长江口海域底栖生态环境质量评价——AMBI和M-AMBI法

AMBI(AZTI’s Marine Biotic Index)和M-AMBI(Multivariate-AMBI)指数可以有效地评价河口和近岸海域软底质海洋大型底栖动物群落对人为和自然扰动的响应.本研究根据2009年4月在长江口采集的大型底栖动物资料,首次在长江口海域同时运用栖息密度和生物量计算AMBI(BAMBI)和M-AMBI(M-BAMBI),对其进行底栖生态质量评价.结果表明,长江口底栖生态环境皆受到不同程度的干扰,其中受干扰最严重的区域集中在杭州湾、舟山及长江口门区附近海域,与该海域的陆源排污、富营养化以及大量的海岸工程建设等有密切的关系.单因素方差分析表明,运用栖息密度和生物量计算出的两个指数值,评价结果无明显的差异.与AMBI相比,M-AMBI与本研究生物群落结构参数以及环境因子的匹配度更高,能够更有效地评价长江口底栖生态环境质量.Pearson相关分析和一元线性回归分析表明,M-AMBI与底层水体的富营养化指数之间存在线性显著负相关关系,而与表层水体的呈非线性显著负相关;AMBI与富营养化指数之间却无显著相关关系,说明M-AMBI更适合指示长江口水域的富营养化压力.     

巢湖和太湖微囊藻毒素差异性研究

采用固相萃取高效液相色谱法检测巢湖和太湖水体中5种微囊藻毒素(MCs)——MC-RR、MC-YR、MC-LR、MC-LA、MC-LY的含量。结果表明,巢湖水体中的MCs以MC-RR、MC-LA、MC-LY为主,太湖水体主要以MC-RR、MC-LR、MC-LA为主,其中太湖MC-LR的最高质量浓度为2.558μg/L,超过《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中对集中式生活饮用水地表水源地的限定值(1μg/L)。分析巢湖和太湖水体中MCs与水质指标之间的相关性,发现同种MCs与两湖环境因子的相关性存在明显差异。逐步回归拟合结果表明,氨氮和DO分别能与巢湖MC-LR、MC-LY进行拟合;Chl-a、TOC能与太湖MC-LR回归拟合,TOC能与太湖MC-YR进行拟合。由于多数MCs不能通过水质指标的拟合结果来预测,因此在未来研究中需结合环境因子和MCs的遗传机制来共同分析MCs在水中的分布规律。     

基于环境一号卫星高光谱数据的太湖富营养化遥感评价模型

采用环境一号卫星高光谱数据直接监测太湖富营养化状态的方法较多光谱影像监测有着更高的精度优势，对内陆水环境监测具有一定的意义。利用2009年4月地面实测高光谱数据模拟环境一号卫星星上数据，结合确定的太湖富营养化状态遥感评价的水质因子，构建富营养化状态评价模型，并采用实测数据和环境一号卫星高光谱影像数据对模型的精度和适用性进行验证。研究结果表明：（1）选用叶绿素a作为富营养化遥感监测的水质因子监测太湖富营养化状态与综合营养指数法相比，平均相对误差为597%；（2）采用模拟的环境一号卫星高光谱影像数据结合三波段模型与采用地面实测数据评价结果之间的相关系数r=0855，平均相对误差为919%；（3）结合环境一号卫星高光谱影像对2010年5月2日太湖进行富营养化监测评价，结果显示太湖水体整体成中营养状态，存在1129%的监测水域出现轻度富营养化状态     

水葫芦压滤脱水与鲜汁强化除磷工艺

就地对水葫芦进行粉碎压滤能有效减少质量和体积,降低处置难度,减少运输成本。针对水葫芦鲜渣含水率高,鲜汁污染物浓度高的问题,研究不同压滤时间、压力和调理剂的添加对压滤后鲜渣的含水率的影响;同时采用化学混凝法研究不同混凝剂、pH和混凝时间以及CaO的添加对鲜汁中COD和TP的去除效果的影响。结果表明:鲜渣含水率随着压滤压力、时间的增加而降低,8 MPa压力条件下鲜渣含水率为66.35%,添加鲜货质量10%的木屑和CaO能使含水率降为46.17%和40.21%,加快鲜渣脱水速度;FeCl_3、Al_2(SO_4)_3和PAC等3种混凝剂均能有效去除鲜汁中COD和TP,去除率分别可达80%以上和85%以上,进一步添加CaO能强化TP的去除效果,去除率可达96%以上;水葫芦压滤脱水和鲜汁预处理工艺为水葫芦处置提供了一种新的途径。     

不同外源氮素对西湖湖区藻类生长的影响

正自Science上报道了太湖由于营养盐超负荷引起的蓝藻水华对水生生态系统的破坏和人类健康的威胁后[1],中国淡水湖泊的富营养化问题成为水环境领域的研究热点之一.西湖作为杭州地标之一,其生态系统平衡的维护关乎区域的可持续发展.本文针对西湖富营养化问题,通过对杭州西湖4个湖区(西湖、岳湖、北里湖和西里湖)氮、磷化学形态和叶绿素分布的分析,结合人工气候室的模拟研究,探索外源氮素输入对西湖优势藻类生长的影响,揭示不同外源氮素(NH+4和NO-3)对西湖各湖区藻类生物量的调控.     

湖北省湖泊大型底栖动物群落结构及水质生物学评价

大型底栖动物是湖泊生态系统的重要生物类群，在生态系统物质循环和能量流动中起着重要作用。底栖动物具有生命周期长、迁移能力较弱、对环境变化反应敏感等特点，可有效指示湖泊生态系统的健康状况。湖北省是我国淡水湖泊分布最密集的区域之一，湖泊总面积为3025 km2。近年来，伴随着工农业、养殖业及城市化的快速发展，富营养化已成为本地区湖泊面临的一个主要环境问题，并可能直接影响大型底栖动物的群落结构。目前关于本地区湖泊大型底栖动物群落的研究还较少，为此本研究对湖北省27个浅水湖泊底栖动物进行了调查，并对水质状况进行生物学评价。共采集到底栖动物40种，隶属于4门7纲18科，其中寡毛类5种，摇蚊幼虫16种，软体动物双壳类4种、腹足类8种。霍甫水丝蚓（Limnodrilus hoffmeisteri）、苏氏尾鳃蚓（Branchiura sowerbyi）、花翅前突摇蚊（Procladius choreus）、中国长足摇蚊（Tanypus chinensis）、多巴小摇蚊（Microchironomus tabarui）及铜锈环棱螺（Bellamya aeruginosa）是本地区湖泊最常见的种类。所调查湖泊底栖动物平均密度为32~1243 ind·m-2，其中12个湖泊密度低于200 ind·m-2，摇蚊幼虫和寡毛类对密度的贡献较大，以摇蚊幼虫占优势的湖泊有19个。底栖动物平均生物量为0.034~460.7 g·m-2，生物量低于50 g·m-2的湖泊数量最多（19个），软体动物占优势的湖泊有16个，摇蚊幼虫和寡毛类占优势的湖泊数量共11个。各湖泊底栖动物物种数为3~14种，Margalef指数为0.71~2.33，Simpson指数为0.69~0.85，Shannon-Wiener为0.78~2.13，Spearman相关性分析结果显示物种丰富度和三种多样性指数与湖泊面积呈显著正相关。BI（Hilsenhoff生物指数）评价结果显示共11个湖泊为一般和轻度污染（6.01~7.44），中度污染湖泊数量为13个（7.57~8.47），长湖（8.52）、上津湖（8.65）和玉湖（8.50）处于重污染状态。     

中国三个不同富营养化湖泊沉积物中Cu、Zn赋存特征及其与营养盐的相关性分析

对太湖、南四湖、白洋淀三个不同富营养化湖泊沉积物进行采样，采用Tessier连续提取法，测定了3个湖泊表层沉积物中Cu、Zn两种重金属的赋存形态，并初步探讨了重金属各形态与沉积物及上覆水中营养盐的相关关系。结果表明，沉积物中重金属总量以白洋淀最高，太湖最低，但重金属污染程度为太湖＆gt;南四湖＆gt;白洋淀，太湖Cu污染指数为1.34~1.6，白洋淀Cu污染指数仅为0.79~1.17。沉积物中重金属赋存形态Cu主要以残渣态和有机质结合态为主（二者之和占73%以上）， Zn则以残渣态和Fe-Mn氧化态占优（二者之和比例达83%以上），含量最少的均为可交换态。不同湖泊沉积物重金属赋存形态差异较大，太湖残渣态重金属占总量的比例最小（Cu为43%~56%，Zn为49%~63%），南四湖残渣态占的比例最大（Cu为59%~82%、Zn为64%~77%）；可交换态比重在太湖中最高（Cu占3.2%~5.6%，Zn为1.3%~1.5%），在南四湖中最低（Cu为1.1%~2.9%，Zn未检出）。从“非稳定态”重金属（除残渣态外的四种形态之和）所占比例看，相较其它两个湖泊，太湖沉积物中重金属污染人为输入的活性态占较大比重，具有较高的二次释放风险。相关性分析得出，重金属Cu的可交换态与上覆水中总氮及总磷之间存在着极显著的正相关关系，碳酸盐结合态Cu与沉积物中营养盐呈现出显著的负相关性，说明水体的富营养化程度加剧可能会增强沉积物中Cu向水体释放的风险。     

长江口及邻近海域富营养化趋势分析及与环境因子关系

依据2007-2009年春、夏季在长江口及邻近海域（包括长江口、杭州湾和舟山渔场）的调查监测资料，采用富营养指数法、潜在性富营养化法和有机污染指数法对该海域的富营养化状况、时空分布特征及与环境因子的关系进行了分析评价。富营养指数法计算结果表明：富营养化覆盖比例很高，达到70%以上；在春季，该海域的富营养化程度呈现上升趋势，所占比例从2007年的77.0%上升到2009年的89.8%，在夏季最低达到89.3%，最高到100.0%。3年来，富营养化在春、夏2季基本上处于逐年增加趋势，富营养化趋势越来越明显。在春季富营养指数平面分布呈由近岸向远海逐渐递减的趋势，梯度分布明显，其中，杭州湾富营养化情况较严重；夏季其平面分布与春季类似，但长江口和杭州湾两个水域的富营养指数的等值线都比较密集，夏季的富营养化情况较为严重。潜在性富营养化法计算结果表明：该海域富营养级主要集中在III级（富营养）和V P级（磷中等限制潜在性富营养）；春、夏2季时，长江口V P级所占比例均从0.0%增加到66.7%，受磷限制性富营养化程度越来越高。另外，营养盐结构显示，N/P比值从9.1到50.9，营养盐比例明显不平衡，势必影响浮游生物的生长。有机污染指数法计算结果表明：该海域有机污染指数主要处于5级（重污染），水质污染严重；长江口春、夏2季5级的比例均从50.0%分别上升到83.3%和100.0%，杭州湾分别从60.0%和80.0%均上升到100.0%；舟山渔场分别从22.2%和66.7上升到66.7%和77.7%，说明受污染程度逐年上升。另外，3年来春、夏2季长江口有机污染指数达5级的占50%以上，杭州湾60%以上，舟山渔场20%以上，杭州湾受污染情况最为严重，其次是长江口，舟山渔场最小。在春、夏2季有机污染平面分布表现为污染程度从西向东、从北向南逐渐降低?     

藻型湖泊大量藻类衰亡后致嗅物的分析以及水质变化的研究

藻类大量死亡后极易产生致嗅物.我们模拟了藻类的生长死亡过程,观测除藻后水体理化性质和生物性质的改变情况以及致嗅物的成分及浓度,以确定致嗅物质产生的途径.由于藻类死亡后细胞解体,藻类细胞中的氮、磷物质释放到水体中,导致水体的富营养化程度反而升高,而叶绿素-a也呈现下降趋势,整个试验过程后期溶解氧为0,水体产生嗅味物质,可采用吹扫捕集/固相微萃取—气相色谱—质谱法和顶空固相微萃取气质联用法分析致嗅物质.实验证明,当藻型湖泊的藻类被基本去除后,整个水体的初级生产力受到严重的破坏,威胁到水生态系统的安全性,可导致水体进一步恶化.     

2013年春夏季莱州湾海水环境要素特征和富营养化评估

根据2013年5（春季）、8月（夏季）莱州湾海水环境要素的调查资料，采用富营养化指数、潜在性富营养化评价模式和灰色聚类分析方法研究环境要素特征和评估海水富营养化状况。结果表明，无机氮是莱州湾水质的主要污染要素，春夏季的N/P平均值分别为100.76、117.84，潜在性富营养化评价模式结果表明，春夏季各站位的营养级均只包括Ⅳ_P、Ⅵ_P两类，磷限制为莱州湾的营养盐结构特征；富营养化指数评价结果表明，春季和夏季E>1站位比例分别为65%、20%；灰色聚类分析结果表明，春季Ⅱ级、Ⅲ级的站位比例分别为95%、5%，夏季Ⅱ、Ⅲ级的站位比例分别为70%、25%，Ⅱ级中的部分站位具有较大潜在富营养化风险。