低分子量有机酸对三峡水库消落区土壤中汞赋存形态及其活性的影响

为研究植物根系分泌物的主要成分——低分子量有机酸对土壤汞的活化作用,利用室内模拟实验,通过分析不同浓度的柠檬酸、酒石酸和草酸溶液对三峡库区消落带土壤中汞赋存形态的影响及其随培养时间的变化特征,探究了低分子量有机酸对汞迁移能力和生物有效性的作用.结果表明,柠檬酸可增强土壤汞的迁移能力,而草酸和酒石酸则表现出软弱的抑制作用.3种低分子量有机酸均能明显地增强土壤中汞的生物有效性,整体活化效果为:柠檬酸酒石酸≈草酸.有机酸对土壤中汞形态的作用随其浓度的增加而增强,且当浓度为15 mmol·L~(-1)(柠檬酸)、10 mmol·L~(-1)(酒石酸和草酸)时开始趋于稳定.在15 mmol·L~(-1)柠檬酸培养的土壤中,汞形态分布的变化随培养时间的延长而愈加显著,直到14d时才基本停止,此时胃酸溶解态汞增加最为明显,其主要来自于部分被活化的强络合态汞.     

干流倒灌异重流对香溪河库湾营养盐的补给作用

三峡水库蓄水以来,其支流库湾每年均暴发严重的春季水华.为研究三峡水库支流营养盐受干流的逆向影响,于2010年对三峡水库库首区域最大的支流香溪河库湾水流特点及总氮、总磷的时空动态分布进行了详细监测.研究发现库湾水体表现为分层异向流动,存在明显的倒灌异重流现象,分别以表、中、底3种形式倒灌入香溪河库湾;特定的水流特性为库湾营养物质的运输提供了水动力基础,香溪河河口处由干流倒灌输入总氮、总磷的平均瞬时通量分别为501.92 g.s-1、48.17 g.s-1,在2010年干流倒灌输入香溪河库湾的总氮、总磷污染负荷分别占总量的43.4%、21.5%.结果表明,倒灌输入的总氮、总磷占有很大的比例,同时加强三峡水库支流及干流上游流域污染控制才是有效控制支流水华发生的根本途径.     

三峡库区大宁河与磨刀溪重金属污染特征

为揭示三峡库区重金属污染的潜在风险,分析了三峡库区大宁河和磨刀溪两条典型支流沉积物和野生鲫鱼体内重金属水平,并分别采用潜在生态危害指数法和综合污染指数法对重金属污染风险进行了评价.结果表明,沉积物中Zn和Cr含量均处于较高水平(大宁河:78.31和83.98 mg.kg-1;磨刀溪:99.03和94.20 mg.kg-1),而Cd含量水平最低(大宁河:0.62mg.kg-1;磨刀溪:0.75 mg.kg-1),并从上游到下游表现为明显的升高趋势.野生鲫鱼各组织以肌肉中各种重金属水平最低,肠最高,但在2条支流中均没有表现出上下游的变化趋势.潜在生态危害指数法评价沉积物重金属污染处于较高风险,综合污染指数法评价鱼体重金属污染的风险低于背景值.     

青草沙水库蓄水期间细菌群落结构变化的初步研究

为调查青草沙水库蓄水及运行初期水质变化和微生物群落的关系,采用微生物培养计数和PCR-DGGE(变性梯度胶凝胶电泳)技术对水库水体中的细菌群落结构进行了研究.结果表明,长江来水进入水库后,氮磷浓度显著降低,水质明显改善;来水和水库中可培养微生物数量随季节变化,春夏季来水明显多于库内,秋冬季少于库内,悬浮于水中的微生物等有机体可通过沉降作用部分进入到底泥中,导致库尾底泥有机质含量增加;PCR-DGGE分析结果表明库中细菌群落结构呈现季节性变化,夏季微生物群落多样性丰度最高,秋季较低;水库运行初期水样和底泥的微生物群落结构聚类分析的相似度可以达到62%,这与来自水中微生物的沉降有关;来水及库中主要的优势微生物与α、β-Proteobacteria、Flavobacterium、Rheinheimera、Prochlorococcus、Synechococcus和海洋宏基因具有很高的相似性,预示着水库存在藻类规模生长和海水入侵的风险,研究结果可为水库的运行管理和深入研究提供参考.     

降雨径流过程中土地利用优化配置对磷流失的影响

为了探究土地利用优化配置对三峡库区小流域径流过程中磷素流失的影响,选取重庆忠县石盘丘小流域内传统农业模式集水区（CG）和土地利用优化配置后的集水区（EG）为研究对象,分别在两个集水区出口采样,监测降雨事件中径流过程和不同形态磷素,分析土地利用配置对磷流失规律的影响.结果表明：（1）监测的10场降雨径流过程中,EG的ρ[总磷（TP）]均低于CG,两者范围分别为0.09～0.75 mg·L^-1和0.13～2.82mg·L^-1;相对于CG, EG显著降低了TP浓度峰值.（2） EG的TP、可溶性磷（TDP）、无机态磷（DIP）和颗粒态磷（PP）在降雨径流过程中的浓度平均值EMC均较CG低,且EG与CG在TP、 TDP和DIP的EMC上均呈现显著差异（P<0.05）;降雨径流过程中两个集水区磷流失的主要形式均为TDP,但EG的TDP/TP平均值更大.（3） EG比CG的TP、 TDP、 DIP和PP的输出负荷降低45%、 43%、 57%和47%,EG和CG各形态磷素输出负荷均与径流总量极显著相关（P<0.01）, CG各形态磷与径流总量...     

三峡水库不同支流库湾蓄水期溶解氧分层特性及差异性

以三峡水库典型支流库湾小江和香溪河为例,通过2020年蓄水期不同阶段的野外监测,对比分析了两条支流库湾的水动力过程、热分层、溶解氧时空差异及其对蓄水过程的响应.结果表明：（1）蓄水初期,小江库湾表层受大气复氧和浮游植物影响溶解氧较高(7.00～13.00 mg·L^-1,其氧跃层出现在水深3～5 m处,5 m以下水域出现大面积缺氧(DO<2.00 mg·L^-1),甚至无氧现象.香溪河库湾溶解氧在垂向上大致可以分为3层：表层富氧水体(8.00～12.00 mg·L^-1)、中层水体(6.00～8.00 mg·L^-1)和底层低氧水体(4.00～6.00 mg·L^-1).（2）稳定的热分层为底层厌氧的形成提供了稳定的物理环境,而小江上游来流以及消落带植被分解增加了水体有机质的含量,可能是造成小江水体耗氧量增大、形成厌氧的内因;而香溪河因为长期存在的顺坡异重流补给,底层水体缺氧的风险较低.（3）持续的跟踪监测发现水库蓄水对支流库湾溶解氧起到了显著的补给作用,促使小江库湾厌氧现象在短期...     

三峡水库蓄水对支流浮游植物功能群的影响及与资源利用效率的关系

为探究三峡库区腹地重要支流浮游植物功能群组成与资源利用效率的关系,于2020年8月和11月对香溪河、大宁河、梅溪河、彭溪河和黄金河这5条支流进行浮游植物采集,夏季共计检出浮游植物119种,隶属7门62属,冬季共检出浮游植物118种,隶属7门58属.依照Padisak理论,将所有浮游植物划分为25个功能群,冬季和夏季均出现6种重要功能群,其中夏季以L0、 H1、 D、 Y、 MP和P为主,而冬季则主要以L0、 H1、 A、 M、 MP和Y为主.根据浮游植物功能群多样性分析结果可知,冬季α多样性低于夏季,且下游河段浮游植物功能群多样性更高,群落结构更复杂.浮游植物功能群及其驱动因子RDA分析表明,ν、 pH、高锰酸盐指数、 WT和RUE_TN是显著影响浮游植物功能群的环境因子(P<0.05).VPA结果显示,夏季环境变量对功能群组成变化的解释度较高(45.23%),而冬季则相反,资源利用效率具有更高的解释度(42.33%).进一步对重要功能群与资源利用效率进行线性拟合发现,夏季功能群L0、 H1、 D和Y与RUE_TN和RUE_TP     

三峡库区澎溪河河段间水华程度差异及其机制

三峡大坝蓄水以来,库区50%一级支流水华频发,且不同支流水华高发断面的地理位置不同,受干流影响程度存在差异.为探讨水华暴发的河段差异,及其与长江回水的关系,以库区一级支流澎溪河为例,在2019年春季水华季,进行了间隔期一周、总时长一个月的采样,从河口至上游设置7个采样断面(PX1～PX7),根据各断面的垂向水温和电导率特征推断长江回水的影响范围和形式;并通过对水华高发的高阳平湖断面(PX5)和分别距其4 km的上游断面(PX6)和下游断面(PX4)的水文、水质和底泥营养盐等指标,探究断面间水华暴发程度的差异及其机制.结果表明,水华季澎溪河下游(PX1～PX4)的ρ(Chl-a)较低,为14.55～44.00μg·L^-1,上游(PX5～PX7)则达到42.66～175.40μg·L^-1,其中PX5的ρ(Chl-a)最高时达413.00μg·L^-1,显著高于其余位点(P<0.05).温度和电导率结果显示,4～5月长江干流回水从中下层潜入澎溪河,下游(PX1～PX4)处于长江干流回水与澎溪河上游来水的交汇区域,水体不稳定...     

化肥减量配施生物炭和秸秆增加了坡耕地壤中流磷流失风险

紫色土坡耕地是中国西南地区的重要农耕用地,也是三峡库区农业非点源污染的主要来源地之一,采取合理的措施控制其土壤养分流失对该区域非点源污染治理具有重要意义.以紫色土坡耕地为研究对象,通过3 a(2018～2020年)大田试验,设置不施肥(CK)、常规施肥(CF)、优化施肥(OF)、生物炭+优化施肥减量15%(BF)和秸秆+优化施肥减量15%(SF)这5个处理,对自然降雨条件下坡耕地地表径流(0～20 cm)和壤中流(20～60 cm)磷流失规律进行监测与评估.结果表明,施肥减少了紫色土坡耕地产沙量和地表径流流失通量,但增加了壤中流流失通量.地表径流正磷酸盐(PO^3-₄-P)、全磷(TP)和颗粒态磷(PP)总流失通量以BF处理最高,SF处理最低.各施肥处理壤中流磷流失通量均高于CK处理,且PO^3-₄-P和TP流失通量以BF处理最高(213.88 g·hm^-2和694.54 g·hm^-2),其次为OF和SF处理.冗余分析(RDA)结果表明,地表径流流失通量和生物...     

The fate of the herbicide propanil in plants of the littoral zone of the Three Gorges Reservoir (TGR), China

The anti-seasonal hydrology with 30 m water fluctuations in the Three Gorges Reservoir(TGR) of China attracts growing environmental and ecological concerns. We investigated the biotransformation of the herbicide propanil in plants dominating in the littoral zone of the TGR by applying the ~(14)C-ring-labeled herbicide into non-aseptic hydroponic plant systems(Cynodon dactylon, Nelumbo nucifera and Bidens pilosa), aseptic plants(Lemna minor and Lemna gibba) and cell suspension cultures(C. dactylon and L. minor).(1) Propanil absorbed in plants of the hydroponic systems was(12.46 ± 1.63)% of applied radioactivity(AR)(C. dactylon),(52.36 ± 6.38)%(N. nucifera) and(76.55 ± 6.07)%(B. pilosa), respectively. The ~(14)C-residues in the plant extractable fractions and the corresponding media were confirmed by radio-Thin Layer Chromatography(TLC), radio-High Performance Liquid Chromatography(HPLC) and Gas Chromatography-Electron Ionization Mass Spectrometry(GC–EIMS) as propanil,3,4-dichloroaniline(DCA) and N-(3,4-dichlorophenyl)-β-D-glucopyranosylamine(Glu-DCA).(2)About 8% of AR was taken up by both aseptic plants, from which 7.0% of AR was extracted and identified also as propanil, DCA and Glu-DCA.(3) Concerning cell suspension cultures,(39.22 ±9.39)% of AR was absorbed by C. dactylon after 72 hr, whereas the accumulated ~(14)C-propanil by L.minor cell suspension culture amounted to(65.04 ± 1.72)% after 7 days. The identified compounds in cell cultures are consistent with those in the tested plants. Most of the pesticide residues in the intact plants were un-extractable, which are recognized as the end of the detoxification process. We therefore consider these plants as suitable for the phytoremediation of the herbicide propanil in the TGR region.