生态平衡与水污染的相关性

水是生命的产生、存在、发育和繁殖的基础,是生态系统中重要的组成要素之一。地球上总水量约有14亿立方公里,其中海水占97％,淡水湖及河流中的水仅占0.0019％。天然水域中生存着无数的生物,其中有藻类1万多种,甲壳动物2万多种,鱼类2万多种以及微生物10余万种。在自然界,各种生物都有自己相应的食物,相互间存在着食与被食的关系,这称为食物链。生物之间,互相依赖和相互斗争,在一定的条件下,保持着自然的、相对的平衡。确切地说,生物种类的组成,各个种群的数量比例,以及能量和物质的输入、输出等,处于相对稳定的状态。 人们在生产活动中,当直接或间接地把各种有害物质投弃至水域环境中时,常由于物理的(如扩散、稀释、沉淀等)、化学的(如氧化、还原等)以及生物的(如     

太湖生物区系研究及与北美五大湖的比较

研究太湖水生生物区系特征,分析各类生物区系的变化及其原因,并与北美五大湖相应的水生生物区系进行了比较. 结果表明:太湖共有水生生物146科442种,其中鱼类25科107种,占24.2%; 底栖动物21科66种,占14.9%; 浮游动物37科103种,占23.3%; 浮游植物29科81种,占18.3%; 水生植物34科85种,占19.2%. 总体上太湖各类水生生物的种数和科数差别都不大,鱼类和浮游动物稍多. 北美五大湖各类水生生物的种数分别为鱼类134种、底栖动物165种、浮游动物132种以及浮游植物1 456种,除浮游植物种类较多外,其他3类水生生物的种数与太湖大致相当. 五大湖鱼类以鲑科和鲤科鱼类为主体,分别占鱼类总数的18.7%和20.1%,其中除伊利湖外其他4个湖都是鲑科占优势; 太湖鱼类以鲤科为主体,占鱼类总数的56.1%,这是太湖鱼类区系的主要特征,也是我国淡水鱼类的主要特征,所以鲤科是我国水质基准推导的优先选择物种. 太湖和五大湖中鱼类、底栖动物和浮游动物3类生物所占比例差别不大.      

七道湾污水厂污泥重金属形态特征研究

采用Tessier连续提取法对乌鲁木齐七道湾污水厂夏季和冬季污泥中的Cu、Zn、Pb、Cd进行了含量和形态分析,研究了污泥中重金属的生物有效性。结果表明:该污水厂污泥中重金属含量Zn>Cu>Pb>Cd,4种重金属含量均低于污泥农用污染物控制标准限值。Cu、Zn、Pb主要以残渣态和有机结合态形式存在,Cd主要以残渣态、铁锰氧化态和碳酸盐结合态形式存在。Zn、Cu的生物不可利用态含量高,所占比例在60%以上,对污泥农用有利,Pb、Cd两种元素的生物有效态和潜在有效态之和所占比例在50%以上,有较强的生物可利用性,在污泥农用时存在一定潜在风险。     

PCR-SSCP技术用于脱臭微生物群落结构的研究

采用PCR-SSCP(单链构象多态性)技术对脱臭生物滤池中填料生物膜微生物群落结构进行了研究.生物滤池对臭气中的污染物随驯化时间逐渐增强,去除率从50%升高到89%.对2种填料树皮和秸秆上生物膜的分析结果表明,滤池内微生物多样性随运行时间先降后升,从1.6～1.9上升到2以上;而2种填料上微生物的相似性逐渐增加,表明随着驯化进程,生物填料上的微生物能够利用臭气污染物进行生长,并随运行时间逐渐趋于丰富和稳定;树皮比秸秆具有较高的生物多样性,平均值分别为2.2和2.0,说明树皮上容易附着多种微生物生长,电镜照片也显示2种填料生物膜的增长和生物多样性的提高.SSCP条带测序结果表明生物滤池生物膜优势微生物种属为芽孢杆菌属,占33.3%;条带中不可培养细菌占44.4%;填料生物膜上的细菌绝大多数是广泛存在于土壤、水体及生物体中的微生物,它们对环境适应能力强,在臭气的污染物去除中扮演重要角色.     

大庆龙凤湿地野生动物资源调查研究

通过调查,大庆龙凤湿地有脊椎动物207种,其中兽类13种,鸟类142种,两栖、爬行类共7种,鱼类45种,占黑龙江省动物总数的38.2%左右.区系成分以古北界种占绝对优势,广布种亦混杂其中.湿地有珍稀濒危动物43种,其中国家Ⅰ级和Ⅱ级保护动物有24种,湿地经济动物种类较多,在本区域有较高的生物多样性.     

荨麻疹253例病因探讨

目的通过查找血清特异性Ig E,总结荨麻疹可能引起的病因。方法抽取患者血清,采用全自动免疫印迹仪加用吸入性及食入性过敏源特异性Ig E抗体检测试剂盒(欧蒙印迹法)来测定患者血清中特异性Ig E的浓度,判断荨麻疹的病因。结果吸入性特异性Ig E检出率依次为艾蒿70.3%,蟑螂35.6%,屋尘13.4%,葎草11.1%,尘螨组合(屋尘螨/粉尘螨)11.1%,树组合(柳树/杨树/榆树)9.5%,点青霉/分支孢霉/烟曲霉/交链孢霉9.5%,普通豚草8.3%,猫毛7.1%,狗上皮2.7%;食入性特异性Ig E检出率依次为海洋鱼组合(鳕鱼/龙虾/扇贝)63.2%,蟹25.6%,花生28.1%,淡水组合(鲑鱼/鲈鱼/鲤鱼)14.2%,蛋清11.1%,牛奶11.1%,牛肉11.1%,羊肉11.1%,虾11.1%,黄豆8.3%。单种致敏原58例,占22.9%,多种致敏原(两种及两种以上)165例,占65.2%,未测出致敏原的30例,占11.8%。结论引起荨麻疹的病因复杂,吸入物和食入物皆有,且可能同时存在,吸入物以艾蒿为最多,食入物以海鲜类最多,且同一患者致敏原常为多种。     

长江口沙洲表层沉积物磷的赋存形态及生物有效性

利用磷的连续分级提取方法,研究了长江口沙洲沉积物中磷的赋存形态分布特征,并探讨了沉积物中磷的生物有效性.结果表明,沙洲沉积物中总磷的含量为437.6～1103.7μg·g-1,其中79.5%以无机磷的形式存在,而无机磷中以碎屑态磷灰石磷为主;有机磷约占总磷的20.5%.磷的生物有效性分析结果显示,潜在的生物有效性磷主要包括弱吸附态磷、铁结合态磷和有机磷等3种赋存形态,而长江口沙洲沉积物中潜在的生物有效性磷含量较少,约为60.5～510.9μg·g-1,平均仅占沉积物总磷的28.86%.     

天津汉沽海域表层沉积物中P的赋存特征分析

利用连续分级提取方法,对天津汉沽海域表层沉积物中P的含量水平、赋存形态、及其生物有效性进行了分析。结果表明:表层沉积物中TP的含量在525.68×10-6～688.39×10-6之间,平均含量约为618.18×10-6,其中86.98%以IP的形式存在;而在IP中,FA-P是其主要的赋存形态,平均约占TP的59.54%;IP含量范围为48.52×10-6～146.72×10-6,平均约占TP的13.02%。P的生物有效性分析结果显示,潜在的生物有效P主要包括Ads-P、Fe-P和OP等3种赋存形态,而天津汉沽海域表层沉积物中潜在的生物有效P含量约为465.87×10-6～609.79×10-6,平均约占沉积物TP的89.14%,表明研究区域内沉积物具有很强的释P潜力。     

基于线虫生物多样性的稻田镉污染土壤修复成效研究

土壤线虫群落特征是土壤质量评价的重要指标,特别是用于重金属污染土壤的修复成效评估. 为评价重金属镉(Cd)污染稻田土壤修复的生态效应,以湖南省长沙市长沙县Cd污染水稻农田为研究样地,分析了施用钝化剂、钝化剂+净水和叶面肥三种修复措施对土壤线虫的生物多样性和群落功能多样性的影响. 结果表明:①共鉴定线虫13 599条,隶属于32属,其中杂食/捕食线虫(8属)的数量最多,占比为61.55%;食细菌线虫(13属)、食真菌线虫(3属)和植食性线虫(8属)分别占所有线虫数量的14.62%、1.72%和22.11%. ②施用钝化剂、钝化剂+净水和叶面肥三种修复措施的水稻农田土壤中线虫物种数、Shannon-Wiener多样性指数、Simposon优势度指数和Pielou均匀度指数均与对照组(蒸馏水喷施)没有显著差异,表明这3种土壤修复措施对土壤线虫的生物多样性没有显著影响. ③水稻土壤线虫生活史策略指数如成熟指数(MI、MI25)、植物寄生线虫成熟指数(PPI)等在3种修复措施之间差异显著,说明不同修复措施间的土壤线虫群落结构存在显著差异,但这种差异与取样时间有关. ④3种修复措施之间的生态功能指数,如富集指数(EI)、结构指数(SI)、通路指数(NCR)和瓦斯乐斯卡指数(WI)均没有显著差异. 研究显示,土壤线虫生活史策略指数可作为重金属污染土壤修复的成效评价指标,指示土壤生态系统质量.      

乌鲁木齐城市污泥重金属形态特征及农用可行性分析

选取乌鲁木齐市两家有代表性的污水处理厂的污泥,对其理化性质和重金属形态进行了测定,分析了污泥的农用价值和重金属的生物有效性。结果表明:乌鲁木齐两家污水厂污泥基本呈中性,含水率在70%以上,污泥呈现高有机质、高氮、高磷、低钾的特点。污泥中重金属含量均满足我国CJ/T 309—2009《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质标准》中B级标准,但HD污水厂Zn和Cd含量、QDW污水厂Cd含量超出A级标准,不可施用于蔬菜和粮食作物。污泥中Zn和Cu主要以残渣态和有机结合态为主,其余三种形态所占比例较小,Pb和Cd以残渣态、碳酸盐结合态和铁锰氧化态为主。Zn、Cu的不可利用态所占比例在50%以上,生物可用性较低。Pb、Cd生物有效态和潜在有效态所占比例之和在50%以上,有较强的生物可利用性,在污泥农用时存在潜在风险,Cd污染问题要引起重视。     

中国生物入侵管理体制探讨

中国是全球生物多样性最丰富的国家之一,生物多样性丰富程度北半球第一.由于中国人口众多、经济高速发展,生物多样性遭受严重威胁,而生物入侵是其主要威胁因素.2001-2003年,原国家环保总局进行全国外来入侵物种调查,发现全国有283种外来入侵物种.2003年农业部统计,入侵我国的外来生物有400多种,其中危害较大的有100余种.在世界自然保护联盟公布的全球100种最具威胁的外来物种中,我国就存在50余种,造成每年至少1000亿元的经济损失.令人担忧的是,这些外来入侵物种中的46.3％已侵入自然保护区.     

城市污泥中水溶态镉的研究

将城市污泥区分为水溶态、胶体、生物絮凝态和颗粒态四种组分。用方波阳极溶出伏安法对其中具有直接毒性和生物有效性的水溶态Cd进行了分析,结果表明:水溶态Cd的含量为0.21mg/kg,其中电化学活性态含量较多占52.7%,可交换态含量较少占14.9%;两种形态Cd的含量随浸提时间和温度的变化基本一致并且呈一定的规律性。利用方波阳极溶出伏安法测定城市污泥中水溶态痕量金属有很高的灵敏度,检测限可低至10-10mol/L,并且在一定程度上能获得与金属毒性的一致性。     

水稻秸秆生物炭中铜和镉的形态分布及释放特性

由于目前缺乏对生物质原料来源的管控办法,极有可能用产自受污染农田土壤的秸秆制备出具有高重金属含量的生物炭,因此,研究生物炭中重金属的形态分布及其释放特性对于防控生物炭应用产生的环境风险具有重要意义.基于此,分别采集江西省贵溪铜冶炼厂周边九牛岗污染区和中国科学院鹰潭红壤生态实验站清洁区种植的水稻秸秆制备生物炭（分别记为“九牛岗生物炭”和“红壤站生物炭”）,分析两种生物炭中Cu、Cd的含量及其化学形态分布,考察不同固液比及pH对生物炭中Cu、Cd浸出的影响.结果表明:九牛岗生物炭中Cu、Cd的总量（以w计）分别为119.99、3.83 mg/kg,显著高于红壤站生物炭（19.50、0.96 mg/kg）.尽管九牛岗生物炭中w（酸溶态Cu）、w（酸溶态Cd）显著高于红壤站生物炭,但在形态分布上,九牛岗生物炭中Cu、Cd主要为相对稳定态（可氧化态和残渣态）,二者占比分别为80.3%、76.7%,高于红壤站生物炭（二者占比分别为53.2%、48.0%）.高固液比和低pH可有效增加两种生物炭中Cu、Cd的浸出毒性,其中,九牛岗生物炭在固液比为1:20和1:60时,浸出液中ρ（Cu）、ρ（Cd）均超过GB/T 14848—2017《地下水质量标准》中Ⅱ类标准限值.动力学及累积释放试验表明,两种生物炭中的部分Cu、Cd可在短时间内迅速释放而后逐渐平稳并有上升趋势,且九牛岗生物炭中Cu、Cd释放量显著高于红壤站生物炭.研究显示,来自污染区水稻秸秆生物炭中的Cu、Cd活性显著高于清洁区生物炭,具有更高的环境风险.      

乌梁素海水污染与水生生物学研究

本文研究了乌梁素海水化学特点对水生生物区系的影响,生物区系特点与湖泊富营养化的问题。 发现湖泊中浮游植物87种,浮游动物64种,底栖动物12种。其中富营养型的生物种类占绝对优势,浮游植物群落结构为绿藻+兰藻+硅藻型,而兰藻为优势种,占各站优势种和次优势种属的46％;浮游动物中轮虫和原生动物合计占73％;底栖动物中羽摇蚊在十个站点中有六个的数量占90％以上。同时,湖水中营养成分N、P含量丰富,总磷和三氮的含量均已超出或接近日本规定的富营养化标准,表明湖泊已富营养化。 但是,BOD、DO、pH、矿化度、钾离子量和一价离子与二价阳离子数量的比例,可能尚不是湖中限制因子,故湖泊富营养化未达到严重的程度。      

沙漠中的绿洲——塔克拉玛干沙漠中的植物

被认为“生命禁区” 的塔克拉玛干(维吾尔语意为“进去出不来”)沙漠,实际上并不乏生物种群,因其环境特殊,生物类群、数量和分布呈现特殊的规律和多样性,成为研究沙漠环境变迁的重要依据.考察塔克拉玛干沙漠上的植物,翻阅古代文献和文物资料,有的记载寥寥数种,有的干脆以“一片黄沙”一笔代之.19世纪90年代到本世纪初,人们直接认识“生命禁区”的机会不断增多,但很少有人专门考察沙漠植物类群和资源.1987年秋,中国科学院沙漠综合考察发现沙漠植物共计20科53属73种.据专家鉴定,73种沙漠植物生活型组成是:高位芽植物占30.1%,地上芽植物占6.8%,地面芽植物占34.3%,地下芽植物占9.6%,一年生植物占19.2%;按叶级划分,小型叶种类占50.7%,微型叶种类占31.5%,细型叶种类只占17.8%;根据与水分的关系,旱生类占13.7%,中生植物占80.8%,湿生植物只占5.5%;73种中有69种均不同程度与盐渍化生境相联系,表现为适盐和耐盐特性.根据调查统计,塔克拉玛干沙漠中共有28个植物群系,其中荒漠类型6个、荒漠河岸林3个、灌丛9个、草甸9个(包括具有特殊生存机能的短命草或类短命草).     

甘肃、宁夏部分地区根瘤菌资源及其共生固氮特性

对甘肃中西部及宁夏南部不同生态条件下栽培和野生豆科植物根瘤菌资源进行了调查,从36属98种豆科植物根瘤样品中分离得360株根瘤菌,其中44株是从30种未报道过结瘤情况的豆科植物中分离获得。以20属22种寄主植物对大部分菌株进行了回接结瘤实验,回接结瘤率81.2%。它们与豆科寄主植物共生结瘤85%为有效根瘤。不同种根瘤固氮活性差异较大,一般比较低,小于1μmolC2H4?gFWh的占46.6%,大于10μmolC2H4?gFWh的占6.8%,最高者仅37.73μmolC2H4?gFWh。根瘤固氮活性与寄主植物生态及生长发育期有相关性。所有分离菌株均保存在中国科学院新疆生物土壤沙漠研究所微生物研究室及中国农业大学生物学院菌种室。     

巢湖十五里河沉积物生物有效性氮磷分布及相关性

在巢湖十五里河采集15个沉积物柱样,对表层(0～10 cm)沉积物生物有效性氮、磷含量和空间分布特征及相互关系进行研究. 结果表明,十五里河表层沉积物的各形态〔IEF(离子交换态),WAEF(弱酸可提取态),SAEF(强碱可提取态)和SOEF(强氧化剂可提取态)〕生物有效性氮、磷含量存在较为明显的空间变化性. w(生物有效性氮)占w(TN)的53.4%～67.9%,且w(SOEF-N)＞w(IEF-N)＞w(SAEF-N)＞w(WAEF-N),其中w(SOEF-N)为411.35～965.47 mg/kg,占w(TN)的33.4%～43.7%;w(生物有效性磷)占w(TP)的47.3%～89.4%,且w(SAEF-P)＞w(SOEF-P)＞w(WAEF-P)＞w(IEF-P),其中w(SAEF-P)为311.74～960.33 mg/kg,占w(TP)的33.0%～78.0%. 不同形态生物有效性氮的相关性较差,其中w(IEF-N)与w(WAEF-N)和w(SAEF-N)呈负相关,相关系数分别为-0.042和-0.122;w(WAEF-N)和w(SAEF-N)和w(SOEF-N)的相关系数仅为0.320～0.513. 生物有效性磷的相关性相对较强,其中w(IEF-P)与w(WAEF-P)呈显著正相关,相关系数为0.527,w(WAEF-P)与w(SAEF-P)呈极显著正相关,相关系数为0.653. 不同形态生物有效性氮、磷的相关性不显著.      

基于Miseq测序与碳平衡的生物滴滤床降解甲苯研究

在甲苯进气浓度为1 640 mg/m3,进气负荷为198.11 g/(m3·h),系统停留时间(EBRT)为30 s的条件下,生物滴滤床对甲苯的去除率达到84%,去除负荷为166.41 g/(m3·h)。碳平衡计算表明:22.27%的输入碳源为微生物所同化,59.52%的碳以CO2形式排出,仅有2.46%的碳溶于营养液中。在出口气体中,以CO2形式存在的碳占79.08%,其余则以甲苯形式存在。经Miseq-16S rRNA测序平台分析可知,该生物反应器中的优势菌属为假单胞菌、丛毛单胞菌和红球菌属,优势菌门为变形菌门、拟杆菌门和酸杆菌门。其中,变形菌门和拟杆菌门在反应器中所占比例在经过驯化之后显示出相反的变化趋势。     

广西典型碳酸盐岩区农田土壤-作物系统重金属生物有效性及迁移富集特征

为揭示碳酸盐岩地质高背景区土壤重金属生态风险,选择广西典型的成土母岩为碳酸盐岩的土壤重金属高背景区,采集水稻籽实及对应根系土样品68套,在分析测试土壤、农作物籽实样品中砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、汞(Hg)、镍(Ni)、铅(Pb)和锌(Zn)这8种重金属含量及土壤中重金属赋存形态的基础上,采用统计学、地累积指数、生物富集系数及相关性分析等方法开展土壤重金属生态风险研究.结果表明,研究区土壤中8种重金属平均含量明显高于全国和广西表层土壤的平均水平,其中Cd、As和Cr超过农用地土壤污染筛选值的比例分别达95. 6%、86. 8%和69. 1%,超过土壤污染管控值的比例分别为27. 9%、17. 6%和5. 9%.区内土壤中As、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn主要以残渣态为主(残渣态占比 80%),显示出较低的生物活性; Cd的生物活性相对较高,生物有效态组分占20. 99%,但仍明显低于全国其它非碳酸盐岩地区的土壤; Hg的潜在生物有效态组分占44. 04%,然而土壤中Hg全量较低,因此其潜在生物有效态的绝对含量较低.与土壤相比,研究区水稻籽实中重金属超标率明显较低,仅部分样品中Cd、Cr、Pb超过国家食品限量标准,超标率分别为8. 8%、2. 9%和23. 5%.相关性分析显示,研究区土壤重金属全量与对应的水稻籽实中重金属含量不存在显著正相关关系.水稻籽实重金属生物富集能力普遍较低,8种重金属生物富集系数(BCF)的均值均小于0. 1,其中As、Cr、Hg、Ni和Pb的BCF均值小于0. 05.上述结果表明,对于碳酸盐岩等地质高背景区,相关部门在制定污染土壤管控政策时不能仅以土壤重金属全量作为衡量标准,应综合考虑金属赋存形态、生物活性及农作物超标率等因素.     

我国淡水水体中双酚A(BPA)的生态风险评价

双酚A(BPA)对水生生物有多种毒性效应,其中雌激素作用尤为显著.本研究依据BPA对水生生物是否有雌激素效应,把数据分为两类,并通过商值法、安全阈值法、商值概率法以及联合概率曲线法评价了我国淡水水体中BPA对水生生物的风险程度.结果表明,采用4种评价方法得出的结果相近,我国淡水生物对BPA的雌激素效应较BPA对水生生物的其他毒性作用更为敏感;安全阈值法较商值法、商值概率法、联合概率风险评价法误差较小,评价结果更为可信.用安全阈值法评价结果表明,以BPA的雌激素作用为效应终点时,水生生物长期暴露于我国淡水环境中,我国64.70%的淡水水体有导致超过5%的水生生物受到雌激素作用的风险,BPA安全浓度上限为15.72 ng·L-1;而水生物种短期暴露于我国淡水环境中,我国20.43%的淡水水体有导致超过5%的我国淡水生物受BPA雌激素作用的干扰,此时BPA安全浓度上限为2.24×102ng·L-1.