衡水湖湿地水环境质量时空变化特征及污染源分析

为了评价衡水湖湿地水环境质量时空变化趋势,并对污染源进行分析.本文依据衡水湖历史水体监测点数据和2019年布设的17个采样点数据,利用综合营养状态指数、水质综合状况指数和水环境质量指数评价方法,研究了2000~2019年衡水湖水体营养状态、水质状况和水环境质量时空变化特征,分析了可能的污染物来源.结果表明,2000~2019年,衡水湖水体达到Ⅲ类水质的监测点比例不断升高,高锰酸盐指数、总氮和总磷超标是衡水湖存在的主要水环境问题.从空间上来看,衡水湖水体综合营养状态、水质状况和水环境质量3种指数整体上呈现从南部到中西部再到东北部降低的趋势.衡水湖国家级自然保护区建立后,一系列水体保护政策和措施的实施,使2000~2019年3种指数分别降低了20.9%、53.4%和49.2%,显著改善了衡水湖水环境质量.但是污水的侧渗与下泄、引水农业面源污染物的汇入,以及湖内植物枯落腐烂等也给衡水湖水环境质量带来很大的挑战.     

潮汐流人工湿地的除氮效果及影响因素

为研究TF-CW(tidal flow constructed wetland,潮汐流人工湿地)的除氮效果及其主要影响因素,以连续流模拟装置(A组)为对照,设置3种潮汐进水方式〔RAT(闲置时间∶反应时间)分别为1∶1、1∶2、2∶1,依次记做B组、C组、D组〕,运行175 d,分析不同进水方式下TF-CW模拟装置对TN、NH4+-N、NO3--N、TOC的去除效果及其在不同处理深度上的变化.结果表明:A、B、C、D组TN平均去除率分别为82.41%±4.84%、84.82%±5.09%、86.09%±3.99%、90.23%±3.05%.A组TN和NH4+-N的去除效果与B、C、D组均差异显著(P0.05),其中D组TN和NH4+-N的去除效果均最好;A组对NO3--N的总体去除效果较优;RAT并不影响TOC的去除率.不同进水方式下,NH4+-N的去除率均在0~15 cm深度内最大,ρ(TOC)处于较低水平(0~20 mg/L),二者均随处理深度的不断增加而逐渐下降;ρ(NO3--N)在0~15 cm深度内迅速上升.随着闲置时间的增加,ρ(DO)逐渐升高.TN和NH4+-N的去除率随着运行时间的增加基本保持恒定,主要影响因子有ρ(DO)、RAT、ORP(oxidation reduction potential,氧化还原电位)和ρ(TOC);而NO3--N的去除率随着运行时间的增加而逐渐降低,其主要影响因子有p H、电导率和水温等.     

基于土壤渗透系数的吉林省湿地补给地下水功能分析

论文借助经验渗透系数法和价值评估方法,通过对吉林省湿地补给地下水服务价值的科学评估,得出吉林省湿地渗漏补给地下水量和价值量,其中每年补给地下水量约99.71亿m~3。不同湿地类每年渗漏补给地下水量大小排序是沼泽湿地(46.40亿m~3)湖泊湿地(26.64亿m~3)人工湿地(21.48亿m~3)河流湿地(5.19亿m~3)。而不同湿地类中,以内陆盐沼每年渗漏补给地下水量最大,达到每年18.60亿m~3,其次是季节性咸水沼泽,每年为14.93亿m~3,而水产养殖场最小,每年仅为0.05亿m~3。对于吉林省具有不同渗透系数的湿地,其每年渗漏补给地下水量也不同。总体合计吉林省湿地补给地下水价值为401.83亿元。不同湿地类补给地下水价值排序是沼泽湿地(186.99亿元)湖泊湿地(107.36亿元)人工湿地(86.56亿元)河流湿地(20.92亿元),而不同湿地型补给地下水价值最大为内陆盐沼湿地(74.96亿元),最小为水产养殖场(0.20亿元)。吉林省湿地补给地下水价值在空间分布上主要集中于3个区域,即以白城市和松原市为核心区域的"沼泽湿地-湖泊湿地-河流湿地"为主的补给地下水区域,以四平市、长春市和辽源市为核心区域的人工湿地补给地下水区域和以吉林市为核心区域的"沼泽湿地-河流湿地"为主的补给地下水区域。论文研究结果能够为吉林省湿地保护、湿地恢复、合理利用以及湿地科学管理提供依据。     

松花江上游夹皮沟金矿开采区芦苇叶片汞分布特征

为研究金矿开采区周围芦苇(Phragmites australis)叶片汞含量的分布特征、影响因素及其与其它环境要素的相关性,2016年6月(夏季)和9月(秋季)在位于松花江上游的夹皮沟金矿开采区内采集芦苇叶片、土壤、水体样本测定汞含量,同步测定大气汞浓度,并通过单因子污染指数法确定芦苇叶片汞污染等级,分析芦苇叶片汞含量与环境要素汞含量的相关关系.结果表明,在空间分布上,芦苇叶片汞含量以及土壤、水体汞含量均随离夹皮沟金矿距离的加大而逐渐衰减,大气汞浓度空间分布特征不明显;在时间分布上,芦苇叶片汞重污染地区夏季汞含量低于秋季,芦苇叶片汞轻污染地区夏季汞含量略高于秋季,而大气汞、土壤汞含量均为夏季高于秋季;各环境要素对芦苇叶片汞含量的影响重要程度依次为:土壤大气水体;此外,停止混汞法采金多年后,夹皮沟金矿开采区汞源主要为土壤.     

滨海滩涂湿地不同植被土壤磷的生物有效性及其影响因子分析

滨海湿地是全球磷主要的源汇转换器之一,土壤磷的生物有效性对滨海湿地的结构、功能有着决定性作用。研究滨海湿地土壤磷的生物有效性及影响因子对滨海湿地的保护和修复具有重要意义。以江苏大丰麋鹿自然保护区的湿地土壤为研究对象,对互花米草(Spartina alterniflora)、海三棱藨草(Scirpus mariqueter)、白茅(Imperata cylindrica)、芦苇(Phragmites australis)4种植物群落及裸地下土壤进行分层采样,采用模拟生物活化过程的磷素分级方法(biologically based P,BBP法),分析环境因子对不同植物土壤磷素组分的影响。结果表明,(1)大丰麋鹿自然保护区滨海湿地土壤磷素组分含量表现为:CaCl_2-PCitrate-PEnzyme-PHCl-P。(2)无植被覆盖裸地土壤的CaCl_2-P和Citrate-P含量显著高于植被覆盖下土壤的含量(P0.05),植物的生长会显著降低土壤中根系可截留磷素和有机酸可提取磷素的含量。(3)芦苇0—20 cm土层内的CaCl_2-P含量显著最低,与其他3种植物相比,芦苇根系对表层的磷素的截留能力更强;海三棱藨草的Enzyme-P在两个土层都显著最低(P0.05),与其他3种植物相比,海三棱藨草根系发生的酶活化磷素的过程较激烈。(4)土壤Citrate-P含量与含水率显著相关(P0.05),影响土壤Citrate-P含量的主要环境因子是土壤含水率;HCl-P含量与有机质显著相关(P0.01),影响土壤HCl-P含量的主要环境因子是有机质。(5)土壤速效磷与Citrate-P含量显著相关(P0.05),说明大丰麋鹿自然保护区土壤中速效磷主要来自于土壤中有机酸活化释放的无机磷。综上,研究区中生物有效态的磷主要来自于土壤中有机酸活化的无机磷,不同植物土壤磷的生物有效性有显著差异,而含水率和有机质是影响江苏大丰麋鹿自然保护区土壤磷生物有效性的主要环境因子。     

互花米草入侵对滨海盐沼土壤甲基汞的影响

本研究跨越11个纬度选取了4个典型滨海盐沼湿地,通过对比分析互花米草湿地和其他盐沼湿地（没有互花米草的本地种单优或者共优群落湿地）的汞（THg）和甲基汞（MeHg）含量特征及环境因子,探究互花米草入侵对我国滨海盐沼湿地土壤甲基汞的影响.结果表明：（1）4个研究区THg含量高低顺序为闽江口（（115.327±18.220）μg/kg） > 杭州湾（（37.792±3.761）μg/kg） > 黄河三角洲（（27.690±4.359）μg/kg） > 盐城（（8.843±1.688）μg/kg）;MeHg含量为杭州湾（（0.589±0.134）μg/kg） > 黄河三角洲（（0.511±0.059）μg/kg） > 闽江口（（0.361±0.065）μg/kg） > 盐城（（0.191±0.027）μg/kg）.（2）综合4个研究区进行分析发现,互花米草入侵对盐沼湿地土壤MeHg和% MeHg的均没有显著影响,但是互花米草入侵著增加了黄河三角洲的MeHg含量（95.0%）.（3）在两种湿地类型中,% MeHg（甲基化率）和THg均呈现极显著的负相关关系,且二者之间的关系存在一个临界值（20~30μg/kg之间）,当THg小于临界值时,% MeHg与环境因子相关性较弱;当THg大于临界值时,% MeHg与环境因子显著相关.本研究从较大的空间尺度回答了互花米草入侵对滨海盐沼湿地甲基汞特征的影响,为全面评价互花米草入侵对我国滨海地区的影响提供了数据支持,为研究滨海滩涂地区汞的迁移转化提供了依据.     

碱蓬修复黄河三角洲原油污染土壤试验研究

原油污染已经成为黄河三角洲滨海湿地生态系统退化的重要影响因素,开展植物修复关键技术的研究对于退化湿地生态治理和恢复具有重要意义。采用室外盆栽方式开展碱蓬(Suaedasalsa)修复原油污染试验,试验设计3个原油污染水平(2、4、6g?kg~(-1),分别对应低、中、高水平处理);以无碱蓬种植处理为对照,每个处理设置3个重复。以月为观测时间尺度,通过测定和分析碱蓬生理指标、根际土壤原油含量和微生物特征等,研究碱蓬对原油污染土壤的修复过程。结果如下:在3个石油污染浓度条件下,碱蓬均能萌发和生长,但是低污染水平处理的碱蓬株高、生物量及主根系长度明显高于其他处理。原油降解变化与碱蓬生长特征具有一致性,表现为碱蓬生长初期和后期降解效率较低,而快速生长期时降解效率高。低、中和高水平处理下碱蓬对原油的降解率分别为38.61%、47.54%和30.89%,其中对饱和烃的降解作用较大。碱蓬根际区为发生原油降解作用的主要区域,基于分子手段鉴定出根际附近的变形菌为丰度最高的优势降解菌群。通过一级衰减方程拟合降解曲线,得出碱蓬对3个污染水平原油的降解速率常数分别为0.19、0.12和0.11,表明碱蓬对低污染水平原油的降解效率高于其他处理。研究结果可为碱蓬修复原油污染土壤提供参考依据。     

中国滨海湿地土壤汞空间分布及影响因素

通过对7个典型滨海湿地土壤（0~20cm）中总汞含量及土壤理化性质、气候以及社会经济因素的测定收集,研究了滨海湿地土壤中汞的空间分布规律和影响因子之间的关系,并对不同介质环境内汞含量进行分析.结果表明：我国滨海湿地土壤总汞的含量范围是1.26~169.94ng/g,平均值为（33.82±3.09） ng/g;滨海湿地土壤汞含量差异是由土壤理化性质、社会经济以及气候因素共同影响的结果,其中土壤理化性质中pH值、有机质、总铁、总氮为关键影响因素;在汞的输入途径中,河流输送对中国滨海湿地土壤总汞含量的影响要高于大气输送.     

襄阳入江中小河流表层沉积物重金属污染特征及其潜在的生态风险评价

入江中小河流重金属污染状况对中小河流自身及其汇入的大江大河生态系统的健康发展均具有重要意义.通过采集襄阳入江6条河流的表层沉积物和上覆水,分析沉积物粒径、有机质、总氮、总磷及6种重金属含量.同时,采用沉积物质量基准系数和潜在生态危害指数法对重金属污染进行评价,并通过相关分析和冗余分析方法对沉积物中重金属来源进行解析.结果表明,襄阳入江中小河流水体中的重金属均处于较低水平,优于《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅱ类水标准.表层沉积物中Hg、Cd、Cr、Pb、Zn和Cu的平均含量分别为0.23、1.75、48.4、135.8、173.2和44.7 mg·kg~(-1),除Cr外,其他5种重金属含量远超湖北省土壤元素背景值.6种重金属元素的平均含量均处于临界效应浓度和可能效应浓度之间,为中等污染水平.襄阳入江中小河流表层沉积物重金属的综合潜在生态风险指数(RI)的平均值为461.2,整体处于高风险水平,其中,小清河处于很高生态风险水平,其他河流处于高生态风险水平.冗余分析表明,随着沉积物OM、TN和TP含量的增加、粒径的降低,表层沉积物中的各重金属含量相应增加;Hg、Cd、Pb和Zn的富集系数大于1.5,表明在一定程度上受到了人为活动的影响;Hg、Cd和Pb的污染源可能来自于汽车及其相关产业,Cu和Zn的污染源可能来自于农业生产和养殖业.