城市景观河道营养状况与轮虫群落结构

为了解城市景观河道治理过程水质与轮虫群落结构的关系,于2012年5月至2014年12月对江苏省常州市景观河道进行了调查。利用综合营养状态指数法对景观河道的营养状况进行评价;并通过轮虫群落种类组成、优势种、生物量及多样性指数等指标探讨了轮虫群落结构与水体营养水平之间的关系。结果表明,景观河道总体处于富营养状态,主要是由河道中氮磷等污染物浓度过高引起;调查期间检出轮虫共22种,其中优势种为萼花臂尾轮虫(479个·L-1)、蒲达臂尾轮虫(98个·L-1)以及针簇多肢轮虫(137个·L-1);轮虫总数量处于较低水平(312个·L-1),多样性水平不高,轮虫数量与各污染物营养状态指数呈负相关;生物量与总氮营养状态指数呈极显著负相关。     

浦阳江流域浮游动物群落结构及其评价水质健康状况的研究

对浦阳江流域26个点位浮游动物群落结构进行研究,共采集到浮游动物25属47种,其中轮虫25种,原生动物14种;另外,还有枝角类和桡足类。原生动物优势种为湖沼砂壳虫(Difflugia urceolata),其次为普通表壳虫(Arcella vulgris);轮虫优势种为萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)和角突臂尾轮虫(Brachionus angularis);枝角类优势种为透明薄皮溞(Leptodora kindtii);桡足类优势种为台湾温剑水蚤(Thermocyclops taihokuensis)。水质理化指标监测结果与浮游动物群落结构水质健康评价结果大体一致,均显示浦阳江流域干流水质健康状况整体好于支流,干流和支流下游水质均存在富营养化倾向。但具体到点位水质状况评价时,两种评价结果略有差别,表明水质理化指标评价和生物指标评价均有偏向性,在进行河流水质健康整体评价时,最好将两者相结合,以全面了解河流整体水质健康状况。     

淮河中上游轮虫群落结构分析及水质评价

轮虫作为水体污染的指示生物之一,其数量和种群组成可以用来评价水体的水质情况;但是,目前淮河流域水质评价仍以常规的理化指标评价为主,缺乏利用轮虫评价河流水质方面的研究。2012年12月和2013年7月,对淮河中上游10个生态监测点进行现场调查,获取轮虫种类、密度及水体理化指标等;利用生物多样性指数和综合营养状态指数分析水体污染和营养化状况,并利用Canoco软件分析轮虫群落结构与环境因子的关系。结果表明:研究期间共获得轮虫46种,其中污染指示种36种;各生态监测点具有不同的优势种群;总磷(TP)、化学需氧量(COD)和总氮(TN)是轮虫群落结构的共同环境影响因子;总体上水质从冬季到夏季有恶化的趋势,营养化程度有增加的趋势。研究工作可为淮河生态环境评估以及与富营养化密切相关的其他污染问题研究提供基础资料和依据。     

城市景观河道浮游植物与水质评价

为了研究城市景观河道浮游植物与水质的关系,于2012年5月至2014年12月对江苏省常州市的景观河道浮游植物展开调查,结果表明:研究景观河道共检出浮游植物8门52种,以绿藻门(24种,39.43%)、蓝藻门(6种,31.52%)和硅藻门(13种,20.66%)为主;利用浮游植物密度、多样性指数、污染指示种群及综合指数评价研究景观河道水质,综合评价其水质属于α中污β中污型;相关分析表明,河道氮磷浓度与浮游植物数量没有显著相关性,但浮游植物数量及生物量均与N∶P呈负相关,多样性指数与N∶P呈正相关,二者均不显著。     

应用大型底栖无脊椎动物评价常州市“清水工程生态修复”示范河道的研究

通过连续两年对常州市19条"清水工程生态修复"示范河道大型底栖无脊椎动物(以下简称底栖动物)的调查,了解市区河道底栖动物群落现状及发展趋势,同时从底栖动物群落多样性的角度评价各河道生态修复的效果,并利用污染生物效应指数(BPI)评估河道水质及生态变化发展趋势。结果发现,各调查河道底栖动物群落结构和多样性的指标与污染生物效应评价结果相互印证,保持高度一致性。2011年各河道的底栖动物群落结构完整性、种群多样性均较2010年有所提升,BPI则较2010年有所下降。说明在这些河道实施的生态修复工程具有一定成效,有望实现城市河道水体生态循环系统的全面恢复。     

城市半封闭河道水体生态恢复试验

利用复合生态滤床、底泥生物氧化、水体生物修复和河道生态恢复等技术,对上海漕溪河富营养水体进行治理.结果表明,在每隔7～10 d间歇性流量300～400 m3/次的污水补水进量下,通过生物治理,消除了水体富营养和黑臭现象,从每个污水补给周期开始,3～4 d后COD、NH3-N、TP除去率分别达到50%、40%和55%以上,水体清澈见底.从2005年3～5月,河道生物多样性逐步增加,先后出现枝角类、桡足类动物和鱼类.表明对于已截污的城市半封闭河道,利用浸没式复合生态滤床对污水进行预处理,在此基础上,通过底泥生物氧化、水体增氧、河道生态恢复等措施,进行生物治理,可取得良好治理效果.本研究为城市半封闭河道的治理和养护提供了一套切实可行的方法.     

城市半封闭河道水体生态恢复试验

利用复合生态滤床、底泥生物氧化、水体生物修复和河道生态恢复等技术，对上海漕溪河富营养水体进行治理。结果表明，在每隔7～10d间歇性流量300～400m^3／次的污水补水进量下，通过生物治理，消除了水体富营养和黑臭现象，从每个污水补给周期开始，3～4d后COD、NH3-N、TP除去率分别达到50％、40％和55％以上，水体清澈见底。从2005年3～5月，河道生物多样性逐步增加，先后出现枝角类、桡足类动物和鱼类。表明对于已截污的城市半封闭河道，利用浸没式复合生态滤床对污水进行预处理，在此基础上，通过底泥生物氧化、水体增氧、河道生态恢复等措施，进行生物治理，可取得良好治理效果。本研究为城市半封闭河道的治理和养护提供了一套切实可行的方法。     

木炭填料生物反应器对微囊藻毒素的去除

为了研究自然水体中产毒藻细胞和微囊藻毒素(MC)的迁移转化机理,以经济实用的木炭为填料的柱状反应器对含微囊藻和MC的自然水进行了分阶段连续性去除实验。结果表明,当进水叶绿素a(chl-a)浓度为94.9~203.4μg/L,MC浓度为4.5~24.7μg/L时,藻细胞(以chl-a浓度为指标)的去除率高于77.1%,MC的去除率高于66.2%。不同阶段的结果比较发现,HRT为6.8 h时去除效果最佳。反应器中,原生动物和后生动物大量存在,以钟型虫(Vorticella sp.)、草履虫(Paramecrum sp.)、旋轮虫(Philodina sp.)和腔轮虫(Lecane sp.)为主要物种。实时荧光定量PCR分析结果表明,可降解MC细菌的特异性基因(mlr A)被检出。由此说明,除木炭填料的物理吸附外,微型浮游动物的捕食及细菌降解对水中藻细胞和MC的去除也起重要作用。     

京杭运河杭州段水体污染和细菌群落结构特征

为了解人类活动对城市河道水体污染和细菌群落的影响,选取京杭运河杭州段进行了分季节采样研究。测定了水体的环境与水质参数,分析了细菌丰度、胞外酶活性和群落结构变化。结果显示,从上游到下游,水体中高锰酸盐指数、氨氮、总氮以及细菌丰度和β-葡萄糖苷酶活性大体呈递增趋势,冬季水体总体污染水平及细菌丰度均显著高于其他季节。水体中细菌的主要种类集中在变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacterioidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和蓝藻门(Cyanobacteria),所占比例分别为37.8%、24.3%、18.9%、10.8%和8.1%,属于黄杆菌(Flavobacterium)、厚壁菌(Firmicutes bacterium)和放线菌(Actinobacterium)的细菌是水体中大多数时间的优势细菌。限制性排序分析显示,水体细菌群落结构从上游到下游差异明显,高锰酸盐指数和总氮是关键影响因子。杭州市区由人类活动产生的污染物输入是京杭运河杭州段的主要污染源,水体细菌群落对水体污染物的变化有着明显的响应。     

不同水生植物对富营养化水体净化和温室气体排放的影响

水体富营养化和温室效应均是目前较为严重的环境问题。已有的水生植物净化富营养化水体研究主要侧重于净化效果,较少研究其净化过程中温室气体的排放特征,更忽略了水生植物对富营养化水体的减污降碳协同治理效果。基于此,通过人为添加氮磷模拟富营养化水体,将水生植物——水竹(Phyllostachys heteroclada Oliver)、竹叶眼子菜(Potamogeton wrightii Morong)、黑藻(Hydrilla verticillate(L.F.) Royle)、铜钱草(Hydrocotyle vulgaris L)、纸莎草(Cyperus papyrus Linn)和黄花水龙(Ludwigia peploides subsp.stipulacea(Ohwi) Raven)设置5个试验组及1个空白组,研究不同水生植物及其组合对富营养化水体的净化效果和温室气体(CO₂、CH₄、N₂O)排放特征。结果表明：1)在富营养化水体净化过程中,各试验组在净化第15天基本上能把水体净化完全。2)净化第15天时,水-气界面CO     

疏浚对巢湖双桥河水环境容量的影响

双桥河是巢湖受污染较为严重的入湖河流之一,其入湖口距巢湖市自来水厂取水口仅500 m,同时也是巢湖市的主要行洪河道,为了改善水质状况并提高河道行洪能力,于2010年3—5月对双桥河进行了疏浚。本文作者于2009年12月—2010年10月对双桥河监测断面及排污口进行了监测,在分析双桥河水质及现有污染源的基础上,选择CODMn、TP、NH3-N和TN作为水质敏感参数,对疏浚前后双桥河的不同河段污染物质的水环境容量进行了模拟计算,并调查了水生植被覆盖度及沉积物氮磷含量的变化。结果表明,疏浚后整个河道水生植被的覆盖度由40%降低到5%左右,各污染物的降解系数都有较大程度的降低,同时疏浚后短期内CODMn和TP的环境容量均有一定程度的降低,而NH3-N和TN的环境容量变化较小。分析认为,这一方面是由于疏浚后河道内水生植物覆盖度的降低导致水体的自净能力降低,另一方面是由于疏浚过程中的扰动引起大量沉积物的再悬浮及污染物的释放。所以在减少外来污染的前提下,对重富营养化水体底泥进行疏浚并开展水生植被恢复工程应是控制富营养化的有效途径。     

用大型底栖动物对武汉南湖水质的生物学评价

2003年6月至2004年5月季度性调查武汉南湖大型底栖动物的种类组成,并对水质理化指标进行测定.结果表明,大型底栖动物由寡毛类和水生昆虫组成,密度为4 437个/m2,优势种为霍甫水丝蚓和刺铗长足摇蚊;大型底栖动物的Shannon-Wiener多样性指数和Margelef多样性指数表明南湖水质为中等污染状态;历年夏季水体中主要营养元素含量的变化,进一步描述了近年来南湖富营养化的加剧进程.     

受污染水体的水质恢复方法

大量未经处理的污水排入水体时 ,会导致地面水体严重污染。受污染水体的水质恢复方法有物理法、化学法和生物法 ,它们能控制水体外源性和内源性污染物的排入量、人工强化水体自身的净化能力 ,以降低水体中污染物的浓度、提高溶解氧浓度 ,恢复水生生物的多样性     

底泥修复对城市污染河道水体污染修复的影响研究

为开发城市黑臭河道的有效治理方法,利用人工模拟河道就河道底泥对上覆水体的二次污染、底泥污染生物修复对其氮磷营养盐释放及河道水体污染生物修复的影响进行了研究,并对实验结果进行了工程现场应证。研究结果表明：河道污染底泥生物修复状况对上覆水体水质产生大的影响,在底泥不加修复时,底泥污染物释放使水体COD、TP、NH₃-N浓度分别达到30～35 mg/L、0.4～0.5 mg/L和3.0 mg/L,底泥修复后分别为15～20 mg/L、0.1 mg/L和2.5 mg/L;底泥G值（y）与底泥氮、磷污染物释放量（x）呈负相关关系,关系式分别为：y=0.5124x-0.1394（R₂=0.9222）,y=0.17772x-0.4781（R₂=0.8701）;结合底泥的生物修复,采用曝气增氧投加生物制剂措施对水体进行生物修复时COD、NH₃-N和PO^3-₄的去除率分别提高13.6%、25.0%和15.7%;对古廖涌的现场治理工程表明,在未对河道底泥进行生物修复的情况下,经过氧化塘预处理河道水体增氧-水体原位强化生物修复等措施的治理,河道中、下游水体又逐渐恢复黑臭,在对河道底泥进行修复后,河道污染水体水质得到显著的改善和提高。     

草海底泥原位钝化工程示范及其生态环境效应

选取贵州草海重污染湖区,利用改性粘土钝化剂开展底泥原位钝化技术示范,对示范区内外主要水质参数、浮游生物和底栖动物等进行了对比监测与研究。结果表明:示范工程实施一年后钝化区水体氨氮(NH_3-N)和总磷(TP)含量分别降低至对照区的29%和23%,水体溶解氧含量达9 mg·L~(-1)以上,透明度显著增加;钝化区水体藻类总丰度降低40%以上,蓝藻所占比例大幅下降;钝化区沉水植物生长繁茂,水体自净功能明显增强,已形成草型清水生态系统。钝化区与对照区水体浮游动物、底栖水生生物种群及丰度无显著变化,表明钝化剂未对动物生长造成不良影响;原位钝化技术具有快速提升水体透明度和溶解氧含量、抑制底泥污染物释放、降低水体营养盐含量及抑制藻类生长等特点,且实施方便、成本低廉,在湖泊底泥污染治理和水体富营养化防治领域具有广阔应用前景。     

补水景观湖水生态系统构建对水质的影响及因子分析

以广州市最大补水人工景观湖白云湖水生态系统构建示范区为对象,利用综合污染指数评价了以沉水植被构建为主的修复措施对示范区水体水质改善的影响,并应用因子分析法对各水质指标和生态因子之间的相互关系进行了研究。综合污染分析结果表明,恢复沉水植物后,示范区水体各项污染物浓度大幅降低,水质从V-劣V类提高到III-IV类,水体综合污染状态由严重污染改善为轻污染。因子分析显示,10项水质指标可划分为四类主因子来反映水质状况,其中,第一主因子主要反映水体营养盐指数,第二主因子反映水体有机污染指数,第三主因子反映温度变化对水质的影响,第四主因子反映水体的酸碱度;综合评分结果说明了生态系统构建后水质综合评分可大幅降低,且月评分结果呈现温度越高、水质越优的特点,水体特征呈现向草型水体发展的趋势。上述结果表明,水生态系统构建可有效改善示范区水质,是保障城市河道补水水源安全的有效方法。     

生态修复工程对城市内河水体细菌多样性的影响

微生物是城市内河生态系统的重要组成部分,其多样性与水环境密切相关。以16S rRNA基因作为原核细菌分子标记,应用PCR-DGGE、定量PCR、克隆和测序方法,分析经生态修复工程处理后不同污染程度的城市内河水体细菌多样性特征。结果表明:生态修复工程明显提高了污染程度较低水体总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(CODMn)的消减能力,影响着城市内河水体中细菌群落的组成和含量,且随时间和空间不同而不同;生态修复工程显著地提高了重度污染水体细菌的含量;冗余分析(RDA)表明,水体中细菌群落组成与CODMn、TP和溶解氧(DO)等指标密切相关。     

湖泊富营养化治理成效阶段水环境特征研究——以贵阳市饮用水源地红枫湖为例

红枫湖是贵阳市重要的生活饮用水源地,20世纪90年代末期水体污染严重。从2008年开始进行综合治理,2011年起进入治理成效阶段。为了对治理成效期的水质状况有全面了解,为进一步污染治理和生态调控提供科学依据和对策,利用富营养化指数法和主成分分析方法对2011—2013年水体富营养化状态特征进行研究分析。结果表明:(1)在监测期,红枫湖始终保持中营养状态不变,但呈现逐年减弱的趋势,水质达标率逐年升高。(2)全湖的综合营养状态指数存在明显的时空异质性。(3)影响红枫湖水体质量的主控因子为叶绿素a、pH、透明度、总磷和高锰酸盐指数,总氮对其影响不显著。(4)在下一步治理中,继续加强外源性治理的同时,须加强水体内源性污染的治理工作,促进水质进一步好转。     

湖泊水生植被恢复物种选择及群落配置分析

介绍了水生植物恢复的常用物种及生活型 ,并从群落配置的物种数 ,群落的空间配置及节律匹配等方面对水生植物群落的优化配置进行了分析和研究 ,结果表明 :1 )在水生植物群落恢复实践中 ,无论从经济角度考虑 ,还是从可操作性出发 ,均应优先考虑选择少量先锋物种 ,先恢复生态系统的基本结构和功能 ,随着生境条件的不断改善 ,逐步栽种新的物种 ,增加物种的多样性 ;2 )根据湖相生态系列在空间生境梯度上的变化 ,按水生植物生活型配置群落是群落配置的基本出发点 ;3)应根据水生植物的季节差异合理配置群落 ,使植物种群在生长期上密切衔接 ,形成常绿人工水生植被 ,这样在冬季也能较好地发挥对湖泊的净化功能     

再生水补水河道中流速对浮游藻类生长影响的模拟实验

以再生水为主要补给水源的城市河道中,避免藻类水华是河道调控的重点之一。实际调控中,在控制藻类数量增长的同时,还应关注藻类群落的多样性,降低由于优势藻种的生长而导致水华的可能。在3种水深下各设置7组流速条件,利用环形水槽模拟研究不同组合条件下河道单元水体中浮游藻类的生长情况,通过计算藻类比生长率和藻类群落的香浓-威纳(Shannon-Wiener)指数描述藻类增长速率和群落生物多样性,从而对浮游藻类生长情况进行综合评价。实验结果显示,相同水深下浮游藻类比生长率在0.05~0.08 m·s~(-1)流速范围内出现最大值,而适当降低水深有利于提高水体浮游藻类的群落多样性。综合分析比生长率和多样性得到,在0~0.05 m·s~(-1)流速附近产生水华的潜势较高。