闽江口互花米草入侵过程对短叶茳芏沼泽沉积物硝化-反硝化作用的影响

2014年4、7、10月和2015年1月在闽江口鳝鱼滩湿地选择未被入侵的短叶茳芏(Cyperus malaccensis)群落(A)、互花米草入侵斑块边缘(B)以及互花米草(Spartina alterniflora)入侵斑块中央(C)为研究对象,基于时空互代研究方法,探讨互花米草入侵序列下湿地沉积物硝化-反硝化变化规律.结果表明:在互花米草入侵序列中,湿地沉积物硝化速率为0.19~1.66μmol·m~(-2)·h~(-1),反硝化速率为12.41~27.19μmol·m~(-2)·h~(-1).沉积物硝化-反硝化作用存在明显的季节变化,硝化速率表现为夏季春季秋季冬季,反硝化速率表现为夏季秋季冬季春季;入侵不同状态下,沉积物硝化速率表现为BCA,反硝化速率表现为CBA.互花米草入侵提高了沉积物-水界面N_2O交换通量.互花米草入侵引起的沉积物pH、NH_4~+-N、含水量、容重和电导率等理化性质的改变是导致不同入侵阶段沉积物硝化-反硝化速率以及N_2O释放差异的重要原因.     

亚热带河口潮滩湿地N2O排放对氮硫增强输入的响应

以亚热带区域闽江河口短叶茳芏中、高潮滩湿地为研究对象,于2014年7月至11月进行氮硫增强输入的实验,利用静态箱-气相色谱法测定潮滩湿地中N_2O排放通量,并同步测量相关的环境因子.结果显示,不同潮滩湿地N_2O排放通量对氮硫增强输入的响应存在差异,但总体上看均促进了N_2O的排放.与对照相比,NH_4~+-N输入使中、高潮滩排放通量分别提高了157.97%和236.36%;NO_3~--N输入使中潮滩提高了60.95%,而使高潮滩N_2O排放通量提高了246.77%;SO_4~(2-)-S输入分别使中、高潮滩N_2O通量提高50.68%和87.17%;而N-S复合输入则使中、高潮滩N_2O通量分别增加了84.20%和117.79%.不同的处理组对中、高潮滩的N_2O排放通量的促进作用分别表现为:NH_4~+-NN-SNO_3~--NSO_4~(2-)-S及NO_3~--NNH_4~+-NN-SSO_4~(2-)-S.氮硫增强输入改变了短叶茳芏潮滩湿地N_2O排放通量的变化规律,但除了NH_4~+-N处理对高潮滩N_2O排放通量的影响显著外,其他处理组的影响均未达到显著性水平.中、高潮滩湿地N_2O的排放通量与沉积物温度、含水率具有显著的相关关系,而与电导率相关性不显著.随着全球环境问题的日益严重,系统研究湿地生态系统N_2O排放的机制与规律,对于科学准确的估算全球温室气体排放量具有重要的意义.     

闽江感潮河段夏秋季涨落潮河水稳定同位素（N/D/O-18）组成特征解析

流域氮污染的稳定同位素表征和溯源对于保障流域污染防控和用水安全具有重要意义,本文通过对感潮河段夏、秋季涨落潮主要断面硝态氮（NO₃^-）及稳定同位素(δ¹⁵N-NO₃^-、δ¹⁸O-NO₃^-、δD-H₂O和δ¹⁸O-H₂O)组成特征测定及沿线小流域的氮污染入河量测算,探讨了陆域氮排放和水体交换对感潮河段稳定同位素的影响.研究表明：（1）落潮、涨潮期NO₃^-均为“秋季>夏季”,δ¹⁵N-NO₃^-夏、秋两季组成特征基本相近.落潮期δ¹⁸O-NO₃^-为“夏季>秋季”,涨潮期则相反.同季节的NO₃^-及其同位素总体呈“涨潮期>落...     

典型河口主要氮转化过程对盐度响应机制的室内外实验研究

受全球盐水入侵加剧影响,河口区域水环境安全面临巨大的威胁.通过室内水槽控制实验和室外原位微生物培育实验,分别研究盐度作用的不同时间尺度下,不同形态氮（NO₃^-、NH₄⁺和溶解性N₂O）转化及转化过程硝化、反硝化和硝酸异化还原氨（DNRA）功能基因的响应机制.结果表明：①室内实验的NH₄⁺和溶解性N₂O浓度与盐度呈正相关,NO₃^-浓度随盐度上升而降低;室外原位实验的涨潮期,去菌处理组的NH₄⁺和NO₃^-浓度随盐度上升反而下降,溶解性N₂O浓度则随盐度上升呈上升趋势;未去菌处理组和原位对照组的NH₄⁺、NO₃^-和溶解性N₂O浓度均与 盐度呈负相关.②室内外实验表明,盐度在21.6以下时,硝化反应、反硝化反应和DNRA反应均得到增强,高盐度条件下（盐度为34.0）硝化反应抑制作用明显.盐度长期作用下主导功能基因为nxrA、nirK、nirS和nrfA,而短期的主导功能基因为amoA-AOA、amoA-AOB、nirK、nirS和nrfA.本研究通过对水体不同组分氮浓度-功能基因对盐度不同作用时间尺度的响应研究,为河口区域盐水入侵和氮源汇转化机制研究提供技术支撑.     

水口水库2015—2019年水质污染变化特征及PMF溯源解析

基于水口水库2015—2019年的水质监测数据,采用主成分分析法（PCA）识别研究区域主要污染因子,分别对汛期/非汛期水质进行综合评价,测算研究区域主成分综合污染指数（PC-WPI）及动态度分析水库不同期污染变化特征,并通过水质的正矩阵因子分解模型（PMF）进行污染溯源解析.研究结果表明：①PCA识别氨氮、高锰酸盐指数、DO和COD是区域主要污染因子,库区自上游到下游水质逐渐改善,2015—2016汛期水质优于非汛期,2017—2019则相反;②研究区域PC-WPI为0.057~0.115,为轻度-中度污染,除2018年外,汛期的PC-WPI均值均低于前一个非汛期.2015—2019年区域水质呈现“好转-持续恶化-有所好转”趋势;③PMF解析表明汛期污染源为生活污水和养殖废水（39.47%）>农业面源（33.01%）>工业废水排放（27.52%）,非汛期污染源为生活污水排放（39.62%）>养殖废水（25.54%）>农业面源（18.33%）>工业废水排放（16.51%）.本研究可为缺少污染源统计资料区域的水环境污染识别和溯源提供技术支撑.     

互花米草入侵对河口湿地沉积物重金属累积效应

为了探究互花米草（Spartina alterniflora）入侵对湿地沉积物重金属累积的效应,选择典型亚热带河口湿地（闽江鳝鱼滩湿地）中未被入侵的短叶茳芏（Cyperus malaccensis）群落A、互花米草入侵斑块边缘B以及互花米草入侵斑块中央C三个典型区10个不同深度的Co、Ni、Cu、As进行研究,并采用地累积指数法及潜在生态风险评价法进行评价。结果表明：（1） 三个采样点Co、Ni、Cu、As含量均随着互花米草入侵过程显著增加,即C>B>A,相比入侵前增量分别达到26.31%、19.66%、50.79%和16.93%;（2）地累积指数法显示,研究区域Co、Ni、Cu为轻度污染状态,As则处在强污染向极强污染过渡状态;（3）潜在生态风险评价法显示,研究区域Co、Ni、Cu的潜在生态风险轻微,As在A、B两点的潜在生态风险因子很强,C点为极强。两种评价方法均显示互花米草的入侵将一定程度上加剧重金属污染及其潜在的生态风险,区域内As污染需引起重视。进一步分析表明沉积物Co、Ni、Cu、As与总碳、总氮、碳氮比、容重和地上生物量呈显著相关,互花米草对湿地沉积物重金属累积的机制可能与其发达的地上生物量与地下密集的根系结构有关。     

靖江市某电镀集中区典型重金属迁移转化模型参数灵敏性分析

伴随重金属污染风险的不断提高,流域重金属迁移转化模型的构建和水体重金属的模拟预测受到广泛关注,关键参数的甄选是模型优化的重点.本文构建了某电镀集中区Ni、Cu重金属迁移转化数学模型,以Ni为例,采用标准秩回归分析方法(SRRC法)和Sobol多元自适应回归样条算法(Mars-Sobol法)对7个重金属模型参数进行敏感性分析,并针对确定的2个敏感性参数对Ni、Cu模型进行率定和验证.结果表明:1SRRC法的Ni河沙分配系数的敏感性占比为96.1%~99.7%,平均为99.2%,泥沙沉降速率为0.1%~3.3%,平均为0.5%.2Mars-Sobol法的Ni河沙分配系数的总敏感度占比为87.18%~93.44%,平均为90.28%;泥沙沉降速率为5.68%~10.68%,平均为8.21%;随水流运动方向,Ni河沙分配系数敏感性逐渐减低,泥沙沉降速率参数敏感性逐渐增强.3相较于SRRC法,Mars-Sobol考虑了参数间的交互作用,通过Ni、Cu迁移转化模型中敏感参数"河沙分配系数"和"泥沙沉降速率"的率定和验证,Ni、Cu模拟相对误差可控制在15.28%和14.46%,实现了重金属模型的高效和高精度预测.     

城市人工湖营养盐与抗生素的时空分布特征及生态风险评价

对福州市晋安湖不同点位的上覆水及沉积物中营养盐和抗生素开展了一年监测,重点解析了传统污染物与新污染物引起的时空分布差异,对其引起的生态风险进行了评价。研究结果显示,湖体上覆水总氮浓度全年维持在较高水平(1.88～4.96 mg/L),而总磷在夏季表现出较高的浓度水平(0.15～0.55 mg/L),湖体在夏季呈现中度富营养状态(TLI值介于59.92～66.34)。湖体沉积物总氮含量为30.0～1780.0 mg/kg,总磷含量为81.4～2585.0 mg/kg,显示为中度或重度的富营养化污染。上覆水、沉积物中检测到5种抗生素(磺胺甲噁唑、四环素、磺胺多辛、磺胺林、土霉素)的浓度范围分别为0.49～13.03 ng/L、0.23～4.80 ng/g,抗生素的浓度及生态风险在冬季高于其他季节。针对城市人工湖可能同时存在的富营养化风险和生态风险,需要考虑常规污染物与新污染物的时间、空间分布特征,选择更为有效的技术对关键点位存在的复合污染进行针对性治理。     

嘉善地区水环境敏感点水质影响权重分析及风险等级判定

为保证嘉善地区水环境安全,在嘉善地区3次大规模野外水文、水质监测基础上,建立一维水动力及水质模型,选取嘉善地区3个水环境敏感点(包括国控断面红旗塘大坝、省控断面池家水文站以及陆斜塘水源地)进行水质影响权重分析(包括内外源权重、点面源权重);通过二级指标体系法,同时考虑高风险企业影响,判定水环境敏感点的风险等级.结果表明:①区域内部污染源对水环境敏感点影响大于区域外部污染源影响,COD内源平均影响权重为55.3%,氨氮为67.4%,TP为63.1%;面源影响大于点源影响,COD面源平均影响权重为53.7%,氨氮为65.9%,TP为57.8%;②红旗塘大坝和池家水文站为中风险,陆斜塘水源地除8月为中风险外,4月和12月均为低风险.本研究成果为保障水环境安全及社会经济安全运行提供决策依据.