基于大型底栖动物完整性指数(B-IBI)的永定河水系生态健康评价

永定河是京津冀区域重要水源涵养区和生态屏障,为了解永定河水系的水生态健康状况,2016年对永定河水系大型底栖动物进行调查,共布设样点30个,采集到底栖动物38种,其中水生昆虫33种(摇蚊科16种),环节动物门3种,软体动物2种。从耐污值(Tolerance Value,TV)看,TV≤3的敏感类群所占百分比为13.2%,TV≥7的耐污类群所占百分比为44.7%。从类群出现频率看,出现频率最高的3个种分别为霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)、德永雕翅摇蚊(Glyptotendipes tokunagai)和云集多足摇蚊(Polypedilum nubifer),分别为46.7%、40.0%和36.7%,3个物种均为耐污值较高的种类。采用底栖动物完整性指数(Benthic Index of Biotic Integrity,B-IBI)方法评价永定河水系生态健康状况。通过分布范围分析、判别能力检验及相关性分析等,确定永定河水系生态状况评价B-IBI的核心指标体系,包括总分类单元数、摇蚊分类单元数和BI指数(Botic Index)3个指标。根据比值法,以参照点25%分位数确定永定河水系底栖动物完整性评价标准。根据参照点25%分位数确定永定河水系底栖动物完整性评价标准,即B-IBI2.13为健康,1.60~2.13为亚健康,1.06~1.60为一般,0.53~1.06为较差,0~0.53为极差。B-IBI评价结果显示,永定河水系6.7%河段处于健康状态,23.3%河段处于亚健康状态,36.7%河段处于一般状态,20.0%河段处于较差和13.3%处于极差状态。除官厅水库坝上和宁车沽闸下外,其余样点的底栖动物完整性均受到不同程度的损害,表明永定河水系水体的健康状况整体不容乐观。     

海河流域东北部地表水水源地藻类及代谢物研究

同时对海河流域东北部6个水库型地表水水源地开展了藻类及微囊藻毒素(MC-LR和MC-RR)相关研究工作。研究结果表明:海河流域东北部6个水库型地表水水源地中水体富营养化程度有明显改善,但于桥水库、洋河水库水体仍呈富营养化状态并检出MC-LR和MC-RR。另外,富营养化程度高的水体中蓝藻占明显优势,并且微囊藻毒素浓度与其成正相关关系。虽然检出的MC-RR和MC-LR浓度均低于《生活饮用水卫生规范》标准限制,但是在蓝藻暴发期间(特别是暴发后期)应加密监测,确保微囊藻毒素浓度不会对供水人群健康造成危害。     

基于3个生物评价指数的滦河上游水质评价研究

对滦河上游布设的10个监测站点分别于2012年和2015年进行了四次大型无脊椎底栖动物采样,并对其种类区系组成、密度及分布进行了统计分析.在基于大型无脊椎底栖动物进行水质评价的过程中,分别使用需氧有机体百分率、Shannon-Wiener生物多样性指数和BI生物指数对滦河上游的水质状况进行评价,并获得了基于三个指数的各站点的水质情况.在分析各站点的水质评价结果的一致性和差异性的基础上,对三个指数用于水质评价的可行性和合理性进行了讨论.     

白洋淀多环芳烃与有机氯农药季节性污染特征及来源分析

为研究白洋淀表层水体中多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)和有机氯农药(organochlorine pesticides,OCPs)的季节性污染特征及来源,分析了白洋淀12个监测断面春、夏两季表层水体中17种PAHs和15种OCPs的浓度.结果表明,白洋淀春季表层水体中PAHs总浓度范围是35.38~88.06 ng·L~(-1),平均值为46.57 ng·L~(-1),夏季表层水体中PAHs总浓度范围是25.64~301.41 ng·L~(-1),平均值为76.23 ng·L~(-1);白洋淀春季表层水体中OCPs总浓度范围是0.69~4.50 ng·L~(-1),平均值为1.77 ng·L~(-1);夏季表层水体中OCPs总浓度范围是0.11~3.20 ng·L~(-1),平均值为0.90 ng·L~(-1).白洋淀春、夏两季表层水体中PAHs季节性污染特征表现为前塘、关城和安新桥等3个断面夏季PAHs总浓度要远高于春季,而其他9个断面则均表现为春季略高于夏季;OCPs季节性污染特征表现为关城断面夏季OCPs总浓度高于春季,而其他11个监测断面均表现为春季高于夏季.从白洋淀春、夏两季表层水体PAHs和OCPs组成特征来看,春季各监测断面PAHs主要以三环芳烃为主,占PAHs总浓度的比例为45.92%~61.36%(平均为52.60%);夏季安新桥、前塘和关城等3个监测断面主要以二环芳烃萘(Naphthalene,Nap)为主,其浓度分别占PAHs总浓度的比例高达84.91%、91.04%和78.10%,其他9个监测断面主要以三环芳烃为主,占PAHs总浓度的比例为37.14%~53.90%(平均为48.94%);白洋淀表层水体中只有HCHs和DDTs有不同程度检出,且呈现出以HCHs为主的污染特征,其中,春季各监测断面表层水体中HCHs均以β-HCH为主,占HCHs总浓度的29.94%~100%,平均比例为59.87%,而夏季大张庄、郭里口等5个监测断面表层水体中HCHs以β-HCH为主,占HCHs总浓度的57.55%~80.23%,平均比例为61.98%,其他断面以α-HCHs和δ-HCH为主.分析白洋淀春、夏两季表层水体中PAHs和OCPs的来源,PAHs同分异构体比值显示其PAHs主要来源于燃烧源,部分监测断面还存在石油源;而OCPs同分异构体比值显示其OCPs主要来源于环境残留和大气的长距离传输.白洋淀表层水体中PAHs和OCPs浓度不超过不同国家和组织制定的相关水质标准,但安新桥和圈头两个监测断面表层水体中α-HCH、p,p'-DDD浓度超过了美国环保署制定的人体健康水质基准,表明α-HCH和p,p'-DDD可能会对白洋淀淀区居民产生潜在有害影响.     

水体中磺胺、四环素、喹诺酮类抗生素检测方法

建立了固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法(SPE-HPLC-MS/MS)同时检测水体中3类15种抗生素的分析方法。水样用Oasis HLB固相萃取小柱净化富集。通过对比水样在不同pH条件下的回收率,优化了环境水样中抗生素固相萃取过程中的前处理条件。采用甲醇和0.1%甲酸溶液作为流动相,经过梯度洗脱进行分离,在HPLC-MS/MS多反应监测模式下进行定性定量分析。结果表明,环境水体中15种抗生素的检出限和定量下限分别为0.12~1.6 ng/L和0.2~3.0 ng/L,自来水加标回收率为34.9%~102.5%(pH=4)。用该方法对海河流域13个地表水水样进行了初步检测,结果表明,部分抗生素普遍存在于地表水体中。其中,磺胺甲基异NFDA1唑检出频率最高,在13个地表水样品中均有检出。     

应用不同材料过滤去除海河蓝藻水华研究

于2012年7月海河蓝藻爆发期间,对水体藻类群落组成进行了分析,对生活中常见材料过滤除藻能力进行了研究.结果表明海河蓝藻爆发期间共发现藻类5门42种,藻类细胞密度达1.89×108个/L,其中蓝藻门的铜绿微囊藻为本次藻类爆发的优势种类.所选过滤材料处理藻细胞密度和叶绿素a效率超过80％的有3种,分别为:脱脂棉、快速滤纸和腈纶.蓝藻去除效率超过80％的材料有5种,其中脱脂棉的处理效果最佳,处理效率达96.02％,群体和体积较大蓝藻大部分能被过滤去除.过滤材料过滤藻类速率由快至慢依次为:海绵4层＞植物秸秆纤维＞尼龙擦洗布＞纱布16层＞腈纶＞25号浮游生物网＞细铜丝网＞脱脂棉＞无纺布4层＞快速滤纸.     

人工湿地基质挂膜降解COD小试试验

通过建立试验室小试试验装置,对人工湿地基质的挂膜情况进行了试验.研究选用细菌纯度较高的复合微生物菌种作为接种细菌,选择人工湿地常用的2种基质:轻质陶粒与砾石进行挂膜试验.通过检测并观察试验装置入水出水的水质情况,通过小试试验装置对COD的去除效率来考察不同基质在不同条件下的微生物的挂膜情况.结果表明,砾石与轻质陶粒在较高纯度细菌接种的条件下,装置运行7d均可达到稳定的80％以上的COD去除效率.该试验表明,合理配置的微生物菌种及充足的接种营养液可以缩短人工湿地的挂膜时间.研究以期为实际工程设计提供参考依据.