春、夏季长江口海域营养盐的时空分布特征及营养结构分析

2009年春季（5月）和夏季（8月）分别对长江口海水中的营养盐（DIN、SiO32--Si、PO43--P）进行调查,分析其时空分布特征,探讨其影响机理,并对富营养化水平进行了评价。结果表明：春、夏季表、底层DIN、SiO32--Si的平面分布有从近岸向离岸逐渐降低的特点,而PO43--P则表现出一种缓冲现象;各营养盐在表、底层的质量浓度春季均小于夏季,且DIN的主要存在形式均为NO3-_N;DIN、SiO32--Si主要来源于径流输入,PO43--P则有多种来源。春、夏季表、底层SiO32--Si/PO43--P、DIN/PO43--P均远大于Redfield值,具有营养盐比例不平衡的特征,且DIN/PO43--P、SiO32--Si/DIN、SiO32--Si/PO43--P在长江口海域的分布不均匀;从浮游植物吸收DIN/PO43--P的配比分析,PO43--P是春、夏季长江口海域潜在性营养限制因子;春、夏季E值均远大于富营养化阀值,该海域富营养化现象严重。     

长江口及邻近海域溶解铋的分布变化特征及影响因素

利用氢化物发生原子荧光光谱法测定了长江口及邻近海域水体中溶解铋的含量,探讨了海水中溶解铋的分布特征、可能来源及影响因素.结果表明,在表、底两层水体中溶解铋含量分别为0.007—0.086 nmol.L-1和0.007—0.025 nmol.L-1,平均值分别为0.033 nmol.L-1和0.014 nmol.L-1.在空间分布上,表层水体中的溶解铋具有明显的梯度变化,在长江冲淡水所及区域含量较低.而在杭州湾及其同纬度地区的高值区可能是由于钱塘江等河流的输入及海水的平流作用引起.温度和盐度分布特征可以反映研究区域水团输入特征,研究表明,溶解铋含量与盐度呈显著负相关,而与温度呈正相关关系,进一步印证了水团输入对溶解铋空间分布的影响,同时也说明河口地区溶解铋在一定盐度范围内的行为是保守的,在河口地区并未发生明显转移.溶解铋除了受沿岸水体输入影响外,吸附-解吸附过程也是影响其分布的重要因素.研究显示,溶解氧、温度和pH是控制铋在颗粒物中吸附-解吸过程的主要环境因素,它们通过控制溶解度和吸附作用来影响水体中溶解铋的分布和地球化学行为.     

长江口-东海陆架咸淡水混合影响下溶解性有机质的分布及荧光特征

溶解性有机质(dissolved organic matter, DOM)在河口区域的分布特征和环境行为对于研究河口碳的生物地球化学循环具有重要意义。本文研究了受强烈咸淡水混合影响的长江口-东海内陆架断面14个研究点位水体DOM的分布和荧光特征,并进一步探究了其与水环境因子的关联。从淡水端到海水端,溶解性有机碳(DOC)浓度逐渐降低且与盐度呈显著负相关,表明长江输入的有机质在该水域占主导地位。基于三维荧光光谱-平行因子分析进一步解析荧光溶解有机质(FDOM)组分,识别出一个类蛋白组分C1(Ex/Em:278/320)和3个类腐殖质组分C2(Ex/Em:290/385)、C3(Ex/Em:254(341)/424)和C4(Ex/Em:275/501)。在强烈的长江口咸淡水混合影响下,该断面4个FDOM组分的荧光强度最大值(Fmax)均与盐度呈显著负相关关系。具体而言,3个类腐殖质组分的分布主要受长江源类腐殖质在咸淡水混合过程中的稀释效应控制,而C1组分在中低盐度区主要受稀释效应控制,但在高盐度区则主要源于海洋自生源类蛋白贡献。大部分点位荧光指数(FI)介于1.4～1.9之间,表明微生物源...     

长江口滩涂湿地景观变化对N、P营养物质净化潜力的影响

基于长江口4期遥感影像及野外考察资料,并结合国内外文献报道的该研究区及其周边植被、气候等条件类似地区湿地对水体中N、P营养物质的去除潜力,估算了长江口滩涂湿地去除N、P营养物质的潜力及其变化。结果表明,随着围垦导致的陆域面积、湿地总面积扩大以及湿地景观类型的变化,长江口滩涂湿地年N去除潜力由1980年的710.53~4 039.37 t增加到2010年的5 137.68~9 305.83 t,P去除潜力由1980年的64.62~408.55 t增加到2010年的886.45~1 228.08 t。30 a来堤外3种典型盐沼植被对N的去除潜力约增加800~1 100 t,对P的去除潜力约增加60~70 t,但占总去除潜力的比例却分别下降约44~71和62~84百分点。其中,藨草群落和芦苇群落对N、P的去除潜力贡献均呈不断减少趋势,相反,外来物种互花米草对N、P的去除潜力贡献分别由0%和0%增加到17%~24%和10%~19%。湿地净化潜力评估可为长江口地区水质改善、水源与湿地保护提供科学依据。     

长江口水体化能自养固碳过程的潮周期变化特征及影响因素

河口水体中硝化微生物的化能自养固碳(DCF)对碳氮循环过程有着重要影响,但目前关于河口水体氨氧化微生物对DCF过程的贡献鲜见报道。以长江口为研究区,利用¹⁴C和¹⁵N同位素示踪技术,分别测定了大潮和小潮期间水体DCF和硝化速率,并通过实时荧光定量PCR技术量化了相关功能基因丰度。结果表明,长江口水体大小潮期间,DCF和硝化速率分别介于170.72-1 007.35 nmol·L^-1·d^-1和1.45-70.75 nmol·L^-1·h^-1,呈现大潮速率相对较高,小潮速率低的变化特征,且底层水体DCF和硝化速率显著高于表层水体。水体中铵盐和可溶性无机碳浓度是影响DCF和硝化速率的关键环境因子。定量PCR结果表明,大潮和小潮时cbbL基因丰度分别为0.40×10⁸-3.40×10⁸ copies·L^-1和0.49×10⁸-2.27×10⁸ copies·...     

夏季渭河西安段溶解性有机质(DOM)的特征、分布及来源分析

通过紫外吸收光谱,三维荧光光谱结合平行因子分析(EEMs-PARAFAC)方法及主成分分析(PCA),研究了夏季渭河西安段水体中的溶解性有机质(DOM)的组成、来源,及其与水质指标的相关性.在研究区域共检出2种类别5个不同的DOM组分,分别为类腐殖质荧光组分C1、C2、C3、C5和1个类蛋白类荧光组分C4,5个组分具有...     

中国东南部太阳辐射变化特征、影响因素及其对区域气候的影响

基于8个站点1961年以来的长期太阳辐射及其它气象观测数据,通过线性回归、相关分析等方法,探讨近半个世纪以来中国东南部太阳辐射的变化特征,并分析了太阳辐射变化的影响因素以及对区域气候的影响。结果表明：该地区地表总太阳辐射自1961年以来呈下降趋势,变化率为-10.17MJ·m-2·a-1。太阳辐射下降主要集中在1961到1990年间,该时间段的下降趋势达到-39.43MJ·m-2·a-1,主要表现为直接辐射显著下降,散射辐射则变化不大;1990年代以后,地表总太阳辐射开始呈现上升趋势,变化率为13.21MJ·m-2·a-1。该地区太阳辐射变化与全球范围内太阳辐射＂变暗＂及＂变亮＂的变化是一致的。从云量对太阳辐射的作用来看,该地区太阳辐射的变化很有可能是受到低云量变化的影响;而太阳辐射的这种变化直接导致气温发生变化,使得最高气温和最低气温的变化出现不一致,日较差随之发生改变。     

济南市PM_(2.5)中金属元素的污染特征、潜在生态风险及来源分析

为探究济南市城区PM_(2.5)中金属元素的污染特征、潜在生态风险及主要来源,在济南市环境监测中心站开展为期一年不间断的PM_(2.5)样品采集,并对PM_(2.5)中的15种金属元素进行分析。结果表明,采样期间济南市城区PM_(2.5)的平均质量浓度为77.1μg·m~(-3),是国家《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)二级年标准的2.2倍,季节浓度由高到低为冬季秋季春季夏季。PM_(2.5)中15种金属元素的总质量浓度为3 751.0 ng·m~(-3),各金属元素浓度从高到低顺序为:CaFeKAlNaMgZnPbMnTiBaCuCrCdNi,其中前五位金属元素浓度之和占总金属浓度的88.0%。从季节变化看,Ca、Al和Mg3种元素浓度春季最高,夏季最低,Fe、K、Na、Zn、Pb、Mn、Ba、Cu、Cd和Ni浓度冬季最高,夏季最低。富集因子和地累积指数分析结果一致表明,济南市城区PM_(2.5)中Ca、Mg、Na、K、Fe、Ba、Ti、Ni、Cr和Mn主要来自土壤或地壳等自然源,Zn、Pb、Cu和Cd主要受人为活动影响。济南市城区PM_(2.5)中重金属总的潜在生态风险指数极强,其中Cd的潜在生态风险极强,Cu和Pb的潜在生态风险较强。主成分分析结果结合各类污染源特征排放因子分析表明,济南市城区PM_(2.5)中金属元素主要来自机动车尾气、燃煤、金属冶炼和自然源(地壳或土壤)四大源类。研究结果可为济南市PM_(2.5)中重金属污染风险评价和有效防控提供理论基础。     

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。     

铜在日本青鳉体内的累积特征及其对肝脏组织结构的影响

为了解水体铜(Cu(Ⅱ))在日本青鳉(Oryzias latipes)脑、鳃、肝脏、性腺和肌肉组织中的累积特征,以及Cu(Ⅱ)对肝脏组织结构的影响,本文采用生态学单因子梯度实验,进行20 d的日本青鳉毒性暴露试验。结果显示,日本青鳉各个组织对Cu(Ⅱ)的累积量随着浓度的升高而增多,但不同组织对Cu(Ⅱ)的累积量有较大的差异,铜累积量由大到小依次为:肝脏脑鳃性腺肌肉。铜暴露后的日本青鳉肝细胞出现肿大、大小不一、排列混乱,静脉扩张淤血,部分肝细胞固缩和坏疽等现象。肝脏是日本青鳉蓄积铜的主要器官之一,实验发现高浓度的Cu(Ⅱ)对肝脏组织结构造成了明显的损伤,进而严重影响日本青鳉的存活率。     

上海市大气降水中~(210)Pb、~7Be的变化特征

7Be、210Pb等放射性核素已被广泛应用于区域及全球物质传输途径示踪的研究中。2009年8月到2010年10月在上海市普陀区华东师范大学校园设采样点采集了51场大气降水样品,分析了单次降水事件中7Be和210Pb的含量以及湿沉降通量的变化特征,并对比不同季节的变化特征。结果表明:1)单次降水事件中7Be的浓度变化范围为0.21~5.99 Bq/L,210Pb浓度的变化范围为0.01~0.90 Bq/L。7Be和210Pb的月均浓度具有明显的季节变化特征:7Be的浓度高值出现在冬季,夏季浓度最低;210Pb浓度高值出现在秋、冬季节,夏季浓度最低;7Be/210Pb高值主要出现在春、秋季节。2)7Be、210Pb沉降通量与降水量有一定相关性,但单次降水事件7Be和210Pb浓度与降水量并没有很好的相关性。7Be和210Pb沉降通量存在着较好的相关性,指示7Be、210Pb沉降路径有着较好的一致性。     

采用温度梯度凝胶电泳(TGGE)分析消毒剂对池塘型微宇宙细菌群落结构的影响

构建6个池塘型微宇宙模拟水生态系统,1个设为对照组,试验组连续投加次氯酸钠13 d,投加剂量分别为1.0、2.5、5.0、10.0、20.0 mg/L,停止投加后再观察10 d.试验期间对各微宇宙分别进行8次采样,经37 ℃培养后提取细菌总DNA,进行16S rDNA V3区扩增后,对扩增产物进行TGGE分析.对TGGE图谱中的主要条带进行回收、重新扩增、克隆、建库、测序以及序列分析.结果显示,消毒剂进入环境后会对细菌群落结构产生影响,但不同剂量消毒剂产生的影响有显著差异,存在明显的剂量-效应关系:低剂量消毒剂对细菌群落结构的影响比较小,而且是可逆的,微宇宙系统对消毒剂逐渐适应后其群落结构即可恢复;而高剂最消毒剂对细菌群落结构的破坏比较大,且不可逆转,即使消毒剂停止投加后也不能恢复.说明盲目的过量投加消毒剂会对水体微生态环境造成严重破坏.图4表1参10     

基于统计动力反演模型分析PM_(2.5)浓度变化的影响因素及其系统演化

以杭州市2013—2016年秋冬季PM_(2.5)及影响因素为研究对象,构建统计动力学反演模型,研究PM_(2.5)浓度系统的影响因素与演化特征。结果显示,(1)模型反演预测值与实际监测值的相关系数0.8316,贡献率大于1%的各驱动项之和为90.85%,反演效果较好;模型中线性项贡献率之和为21.65%,非线性项贡献率之和为62.88%,PM_(2.5)浓度变化受非线性影响更加显著。(2)包含NO_2、SO_2、CO的各驱动项贡献率之和分别为10.77%、8.42%、6.58%;包含降雨(PRE)、风速(WIND)的各驱动项贡献率之和分别为20.5%、17.02%,NO_2、SO_2、PRE、WIND是杭州市PM_(2.5)浓度变化的最主要影响因素。(3)贡献率大于2%的各驱动项中,平均气压(PRS)、相对湿度(RHU)、日照时长(SSD)对PM_(2.5)呈负反馈线性稳定影响作用,PM_(2.5)×SO_2、NO_2×PRS、PRE×SSD、PM_(2.5)×WIND等交互项对PM_(2.5)浓度变化呈正反馈非线性影响,PM_(2.5)×O_3、SO_2×NO_2、PRE×WIND等交互项对PM_(2.5)浓度变化呈负反馈非线性稳定作用。(4)杭州市PM_(2.5)浓度变化系统是一元二次非线性驱动演变系统,通过数值模拟分析可知其PM_(2.5)浓度变化系统呈双定态式,PM_(2.5)浓度变化系统在定态值0.2413与0.3769之间波动变化,系统平衡态不稳定。结果表明,统计动力反演模型可定量解析出PM_(2.5)浓度变化的线性驱动项与非线性驱动项的系数值及贡献率,有助于揭示PM_(2.5)浓度变化系统的演化特征,研究结果可应用于大气污染控制与环境管理等方面。     

~(17)O-NMR与拉曼光谱法研究CuCl_2和CuSO_4对水结构的影响

利用17O-NMR化学位移、半峰宽和核磁共振系数(B')与水团簇结构和水分子缔合的关系,分析了Cucl2和CuSO4对水结构的影响,同时比较了纯水和不同浓度CuCl2和CuSO4溶液的羟基伸缩振动拉曼光谱,研究表明,CuCl2和CuSO4均具有促进水分子缔合,使水团簇加大的作用,且CuSO4对水的缔合作用大于CuCl2,Cl-对水缔合的破坏作用大于SO2-4.Cu2+作为顺磁离子,在核磁共振弛豫过程中,对缩短水中质子的自旋-晶格弛豫时间,使谱线变宽作用明显,拉曼光谱主要反映阴离子对水结构的影响,而17O-NMR方法能够全面反映阴、阳离子和化合物对水缔合程度的影响.     

甘肃某冶炼厂区土壤重金属铅、镉污染特征及其对微生物群落结构的影响

长期受到重金属铅(Pb)和镉(Cd)污染的土壤生态危害指数较高,土壤微生物群落结构容易受到重金属的影响,重金属对土壤微生物的毒性与重金属的生物利用度直接相关.以白银市重金属污染土壤为样本,分析了土壤的理化性质、重金属Pb和Cd的污染状况及土壤微生物群落结构,探究它们之间的关联性.样本采自距离污染中心由近及远的4个位置(...     

成渝城市群黑碳气溶胶的时空分异特征及其对土地利用/土地覆被变化(LUCC)的响应

基于2000—2015年MERRA-2的黑碳气溶胶(BC)空间分布数据和土地利用/土地覆被数据,利用GIS空间分析手段和地理加权回归模型,识别成渝城市群BC浓度的时空分异和土地利用/土地覆被变化(LUCC)特征,探讨BC浓度对LUCC的响应关系。结果表明:(1)成渝城市群BC浓度在整体上呈现出中部高、四周低的同心圆格局,且这一态势在15 a中没有发生明显改变;2000、2005、2010和2015年的年均浓度分别为3.86、4.97、4.91和4.51μg·m~(-3),以2005年为拐点呈先上升后下降的趋势,且2005年高值区的空间范围最大,经历了扩张-收缩的变化过程;在季度水平上表现出冬季秋季春季夏季的趋势,秋冬季BC污染形势严峻;(2)2000—2015年成渝城市群土地利用/土地覆被的主要类型为耕地、林地和草地,该时期3种地类面积总和的占比均在94.61%以上,土地利用结构未发生明显改变;以耕地与草地连续减少和建设用地持续增加为LUCC的主要特征,水域、林地和未利用地略有增加;(3)不同土地利用/土地覆被类型下的BC浓度总体上呈现出建设用地耕地水域林地未利用地草地的特征;在不同的土地利用/土地覆被转换方式下,当人工用地转为自然用地时BC浓度降低,当自然用地转为人工用地时BC浓度增加;(4)地理加权回归模型计算结果表明,局域拟合系数较高区域的LUCC对BC浓度的影响较为显著,且呈现出明显的空间分异现象。     

陕西某地区地下水Cr(Ⅵ)异常的水化学特征及其富集因素分析

以42组水化学测试数据为基础,结合野外调查资料,分析研究区Cr(Ⅵ)异常地下水的分布规律和水化学特征,探讨Cr(Ⅵ)富集的影响因素.结果表明Cr(Ⅵ)异常地下水主要位于基岩含水层,水化学类型以HCO3-Na、HCO3-Na·Ca型为主,随地下水埋深的增加,Cr(Ⅵ)浓度、γNa+/γCl-系数逐渐增大,γCa2+/γHCO-3系数逐渐减小;与正常水相比,Cr(Ⅵ)异常地下水的p H、溶解氧、离子强度的平均值分别由7.2、4.3 mg·L-1、0.011 mol·L-1变为7.6、5.5 mg·L-1、0.028 mol·L-1,溶解氧增加有利于Cr(Ⅲ)的氧化,p H升高、离子强度降低可以促进Cr(Ⅵ)的活化,这些是促使含水介质中Cr(Ⅵ)的解吸、迁移和富集的主要水化学因素.     

食蚊鱼(Gambusia afinis)cat、gapdh和gst基因的克隆及其在生态毒理学中的应用

根据Ensembl、Genbank登录的鱼类cat、gapdh和gst基因的CDS序列设计普通PCR扩增引物,寻找食蚊鱼的cat、gapdh和gst基因的c DNA片段,并根据定量引物设计要求设计出相应的SYBR Green I荧光定量RT-q PCR引物,建立了食蚊鱼cat、gapdh和gst基因的SYBR Green I荧光定量RT-q PCR方法。该方法在104~108数量级范围内有良好线性关系(R=0.999~1.000);熔解曲线显示扩增产物特异性良好,均为单一峰值;质粒标准品最高浓度与最低浓度的批内试验变异系数与批间试验变异系数均低于2%。利用该方法监测和评价环境污染物对水生生物的影响,选择了水体中常见典型药物污染物——双氯芬酸,研究其对食蚊鱼抗氧化基因表达的影响。结果表明,雌性食蚊鱼暴露在不同浓度双氯芬酸钠(0.005、0.05、0.5和5 mg·L-1)24 h后,其肝脏cat、gapdh和gst的mRNA呈现显著变化,相对于对照组,在低浓度0.005 mg·L-1时,cat与gst mRNA的表达量均有极显著上升(p0.01),而其它浓度均极显著下降(p0.01)。试验表明该方法具有快速、精确、灵敏度高的优点,可为利用该类小型鱼类的原位污染物的生物监测和生态毒理评价提供有力的技术支持。     

纤维藻(Ankistrodesmus sp.)对镍的吸附、吸收作用及镍对其细胞形态结构影响

纤维藻（Ankistrodesmussp.）对镍毒作用反应敏感,对Ni