水体突发污染事件的在线生物监测技术研究进展

水体突发性污染事件的污染方式具有多样性,污染物种类具有复杂性。水体突发污染事件的特征决定在线生物监测的难度。结合受试生物种类和生物生理生态指标的不同,综合分析了已经报道的水体污染在线生物监测技术。根据统计分析结果,已经报道的水体突发性污染在线生物监测技术主要分为:基于生物行为变化的在线生物监测技术、基于生物生理变化的在线生物监测技术和基于综合生物指标的在线生物监测技术3类。在不同生物种类和生理生态指标分析基础上,对不同在线生物监测技术的基本原理和优缺点进行分析,也对不同在线生物监测技术存在的缺点提出解决的主要方案,为水体突发污染事件监测分析提供支持,以满足水体突发污染事件的在线监测和应急管理需求。     

水体突发污染事件在线生物监测技术的发展和应用分析

自1800s以来,经过2个世纪的发展,针对水体突发污染事件的在线生物监测技术越来越完善,其所采用的分析指标主要包括生物行为变化(1900s至目前)、生物新陈代谢变化(1800s至目前)和生物电变化(1980s至目前)等3种,其中,应用最广泛、发展最完善的为基于生物行为指标的在线生物监测技术。进入21世纪以来,在线生物监测技术得到快速发展和普遍应用。中国、美国、德国、韩国和瑞典等国家已经大规模应用基于不同生物指标的在线生物监测技术,以实现对水体突发污染事件的有效监管。随着计算和分析技术的进一步发展,在线生物监测技术也会越来越完善,在维持社会稳定、保证经济可持续发展以及保障人民饮水安全方面将会发挥越来越重要的作用。     

1985年以来我国重大水体突发污染事件及在线生物监测的必要性分析

通过查阅和检索公开报道的期刊、报纸和网络,统计分析我国1985以来水体突发污染事件。1985—2015年间,我国水体突发污染事件年均发生数量总体变化呈现先动态增长后逐渐下降的趋势,其中2006年为水体突发性污染事件发生频次的转折点。导致水体突发性污染的主要原因包括企业违规排放、企业事故性泄漏、交通事故、自然因素和人为投毒等,污染方式多样。水体突发性污染的污染物种类包括化学品、污水(工业废水和生活污水)、油类、农药、重金属、生物污染物和其他不明污染物。鉴于水体突发性污染事件污染方式的多样性和污染物的复杂性,采用在线生物监测技术可实现对水体突发性污染事件在线监测与分析预警,已成为当前监测和评价水体突发污染事件有效手段。     

基于机器视觉的鱼类模式生物在线监测技术方法研究

水污染的防治问题是我国关注的重中之重,现有理化监测方法的实时性和综合性较差,特别是对于一些极端可变化的环境,更需要新的方法以辅助和解决。生物式水质监测方法被提出,通过利用生物对环境污染或变化所产生的反应来直接或间接体现水质的污染情况。然而,观测指标与量化标准是面临的一大难题。文章利用机器视觉的方法,以青鳉鱼为模式生物,并以青鳉鱼的生理特征以及运动特征(呼吸频率、胸鳍摆动频率、摆尾频率)为观测指标,两方面综合评定青鳉鱼应激状态,实时监测与分析。实验结果表明该方法能为生物式水质监测和预警的发展提供一定支持与参考。测得青鳉鱼呼吸频率为3.06 Hz,胸鳍摆动频率为4.83 Hz,尾鳍摆动频率为5.08 Hz,结果与实际指标一致。     

有机污染场地浅层地下水对斑马鱼胚胎发育的生物毒性研究

以斑马鱼为受试生物,对某有机污染场地危险品仓库车间(1号样点)、氯化石蜡车间(2号样点)和厂区外(3号样点)3个不同区域的土壤浅层地下水进行斑马鱼急性毒性试验和胚胎发育毒性试验.结果表明,1号水样对斑马鱼成鱼的(￠)(72 h,LC50)为79.12％,2和3号水样对斑马鱼成鱼的(￠)(72 h,LC50)均大于100％.3种水样对斑马鱼胚胎具有不同程度的发育毒性效应,对斑马鱼胚胎的24 h卵凝结率、20s内无自主性活动和72 h孵化率都存在剂量-效应关系.3种水样对斑马鱼均具有一定的致畸效应,对斑马鱼胚胎的毒性由大到小依次为1、2和3号水样.胚胎毒性试验灵敏度高于成鱼急性毒性试验,且简单快速,可用于污染场地水样污染毒性的快速诊断,为场地的进一步危害识别与风险评估提供依据.     

毒性鉴别评价方法对城镇污水处理厂去除水中有毒物质的分析实例

以江苏省常州市城北污水算处理厂的进水、活性污泥处理系统的出水以及A^2O处理工艺的出水为研究对象,对进出水进行Daphnia magna急性毒性试验。结果表明,进水对Daphnia magna具有24h急性毒性,经过活性污泥处理工艺处理及A^2O处理工艺处理,两股出水均不显示24h急性毒性,采用毒性鉴别评价（Toxicity Identification Evaluation,TE）方法对进水进行监测和评价,发现曝气可去除进水的毒性,C18固相提取亦可去除进水毒性,进水中存在的主要毒物为易挥发的非极性有机化合物,进一步检测可知,进水中的关键毒物主要为邻丙基甲醛肟、1,1－甲基乙基－2－甲氧基苯酚、2－氮,氮二甲基苯甲醇等,此外,对2个处理系统出水进行GC／MS分析,可知出水中关键毒物基本被去除。     

淡水水体溶解有机氮对有毒藻种的生物有效性

溶解有机氮（Dissolved organic nitrogen,DON）是多数天然水体中溶解氮的主要组成部分。天然水体DON是许多微生命体包括有毒藻种的氮营养源,在供水安全以及水体富营养化等方面的生态环境效应不容忽视。文章系统地介绍了淡水水体DON含量与来源、生物有效性与估算方法,以及对有毒藻种生长的影响。DON的来源是影响水体中DON含量动态特征的关键因素。DON来源包括陆地径流,植物碎屑,土壤淋溶液,沉积物释放,大气沉降,藻类、大型植物、细菌与细胞死亡或自我分解,微型及大型浮游动物捕食和排泄、分泌物释放等。研究表明约有12％～72％的DON可迅速被生物所利用,具显著差异,究其原因可能是其来源组成、化学本质（分子质量与极性）、测试生物组成、是否有细菌作用等因素造成的。不同藻种具有不同氮源利用能力,DON对藻类生长具有直接或间接的作用,并可能影响藻类群落结构（有毒藻类成为优势种）。考虑到水环境保护与饮用水安全供水的重要性,未来研究应重视淡水水体DON生物有效性与其化学本质的揭示,尤其是对有毒藻种。     

淡水水体溶解有机氮对有毒藻种的生物有效性

溶解有机氮(Dissolved organic nitrogen,DON)是多数天然水体中溶解氮的主要组成部分。天然水体DON是许多微生命体包括有毒藻种的氮营养源,在供水安全以及水体富营养化等方面的生态环境效应不容忽视。文章系统地介绍了淡水水体DON含量与来源、生物有效性与估算方法,以及对有毒藻种生长的影响。DON的来源是影响水体中DON含量动态特征的关键因素。DON来源包括陆地径流,植物碎屑,土壤淋溶液,沉积物释放,大气沉降,藻类、大型植物、细菌与细胞死亡或自我分解,微型及大型浮游动物捕食和排泄、分泌物释放等。研究表明约有12%～72%的DON可迅速被生物所利用,具显著差异,究其原因可能是其来源组成、化学本质(分子质量与极性)、测试生物组成、是否有细菌作用等因素造成的。不同藻种具有不同氮源利用能力,DON对藻类生长具有直接或间接的作用,并可能影响藻类群落结构(有毒藻类成为优势种)。考虑到水环境保护与饮用水安全供水的重要性,未来研究应重视淡水水体DON生物有效性与其化学本质的揭示,尤其是对有毒藻种。     

铜污染土壤添加有机物质的生物效应Ⅰ. 对黑麦草生物量的影响

试验研究了泥炭和堆肥对铜污染土壤盆栽黑麦草生物量的影响。结果表明,在未添加有机物质的情况下,随着污染土壤铜含量的增加,黑麦草生物量呈明显减少的趋势（呈显著负相关）,地下部分对铜毒害的反应比地上部分更敏感;导致黑麦草生物量减产20%的土壤铜含量在200～400 mg/kg之间。添加有机物质能显著促进黑麦草尤其是其地下部分的生长,使中度、重度铜污染土壤上的三茬黑麦草生物量平均增加80%～200%,并提高了导致黑麦草严重减产的土壤铜临界浓度。堆肥的增产效果好于泥炭。在试验的9个月内,有机物质仍能维持对受铜污染的土壤上的黑麦草生长的促进作用。     

苇浆少污染漂白废水的毒性物质研究

由于OHMP（其中O代表氧气漂白,H代表次氯酸盐漂白,M代表M助剂漂白（M为专有技术产品）,P代表过氧化氢漂白）漂白工艺是目前结合国内造纸工业的实际情况而开发出的少污染漂白工艺,本文以苇浆为研究对象,通过发光细菌急性毒性测试技术和GC／MS分析技术,对苇浆少污染漂白废水的关键毒性进行鉴别．     

生物监测及其在环境监测中的应用(Biological Monitoring and Its Application in Environmental Monitoring)

生物监测是近几十年来发展起来的应用于环境监测领域的一门新兴技术,是指利用生物个体、种群或群落对环境污染或变化所产生的反应,从生物学角度对环境污染状况进行监测和评价.作为环境监测的重要组成部分,生物监测具有敏感性、长期性、连续性、经济性、非破坏性和综合性等优势,有望在生态系统环境监测、总量控制、环境风险评价、环境污染早期预警、突发事件监测和环境标准制定等领域取得突破.在总结国内外相关研究的基础上,从目前在环境监测中应用的生物监测的原理、分类、特点、方法学和实际应用等方面进行综述.尽管生物监测还有不足之处,但可以肯定,其发展和应用将会对环境监测事业产生极大的推动作用,有着非常广阔的发展前景.     

三氯生在水生生态系统中的污染现状及其生物毒性效应

三氯生(triclosan, TCS)是一种合成型广谱类抗菌剂,广泛应用于人类的生产生活,使用中伴随生活污水进入环境并已广泛分布,其中水生生态系统是TCS的主要污染区域之一。通过汇总分析国内外不同类型水生生态系统中TCS的调查研究结果,发现TCS已经普遍存在于淡水和近海水生生态系统中,生活污染处理厂出水是河流中TCS的主要污染源,区域污染水平与人口密度和工业发展程度密切相关;水体中的浓度受降雨、河口区潮汐作用以及季节影响; TCS对水生生物存在显著毒性效应,其效应浓度因物种而异,与生物的发育阶段也有关系。     

鸭绿江（丹东段）江水中未知有机污染物分析鉴定与有毒有机物名录筛选

采用美国惠普公司MC/GS联用仪,对鸭绿江（丹东段）江水中有机污染物种类、组成进行了分析鉴定,进而采用高压液相色谱法对多环芳烃类进行定量测定与评价,进行了该江段有毒有机物名录筛选,提出由27种有毒有机污染物组成的名单。     

稻田环境与生物多样性实证研究

通过对浙江省安吉县的调查发现,在自然生态环境相似的两个自然村中,以农业为基础产业的禹山坞村稻田及其环境中水栖无脊椎动物、畦畔和沟渠植物的种类和数量多于以工业为主导产业的北村,稻田杂草和秋季稻田天敌的种类和数量少于北村。研究分析表明,稻田及其环境的生物种类和数量与农业生态环境质量的优劣及化肥、农药、除草剂的施用量密切相关。     

流域水体污染的生态学效应及监测预警

从流域生态系统的结构与功能出发,分述流域水体污染引起的生态学效应(结构与功能效应),并归纳目前国内外生物、生态监测预警的特点.生态监测经历了以敏感和耐污种类比例为主的传统简单指数、以群落结构变化为主的单一指数到以群落结构、营养结构为主要特征的复合多参数指数的发展过程.生物预警利用在线生物监测技术,主要形成了鱼类、无脊椎动物和微生物的三大类生物预警系统.目前,生物完整性指数能从群落水平较好地指示水体污染状况,生态预警则缺乏生态系统水平的研究.因此提出以群落结构为主的生态监测以及生态系统整体水平上的生态预警是未来研究方向的重点.     

北京市地表水污染原因分析与防治对策

分析了北京市地表水污染的主要原因,提出了解决措施,对合理利用紧缺的水资源问题,有一定的指导意义。北京地区严重缺水,且地表水污染严重。主要原因有以下4方面:水资源量逐年减少,生活污染源影响严重,城市中心区污水截流河道地表雨水径流污染逐年凸显,农业面源污染增加。提出如下控制措施:保证地表水生态流量,建设双水源(清水和再生水)供水系统;科学核算地表水环境容量,把污染物排放总量控制与改善水环境质量紧密结合起来,是改善地表水环境质量的重要措施;加强城市地表径流污染研究与控制,尤其是初期雨水污染控制;引入循环经济,建设生态农业,改善养殖方式,控制农村面源污染。     

兰州市空气污染防治绿化对策

依据植被对大气污染物净化能力和绿化对大气污染扩散条件的改善等研究成果,并结合兰州市自然地理环境和土壤水分条件以及本地小气候特点和实际地表植被状况,从植物对空气污染物的生物净化作用角度出发,探讨了兰州市大气污染治理的最佳绿化方案,以期对兰州市大气污染的综合治理提供理论依据。