富春江库区高温热浪变化特征及对藻类水华潜在影响研究

随着全球气候变暖,夏季高温热浪出现频次、强度和持续时间明显增加. 为探明气候变暖引起的夏季高温热浪对藻类水华及淡水生态系统的影响, 基于长期气象观测、高频浮标水温监测、藻华过程浮游植物生物量连续监测以及卫星遥感反演,分析了富春江库区夏季高温热浪长期变化特征以及2016年高温热浪对富春江水库藻类水华的影响过程. 结果表明:①1972—2020年近50年富春江水库呈现明显的区域增温,平均气温增速为0.35 ℃/(10 a),2016年达最高值(18.13 ℃);与此同时,高温热浪频次和天数也显著增加,且起始时间显著提前,结束时间显著推迟,2016年经历了近50年来较严重的高温热浪事件. ②野外实测和卫星遥感反演表明,2016年7—8月富春江水库暴发严重的藻类水华,库区叶绿素a浓度在8月19日达最高值〔(65.3±21.3) μg/L〕. ③因果分析显示,高温热浪引起的气温和水温增加、降水和风速减少以及热力分层强化等直接或者间接诱发和促进了浮游植物生物量累积及蓝藻水华形成. 研究显示,夏季高温热浪加剧了富春江水库藻类水华暴发,未来全球变暖背景下高温热浪频次和强度将继续增加,需开展高频同步监测和受控试验,深入揭示高温热浪对藻类水华形成的驱动机制.      

基于EEM-PARAFAC解析厌氧生物滤池对城市污染河流中DOM的转化特性

为探究厌氧生物滤池(AF)处理城市污染河流的最佳工况和运行效能,以新河河水为研究对象,运用三维荧光光谱结合平行因子法(EEM-PARAFAC),研究AF中试试验系统在不同水力停留时间(HRT)及温度条件下对溶解性有机物(DOM)的转化特性. 结果表明:①河水中DOM主要包含3种荧光组分,其中,C1为类腐殖质物质,C2为类蛋白物质,C3为类腐殖质物质,类蛋白和类腐殖质物质平均占比分别为53.45%和46.55%. ②AF运行稳定后COD平均去除率为30.75%,出水UV₂₅₄降低19.80%;荧光组分分析表明,DOM的降低主要归因于C2和C3的有效转化,且提高温度和HRT有助于DOM的进一步降低. ③UV₂₅₄和<10 kDa的DOM沿程逐步减小,3~10 kDa和<3 kDa的DOM去除率分别为64.29%和22.81%;沿程出水三维荧光光谱显示,AF前端微生物活性较高,C1和C3变化较小,C2先升高后逐步下降,最终出水DOM总荧光强度出现明显的降低,表明AF第1级滤层是DOM去除和转化的主要区域. 研究显示,常温且HRT=24 h工况下,AF能够在一定程度上将难降解有机物转化为易降解有机物,有效去除城市污染河流中的DOM,可作为处理城市污染河流的潜在预处理手段.      

三峡水库藻类“水华”预测

根据三峡库区江段16条一级支流以及重庆市35座大中型〖JP2〗水库的调查资料，分析天然河流与水库两种不同水流条件下，水体叶绿素a浓度与总磷和透明度的关系。结果发现,在水库环境中，水体叶绿素a的浓度与总磷以及与透明度都具有较好的相关性，但在河流条件下则没有明显的关系。由于三峡库区江段大多数支流的营养水平已达到富营养化状况，当三峡水库建成、水流条件发生变化后，在支流河口等水域存在爆发“水华”的风险。为此，我们根据1998年枯水期，在三峡库区长江江段流域面积大于100 km2的40条支流河口实测的总磷浓度，利用所建立的水库环境中总磷与叶绿素a 浓度的关系，对三峡成库后在局部水域爆发“水华”的可能性和程度进行了分析，并提出了相应的对策。     

油指纹技术在冀东油田溢油鉴别的研究与应用

油指纹是目前溢油鉴别的重要技术手段,随着冀东油田海上开采力度不断加大,该项技术将在污染事故调查中发挥重要作用。监测站运用荧光光谱法对油品的普通、同步、三维荧光进行分析,利用气质联用分析技术(GC-MS)对油品风化前后的生物标记化合物烃类组成开展研究,建立了油指纹数据库。建立一套适用于冀东油田的溢油污染源鉴别的方法,为油田区域多起环境污染事故处理提供了技术支持,而且为日后疑似溢油事件的处理做好基础数据和油样储备。     

太湖蓝藻水华的遥感监测研究

随着太湖蓝藻水华的日益严重,实现藻类的时空动态监测成为湖泊水质保护亟待解决的问题.利用遥感技术可以快速、直观地获取整个水域水质的时空变化情况,为实现藻类的动态监测提供了有效的途径.在太湖蓝藻水华遥感监测研究结果的基础上,总结分析了现有研究中所使用的遥感数据源、遥感监测方法以及遥感反演的水质参数,讨论了现有研究中存在的问题,并对将来的发展趋势进行了展望.     

细胞内自由钙离子的测定——荧光指示剂法

钙信号不仅在动物的生理病理过程中发挥着调控作用,亦在植物的生长、发育以及抗逆中起效应。为了更加精确的测定细胞内自由钙离子的浓度,本文对荧光测定方法中荧光指示剂的分类、装载方法以及荧光测定方法进行详细说明。     

罗非鱼池塘环境因子对叶绿素a影响的通径分析

叶绿素a(Chl.a)是各类水体浮游植物生长状况的表征,其含量体现出水体生态系统的初级生产能力和水质环境状况。Chl.a含量的高低与诸多环境因子的变化密切相关,以通径分析的方法来研究水体环境因子变化对Chl.a的影响,能够剖分Chl.a受各环境因子的影响为直接和间接作用,解析出各因子对浮游植物生长效应的决定比例,使复杂的水体环境因子关系明了清晰化。该实验主要研究罗非鱼(Oreochromis niloticus)养殖池塘水体营养因子TN、TP、NH_4~+-N、NO_3~--N、NO_2~--N及pH变化对Chl.a的影响,通过相关性分析和多元回归分析剔除了对Chl.a影响不大的TN和NO_2~--N,并在此基础上根据偏回归系数建立罗非鱼养殖池塘Chl.a与环境因子的多元回归方程。重点进行了通径分析,计算得出pH、TP、NH_4~+-N和NO_3--N变化对叶绿素a影响的直接通径系数分别为0.416、0.325、0.404和-0.223,间接通径系数总和分别为-0.276、0.198、0.072和-0.163。分析表明,环境因子的变化其自身可以以直接敏感的方式较大比例地影响浮游植物的生长和繁殖,而通过作用其他因子间接对浮游植物的生长和繁殖产生影响的路径也十分重要,前后两者的绝对作用值和的比例分别约为65.9%和34.1%。决定系数显示TP和NH_4~+-N是对Chl.a影响最大的因子,其决定值分别达到了0.235和0.221。研究表明,通径分析能够更科学地为了解罗非鱼等养殖池塘水体系统的营养结构、更合理地为水体环境的控制和改善及健康养殖模式的寻求提供科学依据。     

改良型AO法组合工艺中有机物的三维荧光分析

采用三维荧光(EEM)光谱技术,对上海竹园第二污水处理厂改良型AO法组合工艺运行过程中的各种溶解性有机物(DOM)进行分析,并对比研究传统好氧活性污泥法曝气池出水和A/O脱氮工艺硝化池出水DOM的EEM光谱的迁移变化特性.结果表明,各种DOM中主要的荧光物质有类蛋白质(荧光峰A和B)及类腐殖质(荧光峰C),经改良型AO法组合工艺处理后,荧光峰的强度降低了14％～60％,同时类蛋白质和腐殖质的结构也发生了变化；腐殖酸溯源表明DOM中的腐殖酸以微生物代谢产生的带有荧光基团的腐殖酸类为主.     

乙酰丙酮荧光分光光度法测定环境空气中的微量甲醛

建立了乙酰丙酮荧光分光光度法测定空气中微量甲醛的方法,选择了最佳实验条件,考察了多种共存物的影响及最大允许量.该方法最低检出限为0.0034μg/ml,相对标准偏差为5.6%,测定空气中甲醛的最低浓度为0.0057mg/m3,可满足室内外环境空气中甲醛本底及受甲醛污染环境的监测.     

超声波提取-恒波长同步荧光法测定淡水藻中叶绿素a的含量

针对绿藻,采用超声波提取,以荧光激发-发射波长差216nm,建立了同步荧光法测定绿藻叶绿素a含量的新方法,其线性范围为0.02～1.25 mg/L,检出限为1.6ug/L,加标回收率在97.0%～104%之间。与分光光度法测定叶绿素a的对比试验结果表明,两者无显著性差异,但该方法具有快速、灵敏,其他常见色素不干扰测定的优点,能够满足供水中绿藻叶绿素a含量快速检测的需要。