷（As）的钝化效果,选择可推广应用的锁磷剂（LMB）和增氧剂（CaO₂+CaCO₃）,通过室内培养实验,应用微电极技术和高分辨率平衡式间隙水采集技术（HR-Peeper）,研究覆盖材料对沉积物中砷（As）钝化的影响机制。实验设置锁磷剂组、增氧剂组和对照组共3个处理组,分为4个实验阶段（分别以加入覆盖剂后的第4,30,90,150天为节点）。结果表明:锁磷剂与增氧剂可有效去除沉积物中的As。锁磷剂覆盖最高可降低50.86%的溶解态As,影响深度可达到-100 mm,有效期150 d。增氧剂覆盖最高可降低55.52%的溶解态As,影响深度为-100 mm,90 d后效果减弱。锁磷剂与增氧剂覆盖显著降低了溶解态As的释放通量。锁磷剂上的镧离子对砷酸盐有很强的亲和力,可去除溶液中的砷酸盐。此外,锁磷剂和增氧剂增加了沉积物-水界面中的Eh值,使Fe （Ⅱ）被氧化成Fe （Ⅲ）,吸附As从而降低As浓度。此外,溶解态As与Fe （Ⅱ）在沉积物剖面上同步变化且显著正相关（P<0.001）,证实了Fe和As的耦合释放机制。研究结果可为淡水生态系统中As污染的控制和治理提供支撑。     

长江中下游及云贵高原芦苇居群的遗传变异特征

芦苇(Phragmites australis)为全球广泛分布的多型种,在水生生态系统,尤其是湿地生态系统中承担重要的生态功能,准确划分其生态型可为种质资源保护与利用提供理论依据,同时也为修复受损生态系统异地引种提供参考。利用叶绿体DNA rpl16基因序列,选取淡水湖泊较为集中且地理跨度较大的长江中下游和云贵高原,以地理位置为划分指标,探讨19个湖滨带芦苇居群的亲缘关系、遗传多样性和遗传结构,并分析了不同湖泊芦苇形态差异与遗传差异的异同,旨在分子水平为不同地理区域芦苇生态型的划分提供遗传分化方面的证据。结果表明:(1)rpl16基因序列分析显示:长江中下游芦苇居群基因水平上的变异程度较云贵高原的低;(2)基于rpl16基因序列重建的最简约系统发育树显示:以地理区域为划分指标,可将长江中下游和云贵高原的芦苇居群分为两个单系;(3)云贵高原芦苇居群的核苷酸多样性A=0.00047,单倍型多态性Hd=0.466,其遗传多样性显著高于长江中下游(Pi=0,Hd=0);(4)居群水平上的遗传分化系数F_(st)=0.535 37,其中53.54%的遗传变异来自于不同地理区域居群间,长江中下游芦苇居群的遗传差异指数F_(st)=0.537 24,基因流N_m=0.215 34,云贵高原芦苇居群的遗传差异指数F_(st)=0.532 78,基因流N_m=0.21923,居群间的遗传分化较强烈。分析结果证明了两种地理生态型芦苇具有遗传上的差异,且地理隔离可能是引起差异的主要原因。     

南通沿海潮间带土-气界面CO2交换特征

选择南通协兴港附近裸露潮滩,使用便携式土壤通量测量系统开展潮间带湿地CO₂通量监测,研究无植被覆盖条件下潮间带碳通量特征及其影响因素的关系.实验结果表明,各潮滩CO₂固定水平表现为高潮带 < 中潮带 < 低潮带.低潮带叶绿素a含量较高,对CO₂的吸收能力较强,而高潮带有机碳含量高,微生物呼吸作用释放的CO₂通量较高,研究区整体上表现为对CO₂净吸收.此外,CO₂净固定通量随土壤有机碳含量和落潮时间增加而下降,与土壤叶绿素a含量和地下水位关系密切.研究成果对于明确人类活动对江苏沿海潮间带裸露光滩碳循环的影响具有重要意义.     

近50a东江流域径流变化及影响因素分析

以1956—2005年降雨、径流与气象资料为基础,应用Mann-Kendall趋势检验、小波分析以及R/S分析等多种方法,探讨了东江流域径流年际变化特征及其对气候变化以及植被覆盖变化的响应。结果表明:①50 a来流域年径流序列变化趋势不明显,存在4 a、7~9 a、11~13 a、16~22 a等4类尺度的周期性变化规律;河源、岭下站径流序列具有较强的状态持续性,博罗站持续性很小。②厄尔尼诺现象出现的当年,东江流域年径流量普遍减少;厄尔尼诺现象出现的次年,年径流量普遍增加。太阳黑子数的急剧变化,与东江径流量的丰、枯也有良好的响应关系。③50 a来,在降雨量呈不显著减少趋势的背景下,河源、岭下站径流仍然呈不显著增加趋势的主要原因是蒸发量下降的缘故,是气候因素和流域植被退化共同作用的结果。     

入太湖河道大型底栖动物群落结构及水质生物学评价

于2020年9月在太滆运河、漕桥河、徐家大塘和竺山湾布设14个监测点位,调查入太湖河道底栖动物群落结构,并采用Goodnight修正指数（GBI）、生物学污染指数（BPI）和多样性指数（H）进行水质生物学评价。结果表明,研究区域共检出底栖动物6纲18种,霍甫水丝蚓（Limnodrilus hoffmeisteri）和中国长足摇蚊（Tanypus chinensis）为优势种,生物多样性由高到低为竺山湾（H=1.20）＞徐家大塘（H=1.09）＞太滆运河（H=0.67）＞漕桥河（H=0.33）。典范对应分析显示,总氮、正磷酸盐等因子与寡毛类生物量呈正相关,叶绿素a、IMn与摇蚊幼虫生物量呈正相关。生物学评价表明,太滆运河处于中重度污染状态,漕桥河、徐家大塘和竺山湾处于中度污染状态。     

巢湖重污染汇流湾区沉积物重金属污染特征及风险评价

对巢湖重污染汇流湾区沉积物中主要重金属分布和累积特征及生态风险进行了分析评价.结果表明:受底泥分布影响,湾区沉积物重金属主要累积于距岸边约700m以上的低洼区,且表层沉积物(0~2cm)重金属含量大致随泥深增加而增大.基于地积累指数法和潜在生态风险指数法的评价结果表明,除Hg(Eri=325.5)和Cd(Eri=240.28)外,大多数重金属处于低风险状态,各金属元素污染顺序为Hg>Cd>Zn>Pb>Cu>As>Cr>Ni.其中,富集倍数最高的Hg和Cd具有同源性,污染等级均为3级.垂向分析表明,受Hg和Cd的影响,0~14cm沉积物已达严重生态风险程度(RI>525),14~34cm沉积物中Hg具有中度生态风险.建议亟须从流域角度对该汇流湾区重金属特别是Hg和Cd进行控制.     

湖北省湖泊大型底栖动物群落结构及水质生物学评价

大型底栖动物是湖泊生态系统的重要生物类群,在生态系统物质循环和能量流动中起着重要作用。底栖动物具有生命周期长、迁移能力较弱、对环境变化反应敏感等特点,可有效指示湖泊生态系统的健康状况。湖北省是我国淡水湖泊分布最密集的区域之一,湖泊总面积为3025 km2。近年来,伴随着工农业、养殖业及城市化的快速发展,富营养化已成为本地区湖泊面临的一个主要环境问题,并可能直接影响大型底栖动物的群落结构。目前关于本地区湖泊大型底栖动物群落的研究还较少,为此本研究对湖北省27个浅水湖泊底栖动物进行了调查,并对水质状况进行生物学评价。共采集到底栖动物40种,隶属于4门7纲18科,其中寡毛类5种,摇蚊幼虫16种,软体动物双壳类4种、腹足类8种。霍甫水丝蚓（Limnodrilus hoffmeisteri）、苏氏尾鳃蚓（Branchiura sowerbyi）、花翅前突摇蚊（Procladius choreus）、中国长足摇蚊（Tanypus chinensis）、多巴小摇蚊（Microchironomus tabarui）及铜锈环棱螺（Bellamya aeruginosa）是本地区湖泊最常见的种类。所调查湖泊底栖动物平均密度为32~1243 ind·m-2,其中12个湖泊密度低于200 ind·m-2,摇蚊幼虫和寡毛类对密度的贡献较大,以摇蚊幼虫占优势的湖泊有19个。底栖动物平均生物量为0.034~460.7 g·m-2,生物量低于50 g·m-2的湖泊数量最多（19个）,软体动物占优势的湖泊有16个,摇蚊幼虫和寡毛类占优势的湖泊数量共11个。各湖泊底栖动物物种数为3~14种,Margalef指数为0.71~2.33,Simpson指数为0.69~0.85,Shannon-Wiener为0.78~2.13,Spearman相关性分析结果显示物种丰富度和三种多样性指数与湖泊面积呈显著正相关。BI（Hilsenhoff生物指数）评价结果显示共11个湖泊为一般和轻度污染（6.01~7.44）,中度污染湖泊数量为13个（7.57~8.47）,长湖（8.52）、上津湖（8.65）和玉湖（8.50）处于重污染状态。