河流泥沙对污染河水中污染物的吸附特性研究

泥沙是河流水体的重要组成部分,在迁移过程中吸附一定的氮、磷进入底层或下游,从而改变水中污染物的分布。通过模拟试验,选择粒径76μm以下泥沙研究不同泥沙含量、不同污染程度等条件下,河流泥沙对污染河水中氮、磷等污染物的吸附特性。结果表明:河流泥沙对污染河水的氮、磷及高锰酸盐指数均有一定的吸附效果,特别是对氮、磷的等温吸附比较明显;与对照相比,含泥沙的试验组水体磷质量浓度最大降低值达0.53mg·L-1;水体溶解性总氮随时间延长,含量逐渐下降。污染物含量、泥沙含量、粒径等均会影响泥沙对污染物的吸附,污染物含量越高、泥沙含量越大、粒径越小吸附效果相对越好。泥沙吸附和富集污染物后沉降进入水体底层,离开水相,因而可以降低水中污染物含量,达到净化水质的作用。     

黄河水系氮污染特征初探

对黄河水系1960年至2000年期间氮污染监测数据的分析表明，干流河水氮污染的程度自上游至下游有升高的趋势；不少支流氮污染的程度大大高于干流。在工业不发达的农业地区，河水总氮与氨氮的最高浓度大多出现在丰水期；在工业相对发达的地区，河水氨氮与总氮的最高浓度大多出现在枯水期；有一部分站点河水总氮与氨氮浓度的年内变化无明显规则，近40年来黄河水系氮污染程度不断上升，1990s年代以后的上升趋势更为显著。     

典型抗生素类药物在珠江三角洲水体中的污染特征

采用固相萃取、液相色谱/串联质谱法调查了9种典型抗生素类药物在珠江三角洲重要水体(珠江、维多利亚港、深圳河与深圳湾)中的污染特征。结果显示,珠江广州河段(枯季)和深圳河抗生素药物污染严重,最高含量达1340ng·L-1,河水中大部分抗生素含量明显高于美国、欧洲等发达国家河流中药物含量,红霉素(脱水)、磺胺甲噁唑等与国外污水中含量水平相当甚至更高。受深圳河污染的影响,深圳湾不同区域水体在一定程度上也受到抗生素药物污染,含量在10～100ng·L-1水平。维多利亚港水体中,只有较低含量的喹诺酮和大环内酯类抗生素有检出。深圳湾和维多利亚港周边水产养殖废水的排放成为水体中抗生素污染的重要来源之一。     

滏阳河河流水体中重金属污染特征及其对青海弧菌和斜生栅藻的毒性效应

为调查滏阳河水系的重金属污染状况,研究河流重金属污染对水生生物的毒性,根据河流结构、水文条件、排污口分布并考虑空间分布的均匀性,选取66个采样位点,采集河水及对应的表层沉积物样品,分析了样品中的重金属含量。用斜生栅藻和青海弧菌Q67作为模式生物,根据滏阳河水重金属污染较严重的邯郸近郊2号采样点采集水样的重金属含量配制系列重金属浓度的模拟河水进行重金属污染河水的生态毒性测试。结果表明,在全部66个采样点中,29个采样点河水重金属含量超过国家地表水III类水体重金属含量标准,主要污染元素是Hg、Pb、Cr、Zn。几乎所有采样点河水Mn和Fe含量都大大高于国家集中式生活饮用水地表水源地补充项目规定的标准限值。根据2号采样点河水样品中的重金属含量配成的模拟河水对青海弧菌Q67的EC₅₀值为6.65%,为毒性极强的污染物。模拟河水样品对斜生栅藻的抑制作用较小,在实验的最高浓度下(1000倍河水重金属含量)暴露4 d尚未引起半数藻细胞死亡。随河水重金属浓度上升,斜生栅藻超氧化物歧化酶(SOD)活性总体上呈现先升高后降低的趋势,丙二醛(MDA)含量变化则与此相反,反映河水重金属污染可引起藻细胞的氧化损伤。叶绿素a和b含量则随暴露浓度的提高逐渐降低。在重金属浓度达到2号采样点河水的10%时,斜生栅藻叶绿素a含量已有显著降低,MDA含量显著升高,海河流域重金属污染对生态系统的影响应予以重视。河水发光菌Q67的生长抑制率、斜生栅藻的叶绿素a和MDA含量可以作为评估河流重金属污染生态危害的指标。     

滏阳河河流水体中重金属污染特征及其对青海弧菌和斜生栅藻的毒性效应

为调查滏阳河水系的重金属污染状况,研究河流重金属污染对水生生物的毒性,根据河流结构、水文条件、排污口分布并考虑空间分布的均匀性,选取66个采样位点,采集河水及对应的表层沉积物样品,分析了样品中的重金属含量。用斜生栅藻和青海弧菌Q67作为模式生物,根据滏阳河水重金属污染较严重的邯郸近郊2号采样点采集水样的重金属含量配制系列重金属浓度的模拟河水进行重金属污染河水的生态毒性测试。结果表明,在全部66个采样点中,29个采样点河水重金属含量超过国家地表水III类水体重金属含量标准,主要污染元素是Hg、Pb、Cr、Zn。几乎所有采样点河水Mn和Fe含量都大大高于国家集中式生活饮用水地表水源地补充项目规定的标准限值。根据2号采样点河水样品中的重金属含量配成的模拟河水对青海弧菌Q67的EC_(50)值为6.65%,为毒性极强的污染物。模拟河水样品对斜生栅藻的抑制作用较小,在实验的最高浓度下(1 000倍河水重金属含量)暴露4 d尚未引起半数藻细胞死亡。随河水重金属浓度上升,斜生栅藻超氧化物歧化酶(SOD)活性总体上呈现先升高后降低的趋势,丙二醛(MDA)含量变化则与此相反,反映河水重金属污染可引起藻细胞的氧化损伤。叶绿素a和b含量则随暴露浓度的提高逐渐降低。在重金属浓度达到2号采样点河水的10%时,斜生栅藻叶绿素a含量已有显著降低,MDA含量显著升高,海河流域重金属污染对生态系统的影响应予以重视。河水发光菌Q67的生长抑制率、斜生栅藻的叶绿素a和MDA含量可以作为评估河流重金属污染生态危害的指标。     

常熟农村不同水体氮磷污染状况

于2007年11月至2008年10月,对常熟市辛庄镇不同水体氮磷污染状况进行定点观测,初步探讨了河道和鱼塘水体氮磷浓度的变化特征及其污染来源.结果表明:辛庄镇河道水样无机氮、总氮、正磷酸盐和总磷的平均质量浓度分别为2.07、2.31、0.30和0.53 mg·L-1,表明辛庄镇河水氮磷污染已十分严重.河道和鱼塘水体氮形态都以无机氮为主,分别占总氮的89.6%、72.7%;磷形态以可溶态为主,分别占总磷的73.6%、71.1%.河水硝态氮、铵态氮、总氮、无机氮、正磷酸盐、可溶性磷和总磷平均质量浓度分别比鱼塘水高0.30、0.17、0.11、0.47、0.12、0.15和0.12 mg·L-1.河道和鱼塘水体硝态氮、无机氮和总氮浓度随时间的变化趋势较一致,正磷酸盐、可溶性磷和总磷浓度随时间的变化趋势则显著不同.河水氮磷污染源主要来自生活污水及养猪场废水,鱼塘水体的氮磷污染则与饵料和肥料的投入有很大关系,大气氮沉降也是导致水体氮浓度升高的重要原因.     

我国农田土壤碳氮耦合特征的区域差异

利用中国第2次土壤普查数据,分析了稻作和旱作方式下农田耕层土壤有机碳和全氮特征及其区域差异。结果表明,水田土壤有机碳和全氮含量分别为旱地的147.8%和145.5%,但水田碳氮含量的区域变异低于旱地。全国水田和旱地土壤有机碳氮比值分别为10.8和9.9,各区域水田土壤碳氮比值普遍高于旱地,其中东北水田最高,而华东旱地和西北旱地最低。旱地碳氮比值的区域变异显著,水田则不显著。农田耕层土壤有机碳和全氮含量呈显著正相关,除华北地区外,各区域无论水田还是旱地其碳氮含量之间相关系数都超过0.8,达极显著水平。由此可见,我国农田耕层土壤有机碳和全氮含量之间存在显著耦合关系,而且不同利用方式和区域之间差异显著;相同氮水平下,水田土壤可能储存更多的有机碳。     

蓝田县农村居民饮用地下水中硝态氮污染及健康风险评价

在对蓝田县西北地区农村居民饮用地下水硝态氮含量进行测定的基础上,应用健康风险评价模型对饮用地下水硝态氮污染的健康风险进行了分析。结果表明,枯水期(3月)和丰水期(9月)蓝田县居民饮用地下水中硝态氮平均质量浓度分别为12.00和15.81 mg.L-1,部分样品超过GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》中限量值(20 mg.L-1)。随井深的增加,地下水硝态氮含量明显减小,0～20 m井深硝态氮污染最为严重,>60 m深地下水硝态氮含量较低。健康风险评价表明,南部塬区的焦岱镇、史家寨乡以及河谷阶地的普化镇、玉山镇等区域儿童健康风险指数大于1,也有小部分区域成人健康风险指数大于1,属于不可接受范围;北部山区成人和儿童健康风险值均小于1,在可接受范围内。     

南京东郊蔬菜种植基地地表水氮、磷、重金属含量及影响因素

南京东郊典型蔬菜基地地表水环境质量的调查分析表明:(1)在当前的生产和生活条件下,地表水尚未受Pb、Cu、Zn、Cd和Cr污染,但有不同程度的氮、磷污染。(2)河流氮、磷污染比池塘严重。河流水中氨氮和水溶性磷的比例相对较高,而池塘水中硝态氮、有机氮和有机磷的比例相对较高,这种差别有助于识别地表水中氮、磷的来源。河流底泥中总氮、总磷和重金属含量(Cr除外)比塘泥高,表明河水氮、磷及重金属污染风险比池塘水高。(3)南京东郊蔬菜基地地表水中氮、磷及重金属主要来自城市生活污水的排放,其次来自蔬菜栽培中有机肥过量投入造成的流失。因此,保护城郊地表水应从城市生活污水净化和蔬菜栽培中有机肥的合理施用入手。     

南京东郊蔬菜种植基地地表水氮、磷、重金属含量及影响因素

南京东郊典型蔬菜基地地表水环境质量的调查分析表明：(1)在当前的生产和生活条件下，地表水尚未受Pb、Cu、Zn、Cd和Cr污染，但有不同程度的氮、磷污染。(2)河流氮、磷污染比池塘严重。河流水中氨氮和水溶性磷的比例相对较高，而池塘水中硝态氮、有机氮和有机磷的比例相对较高，这种差别有助于识别地表水中氮、磷的来源。河流底泥中总氮、总磷和重金属含量(Cr除外)比塘泥高，表明河水氮、磷及重金属污染风险比池塘水高。(3)南京东郊蔬菜基地地表水中氮、磷及重金属主要来自城市生活污水的排放，其次来自蔬菜栽培中有机肥过量投入造成的流失。因此，保护城郊地表水应从城市生活污水净化和蔬菜栽培中有机肥的合理施用入手。     

三峡水库香溪河库湾氮磷分布状况及沉积物污染评价

为了解三峡大坝蓄水完成之后香溪河库湾水体及沉积物中氮、磷的分布状况以及沉积物污染水平,2013年4月对三峡水库香溪河库湾进行调查采样,测定表层水及沉积物中氮磷含量和形态组成。结果表明,香溪河库湾表层水总磷(TP)含量范围为0.20~0.51 mg·L~(-1),总氮(TN)含量范围为0.54~2.25 mg·L~(-1),TP主要由磷酸盐(PO_4~(3-))组成,TN主要由硝酸盐(NO_3~-)以及氨氮(NH_4~+)组成,TP在空间上呈现从河口向库尾逐渐升高的分布格局,TN分布从河口向库尾逐渐降低。香溪河库湾沉积物中TP含量变化范围为642~1 189 mg·kg~(-1),TN含量变化范围为867~1 718 mg·kg~(-1),沉积物TP含量分布呈现上游高下游低,沉积物TN分布趋势呈现中间高,两头低。沉积物中TP主要由无机磷(IP)组成,有机磷(OP)所占比例较小,其中IP由钙磷(Ca-P)、铁铝磷(Fe/Al-P)组成,三者含量:Ca-POPFe/Al-P,且沉积物TP含量空间变化受到三者影响(P0.05)。采用单一因子标准指数法对香溪河库湾沉积物中TN、TP污染水平进行评价,结果表明,表层沉积物中TN、TP最低级别污染指数平均值为2.0和1.6,表层沉积物中TN、TP污染指数均超过最低污染水平,且TP的严重级别污染指数达到0.5以上。三峡水库三期蓄水完成以后,香溪河库湾表层水体中氮磷含量较初期蓄水有所升高,各样点沉积物中氮磷含量表现出相同的趋势,沉积物中不稳定磷释放对水体富营养化具有影响,香溪河库湾的表层沉积物已经受到一定的污染,磷污染水平较高。     

武汉严东湖近代沉积物中总氮、总磷与生物硅沉积及营养演化的动态过程

选择武汉近郊一中型浅水湖泊——严东湖为研究对象,对其进行了2个柱状沉积物的总氮、总磷、生物硅含量测试。结果表明：严东湖表层沉积物中总氮、生物硅含量总体均有所上升,而总磷近代含量有所下降。近代以来,硅藻的生长消耗了水体大量的硅与磷,表现为生物硅含量的显著上升,严东湖的营养程度有所上升。硅藻的生长与沉积影响到湖泊的沉积系统与过程,使营养盐比例与结构发生了变化,导致严东湖水体出现硅限制。     

基于BP神经网络算法的密云水库水质参数反演研究

密云水库是北京市重要的地表饮用水源地,在保障首都水源安全方面起着重要作用,而密云水库水质参数的区域监测已成为当前亟待解决的问题。为了实现密云水库水质参数大范围、实时获取,该文基于遥感和GIS技术,采用BP神经网络算法,结合地面监测数据和Landsat 8遥感影像,分别建立了反演总磷、总氮、氨氮和COD(化学需氧量)4个水质参数的BP神经网络模型,并反演了密云水库2013-2018年非结冰期主要水质参数,分析了密云水库主要水质参数的年际变化特征、季节变化特征和空间分异特征。结果表明,(1)水质参数的Landsat 8敏感波段分别为:总氮为1、4波段,氨氮为1-7波段,总磷为1、3-7波段,COD为2-5波段。(2)密云水库主要水质参数在2013-2018年总体呈下降趋势,氨氮和COD为Ⅰ类水质,总磷为Ⅱ类水质,总氮为Ⅲ类水质。(3)4个水质参数指标春季最高、秋季次之、夏季最低,总氮、总磷、氨氮和COD的春季值分别是夏季值的1.08、1.36、1.6、1.45倍。(4)密云水库不同水质参数的空间差异性较大,总体来看,水库北部和东部的4个水质参数含量相对较高,这种分布与北部和东部村庄密集以及密云水库两大入库河流有关。综上所述,基于BP神经网络算法的密云水库水质反演研究是可行的,且得到了较为可信的研究结果,该研究可为密云水库水质管理与政策制定提供重要的科学依据。     

水肥耦合效应对保护地土壤硝态氮运移的影响

采用二次回归正交旋转组合设计,研究了水肥耦合效应对保护地土壤硝态氮运移的影响。结果表明,0—20cm土层硝态氮含量主要受灌水和施氮的影响,且灌水影响程度大于施氮,灌水与0—20cm土层硝态氮含量呈负相关,而与施氮呈正相关。20—40cm土层和40—60cm土层硝态氮也主要受灌水和施氮的影响,但施氮影响程度大于灌水。灌水和施氮对0—20cm土层硝态氮含量影响有相互拮抗作用。施磷对3个层次土壤硝态氮含量影响都很小。     

Analysis and assessment of heavy metal contamination in surface water and sediments: a case study from Luan River,Northern China

Concentrations of the heavy metals Cu, Ni, Pb, Zn, Cd, and Cr were examined in surface water and sediment from the Luan River inChina,. With a decline in Cu and Ni concentration found in surface water at downstream stations. This finding suggests that water currents are a major explanatory factor in heavy metal contamination. The abundance of Cr, Pb, and Cd observed in the middle reaches of the river indicates heavy metal contamination in local areas, although there was an obvious decrease in concentrations in the water downstream of the Daheiting Reservoir. The significant rising trend in Cu, Pb, and Ni seen the sediment farther away from the river also suggests that anthropogenic activities contribute to heavy metal pollution Sediments were therefore used as environmental indicators, with sediment assessment was conducted using the geo-accumulation index (I_geo) and the potential ecological risk index (RI). The I_geo values revealed that Cd (3.13) and Cr (2.39) had accumulated significantly in the Luan River. The RI values for most (89%) of the sampling stations were higher than 300, suggesting that sediment from the Luan River poses a severe ecological risk, with the potential ecological risks downstream higher than that in the upper and middle streams. Good correlations among Pb/Ni, Pb/Cd, Cu/Pb, and Cu/Cd in the water and Cr/Ni in the sediment were observed. Cluster analysis suggested that Cd may have various origins, being derived from anthropogenic sources.     

Distribution of selected elements and PAH in freshly deposited sediments of waste water streams from Lubin district, Southwest Poland

Nine selected elements (Cu, Pb, As, Zn, Co, Ni, Cr, Cd and Fe) were determined by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy in 15 samples from the tailings pond (Zelazny Most) and waste water streams (Moskorzynke and Rudna) in the Kupferschiefer mining district in Southwest Poland. Waste water from mining and industry enter the Zelazny Most pond. The water then flows through Moskorzynke and Rudna streams, and discharges into the River Odra. The analytic results indicate that the contamination with Cu, Pb, Zn, As, Co, Cd and Fe extend about 6km along the streams in contrast to the nonpolluted samples close the River Odra. Their concentrations reach a level, which could be toxic for plants, animals and humans. The contamination with Ni and Cr continued at least 20km along Rudna stream. Besides mechanical transport, redox conditions and C_org contents also played an important role for trace element and Fe contamination in Rudna stream. The samples with high C_org contents have also high contents of trace metals. In Moskorzynke stream the element contamination was mainly caused by mechanical transport of particles. Polyaromatic hydrocarbon (PAH), which is abundant in Kupferschiefer, is toxic for animals and humans. The PAH concentration in the stream sediments was determined by GC and GC/MS. The results indicate that the contamination of PAH reaches 6 and 17mgkg_–1 in samples TP1 and RS6, respectively. In the other samples, the PAH contents are lower than 3mgkg_–1. Some PAH could be solved by waste water in the tailings pond and migrated to the stream sediments. Some PAH might be contained in particles which were transported mechanically from the tailings pond into stream sediments.     

An integrated river basin-coast-sea modelling scenario for nitrogen management in coastal waters

Linked river basin and coastal water models were applied to analyse the effects of an optimal nitrogen management scenario in the Oder/Odra river basin on water quality in the Oder (Szczecin) Lagoon and the Pomeranian Bay (Baltic Sea). This scenario would reduce nitrogen loads into the coastal waters by about 35%, a level which is similar to the load of the late 1960’s. During summer the primary production and algae biomass in the Oder estuary is limited by nitrogen, which makes a nitrogen management reasonable. The comparison of the late 1960’s and the mid 1990’s shows that an optimal nitrogen management has positive effects on coastal water quality and algae biomass. However, this realistic nitrogen reduction scenario would not ensure a good coastal water quality according to the European Water Framework Directive. A good water quality in the river will not be sufficient to ensure a good water quality in the lagoon. Nitrogen load reductions bear the risk of increased potentially toxic, blue-green algae blooms, especially in the Baltic coastal sea. However, to reach water quality improvements in lagoons and inner coastal waters, nitrogen cuts are necessary. A mere focus on phosphorus is not sufficient.     

三江源国家公园不同草地土壤微生物功能基因的差异性分析

土壤微生物在陆地生物地球化学循环过程中起着非常重要的作用。为了探索青藏高原高寒草地类型地上植被特性和地下土壤环境与土壤微生物功能基因之间关系,以三江源国家公园高寒草原、高寒沼泽化草甸及高寒草甸3种典型草地类型为研究对象,利用基因芯片(GeoChip 5.0)技术测定其微生物功能基因丰度,并分析它们之间的差异及影响因素。结果表明:(1)3种草地类型地上群落结构和地下土壤环境存在差异性,其中高寒草原物种多样性指数、pH值较高,沼泽化草甸中土壤含水量、微生物量碳、地上生物量、土壤速效氮含量较高,高寒草甸中则是土壤微生物量氮含量较高;(2)3种高寒草地类型的碳循环、氮循环、磷循环、有机修复的土壤微生物功能基因丰度存在显著差异,其中这些功能基因的丰度在高寒沼泽化草甸最高,高寒草甸、高寒草原次之;(3)地上植物物种多样性虽对功能基因丰度变化的解释率(r2)在57.1%-61.2%之间,但统计学上不显著(P>0.05),而微生物基因丰度随地上生物量的增加而增加,且解释率(r2)为77.5%-80.0%(P<0.05)。在pH、土壤含水量、土壤微生物量等地下土壤环境因子中,pH对功能基因丰度存在显著影响(P<0.01)解释率在83.4%-87.5%间,且土壤微生物功能基因丰度随土壤pH的增加而降低;土壤含水量、土壤微生物量对土壤微生物功能基因丰度的解释率分别为81.9%-83.1%(P<0.05)和76.8%-86.2%(P<0.05),微生物功能基因丰度随这两者含量的增加呈上升趋势。进一步运用RDA分析发现,pH、土壤微生物量、地上生物量是影响微生物功能基因丰度的主要因子,其中土壤微生物量是土壤有机质的重要组成部分,土壤有机质又是通过地上植被凋落物沉积所得到的。因此,地上植被特性的自上而下控制因子影响了土壤环境中自下而上的控制因子,间接的影响了微生物功能基因丰度。由此得出,地上植被特性和地下土壤环境因子共同作用控制了微生物功能基因丰度使其出现差异性。     

沣河水系脱氮微生物群落结构研究

河流水体氮素的超负荷不仅破坏了水体生态环境,也严重威胁着人类的生存和发展.水体中有机氮、无机氮（氨氮、亚硝氮、硝氮）和分子氮之间的转化（氮循环）有赖于水体中大量的氮循环微生物（固氮细菌、硝化细菌和反硝化细菌）,然而这些氮循环微生物的生长繁殖也受到包括氮素的形态和浓度在内的多种环境因子的影响,这些因素也通过影响氮循环微生物的生长繁殖进而使得水体中氮素的转化速率发生变化,对水体氮污染的防治有不可忽视的作用.本研究通过在沣河设置不同的研究断面,采集水体样品,进行水质分析,并通过现代分子生物学技术（PCR-DGGE）方法对研究断面水体中氮循环微生物（固氮细菌、硝化细菌和反硝化细菌）的群落结构进行分析.再通过统计学软件对所得分子生物学信息与水质环境因子的相关性进行统计学分析,发现沣河水体中氮循环微生物群落结构受到多种环境因子共同影响,且在枯水期和丰水期表现出不同的特征.在丰水期沣河水体中,硝化细菌群落在中游表现出较高的多样性和丰富性,这与沣河中上游农业COD（化学需氧量）、BOD（生化需氧量）氨氮及有机氮污染物排放量较大,沣河水体DO（溶解氧）高有关.水体中的氨氮、亚硝氮、温度的增加是促进水体中硝化细菌的均匀性和丰富度的增高的主要因子,而pH 值的升高,使得水体中硝化细菌的均匀性和丰富度降低.反硝化微生物在中游和下游的多样性和丰富度较高,与有机物及硝酸盐含量相关.水体中的BOD、COD、TP（总磷）、硝氮的增加是促进水体中反硝化细菌的均匀性和丰富度的增高主要相关因子,而DO 的增多则会对部分反硝化细菌产生不利影响,使得水体中反硝化细菌的均匀性和丰富度降低.本研究结果为沣河以及其他河流的污染控制以及基于微生物的生态修复提供了科?