流域水生态系统的生境安全识别理论和方法研究——以太子河次流域本溪段为案例

流域水生态系统具有物质循环、能量流动、群落代谢等服务功能,由于人类活动干扰等因素,水生态系统受到破坏,服务功能的发挥受到抑制。太子河作为中国七大水系之一的辽河支流,其水生态系统健康状况同样由于社会、自然等胁迫驱动力原因受到影响。提出了一套流域水生态系统生境安全识别方法,并以太子河次流域本溪段为案例对方法的可行性进行研讨。采用水文、河道、河岸带和水质4个生境安全指标,分别对研究区的5个评价单元水生态系统生境进行安全评估,做出问题识别,找出水生态系统处于不同健康状态的原因,并确定优先修复项目,便于流域管理。通过研究得到观音阁水库坝区没有优先修复项目,小夹河区、老官砬子-观音阁水库坝区、大峪沟入河口-老官砬子区、兴安市界-大峪沟入河口区优先修复项目分别为河道、河道和河岸带、河道、水质,生境安全识别方法具有一定的可行性。     

洱海湖滨带挺水植物残体腐解特征及其环境效应初探

采用试验模拟的方法,研究洱海4种主要挺水植物茭草(Zizania caduciflora)、香蒲(Typha latifolia)、水葱(Scirpus validus)和芦苇(Phragnites australis)在水体中的腐解特征. 结果表明:在21 d的腐解试验中,水葱腐解速率最快,茭草和香蒲其次,芦苇最慢; 挺水植物单位干物质TN释放量表现为水葱>茭草≈香蒲>芦苇,TP释放量表现为水葱>茭草>香蒲>芦苇; 4种植物TP释放率均高于TN,腐解出的TP进入水体的比例也明显高于TN. 水体中ρ(TN),ρ(TP)及ρ(COD_Cr)均在腐解初期(1～3 d)快速上升,pH和ρ(DO)快速下降; 随后,ρ(TN),ρ(TP)及ρ(COD_Cr)均缓慢下降,pH和ρ(DO)则缓慢回升. 结合洱海湖滨带挺水植物空间分布的调查结果,估算全湖湖滨带4种挺水植物中TN和TP的总质量分别为17.622和2.870 t,其中茭草和香蒲中的TN和TP分别占91%和95%,对茭草和香蒲进行适时、适宜的收割对改善湖滨带的水质具有重要的意义.      

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.      

水生植物重建工程对小柘皋河富营养化水质的净化效果

利用筛选出来的芦苇(Phragmites australis Trin)、茭草〔Zizania latifolia (Griseb.) Stapf〕、香蒲(Typha orientalis Presl.)、菱角(Trapa natans Linn.)、莲(Nelumbo nucifera Gaertn)和菹草(Potamogeton crispus Linn.)6个工具物种,在小柘皋河道内进行水生植物群落重建恢复试验工程,并对该河道工程区内的水质进行1 a检测. 结果表明:恢复后小柘皋河植被面积占整个河道的65%～75%,河道水生植物年生产量约1.42×106 kg(以湿质量计),相当于1.98×1012 J(能量);河道内的水生植物都具有一定的抗水力冲击负荷能力,能适应河道污水水质和水量均不稳定的动态变化特征,并对污水中COD_Cr,TN,NO₃--N,TP和NH₄+-N等均有去除作用,去除率平均值分别为23.61%,25.00%,26.37%,32.93%和33.55%.      

淮河蚌埠段采样点鱼虾贝类重金属的富集

应用WFX-110型原子吸收分光光度法测定淮河蚌埠段污染较重采样点鱼虾贝类不同组织中重金属(Cu,Mn,Zn,Fe,Ni,Cd和Pb)的含量.结果表明:在同一组织中w(Fe),w(Zn),w(Cu),w(Mn)和w(Ni)高于w(Cd)和w(Pb),变化趋势为日本沼虾>河蚌>鱼;鱼虾贝类不同组织重金属含量变化趋势为w(Fe)>w(Mn)>w(Zn)>w(Ni)>w(Cu)>w(Pb)>w(Cd).w(Cu),w(Mn),w(Zn)和w(Fe)在肠、鳃、肝胰脏等组织中较高,在精巢、肌肉等组织中较低;w(Ni),w(Cd)和w(Pb)在肝胰脏、鳃等组织中较高,在肌肉、脑等组织中较低.其中,日本沼虾和河蚌对重金属元素的富集能力明显强于淡水鱼类;而肝胰脏和鳃是鱼虾贝类体内重金属富集的主要部位;其食用部分w(Cd)和w(Pb)均超过无公害食品水产品中有害物质限量(NY 5073—2006)和人体卫生消费标准,因此不宜食用,表明淮河蚌埠段采样点附近生物受重金属影响明显.      

保护淡水水生生物硝基苯水质基准研究

以硝基苯为研究对象,在分析美国和中国2种类型水生态系统和生物区系特征的基础上,分别筛选两国水生生物物种的毒性数据,运用物种敏感度分布曲线法、毒性百分数排序法和评价因子法分别推导了2个国家保护淡水水生生物水质基准;同时,结合国内外主要水体ρ(硝基苯)分布特征,对地表水体中硝基苯生态风险进行了初步评价.结果表明:由于生物区系不同,同样方法得到的美国水质基准值明显高于中国水质基准值,其中物种敏感度分布曲线法得出的基准值最为合理.用物种敏感度分布曲线法得到中国硝基苯急性基准值为0.572mg/L,慢性基准值为0.114mg/L;美国硝基苯急性基准值为7.271mg/L,慢性基准值为2.031mg/L.风险表征结果显示,中国主要地表水体中硝基苯不存在潜在的生态风险.      

水体甲苯、乙苯和二甲苯对斑马鱼的毒性效应

以斑马鱼(Brachydanio rerio)为实验生物,采用半静态实验方法,研究了甲苯、乙苯和二甲苯的水生生态毒性效应.研究表明,水体中甲苯、乙苯和二甲苯对斑马鱼96h半致死浓度LC50分别为77.5、31.0和34.8mg·L-1,根据化学物质对鱼类毒性分级标准,3种物质均属中等毒性,其毒性大小顺序为:乙苯>二甲苯>甲苯.在最高暴露浓度下,斑马鱼均出现了剧烈、无序游动,并伴有抽搐等现象,其中暴露在甲苯中的斑马鱼行为改变更为严重.分析认为,3种物质对斑马鱼毒性大小与疏/亲水性有关,疏水性越强,对水生生物的毒性作用越大.     

湿地水环境中采集的生物膜吸附铅和镉的特性

利用向海自然保护区湿地水环境中直接采集的生物膜进行了铅、镉的吸附实验发现,Freundlich和Langmuir方程均可描述生物膜吸附铅、镉的热力学过程.在所研究的浓度范围内,生物膜吸附铅的能力(1.55～8.25μmol/g)大于吸附镉(0.66～3.03μmol/g)的能力,而且随着生物膜浓度的增加,生物膜吸附铅、镉的最大吸附量呈下降趋势,并具有显著的相关性(n=5,p=0.10,0.05).     

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. .     

三氯生在水生生态系统中的污染现状及其生物毒性效应

三氯生(triclosan, TCS)是一种合成型广谱类抗菌剂,广泛应用于人类的生产生活,使用中伴随生活污水进入环境并已广泛分布,其中水生生态系统是TCS的主要污染区域之一。通过汇总分析国内外不同类型水生生态系统中TCS的调查研究结果,发现TCS已经普遍存在于淡水和近海水生生态系统中,生活污染处理厂出水是河流中TCS的主要污染源,区域污染水平与人口密度和工业发展程度密切相关;水体中的浓度受降雨、河口区潮汐作用以及季节影响; TCS对水生生物存在显著毒性效应,其效应浓度因物种而异,与生物的发育阶段也有关系。