腐解对水-底泥-黑藻系统中氮迁移转化的影响

文章在约12 L的圆柱形聚乙烯塑料桶进行实验,通过对水-底泥-黑藻系统腐解模拟研究,监测在黑藻衰亡期时整个系统及在各介质中总氮和各形态氮含量变化,以此反映氮元素在研究系统中迁移转化规律。实验表明:在整个实验过程中,腐解量为30 g时,系统中TN、NH_4~--N分别增加了21.4%、13.8%,NO_3~-N降低了19.5%;腐解量为60 g时,系统中TN、NH_4~+-N、NO_3~--N分别增加了37.6%、67.1%、13.0%,而对照组TN增加了5.8%,NH_4~+-N、NO_3~--N分别下降了25.6%和61.1%;同时腐解量与TN的增幅呈正比。黑藻的腐解促进了好氧性分解菌和氮循环菌的增殖,从而影响整个系统的氮素循环,并且改变系统中各形态氮的迁移转化。     

洱海流域生态塘湿地氮截留特征及其影响因素

为考察生态塘湿地对农村面源污染水体氮截留效果及其影响因素,以洱海子流域生态塘湿地为例,对其基本设计参数和水质进行调查分析,评估生态塘湿地对氮的截留效果,识别不同形态氮在湿地中的迁移转化特征,剖析生态塘湿地中氮截留的主控因子.结果表明:①污水经生态塘湿地净化处理后,出水水质显著改善.出水氮达GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准的比例为37.5%. ②Spearman相关分析表明,湿地净化效率与湿地氮输入密切相关,生态塘湿地可以有效实现氮的截留,η（TN）（η为去除率）分别与ρ（NH₄+-N）（R=0.226,n=84）、ρ（TN）（R=0.215,n=84）呈显著正相关,与ρ（NO₃--N）（R=-0.201,n=84）相关性不强,硝酸盐氮截留是其效率提高的主要制约因素. ③丰水期、枯水期高低水位交替运行有助于氮截留效率的稳定,枯水期生态塘几乎可以截蓄汇水分区内全部农村面源污水,实现污水的收集消纳及净化.丰水期和枯水期平均η（NH₄+-N）分别为57.72%和55.30%;平均η（NO₃--N）分别为49.45%和46.73%;平均η（TN）分别为54.41%和54.20%. ④单因素分析法有助于识别影响湿地氮净化效率的主控因子.研究显示,当生态塘湿地面积（< 8 000 m2）、库容（< 15 000 m3）、水深（< 2.0 m）在一定范围内时,氮净化效率与面积、库容、水深响应关系不显著,但合适的水深（< 0.4 m和>1.5 m）有利于氮的截留.      

松花湖表层沉积物中PAHs及PAEs污染特征

松花湖是吉林省面积最大的湖泊和重要水源地,具有防洪排涝、灌溉供水、航运旅游等重要功能.为探究松花湖中PAHs（多环芳烃）和PAEs（邻苯二甲酸酯）的主要污染来源及生物毒性风险,于2017年7月采集松花湖21个表层沉积物样品,采用GC-MS测试16种US EPA（美国环境保护局）优先控制PAHs和6种PAEs的质量分数,并通过统计学方法对调查结果进行分析.结果表明:①松花湖沉积物中w（∑₁₆PAHs）范围为23.1~554.8 ng/g,平均值和中位值分别为172.9和123.2 ng/g,w（∑₁₆PAHs）高值分布在漂河镇和丰满乡附近湖区,主要来源于石油燃烧污染,贡献率为57.9%,其次为煤及生物质燃烧污染、石油泄露污染,贡献率分别为21.1%、21.0%.②松花湖沉积物中w（∑₆PAEs）范围为33.7~2 062.3 ng/g,平均值和中位值分别为240.4和72.7 ng/g,主要成分为DBP（邻苯二甲酸二正丁酯）和DEHP（邻酞酸二辛酯）,w（∑₆PAEs）高值分布在旺起镇附近湖区,其来源主要与城镇生活污染输入有关.③松花湖沉积物中PAHs、PAEs污染生态风险较低,只有部分采样点存在低度潜在生态风险,但旺起镇附近湖区沉积物中的w（DBP）已经临近ERL（效应区间低值）,需加以关注.研究显示,松花湖PAHs、PAEs污染程度较低,为加强松花湖饮用水源地保护,应着重加强交通燃油污染源的风险防控,同时在乡镇附近湖区应加强燃煤和生活污染源的监管力度.      

大通湖表层水体中抗生素赋存特征与风险

为了评价大通湖表层水体中典型抗生素的赋存特征及生态风险等级,采用超高效液相色谱-串联质谱仪（UPLC-MS/MS）检测了4类12种（磺胺类,磺胺增效剂,喹诺酮类和四环素）抗生素的浓度水平.结果表明：除氧氟沙星外,其余11种抗生素均有检出,其总浓度为0.19~261.89ng/L;磺胺嘧啶的平均浓度最高（37.41ng/L）,其次为磺胺甲恶唑（12.34ng/L）>沙拉沙星（8.55ng/L）>恩诺沙星（8.04ng/L）>甲氧苄啶（7.56ng/L）>金霉素（3.92ng/L）,并且磺胺嘧啶、四环素、沙拉沙星、金霉素、磺胺甲恶唑和甲氧苄氨嘧啶的检出率均超出50%,处于较高水平.与部分河流、湖泊相比,大通湖抗生素的浓度除磺胺嘧啶和恩诺沙星外,基本处于较普通水平;在空间分布上表现为明显的差异性.环境和健康风险评价结果表明：磺胺甲恶唑、沙拉沙星和环丙沙星为大通湖主要的风险因子,RQ>1,对洞庭湖有较高的潜在风险;点位S2、S3、S6对大通湖周围环境具有较高的累积风险,主要的贡献因子分别为恩诺沙星和沙拉沙星、磺胺甲恶唑和环丙沙星;11种抗生素通过饮水途径对成人和儿童的健康风险指数R_QH处于8.74×10^-8~9.17×10^-3之间,且通过饮水途径摄入抗生素对儿童的健康风险高于成人.     

灰分对挺水植物生物炭吸附硫丹的影响

将美人蕉、菖蒲和芦苇等挺水植物通过限氧高温热解（500℃）制备生物炭,探究灰分对生物炭吸附硫丹的影响.研究表明：挺水植物生物炭表面孔隙发育成熟,以介孔为主,灰分含量较高（15.86%~27.29%）,主要成分可能为碳酸钙.生物炭对硫丹的非线性吸附常数介于0.63~0.80之间,较去灰生物炭大（0.61~0.72）.去灰后,生物炭对β-硫丹和α-硫丹的吸附能力降低（logK_F在6744~11111mg/kg之间）.但各生物炭比表面积增大（20.55~58.13m²/g）,（O+N）/C值变小,炭表面极性降低,疏水性增强;且表层碳元素与主体碳占比增加,炭表面暴露出更多的有机质,增强对硫丹的疏水作用.加入上清液后,去灰后美人蕉、菖蒲和芦苇生物炭对硫丹的吸附变化显著,其上清液中的溶解性物质增强了去灰生物炭对硫丹的吸附作用.     

白洋淀水体挥发性有机物污染特征与风险评价

为研究白洋淀水体中挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)污染现状,于2016年3月在白洋淀采集15个水体样品,采用吹扫捕集-气相色谱-质谱法分析了54种VOCs的浓度,对其分布特征和健康风险进行讨论,并尝试利用综合污染指数法对白洋淀水体VOCs污染情况进行评估.结果表明:(1)白洋淀水体中共有14种VOCs被检测出来,其中二氯甲烷、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、1,3,5-三甲基苯检出率为100%,二甲苯浓度最高,平均值为564.9 ng·L~(-1);三氯乙烯浓度最低,平均值仅为3.3 ng·L~(-1),检出率为13.3%.(2)白洋淀水体中VOCs总浓度在423.0~4 207.8 ng·L~(-1)之间,苯系物是主要污染物,主要来源可能是上游污水处理厂的出水、工业废水以及城市内机动车尾气的排放.(3)健康风险评价显示白洋淀水体中VOCs不会对人体产生致癌和非致癌风险;VOCs综合污染指数显示白洋淀水体中VOCs处于清洁水平.     

浅水湖泊模型PCLake及其应用进展

浅水湖泊是与人类关系最为密切的淡水生态系统之一。随着浅水湖泊富营养化的发生,人们对浅水湖泊也日益关注,并尝试采用不同生态模型对湖泊水质进行预测。PCLake模型是浅水湖泊专用模型,可以准确预测浅水湖泊污染物的变化。该研究介绍了PCLake模型原理概况,梳理了应用实例。从浅水湖泊的稳态转换研究、气候变化、湖泊管理等领域阐述了PCLake模型的应用研究现状,同时对PCLake模型与CAEDYM模型、LakeWeb模型、MIKE21模型、CE-QUAL-W2模型、WASP模型等常见的湖泊水生态模型进行了对比分析,探讨PCLake模型的适用性与局限性,展望其未来发展方向,旨在为浅水湖泊PCLake模型研究领域提供系统参考。     

嘉兴城区河网水系水环境问题识别与治理对策

嘉兴市是长江三角洲重要城市之一,作为典型平原河网城市,嘉兴市地势低平、水体流动性不足、污染物易淤积,加之上游客水水质差、人口密集、城市径流污染日益凸显、河道航运扰动频繁等,导致城区河网水系中总磷及氨氮不能稳定达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类水质标准;河网水体透明度低下,平均值不足40 cm;大部分...     

多方法研究呼伦湖表层沉积物有机质的赋存特征及来源

湖泊沉积物有机质是全球碳循环的重要组成部分之一.寒旱区湖泊由于地理位置和气候条件的特殊性,其沉积物有机质的赋存和迁移转化特征更容易受到气候变化的影响.以我国寒旱区典型代表湖泊——呼伦湖为例,采用连续提取法、C/N（碳氮比值）、δ13C（碳稳定同位素）、三维荧光光谱技术对呼伦湖表层沉积物有机质的含量和组分的时空分布特征、污染来源及稳定性进行了研究.结果表明:①2018年10月（秋季）、2019年3月（冬季）、2019年5月（春季）、2019年7月（夏季）,呼伦湖表层沉积物中w（TOC）的平均值分别为（25.05±9.73）（26.92±11.60）（24.68±10.19）（24.36±10.01）g/kg,呈冬季高、夏季低,由西北部向东南部递减的时空分布趋势.②w（WEOM）（WEOM为水提态有机质）、w（FA）（FA为富里酸）、w（HA）（HA为胡敏酸）和w（HM）（HM为胡敏素）的年均值分别为（0.63±0.33）（2.31±1.26）（3.42±1.49）（19.21±7.83）g/kg,w（WEOM）:w（FA）:w（HA）:w（HM）为1.0:3.7:5.5:30.7,其中HM为有机质的优势组分.③WEOM包括类富里酸组分C1,类腐殖酸组分C2和C3,以及类色氨酸组分C4共4个荧光组分,其中,类腐殖质组分（C1+C2+C3）贡献了总荧光强度的79.2%,为优势荧光组分.④沉积物有机质主要来自于陆源,陆源有机质的平均贡献率在80%左右.⑤沉积物PQ值（胡敏酸占腐殖酸的比例）和WEOM的HIX（腐殖化指数）年均值分别为0.55和6.39,表明现阶段呼伦湖表层沉积物有机质腐殖化程度较高且相对稳定.研究显示:呼伦湖表层沉积物有机质含量较高,表现出季节和空间分布差异性;有机质主要来自陆源,以类腐殖质为主,具有腐殖化程度高和相对稳定的特点.      

呼伦湖水体悬浮颗粒物中有机质的赋存特征及来源解析

SPOM（suspended particulate organic matter,悬浮颗粒物中的有机质）是地表水体中有机质的重要组分之一,在全球碳循环和水体富营养化过程中发挥着重要作用.采用连续提取法、δ13C（碳稳定同位素）、三维荧光光谱和平行因子分析技术对呼伦湖夏季SPOM的含量、组分、荧光特性、污染来源及生物有效性进行系统研究.结果表明:①SPOM（以碳质量计）在14.4~31.5 g/kg之间,其中HM（提取残渣）为SPOM的主要组分,占SPOM总量的61.2%.②SPOM中WEOM（水提态有机质）含有类富里酸组分（C1）、类腐殖酸组分（C2）和类色氨酸组分（C3）3个荧光组分,类腐殖质组分（C1+C2）和类蛋白质组分（C3）对总荧光强度的贡献分别为70.4%和29.6%.③SPOM的C/N〔总有机碳（TOC）浓度与总氮（TN）浓度的比值〕和δ13C的值分别在7.53~15.2和-27.2‰~-26.1‰之间.利用C/N和δ13C端元混合模型计算陆源对SPOM的平均贡献率分别为67.2%和68.9%,结果相近.④WEOM的HIX值在4.09~7.40之间,腐殖化程度较高,生物可利用性较差.研究显示,呼伦湖中SPOM以难降解的腐殖质组分为主,腐殖化程度较强,生物可利用性较低,但随着温度升高,预估自生源SPOM的贡献将增大,可能导致其生物可利用性升高,需引起足够的重视.