太湖生物区系研究及与北美五大湖的比较

研究太湖水生生物区系特征,分析各类生物区系的变化及其原因,并与北美五大湖相应的水生生物区系进行了比较. 结果表明:太湖共有水生生物146科442种,其中鱼类25科107种,占24.2%; 底栖动物21科66种,占14.9%; 浮游动物37科103种,占23.3%; 浮游植物29科81种,占18.3%; 水生植物34科85种,占19.2%. 总体上太湖各类水生生物的种数和科数差别都不大,鱼类和浮游动物稍多. 北美五大湖各类水生生物的种数分别为鱼类134种、底栖动物165种、浮游动物132种以及浮游植物1 456种,除浮游植物种类较多外,其他3类水生生物的种数与太湖大致相当. 五大湖鱼类以鲑科和鲤科鱼类为主体,分别占鱼类总数的18.7%和20.1%,其中除伊利湖外其他4个湖都是鲑科占优势; 太湖鱼类以鲤科为主体,占鱼类总数的56.1%,这是太湖鱼类区系的主要特征,也是我国淡水鱼类的主要特征,所以鲤科是我国水质基准推导的优先选择物种. 太湖和五大湖中鱼类、底栖动物和浮游动物3类生物所占比例差别不大.      

太湖湖滨湿地降解有机物兼性厌氧菌群的筛选及其降解效果

利用梯度间歇曝氧新技术,从太湖湖滨湿地沉积物中筛选出高效降解有机物的土著兼性厌氧菌群,分离纯化、鉴定出优势菌,并研究了接种兼性厌氧菌对湖滨湿地微生物群落结构及有机物降解效果的影响.结果表明,筛选出的兼性厌氧菌群中没有严格好氧菌或严格厌氧菌混杂,筛选后期对沉积物中TOM的去除率为21%.分离出优势菌FA4,FA10和FA14,其16S rDNA鉴定结果分别为Pseudomonas sp.,Flavobacteriaceae bacterium和Haematobacter sp..分别接种优势菌及混合菌群后的湖滨湿地沉积物中兼性厌氧菌数和菌活性ETS值比对照组显著增高.对照组兼性厌氧菌菌群数〔lg(MPN/g),以干质量计,其中MPN为最大概率可能数量〕和ETS(以INTF计,干质量)值分别为4.9和85 μg/(g·2 h),而试验组的兼性厌氧菌菌群数都在5.4以上,ETS值都在240 μg/(g·2 h)以上.筛选出的兼性厌氧菌及菌群能很好地适应环境,有效降解有机物,7 d内将湖滨湿地沉积物中的BOD₅降低了90%以上,而未接种的对照组仅减少了56%;其TOM去除率是对照组的2.0～2.6倍,3 d内对照组TOM去除率为5%,而FA4,FA10,FA14和菌群(FAG)试验组TOM去除率分别为10%,13%,10%和12%.      

太湖水土界面氮磷释放通量的流动培养研究

运用一种新的水土界面释放通量研究方法--流动培养法,对太湖不同湖区不同季节条件下水土界面氮磷释放通量进行研究.结果表明,太湖水体沉积物是其上覆水体氮磷的内源,不同湖区间铵态氮、磷酸盐交换速率差异显著,其中,受入湖河道污染输入影响较大的梅梁湾北部、竺山湾、西部沿岸带湖区铵态氮释放速率[(103.35±13.17)mg·m-2·d-1]显著高于太湖其他湖区[(11.87±12.03)mg·m-2·d-1].磷酸盐空间释放规律与铵态氮相似,但释放的高值还出现在西南沿岸带、贡湖湾和东太湖.与静态培养方式下获得的结果相同,流动培养方式下梅梁湾铵态氮和磷酸盐释放速率也表现出季节性和空间差异,即夏季水土界面氮磷释放速率高于春、秋季,且污染严重湖区的释放速率高于其他湖区.由于流动培养的气密性减少了上覆水铵态氮以NH3的形式挥发,使得铵态氮释放速率高于敞口的静态培养方式;而就非挥发性磷酸盐释放速率而言,2种培养方式下得到的结果基本一致.     

太湖、巢湖沉积物中重金属污染的总量特征及其区域性差异

选取太湖、巢湖污染较为严重的区域为研究对象,采集季节性沉积物柱状样,以0.5cm的间距高精度分割样品,分析其中的Fe,Mn,Cu,Zn等重金属元素的含量,对沉积物中重金属的总量特征及季节性变化特征进行了分析,得出以下结论:太湖、巢湖沉积物中重金属的总量均呈现出Fe>Mn>Zn>Cu的特征,季节性变化幅度为Mn>Fe>Zn>Cu,重金属元素的地球化学性质对其季节性变化有很大的影响.同时,不同的区域背景差异(如元素丰度、污染状况等)导致了太湖、巢湖采样点沉积物中重金属元素季节性特征的差异.     

太湖复合污染胁迫下生物体抗氧化标志物的响应

采用清洁地饲养鲫鱼(Carassius auratus)为监测对象,采取主动生物监测法(ABM)对太湖北部湾复合污染区梅梁湖与贡湖进行为期3周的生物监测.结果表明,在有机、重金属复合污染条件下鲫鱼肌肉组织中抗氧化酶谷胱甘肽(GSH)、谷胱甘肽过氧化物酶(GP_X)与谷胱甘肽硫转移酶(GST)对污染物胁迫反应敏感,实验初期GSH出现显著抑制,而GP_X与GST出现显著诱导(P<0.05),实验后期均出现一定程度恢复,各监测点之间抗氧化酶没有表现出显著的差异.IBR综合分析表明,重金属离子对生物体抗氧化综合生物效应贡献最大,同时,浅水湖泊中风场的扰动影响不可忽略.     

北部太湖DO、pH时空变化及其与叶绿素a的相关性分析

基于北部太湖贡湖、梅梁湾、竺山湖2013～2018年湖泛期逐日巡查数据和2013～2018年各月监测数据,采用频率曲线等方法分析了三湖湾溶解氧(DO)和pH的时空变化特征,利用相关分析法探讨了水体富营养化对DO和pH的可能影响.研究结果表明:(1)湖泛期多年平均DO竺山湖(7.41mg/L)＜梅梁湾(8.62mg/L)...     

升温过程对藻类复苏和群落演替的影响

采用模拟升温方法培养太湖的冬季底泥,培养温度从5.5~30℃设计为8个水平,在各温度水平显微观察藻类群落组成,计算比生长速率,同时采用荧光法分析光合色素的浓度变化.结果表明,绿藻和硅藻在9℃时开始复苏,蓝藻在12.5℃开始复苏.虽然蓝藻复苏较晚,但是蓝藻复苏后的比生长速率高于绿藻和硅藻.12.5℃以后,藻类群落主要由蓝藻、绿藻、硅藻组成.在12.5℃和16℃时绿藻占优势;蓝藻在19.5℃以后占优势.叶绿素a浓度在9℃和16℃均明显升高,而藻蓝素浓度仅在16℃时明显升高.光合色素浓度的升高与绿藻和硅藻的复苏同步进行,但滞后于蓝藻的复苏.     

太湖地区水稻土表层土壤10年尺度重金属元素积累速率的估计

以江苏省几个水稻土历年监测的重金属元素变化资料为基础,估计太湖地区水稻土表层土壤的重金属元素积累速率并推算本地区相应的几种环境影响的污染通量.结果表明,Cu/Zn、Pb和Cd的积累速率分别达到0.3～lmg·(kg·a)^-1、0.2～1mg·(kg·a)^-1和0.3～3μg·(kg·a)^-1,它们的年污染通量分别为0.5～1kg·(hm²·a)^-1,0.5～1.0kg·(hm²·a)^-1,0.5～3.0kg·(hm²·a)^-1和0.8～10×10^-3kg·(hm²·a)^-1.观察到有效态含量的积累速率高于全量.就整个区域来说,Pb、Cd的面源复合污染强度明显较其他环境影响因子大,尤其是Cd的污染通量较国际上的报道偏高,说明本地区环境污染较为严重,仍然是区域环境质量的制约因素本地区土壤重金属元素的变化及其对食物链的影响以及人类健康的影响必须引起广泛的重视.     

太湖地区湖水与河水中溶解N2O及其排放

水体是N₂O排放的重要来源.2000-09～2001-09,每月2次采样(重复3次)连续监测太湖地区太湖和大运河水体N₂O排放通量和水中溶解的N₂O浓度,还同时监测不同深度水样中的N₂O浓度.结果表明,太湖N₂O-N的年均排放通量为3.53 μg/(m²·h),而大运河已高达122.5,μg/(m²·h).太湖湖水中溶解N₂O-N浓度为0.36μg/L,大运河河水中浓度高达11.31μg/L,浅水型水体是N2O排放的源.结果还表明,不同深度水中N2O浓度差异不明显,而时间差异显著.水面N2O的排放通量和水中溶解的N2O浓度呈显著正相关关系,二者又都与水温呈显著正相关. .     

超低压反渗透与纳滤处理太湖水的对比试验

对比试验以太湖水为原水,使用超滤作为前处理工艺,选取超低压反渗透和纳滤膜进行对比研究,分析各自的产水水质和运行工况.结果表明,两者对有机物的去除效果总体上相当,COD_(Mn)去除率均在76.94%以上,三维荧光检测显示反渗透去除溶解性有机物(DOM)优于纳滤,凝胶色谱检测表明两者对于原水中分子量主要集中于10000 Da的组分均表现出良好的去除效果,甚至纳滤表现出去除小分子优于反渗透.选取一价离子和二价离子共8种,利用离子色谱检测反渗透与纳滤的产水,反渗透脱盐率86.16%,纳滤对硫酸根去除率88.85%,其余离子去除效果一般.以通量和运行压力作为评价运行工况的指标,纳滤比反渗透拥有更为稳定的通量,但运行压力会随时间逐步上升,对此有必要采取前处理或加大化学清洗频率.