汉阳两湖泊底泥酶活性和脂肪酸垂直分布特征

酶活性和脂肪酸是富营养化湖泊底泥重要的生化指标。研究以武汉市汉阳地区两个湖泊为对象,测定了其中的酶活性(比色法)和脂肪酸(温和碱性甲酯化方法)。结果表明:酸性磷酸酶活性在表层和亚表层没有显著性差异(p0.05),而脲酶表层酶活性显著高于亚表层,甚至在有些位点差异极显著(p0.0005);饱和直链脂肪酸(碳原子数19)占总脂肪酸比例为40.40%～47.85%,多不饱和脂肪酸比例为18.21%～25.08%,表层和亚表层之间差异不明显(p0.05);单不饱和脂肪酸占总脂肪酸比例为19.60%～29.31%,饱和直链脂肪酸(碳原子数19)占总脂肪酸比例为6.47%～14.28%,表层和亚表层之间差异显著(p0.05)。碳原子数≥C24的长链脂肪酸比例很低,为1.57%～3.60%。上述研究结果在一定程度上获得了富营养化浅水湖泊底泥中酶活性和脂肪酸在垂直空间上的分布特征。     

不同品种黑麦草对富营养化水体净化能力的比较

利用浮床植物系统研究了不同品种黑麦草在富营养化水体中的生长特性和净化效果差异.结果表明,12个黑麦草品种在冬春季富营养化水体中均能良好生长,净化效果非常明显,对TN、TP、CODMn和BOD5的去除率分别高达73.68%、84.69%、87.87%和75.85%;同时,还能使富营养化水体中pH值降低,溶解氧浓度明显升高.室内试验植物地上部N、P积累量分别在46.86～145.25 mg·m-2·d-1之间和11.39～42.74mg·m-2·d-1之间;室外试验植物地上部N、P积累量分别为61.5～168.2 mg·m-2·d-1和11.9～47.2mg·m-2·d-1;且植物体内N、P积累量与其生物量之间存在着明显的相关性(r≥0.90).品种同差异显著(P<0.05),其中,以邦德、安格斯2号和牧杰对富营养化水体净化的综合能力表现最好.     

富营养化评价的对数型幂函数普适指数公式

为了建立科学合理、简洁直观、普适通用、易于计算和使用方便的湖泊富营养化评价模型,在适当设定富营养化指标"参照值"基础上,定义了相对于"参照值"的指标"规范值"概念,提出了一个对多项指标的"规范值"均适用的富营养化评价对数型幂函数指数公式,并采用粒子群优化算法对公式中的参数进行优化,得到优化后对14项指标皆适用的富营养化评价普适指数公式.将该公式用于我国不同地区和不同类型的45个湖泊及邛海8个断面的富营养化评价,其结果与用修正卡森指数公式TSIm、营养状态指数公式TSIc和幂函数加和型普适指数公式等多种评价法的评价结果几乎完全一致,并与实况相符合,从而为水体富营养化评价提供了一个简单、实用的新公式.     

钢渣-龙须菜系统处理富营养化海水的研究

分别研究了钢渣、龙须菜和钢渣-龙须菜等系统对富营养化海水中硝酸盐、磷酸盐的去除效果,探讨了利用钢渣-龙须菜系统处理富营养化海水的可行性.结果表明,钢渣可有效去除富营养化海水中的磷酸盐,不能去除海水中的硝酸盐.起始密度为3g/L的龙须菜对轻度富营养化海水(硝酸盐:0.3~0.6mg/L,磷酸盐:0.05~0.1mg/L)中硝酸盐、磷酸盐的去除率较高,但是对重度富营养化海水(硝酸盐:4.8mg/L,磷酸盐:0.8mg/L)中硝酸盐、磷酸盐的去除率较低.钢渣-龙须菜系统将钢渣对磷酸盐的物理吸附、化学沉淀与龙须菜对硝酸盐、磷酸盐的生物吸收结合起来,能够显著降低富营养化海水中硝酸盐、磷酸盐的浓度.     

不同水生植物对富营养化水体释放气体的影响

水体反硝化脱N、温室气体排放以及O2释放过程均是水体生态系统中发生的重要生化反应过程。为了明确不同类型水生植物对这些过程的影响程度,采用自主研发的原位收集水体释放气体装置,于2012年7—8月对滇池草海中自然生长的挺水植物〔菖蒲(Acorus calamus)〕、浮叶植物〔睡莲(Nymhaea tetragona)和荷花(Nelumbo nucifera)〕、漂浮植物〔凤眼莲(Eichhornia crassipes)〕、沉水植物〔狐尾藻(Myriophyllum verticillatum)和轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)〕及对照(无植物)区域内释放的N2、CH4、O2、CO2和N2O的规律进行研究。结果表明,各种水生植物生长区及对照区释放气体主要由N2、CH4和O2组成,其余成分主要是CO2和N2O。沉水植物通过光合作用明显促进了水域内O2释放过程,进而提高了水体释放气体的速率及各气体成分通量值。而睡莲、荷花和凤眼莲由于叶片覆盖水面的影响,降低了水体藻类的光合能力,造成该区域水体释放气体的速率中值低于对照区,且各气体成分释放通量值也较低。各区域释放气体中CH4浓度无显著差异(P0.05),菖蒲区释放的气体中N2浓度显著高于对照区(P0.05)。     

Diel and seasonal methane flux across water–air interface of a subtropic eutrophic pond

Abstract

Methane, which is an important greenhouse gas, has received less attention regarding its flux in ponds. Small ponds, whose area only occupies approximately 8.6%, comprise the bulk of CH₄ efflux from lakes and ponds on a global scale. However, temporal and spatial variability, as well as consequences of CH4 fluxes from ponds, remains unknown. The aim of this study was to examine using 4 field experiments diel methane (CH₄) fluxes from a subtropic eutrophic pond in different seasons. For the eutrophic pond, the mean CH₄ efflux for all seasons was 1.772?mg/m²/h, and CH₄ emissions in summer were approximately three-fold higher than total of winter, spring, and autumn. Methane diffusive emissions were positively correlated with water temperature, dissolved oxygen (DO) and air temperature but negatively related to pH and to the difference between water temperature and air temperature. The diel diffusive CH₄ flux among different seasons varied significantly. The CH₄ bubble flux did not differ markedly in winter, spring and autumn, but the quantity in summer was significantly different from all other seasons. Bubble is the main pathway for CH₄ emissions. The CH₄ ebullition flux accounts for 66, 71, 97 and 98% of the total in winter, spring, summer and autumn, respectively. On an annual scale, the CH₄ ebullition flux accounts for 77% of the total fluxes (diffusive?+?ebullitive). Our results show that further investigations need to be carried out to probe temporal variability of CH₄ fluxes in ponds located in different climate zones for better understanding of the global carbon budget, which is critical to predict future climate changes.     

黄浦江支流富营养化原水的生物膜修复技术试验研究

采用气升式内循环蜂窝陶瓷反应器（IAL-CHS）对受污染黄浦江支流进行生物修复,反应器采用自然挂膜法低温启动挂膜,第9天就完成挂膜。经过5个月的运行,在HRT为1.03 h时,反应器对氨氮去除率达到84.8%～99.2%,水力负荷可达到33.68 m^3/（m^2·d）,氨氮容积负荷达到0.60 kg/（m^3·d）,氨氮去除速率能达到0.53 kg/（m^3·d）。对NO2--N、TP、CODCr、TOC、UV254、浊度的去除率分别为40.7%～69.9%、9.26%～27.1%、8.22%～41.1%、9.49%～29.8%、11.4%～19.5%、27.0%～62.8%。微生物镜检表明此反应器生物相丰富,生物量大。     

白洋淀底栖藻类与多环芳烃生态风险相关性研究——基于综合生物反应指数法

湖泊富营养化与有机污染物的交互作用是当前国内外研究热点,为了建立富营养化湖泊中多环芳烃(PAHs)生态效应与底栖藻类群落之间的相关关系。本研究以白洋淀为研究区,选取8个国控样点作为采样点,依据人为干扰程度不同将8个采样点划分为3种生境:生境1(S1和S2)主要遭受上游府河废水排放影响;生境2(S3、S6和S8)主要遭受水产养殖和生活污水的影响;生境3(S4、S5和S7)遭受人为干扰较小。分别在2009年4月、8月和11月收集了底栖藻类样品,并测定了白洋淀中15种PAHs。运用RQ_((NC))和RQ_((MPC))等改进风险熵值(RQ)方法计算PAHs生态风险。研究结果表明:(1)底栖藻类群落指标AD、Chl a、Chl b/a、CHL、CYA、APA、GLU、LEU、PSC和AFDW的值在11月最高,其次是8月和4月;就空间分布而言,这些指标值在生境1中最高,其次是生境2和生境3;而Chl c/a和BAC值在8月最高,其次是11月和4月,从空间分布特征而言,这些指标值在生境3最高;(2)相关分析结果表明,Chl a、Chl b/a、CHL、CYA、APA、GLU、LEU、PSC和AFDW的指标与PAHs污染物浓度呈显著正相关,而Chl c/a和BAC指标与污染物PAHs浓度呈显著负相关;(3)就空间分异特征而言,生境1中的ΣPAHs浓度最高,就季节变化而言,PAHs的浓度从4月到8月逐渐增加,而从8月到11月逐渐下降。各类PAHs表现出与ΣPAHs相同的时空变化特征;(4)IBR与RQ_(ΣPAHs(NCs))呈正相关关系(r=0.827,P0.01);除RQAcy(NCs)外,其他种类PAHs生态风险均与IBR呈相正相关关系(r=0.699~0.899),其中RQ_(BaP(NCs))与IBR显著正相关(r=0.899,P0.01)。此外,除沉积物TP外,IBR与TSI、水中TN、水中TP和沉积物TN也呈显著正相关(r=0.722~0.862)。因此,在富营养化湖泊中应考虑运用底栖藻类IBR生态监测PAHs污染水平。     

太湖不同营养水平湖区汞的形态和分布特征

为研究富营养化对太湖汞形态分布特征的影响,于2011年水华暴发期,在太湖不同营养水平湖区(竺山湾、贡湖湾及南太湖)采集水样,测定了水体中THg(总汞)、DHg(溶解态总汞)、RHg(活性汞)、TMeHg(总甲基汞)、DMeHg(溶解态甲基汞)的质量浓度及其分布特征. 结果表明,太湖不同营养水平湖区水体中ρ(THg)和ρ(DHg)无显著差异,ρ(THg)为4.67~12.15 ng/L,ρ(DHg)为2.27~10.36 ng/L. 太湖水体中ρ(RHg)平均值为0.79 ng/L,藻类的生长对水体中ρ(RHg)的分布有显著影响,水体营养水平越高,ρ(RHg)越低. 水体中ρ(TMeHg)和ρ(DMeHg)分别为0.10~0.27和0.09~0.23 ng/L,藻类的吸附及水体中较高的E_h(氧化还原电位)和pH抑制了汞的甲基化,但在富营养化较严重的竺山湾,受藻类生长及水华的影响,水体中ρ(TMeHg)(0.22 ng/L)仍相对较高.      

底泥营养释放对城市景观水质影响的模拟研究

通过对天津市卫津河夏末底泥开展室内模拟,探讨重度富营养化河道底泥的氮、磷释放以及与上覆水浮游藻类种群变动的相互关联。结果表明:(1)以富营养湖水为上覆水较之蒸馏水能更快促进底泥氮、磷的释放。以湖水、蒸馏水为上覆水的处理组氨氮极大值分别为4.36、3.61mg/L;溶解性正磷酸盐极大值分别为110.3、81.9μg/L。(2)湖水样品室内培养后,优势蓝、绿藻门的细胞密度与生物量都成倍增长。添加底泥开展培养,蓝藻门和硅藻门快速增殖,绿藻门的生长因溶解性正磷酸盐的竞争与消耗而受到抑制。底泥营养释放导致上覆水层富营养化程度加剧,硅藻门的梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)被大量检出且增殖迅速。(3)上覆水为蒸馏水时,氮、磷营养自底泥的持续释放,促使绿藻门的土生绿球藻(Chlorococcum humicola)成为绝对优势种,藻类总生物量最高。