高原水库富营养水体浮游动物对汞的富集特征

以贵州省百花湖水库,红枫水库,阿哈水库、以及威宁典型湿地草海为研究对象,收集水库、湿地中大型的浮游动物,通过测定其总汞(THg)和甲基汞(MeHg)含量,并结合水体中相关水质参数,探讨高原喀斯特富营养化水库中浮游动物对汞及甲基汞的富集特征.结果表明:浮游动物体的THg和MeHg浓度变化范围分别为58.91-345.85ng/g及7.18-112.20ng/g,富营养化水平与浮游动物体THg含量存在明显的正相关性(P0.05),主要原因由于高喀斯特深水库,TP是限制水体富营化程度的关键因子,其间接影响浮游动物体对总汞的富集.在湿地环境,植被结构是影响浮游动物对汞污染物富集及分布差异明显的主要因子,其因是湿地水体植被结构对汞污染物迁移影响有明显差异.浮游动物对汞污染物富集有明显的季节差异,浮游动物对甲基汞富集特征是随着生物个体的体长,生物量的增加而增加.     

夜郎湖水库水体甲基汞的分布模式初步研究

本文通过对贵州夜郞湖水库水体的2006年7月、2007年1月及3月三次采样,研究了甲基汞的时空分布模式,并探讨影响其分布的不同控制因素。比较发现,夏季水体所有形态甲基汞(总甲基汞、溶解态甲基汞、颗粒态甲基汞)均显著高于其他两季(p<0.001),而冬春两季甲基汞浓度没有明显差异。空间分布表明,夏季总甲基汞平均浓度从水库上游至下游大坝处呈现稳步上升的分布趋势,大坝处总甲基汞是上游库体的1.72倍,是同期监测入库河流的2.58倍,这说明河流经水库蓄水后,甲基汞浓度在夜郞湖水库库体内升高和蓄集,并且下游水体具有更强的甲基汞蓄集能力。研究进一步发现,水质参数悬浮颗粒物(SPM)、水温(T)和硝酸盐(NO3-)与各形态甲基汞之间存在显著的正相关关系,表明这些参数对于各形态甲基汞的季节分布起着重要作用。在夏季丰水期,河流由于雨水带进大量的农田和土壤颗粒,而成为夜郞湖水体甲基汞的一个重要输入源,同时夏季相对活跃的农业耕作活动带来表层土壤的扰动增加,这可能是引起夜郞湖水体甲基汞水平升高的一个重要原因。     

松花江鱼类系污染现状研究

松花江主要工业汞源根治后,该江吉林市至三岔河口和三岔河口至同江江段总汞与甲基汞已分别降到轻、中度污染水平。各江段鱼类总汞与甲基汞污染水平均表现出：肉食性鱼类＞杂食性鱼类＞植物食性鱼类;底层鱼类＞中、上层鱼类;无鳞鱼类＞有鳞鱼类。各江段每种鱼类肌肉中甲基汞含量与总汞含量之间呈明显的正相关关系,与脲酶、乳酸脱氢酶活力之间呈明显的负相关关系。鱼类肌肉中总汞含量与江水中总汞含量之间呈明显的多元直线、多元对数和多元指数回归关系;鱼类肌肉中甲基汞含量与江水中甲基汞含量之间呈明显的多元对数回归关系。     

红枫湖出入库河流汞浓度分布特征及影响因素分析

基于冷原子荧光测定方法对红枫湖出入库河流中总汞、溶解态汞、甲基汞及溶解态甲基汞的时空分布特征及控制因素进行了分析。河流总汞浓度在2.2～350ng/L之间,平均值为51ng/L。由于受到人为源的污染,总汞含量显著高于世界其它一些天然水体。河流中总汞和颗粒态汞之间存在极显著相关性(r=0.99,p0.001)。河流汞季节变化主要受河水流量以及暴雨引发的地表径流所控制。河流输入红枫湖水库的汞大部分蓄积在水库中,仅有少量汞输出水库,水库已成为河流汞输入一个巨大的汇。入湖河流中的总甲基汞和溶解态甲基汞并没有显著的季节差异。春季暴雨期间,更多的地表甲基汞随着地表径流进入到河流中,成为河流甲基汞一个重要甲基汞源。     

甲基汞水环境安全阈值研究及生态风险分析

甲基汞是影响水生生物的毒性物质,其在淡水环境中的安全阈值研究非常少。查阅国内外数据库,搜集筛选了中国淡水水生生物藻类、溞类、鱼类的12种生物甲基汞急性毒性数据、5种生物慢性数据,采用加拿大开发的评估因子法推算淡水水生生物的甲基汞的安全阈值。结合甲基汞典型易生物富集的特点,搜集甲基汞生物富集因子数据,引入最终残留值综合比较,得出甲基汞水生生态系统安全阈值为1.22 ng/L。基于此数据,利用生态风险评估商值法对目前报道的主要流域地表水溶解态甲基汞检出值做出风险评估,结果表明,大部分水域不存在甲基汞带来的风险,只有贵州的乌江渡水库和阿哈水库存在甲基汞带来的食用鱼风险。     

三峡水库支流汝溪河河口水体汞的时空变化特征

为探究三峡水库水位调度过程中支流河口汞的变化特征,选取三峡库区腹心地带的典型支流汝溪河河口为研究区域,设置4个断面,分别于蓄水期(9～10月)、淹没期(11～12月)、退水期(2～3月)及落干期(5～6月)这4个时期分层采集水样,分析了水样中的总汞(THg)、颗粒态汞(PHg)、溶解态汞(DHg)、活性汞(RHg)、总甲基汞(TMeHg)及溶解态甲基汞(DMeHg).结果表明,汝溪河口区域THg和TMeHg的质量浓度与中国其它水库或天然水体相接近.不同深度水体中DHg和TMeHg的质量浓度存在显著性差别,其原因是水体中的DHg和TMeHg可能来源于沉积物的再悬浮.对比同时期不同断面各形态汞质量浓度的差别,发现蓄水期长江干流来水方向的不同将导致河口区域THg和PHg的质量浓度分布不均;退水期河口水体中的颗粒物会吸附并携带大量的PHg,导致水体中THg的质量浓度明显高于其它时期.水位较为稳定的淹没期和落干期TMeHg的质量浓度明显高于其它两个时期,表明稳定的水位可能更有利于水体中甲基汞的积累,而水体的剧烈扰动会明显降低水体中TMeHg的质量浓度.     

长寿湖水库垂直剖面不同形态汞的季节变化特征及其影响因素

分别于2013年9月至2014年7月,在三峡库区长寿湖水库设置5个采样点,分季节、分层次对水样和沉积物间隙水进行了采集和分析,考察了水库水体和沉积物间隙水不同形态汞浓度及垂向分布特征,并研究了沉积物中汞向上覆水的扩散通量.结果表明,长寿湖水库水体总汞浓度平均值为(14.77±12.24)ng·L-1,总甲基汞浓度平均值为(0.41±0.47)ng·L-1.夏秋季采样点溶解态甲基汞浓度在表层下4~8 m出现峰值,随之其值降低近湖底部再次跃增.颗粒态甲基汞浓度峰值出现在表层下8~20 m而非在沉积物-水体界面处,主要与上层水体颗粒物吸附甲基汞的沉降有关.长寿湖水库垂直剖面间隙水甲基汞峰值出现在表层下16 cm和28 cm,可能硫酸盐还原细菌活动扩展到更深的区域,从而导致了沉积物深处甲基化率的提高.间隙水溶解态甲基汞在秋季和夏季向上覆水体扩散通量分别为28.2 ng·(m2·d)-1和30.0 ng·(m2·d)-1,远高于冬季3.8ng·(m2·d)-1,这与夏秋两季水温较高有关.夏季、春季水体DMe Hg浓度与DO相关关系(r=-0.482**,P0.05;r=-0.339*,P0.01),秋季和冬季不具有相关性.     

海河干流水产品汞污染特征及摄入风险评估

通过现场实地采样和实验测定分析了天津市海河干流水产品中汞含量水平及食用人群的暴露风险.结果表明,海河淡水水产品中甲基汞和总汞的含量(以湿重计)分别为42.51 ng·g~(-1)和77.31 ng·g~(-1),甲基汞是水生生物中汞的最主要存在形式,且与鱼体中总汞含量水平显著相关.鱼体在不同器官中和不同养殖方式下的汞含量水平差异显著.海河淡水鱼类和底栖动物的甲基汞富集系数(BCF)分别为1.00×105m L·g~(-1)和4.23×104m L·g~(-1),与总汞相比,甲基汞具有更强的生物富集特性.海河淡水生物生物链中的甲基汞和总汞营养级放大系数分别为1.38和1.36.水产品中的甲基汞和总汞含量最大允许含量均低于我国国家标准限定值,但同时应该注意,以海河淡水野生鱼类为食的儿童,汞摄入风险相对较高,其总汞和甲基汞摄入量分别达到154.07 ng·(kg·d)~(-1)和81.11 ng·(kg·d)~(-1).     

校园学生群体食物汞暴露现状及风险评价——以天津大学为例

通过测定校园学生主要食物中(包括主食、鱼类、肉类、蔬菜等)总汞和甲基汞浓度,同时采集志愿者头发作为生物指示物,结合外暴露和内暴露数据系统评估学生群体的汞暴露风险.校园食堂食物总汞浓度范围为0.57~207.50ng/g(以湿重计),甲基汞浓度范围为0.06~49.20ng/g(以湿重计),与已有研究相比处于较低水平.不同食物中汞浓度水平存在显著差异,如水产品中总汞和甲基汞浓度均比其他食物要高.所调查人发中总汞浓度为0.03~0.77 μg/g,甲基汞浓度为0.02~0.67 μg/g,男性发汞浓度要显著高于女性.人体汞浓度与个人饮食习惯存在一定联系,水产品食用频次较高的人群中发汞浓度也相对较高.男性学生总汞摄入量约为9200ng/d,女性约为7500ng/d.总汞摄入主要通过主食摄入,而甲基汞则主要通过水产品摄入.根据现行人群汞摄入风险评价标准,本研究中校园人群汞暴露风险较低,但水产品食用频次增加仍可能造成大量的汞摄入.     

乌江流域东风水库沉积物中汞及甲基汞的时空分布特征

为弄清东风水库水库沉积物中汞及甲基汞的时空分布特征,于春、夏两季对东风水库进行了采样,分别采用王水水浴消解-冷原子荧光法和萃取-乙基化结合GC-CVAFS法测定沉积物总汞和甲基汞的浓度。结果表明,春、夏两季东风水库沉积物的总汞剖面分布特征具有良好的一致性,没有明显的季节性变化;水库沉积物甲基汞浓度表现为夏季略高于春季,中、下游略高于上游,但在垂直方向上的分布规律不明显,并未像其他的水库一样在沉积物剖面中出现峰值。     

三峡库区消落带甲基汞变化特征的模拟

为探寻三峡水库消落带在干湿交替条件下甲基汞的变化规律,以库区典型消落带土壤为研究对象,采用模拟试验,研究了干湿交替条件下消落带土壤和水体甲基汞含量和动态变化趋势及其影响因素.结果表明:淹水过程会促进土壤无机汞向有机汞转化,土壤甲基汞含量在淹水和落干过程均呈现先增加后减少的趋势;随着干湿交替周期的增加,土壤甲基汞含量增加,第二次淹水后土壤甲基汞平均含量比第一次淹水增加了22.13%,第二次落干后土壤甲基汞平均含量比第一次落干增加了58.17%.第二次淹水过程土壤甲基汞占总汞的比例明显高于第一次淹水,土壤中汞的甲基化主要与干湿交替循环有关.土壤淹水后会迅速向水体释放甲基汞,水体中甲基汞含量明显增加,两次淹水过程增幅分别为119.42%和334.72%,水体甲基汞和土壤甲基汞之间无显著相关.干湿交替环境土壤甲基汞含量主要受pH值、有机质含量、Eh和土壤含水量等因素的影响;水体中甲基汞含量的影响因素则主要有水体pH值、DO、DOM、水温等.     

梯级水库修建对乌江甲基汞分布的影响

采用蒸馏-乙基化结合(GC-CVAFS)法,测定了2006年乌江流域梯级水库系统入、出库河流甲基汞的含量,探讨了其分布特征和时空变化规律以及梯级水库修建对河流甲基汞分布的影响. 结果表明:乌江流域梯级水库系统入库河流水体中ρ(总甲基汞)和ρ(溶解态甲基汞)分别为0.07～0.70和0.03～0.16 ng/L;出库河流水体中ρ(总甲基汞)和ρ(溶解态甲基汞)分别为0.10～0.34和0.04～0.26 ng/L.入库河流水体中ρ(总甲基汞)与ρ(悬浮物)有显著的正相关关系,并且丰水期高于枯水期;出库河流水体中ρ(总甲基汞)在夏秋季节显著高于冬春季节. 梯级水库的修建使乌江在多个河段的ρ(甲基汞)升高,并且随着水库生态系统的不断演化,下游河流水体中ρ(甲基汞)有升高的可能.      

Mercury contamination and accumulation in sediments of the East China Sea

Mercury (Hg) concentrations in sediment samples collected from the inner and middle shelves of the East China Sea (ECS) were analyzed to evaluate Hg contamination levels and to calculate Hg sedimentation rates and total accumulation in the ECS. The range of Hg concentrations in surface sediments of the inner shelf was 26.5–47.6 ng/g, and that for the middle shelf was 4.1–13.9 ng/g. Hg concentrations correlated well with organic carbon contents but varied inversely with sediment grain size. Enrichment factors indicated that the whole inner shelf and a small portion of the middle shelf were slightly contaminated by Hg. Hg accumulation rates in the ECS ranged between 0.42–48.7 ng/(cm2·yr), with higher values observed in the inner shelf. Total Hg accumulation in the calculated area (accounting for 80% of the ECS continental shelf area) ranged from 25 to 30 tons/yr; approximately 51% and 17% of the accumulated Hg mass was deposited in the Yangtze estuarine zone and the inner shelf, respectively.     

Factors influencing mercury accumulation in three species of forage fish from Caddo Lake, Texas, USA

Most studies that have examined mercury (Hg) contamination of fish have focused on game species feeding near the top of the food web, while studies that examine forage fish that feed near the base of the food web are rare. We conducted a survey of Hg contamination in three species of forage fish, brook silverside (Labidesthes sicculus), threadfin shad (Dorosoma petenense) and gizzard shad (Dorosoma cepedianum), from Caddo Lake, Texas, USA and found species-specific differences in Hg concentrations. We examined total length, age, trophic position (determined using δ15N), and growth rate of forage fish as factors that could have influenced within-and between-species differences in Hg concentration. Total length and age were the best predictors of within-species differences in Hg concentration. Between-species differences in Hg concentrations were most strongly influenced by trophic position.     

南水北调中线干渠生态系统结构与功能分析

为分析和掌握南水北调中线干渠生态系统结构与功能的特征参数,根据2015~2019年中线干渠鱼类资源调查数据及实测的鱼类生物学参数数据,应用Ecopath with Ecosim 6.6软件构建了Ecopath食物网模型.模型由18个功能组组成,包括了初级生产者、初级消费者、主要鱼类和有机碎屑等.结果显示：中线干渠生态系统规模总流量、总生产量和总消耗量分别为19186.330,8947.857和1106.002（t/（km²·a））,食物网主要由4个整合营养级（1.00~3.71）构成,最高营养级为大型肉食性鱼类鱤（3.71）.食物网能量传递主要有两条途径,分别为牧食食物链和碎屑食物链,两者传递的能量相当,但牧食食物链传递效率是碎屑食物链的近两倍.交互营养分析结果表明,捕食者对其饵料生物的影响一般为抑制作用,碎屑生物量的增加对大部分功能组的影响为正效应,小型上层鱼类对浮游动物生物量起抑制作用.从各功能组之间的生态位重叠来看,各功能组间捕食者生态位重叠现象不普遍,重叠指数适中,部分肉食性鱼类的捕食者生态位重叠指数达到1.对生态系统总体特征分析发现,中线干渠生态系统的总初级生产量与总呼吸量的比值（P/R）、总初级生产量与总生物量的比值（P/B）、Finn's循环指数（FCI）和Finn's平均路径长度（FML）都表明该生态系统处于发展的幼态期,抵抗外界干扰的能力差.此外,中线干渠生态系统对初级生产力的利用率很低,导致过多的营养物质未进入更高营养级的食物链中进行循环,造成系统能量流动的滞缓.因此,根据生物操纵理论,可通过优化和完善鱼类群落结构,增强对系统初级生产力的利用效率,促进物质循环和能量流动,维持生态系统稳定.     

Total mercury in wild fish in Guizhou reservoirs, China

The health hazard of mercury (Hg) compounds is internationally recognized, and the main pathways for methylmercury (MeHg) intake in humans are through consumption of food, especially fish. Given the large releases of Hg to the environment in China, combined with the fast development of hydropower, this issue deserves attention. Provided similar mobilization pathways of Hg in China as seen in reservoirs in North America and Europe one should expect increased Hg contamination in relation to future hydropower reservoir construction in this country. This study presents total Hg (THg) concentrations in wild fish from six Guizhou reservoirs, China. The THg concentrations in fish were generally low despite high background levels in the bedrock and depositions from local point sources. The over all mean ± SD concentration of THg was (0.066 ± 0.078) μg/g (n = 235). After adjusting for among-reservoir variation in THg, there were significant differences in THg among functional groups of the fish, assumed to re?ect trophic levels. Predicted THg- concentration ratios, retrieved from a mixed linear model, between the functional groups were 9:4:4:1 for carnivorous, omnivorous, planktivorous and herbivorous fish. This result indicated that MeHg accumulation may prevail even under circumstances with short food chains as in this Chinese water system. No fish exceeded recommended maximum THg limit for human consumption set by World Health Organization and the Standardization Administration of China (0.5 μg/g fish wet weight (ww)). Only six fish (2.5%) exceeded the maximum THg limit set by US Environmental Protection Agency (0.3 μg/g fish ww).     

三峡库区蓄水175m对汉丰湖不同生物类群δ13C、δ15N值的影响

于2010年蓄水前(7月)和蓄水后(12月)应用稳定碳、氮同位素方法对汉丰湖食物网中初级生产者和消费者δ13C、δ15N值变化规律进行了调查分析.结果显示:汉丰湖初级生产者颗粒有机物(POM)、固着藻类和水生植物δ13C、δ15N值分别为-28.45‰~-24.78‰、3.72‰~5.76‰,-25.81‰~-21.22‰、3.23‰~4.81‰,-27.99‰~-23.74‰、8.06‰~12.48‰.从蓄水前到蓄水后初级生产者(POM、固着藻类、水生植物)δ13C、δ15N(除水生植物)值均呈现贫乏趋势;消费者δ15N值变化规律与初级生产者一致,但其δ13C值无明显变化;汉丰湖鱼类食物网营养级长度均为3级,消费者中杂食性鱼类居多其碳源主要来源于固着藻类.新形成的汉丰湖水生生态系统已经形成了相对稳定的食物网结构.     

黑龙江、松花江航道疏浚工程对水生生物环境影响研究

针对黑龙江、松花江航道疏浚工程对水生生物环境影响问题,提出了疏浚工程对水生生物的影响,包括对浮游植物的影响、对浮游动物的影响、对底栖动物的影响和对水生植物的影响,将产生泥沙、悬浮物、噪音、底质改变及机械废水、固体垃圾等,进而对鱼类资源的影响分析,包括施工噪音对鱼类的影响,如对鱼类栖息地的影响、对鱼类摄食生长的影响、对鱼类产卵行为的影响、悬浮物对鱼类生存的影响、对鱼类卵、苗的影响和对鱼类洄游通道的影响。