香溪河流域水生态系统健康评价

随着人们环境保护意识的增强,河湖生态保护与修复成为社会关注的热点问题,科学的生态健康诊断则是有效进行河湖治理的前提.香溪河作为三峡水库典型支流,探究其水生态系统健康对于长江生态保护具有十分重要的意义.通过收集整理香溪河干支流的生物与生境数据,构建了涵盖水环境、水生生物、物理栖息地三方面共16项指标的水生态系统健康评价指标体系,综合运用专家判断法和熵权法确定评价因子权重,采用河流健康指数（RHI）表征香溪河流域水生态系统健康状况.结果表明:①2017年三峡水库蓄水期香溪河流域水生态系统整体健康水平为良好,优和良等级占比分别为12.5%和79.2%.②健康状况呈现出支流优于干流、非回水区优于回水区的空间分布特点,具体表现为支流南阳河>支流古夫河>支流高岚河>香溪河干流.干流水环境问题相对突出,而支流的河流连通性相对较差.③库湾健康状况的年内变化特征为冬季最好,春秋季次之,夏季最差.研究显示,该评价体系能准确地评估香溪河流域水生态健康状况,同时需重视三峡水库支流库湾的水环境治理.      

大型水生植物混合腐解对入湖河口水质的影响及适宜生物量研究

为探究水生植物腐解释放的营养盐在泥-水-植物系统中迁移规律以及冬春季衰亡期大型水生植物的最适生物量,在塑料通风大棚内,开展不同梯度生物量下多种水生植物混合腐解试验.选择冬季蠡湖-陆典桥浜河口区的水生植物为研究对象,根据实际收割规律,设定腐解试验的生物量依次为除根部以外总生物量的0%、20%、40%、60%、80%、100%,于2018年12月25日开展试验,共150 d.结果表明:①与恒温室内条件相比,近自然条件下多种混合水生植物腐解的前2个阶段具有长时性和持续性.②水生植物腐解致使含C、N、P元素的指标在0~30 d内快速升高,70 d左右达到峰值,100 d后缓慢降低直至稳定,整个变化过程持续近120 d,但植物茎叶未彻底分解,多数沉积在底泥表面.③泥-水-植物系统中,试验初期底泥以释放营养盐为主,30 d后以吸附为主;相关性分析表明,茎叶生物量与水体和底泥中养分浓度均呈正相关.研究显示,与其他试验组相比,收割后水生植物生物量剩余20%时更有利于入湖河口水质的改善.      

鄱阳湖流域水体和水产品中苯酚的暴露特征及人体健康风险评估

苯酚（phenol）被广泛应用于工业生产,在水环境中大量检出,具有皮肤灼伤、抑制中枢神经和肝脏损伤等健康毒性.调查了鄱阳湖水体和水产品中苯酚的暴露浓度,采用商值法和概率风险评估法,基于本土人群暴露参数评估苯酚对鄱阳湖流域成人的健康风险.分析结果表明,水体中苯酚浓度范围为ND~556.26 ng·L^-1,水产品中苯酚含量范围在11.98~255.51 μg·kg^-1.鄱阳湖湖区成人饮水健康风险值在3.80×10^-7~8.46×10^-5范围内,湖区南部河流聚集处及北部长江交汇处的成人饮水健康风险较高.成人通过食用鄱阳湖不同种类水产品产生的健康风险范围为2.65×10^-5~1.47×10^-4,食用黄颡鱼和鲶鱼产生的健康风险比其他种类水产品高一个数量级.通过Monte Carlo模拟评估苯酚的健康概率风险,并探讨鄱阳湖流域人群暴露参数敏感性.结果表明鄱阳湖流域成人饮水和水产品食用的95百分位健康风险值处于可接受水平,苯酚环境暴露浓度对健康风险值的影响最大.本研究结果可为鄱阳湖流域水环境中苯酚的风险管控提供参考.     

氧化石墨烯的水环境行为及其生物毒性

氧化石墨烯是一类石墨烯衍生物,性质独特,应用广泛,生产量急剧增加,其环境风险日益引起关注.氧化石墨烯具有高亲水性和表面活性,在水中易分散,易随水流发生迁移转化,可能对水环境和水生生物造成不利影响.因此,明确氧化石墨烯的水环境行为及其生态效应,对于正确理解和评估其环境风险,合理规划其使用和回收具有重要意义.目前,该领域的研究涵盖了氧化石墨烯在水环境中的分散/团聚、吸附、还原、降解、沉积等行为,及对微生物、浮游动物、藻类和鱼类等水生生物的毒性表现.本文综述了相关研究成果,分析了当前研究面临的挑战并展望其研究前景.     

灾害化学的核心原理研究

为完善安全科学原理的内容,促进安全科学的理论发展,基于对安全科学理论体系和灾害化学的研究,提出灾害化学原理的定义及其研究内容。归纳出灾害化学的六个核心原理,即热平衡原理、过程控制原理、平衡移动原理、反应减速原理、条件阻隔原理、质能守恒原理,并分析这些原理的概念和内涵。最后,从本质化安全生产设计、职业安全健康与管理和安全经济效益的角度分析灾害化学原理的应用,并选取具体实例详细阐述了各原理的实用性。     

Role of water chemistry on estrone removal by nanofiltration with the presence of hydrophobic acids

Hydrophobic acid organic matter (HpoA) extracted from treated effluent has been known to improve the rejection of steroid hormone estrone by reverse osmosis (RO) and nanofiltration (NF) membranes. In this study, the effects of solution chemistry (solution pH and ionic strength) on the estrone rejection by NF membrane with the presence of HpoA were systematically investigated. Crossflow nanofiltration experiments show that the presence of HpoA significantly improved estrone rejection at all pH and ionic strength levels investigated. It is consistently shown that the “enhancement effect” of HpoA on estrone rejection at neutral and alkaline pH is attributed to the binding of estrone by HpoA macromolecules via hydrogen bonding between phenolic functional groups in feed solutions, which leads to an increase in molecular weight and appearance of negative charge. The membrane exhibited the best performance in terms of estrone rejection at pH 10.4 (compared to pH 4 and pH 7) as a result of strengthening the electrostatic repulsion between estrone and membrane with the presence of HpoA. At neutral pH level, the ability of HpoA macromolecules to promote estrone rejection became stronger with increasing ionic strength due to their more extended conformation, which created more chances for the association between estrone and HpoA. The important conclusion of this study is that increasing solution pH and salinity can greatly intensify the “enhancement effect” of HpoA. These results can be important for NF application in direct/indirect potable water reuse.     

浑河流域地表水和地下水氮污染特征研究

通过分析浑河流域地表水、地下水中主要离子和不同形态氮含量,探讨了水体中水化学组成特点、各形态氮污染水平与分布特征,并采用综合指数法对流域浅层地下水水质进行了评价.结果表明,地表水水型从上游到下游由Ca-HCO3型转变为Ca-SO4型.NO3--N浓度由1.06mg/L增至6.13mg/L,NO2--N和NH4+-N仅在中游和下游地表水中检出,表明地表水在流域中下游地区受到的人为影响强烈;地下水沿流动方向水型由Ca-HCO3型依次演进为Ca-SO4和Ca-Cl型.NO3--N的含量(0.62~23.47mg/L)明显高于其在地表水中的含量.局地土地利用类型(林地、旱地、城镇用地、水田)对附近地表水体NO3--N浓度影响不显著,而旱地与水田地下水中NO3--N浓度存在显著差异,旱地地下水NO3--N浓度最高.浅层地下水质量评价结果显示流域浅层地下水总体质量一般,NO3--N超出背景值1.4倍,中游地区NO2--N和NH4+-N污染严重,达到Ⅳ类水标准.地下水中ORP、DO、Cl-浓度和各形态氮组成特征表明由于反硝化作用,中下游地区地下水中NO3--N浓度逐渐降低,而NO2--N浓度上升到0.041mg/L.     

沉水植物黑藻腐解过程中营养盐释放过程

为探究沉水植物衰亡过程中营养盐的释放规律,采用黑藻(Hydrilla verticillata Royle)作为研究用沉水植物,在实验室内模拟了黑藻在初春温度下腐解过程中的主要营养盐碳、氮、磷的释放过程.结果表明:黑藻在试验初期迅速腐解,该过程中向水体释放大量碳(81.31%)、氮(81.62%)、磷(85.94%).但随着时间的推移,黑藻向水体释放的磷大部分沉积进入底泥,而氮有部分沉积进入底泥,同时有部分以气体形式移出水体.黑藻腐烂分解产生的厌氧条件以及高TOC供给促进水体反硝化作用加快氮素移出水体.但是较大生物残留量会引起水体缺氧,植物残体分解加剧,导致水质严重恶化,因此需要适时收割水生植物来控制水体残留生物量.     

珠江河网水产品中菊酯类农药残留调查及健康风险评价

2012年8月在珠江河网采集水产品样品(13种鱼,4种虾和2种贝),采用超声波提取-气相色谱法对样品中菊酯类农药(PYRs)进行残留检测,并对鱼类PYRs暴露水平进行健康风险评价。结果显示,鱼类肌肉、虾类和贝类中PYRs质量分数分别介于ND~3.05μg·kg-1、0.05~1.13μg·kg-1和0.69~1.20μg·kg-1(ND为未检出,以湿重计),平均值分别为0.90μg·kg-1、0.41μg·kg-1和0.99μg·kg-1。虾类和贝类中PYRs的检出率均很高,除联苯菊酯在虾类体内检出率为75%外,其他菊酯均为100%,鱼类肌肉中氯菊酯检出率最高,达到100%。氯菊酯在鱼类肌肉和贝类中的检出量最高,分别占总菊酯质量分数的52.2%和55.4%,溴氰菊酯在虾类中检出量最高,分别占总菊酯质量分数的33.0%;对居民通过食物摄入的PYRs进行食用暴露风险评估,结果表明,珠江河网水产品中PYRs人体健康危害的年总风险评价介于3.96×10-13~1.21×10-10a-1,水产品的安全消费量为5.54×104kg·d-1,水产品中的PYRs的健康危险风险很小。     

Pre-and Post-Liming Aquatic Communities and Trout Diets

In the period following liming and before the introduction of brown trout to Loch Fleet, there was a reduction in the numbers of invertebrates, including the Chironomidae, Oligochaeta and Hydracarina in the loch, but an overall increase in invertebrates in the inlet and outlet streams. This was followed in the loch by a recovery in the numbers of certain groups (particularly the Trichoptera and Ephemeroptera) to pre-liming levels in spite of the introduction of the trout.

The diets of the trout comprised a wide variety of aquatic and terrestrial organisms ranging in size from Fprotozoans to newts and are dominated by chironomids. Opportunistic type of feeding as found in the present study appears to be typical of the brown trout and is reported for many water bodies by other workers.

Significant differences (P < 0.05 and P < 0.001) were found in the numbers and weights of certain food organisms in the stomachs of brown trout caught by different fishing methods in the summers of 1992 and 1993. Fish caught by gill net contained fewer planktonic crustaceans and chironomids, but greater numbers of trichopterans and terrestrial organisms, than in those caught by fly and spinner. the differences are probably related to differences in the depth at which the fish, caught by the various methods, were feeding.