聚苯乙烯微塑料和罗红霉素对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)和大型溞(Daphnia magna)的联合效应研究

近年来,微塑料(Microplastics,MPs)和抗生素成为受到广泛关注的新兴污染物。有关二者对生物体的单一毒性研究已经被广泛报道,然而它们对浮游生物的联合毒性研究还较为缺乏。文章的研究目的是明晰聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)和大环内酯类抗生素罗红霉素(Roxithromycin,ROX)共存条件下,对浮游植物斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)和浮游动物大型溞(Daphnia magna)的生物交互效应。通过水体暴露的方式,分别研究了MPs与ROX对小球藻和大型溞的单一和联合毒理效应。测试了不同暴露组中斜生栅藻的藻细胞密度、叶绿素a含量以及最大光化学量子产量(Fv/Fm)等生理指标,暴露液中ROX的浓度变化,大型溞的牧食率、滤水率以及超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)和过氧化氢酶(Catalase,CAT)等抗氧化酶的活性响应。结果表明,PS-MPs和ROX联合暴露对斜生栅藻的生长具有显著的抑制作用,同时对其光合作用效率产生了一定的负面影响。相较于空白组,藻细胞密度、叶绿素a含量以及Fv/Fm分别下降了13.3%、9.5%和9.3%,但是二者联合暴露与单一暴露抑制效果并没有显著性差异;此外,PS-MPs和ROX的联合暴露对大型溞的觅食行为存在显著抑制作用,牧食率和滤水率相较于空白组分别下降31.3%和31.6%,且在二者共存条件下,PS-MPs能够降低ROX对大型溞觅食行为的影响;PS-MPs和ROX的联合暴露显著抑制了大型溞的SOD活性和CAT活性,这可能会导致氧化损伤的发生,且联合暴露会对大型溞SOD活性产生相加作用,对CAT活性产生轻微的协同作用。在今后的研究中,应进一步探索MPs和抗生素对浮游生物的长期交互效应,并对相关作用的机理进行深入研究。     

氨对蚤状溞诱导型反捕食生活史防御的抑制效应

氨是水体中常见且毒性较强的含氮污染物之一,不仅会对水生生物产生直接毒害作用,甚至在不产生直接危害的情况下严重威胁水生生物的种间关系。诱导型防御是猎物应对捕食风险所表现出的典型的适应性响应,是重要的捕食与防御关系。目前,尚不清楚氨是否会干扰猎物诱导型反捕食防御性状的表达。为此,研究选择浮游动物代表性物种蚤状溞(Daphnia pulex)作为受试生物,检验了不同浓度氨对蚤状溞反捕食(鳑鲏鱼作为捕食风险源)生活史防御策略的影响以及处于诱导防御的蚤状溞对氨胁迫敏感性的变化。结果表明,氨会对蚤状溞的生活史表现产生毒害作用,例如,当氨浓度达到0.6 mg·L^-1时,首窝产卵时间延迟了4.2 h,成熟体长和尾刺长分别缩短了5.72%和3.74%,后代数量降低了39.7%。就蚤状溞的生活史防御而言,随着氨浓度的升高,蚤状溞响应鱼类捕食风险而表现出的体长减小(-11.13%)、生长速率减缓(-24.18%)、产卵提前等防御表现被明显抑制,并且这种对蚤状溞诱导型防御的抑制作用随着氨暴露时间的延长而累积。此外,经捕食者信息素诱导后形成反捕食防御的蚤状溞更容易受到环境压力的胁迫,即捕食...     

不同适应温度对镉暴露中大型溞生理和亚细胞水平的作用

虽然水生生物大多是变温动物并且温度对化合物的毒性有非常重要的作用,但生态毒理学实验一般在实验室标准温度(20℃)或者生物最适温度下进行。我们调查了适应温度(20℃、24℃和28℃)对镉暴露(0,20和40μg·L~(-1))中大型溞生理和亚细胞水平的作用,实验终点包括镉的急性毒性(48 h-EC50)、大型溞的21 d存活率、21 d累积繁殖数(21-d CR)、第一次生育时间(time to first brood,TFB)、能量储存、电子转移活性(electron transport system activity,ETS)、热应激蛋白hsp70和金属硫蛋白(MT)。结果显示:适应温度升高时大型溞的镉耐性降低,20℃、24℃和28℃下的48 h-EC50分别为(40.2±9.9)μg·L~(-1)、(15.6±2.7)μg·L~(-1)和(10.7±1.9)μg·L~(-1);28℃下,大型溞21 d存活率分别比对照(20℃,0μg·L~(-1)镉暴露)降低23%(20μg·L~(-1)镉暴露)和87%(40μg·L~(-1)镉暴露)并且大型溞的21 d累积繁殖数(21-d CR)显著降低。大型溞的能量储存随适应温度的升高而降低,24℃和28℃时分别降低了46%和62%(0μg·L~(-1)镉暴露),48%和60%(20μg·L~(-1)镉暴露)、80%和91%(40μg·L~(-1)镉暴露)。而镉浓度只有达到40μg·L~(-1)时,对大型溞的能量储存有明显影响。适应温度和镉暴露对电子转移系统活性(ETS)没有显著影响。28℃的适应温度和40μg·L~(-1)的镉暴露都能诱导大型溞热应激蛋白hsp70和金属硫蛋白(MT)显著上升,但适应温度(20℃~28℃)和镉暴露(0~40μg·L~(-1))的结合对hsp70先诱导后抑制,MT则一直被诱导上升。总之,生物在不同温度下对毒物的反应存在差异,将不同适应温度下的毒性数据整合到生态危险性评价能够保证生物获得更充分的保护;此外,hsp70和MT的变化是环境压力的综合反应,作为某种污染物的生物标志物时需要综合考虑环境因素。     

杀虫剂三唑磷在室内淡水微宇宙中的生态效应

作为一种中等毒性的有机磷杀虫剂,三唑磷在稻区的使用十分普遍。为弄清其对淡水生态系统的影响,选择5组浓度(0、0.35、1.75、17.5、52.5μg·L~(-1)),在以藻类作为营养源的室内微宇宙系统内进行研究,采用多变量分析软件CANOCO 5对数据进行分析。非限制性排序和多重比较的结果表明,给药后0~6 d,三唑磷对于浮游动物群落的最高无作用浓度(NOEC_(community))和最低有效浓度(LOEC_(community))分别为17.5μg·L~(-1)和52.5μg·L~(-1)。给药后第9天,最高浓度组(52.5μg·L~(-1))的群落结构开始恢复,此刻三唑磷在水中的实测浓度平均值为4.35μg·L~(-1)。对于单个物种种群密度做差异显著性分析和多重比较,结果显示浮游动物当中受影响最大的是绿色湖湾介Strandesia viridis。给药30 d后,该物种在52.5μg·L~(-1)处理组的种群密度明显下降,历时57 d的试验结束时,种群密度仍未恢复到对照水平。对于藻类,非限制性排序和多重比较的结果显示三唑磷在群落层次的影响未达到能够明显区分NOEC_(community)和LOEC_(community)的程度。在单物种层面,在给药后9~12 d,三唑磷对单细胞的羊角月牙藻Selenastrum capricornutum种群有刺激作用。其NOECspecies和LOECspecies分别为1.75μg·L~(-1)和17.5μg·L~(-1)。没有迹象表明三唑磷的引入能够明显改变水体pH、电导、浊度和水体C循环状况。结合暴露评估软件GNEEC(Version 2.0)输出的环境浓度(峰值为2.44μg·L~(-1)),本研究结果显示三唑磷在正常使用剂量下有可能对稻田周边浮游动物群落的内部结构造成扰动,但是它不会对整个系统造成不可恢复的影响。     

丘陵地区水稻田使用毒死蜱对水体的污染及其生态风险

选择丘陵地区的小规模水稻田作为试验地,调查毒死蜱在该区域水稻田中的使用时间和使用量,监测不同时期水稻田进出水中毒死蜱残留水平.结果显示,毒死蜱使用后水稻田出水中毒死蜱残留水平高于进水,最高达26.07μg.L-1.从河流引入的进水中也存在毒死蜱残留,最高达3.23μg·L-1,说明上游农田已经对河水产生了污染.毒死蜱对斑马鱼(Brachydanio rerio)、大型溞(Daphnia magna)和斜生栅列藻(Scenedesmus obliquus)的急性毒性测定结果分别为:斑马鱼,ρ(96h,LC50)为1.11mg·L-1;大型溞,ρ(48 h,EC50)为1.44μg·L-1;斜生栅列藻,ρ(72 h,EC50)为0.193 mg·L-1.根据欧盟急性毒性风险评价标准进行评估,结果表明毒死蜱对水稻田周边水体中鱼类和藻类为低风险,对大型溞为有风险.     

2种典型家用消毒剂对水生生物的急性毒性影响及生态效应阈值研究

家用消毒剂大量用于日常生活中,进入水体环境后对水生生物产生潜在危害效应,目前尚缺乏保护水生生物安全的生态效应阈值。本研究以2种典型家用消毒剂(有效成分分别为对氯间二甲苯酚和次氯酸钠,前者命名为消毒剂A、后者为消毒剂B)为研究对象,开展其对8种不同营养级淡水水生生物的急性毒性效应研究。结果表明,除底栖动物外,消毒剂B对藻类、溞类和鱼类的急性毒性均高于消毒剂A;我国本土种稀有鮈鲫对2种消毒剂的敏感性高于其他2种鱼类;2种消毒剂对藻类的毒性高低均为近头状伪蹄形藻斜生栅藻蛋白核小球藻;近头状伪蹄形藻对2种消毒剂最敏感。基于上述毒性数据构建了物种敏感分布(SSD)曲线,计算对保护95%的物种不受影响时所对应的污染物浓度(HC5),并结合评估因子法推导出2种消毒剂预测无效应浓度(PNEC)值作为急性生态效应阈值,消毒剂A和消毒剂B的PNEC值分别为13.16 mg·L~(-1)(有效成分对氯间二甲苯酚PNEC值为0.33 mg·L~(-1))和0.71 mg·L~(-1)(有效成分次氯酸钠PNEC值为0.01 mg·L~(-1)),消毒剂A对淡水生物的PNEC比消毒剂B大了一个数量级,表明相较于消毒剂B,消毒剂A对水生态环境更为友好。本研究结果可为制订典型家用消毒剂的水质基准提供科学依据。     

4-壬基酚对拟柱胞藻生长、抗氧化酶和光合作用的影响及机理

为探究4-壬基酚对入侵水华蓝藻拟柱胞藻的影响,对不同浓度(0.00、0.05、0.10、0.50、1.00、2.00 mg·L~(-1)) 4-壬基酚处理96 h后的拟柱胞藻叶绿素a、抗氧化酶和光合作用进行测定。结果表明,4-壬基酚对拟柱胞藻96 h半数效应浓度(96 h-EC_(50))为0.457 mg·L~(-1)。高浓度处理(0.50 mg·L~(-1))时,拟柱胞藻叶绿素a含量、最大光合效率(F_v/F_m)、光合效率(α)、最大相对电子传递速率(rE TRmax)、半饱和光强(Ik)、RC/Cs0、ET0/RC、ΦP0、ΦE0、ψ0和Sm/t(F_m)均显著下降被显著抑制,而光合系统Ⅱ中ABS/RC、DI0/RC和TR0/RC均显著增加,同时超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的活性随着浓度增加明显上升。而低浓度处理下(0.10 mg·L~(-1)),拟柱胞藻的叶绿素a含量、光合效率、最大相对电子传递速率和半饱和光强增加。这些结果表明高浓度4-壬基酚处理下,拟柱胞藻的叶绿素合成受阻,光合色素减少,光合反应中心结构受损,Q-A大量累积,光合效率下降,抑制藻细胞的光合作用,导致了拟柱胞藻生长受到阻碍,而低浓度壬基酚处理下,则可能表现出低剂量毒物兴奋效应。     

芦苇化感组分对斜生栅藻Scenedesmus obliquus生长特性的影响

水华或赤潮现象是备受关注的环境问题之一。利用植物化感作用抑制藻类生长作为一种新型的生物抑藻技术在近年来开始受到研究者的重视,并取得了一定的研究成果。文章研究了从芦苇PhragmitiscommunisTrin中分离得到的化感组分对斜生栅藻Scenedesmusobliquus生长特性的影响。在藻类的对数生长期向培养液中投加不同浓度的化感组分,分别测定并观察了培养期间受试藻种藻密度、藻细胞结构和群体形态的变化。结果表明,该化感组分在培养初期对斜生栅藻藻密度的增长具有明显的抑制作用,半效应质量浓度(EC50,4d)值为0.45mg·L-1,但在培养6d后,出现促进作用,且随投加浓度的增加而增强。斜生栅藻生长受到抑制期间,藻细胞形态变大,投加0.5mg·L-1化感组分时,藻细胞平均宽度是对照组的2倍。TEM观察观察结果表明藻细胞亚显微结构受到破坏。另外,EMA提高了斜生栅藻的沉降性和吸附性。     

微宇宙技术和物种敏感度分布曲线法评估铜离子生态危害比对研究

为对比微宇宙方法和物种敏感度分布曲线法在铜离子生态危害评估中的差异,构建了包括浮游藻类、轮虫和大型溞的微宇宙系统,持续监测了铜离子浓度、物种丰度和系统理化性质的变化,推导出铜离子对微宇宙系统的63 d无显著效应浓度(63 d-NOEC);同时,将铜离子对鱼类、甲壳类、昆虫类、藻类及软体动物等对铜离子的长期毒性数据通过物种敏感度分布曲线法进行拟合,推导出对生态系统中95%物种无显著危害的作用浓度(HC5)。测试结果表明,大型溞种群在铜离子110.80μg·L-1作用下暂时消失,导致了系统中轮虫和藻类数量的增长,试验后期铜离子浓度降低,大型溞种群呈现恢复的趋势;在212.06及420.26μg·L-1铜离子作用下,藻类和轮虫的存活受到严重抑制,在试验后期也没有恢复。与物种敏感度分布曲线法推导得出的HC5值相比,通过微宇宙系统得出的NOEC值较高,这可能是微宇宙系统中铜离子生物可利用性在各相介质间的差异及种间反馈调节造成的。     

新型杀菌剂氟吡菌胺对9种环境生物的急性毒性及其在斑马鱼体内的生物富集

为评价新型杀菌剂氟吡菌胺对环境生物的毒性风险,避免其在使用过程中对我国特有的环境生物产生危害,测定了氟吡菌胺对意大利蜜蜂、日本鹌鹑、斑马鱼、家蚕、斜生栅藻、大型溞、玉米螟赤眼蜂、赤子爱胜蚓和黑斑蛙蝌蚪等9种代表性环境生物的急性毒性,并以斑马鱼为试材,研究了氟吡菌胺的生物富集性,即根据鱼类急性毒性结果 LC50(96 h)=1.489 mg·L~(-1),设计生物富集试验水样浓度为LC50的1/2、1/10和1/100,即0.745 mg·L~(-1)、0.149 mg·L~(-1)和0.0149 mg·L~(-1),连续暴露8 d,采用液相色谱法测定3个浓度下氟吡菌胺在斑马鱼体内的富集量。结果表明,氟吡菌胺对斑马鱼、斜生栅藻和大型溞3种水生生物的急性毒性为中毒级,对黑斑蛙蝌蚪急性毒性为高毒级,其对蜜蜂、鸟类、家蚕、蚯蚓和天敌赤眼蜂等环境生物均为低毒或低风险;斑马鱼在0.745、0.149和0.0149 mg·L~(-1)的氟吡菌胺水溶液中暴露192 h时,生物富集系数BCF分别为33.65、26.39和193.25;根据化学农药环境安全评价试验准则评价标准,10BCF≤1000,氟吡菌胺属于中等富集性农药。     

应用流式细胞技术研究种群初始状态对藻类毒性效应的影响

应用流式细胞技术研究种群初始状态的变化及外源种群介入对藻类毒性效应的影响.结果表明:初始细胞密度的增加可以降低Cu2 的毒性效应.当微囊藻初始细胞密度从103上升到105cells·ml-1时,24h Cu2 处理后微囊藻酯酶活性的EC50值从4.4μg·l-1上升到37μg·l-1.而外源种群(栅藻、小球藻)的介入也可降低Cu2 对微囊藻的毒性效应.     

微藻对壬基酚的响应及去除能效研究

分离筛选11种微藻开展微藻对NP暴露的响应特征和去除能效研究。NP对叶绿素a含量的96 h半抑制效应浓度(EC50)介于0.60~3.33 mg·L~(-1)之间,EC50由小到大依次为:短棘盘星藻羊角月牙藻小球藻衣藻斜生栅藻肥壮蹄形藻卷曲纤维藻二尾栅藻惠氏微囊藻四尾栅藻蛋白核小球藻。除斜生栅藻、羊角月牙藻、肥壮蹄形藻、卷曲纤维藻之外,微藻的生长速率与EC50呈显著的正相关关系。EC50与细胞粒径、表面积以及体积总体上呈负相关关系,与微藻对NP的最大去除速率和半饱和常数呈正相关关系。NP的藻类去除过程符合一级反应动力学方程,且NP的半衰期与微藻起始总表面积呈显著的负相关关系。NP对微藻群落的影响与其浓度相关,其选择性干扰效应主要与微藻耐受性相关。NP耐受性高的种类多表现出高生长速率和去除能力。     

水体氮质量浓度升高对附着藻生长和元素计量特征的影响

附着藻是浅水湖泊重要的初级生产者,水体氮磷质量浓度升高会影响附着藻的生物量和元素计量特征,从而改变牧食螺类的食物数量和质量,进而影响牧食螺类生长及其与沉水植物之间的相互关系。为了探索氮负荷升高对附着藻生物量和质量的影响,基于受控实验研究了水体氮质量浓度升高(总氮2、4、6、8和10 mg·L~(-1);总磷各处理组均为0.1 mg·L~(-1))对附着藻生长和元素计量特征的影响。实验前测定湖水氮、磷本底质量浓度,通过添加配置的营养盐溶液(氮为KNO_3,磷为KH_2PO_4),使其达到实验设计的质量浓度。每3天换1次水以控制营养盐质量浓度。在每个玻璃缸中放置5片聚乙烯附着基用于采集附着藻。实验结束时测定附着藻生物量、氮及磷含量,并计算附着藻的生长率。结果表明:随着氮质量浓度升高,附着藻的生物量和生长率呈先增加后降低趋势,在氮质量浓度为6 mg·L~(-1)时达到最大值。附着藻氮含量和氮磷比随水体氮质量浓度的升高,亦呈现先增加后降低的趋势,氮含量最大值出现在8 mg·L~(-1)处理组,氮磷比最大值出现在6 mg·L~(-1)组。附着藻氮含量与水体氮质量浓度呈显著正相关(r=0.614,P0.001)。分析认为,附着藻生长率、氮含量及氮磷比在一定范围内随着水体氮质量浓度升高而增加,当氮质量浓度超过一定范围时,三者反而降低。     

骆马湖夏季浮游植物群落结构变化及其驱动因子分析

于2017年夏季对骆马湖浮游植物群落进行调查,探讨骆马湖浮游植物群落结构变化与环境因子的关系,以期为骆马湖生态保护提供科学依据。此次调查鉴定出浮游植物6门32属,其中,绿藻门属数最多,其后依次为蓝藻门和硅藻门,优势属主要为浮游蓝丝藻、微囊藻和小球藻。全湖浮游植物细胞丰度在2.63×10~5～2.85×10~7 cells·L~(-1)之间,生物量在0.092～4.522 mg·L~(-1)之间。全湖浮游植物Shannon-Wiener指数在0.60～2.60之间,平均值为1.75,且9月浮游植物Shannon-Wiener指数显著高于8月(P0.05),但不同点位之间多样性指数的差异未达显著水平(P0.05)。与往期骆马湖调查结果相比,此次调查得到的全湖多样性指数差异不大,细胞丰度明显增加,优势属多集中在蓝藻门和绿藻门,尤其是浮游蓝丝藻明显增多。从近几年的优势属种类、藻类细胞密度变化来看,骆马湖富营养化程度依然在加剧。RDA分析结果表明,水温、溶解氧浓度和氮磷比的共同作用解释了骆马湖夏季浮游植物群落结构变化的28.16%。其中,骆马湖浮游植物群落结构的变化受采砂、围网养殖及夏季人类活动影响较大。因此,减少人为活动干扰对于保护骆马湖水质和南水北调工程水质势在必行。     

戊吡虫胍对几种非靶标生物的急性毒性

戊吡虫胍是一种从烟碱类和缩胺脲类杀虫剂活性结构拼接而成的系列化合物中筛选出来的新型杀虫剂,目前戊吡虫胍对非靶标生物的毒性研究报道较少。为探究戊吡虫胍的环境安全性,采用生物毒性试验方法测定了其对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)、大型溞(Daphnia magna)、家蚕(Bombyx mori)、斑马鱼(Brachydanio rerio)、赤子爱胜蚯蚓(Eisenia fetide)、非洲爪蟾(Xenopus laevis)、赤眼蜂(Trichogramma nubilale)、意大利蜜蜂(Apis mellifera)、日本鹌鹑(Coturnix coturnix japonica)共9种非靶标生物的急性毒性。结果显示戊吡虫胍对斜生栅藻和大型溞的半数有效浓度(EC50)分别为8.79 mg·L~(-1)和10.97 mg·L~(-1),对家蚕、斑马鱼、赤子爱胜蚯蚓和非洲爪蟾的半数致死浓度(LC50)分别为2.32 mg·L~(-1)、13.74 mg·L~(-1)、100 mg·kg~(-1)和19.30mg·L~(-1),对赤眼蜂的安全系数为0.16~0.031,对蜜蜂急性触杀和急性摄入毒性分别为51.82μg·bee~(-1)和10.8×10~3mg·L~(-1),对鹌鹑的急性经口和急性饲喂毒性LC50分别为1 000 mg·kg~(-1)和2×103mg·kg~(-1)。按照最新国标(GB/T31270—2014)化学农药环境安全评价准则的毒性等级划分,戊吡虫胍除了对家蚕和赤眼蜂为高毒和极高风险外,对其余非靶生物均为低毒。     

铜绿微囊藻、四尾栅藻和小环藻竞争实验培养基的选择

改变培养基的氮源形态和碳源浓度,研究铜绿微囊藻、小环藻和四尾栅藻的单藻增长行为,筛选适宜的培养基作为混藻竞争实验的共培养基。研究表明,铜绿微囊藻和四尾栅藻在氨氮培养基中的最大生物量K和最大比增长速率r均不及以硝态氮为氮源的培养基;添加高浓度HCO3-(NaHCO3 1.410 mmol/L)能够提高铜绿微囊藻和四尾栅藻藻细胞对氨氮的吸收能力;较低碳源浓度(NaCO3 0.0943 mmol/L)的培养基中,四尾栅藻的初始比增长速率及生物量远高于铜绿微囊藻,但其最大比增长速率r低于铜绿微囊藻,在实验的第10天左右铜绿微囊藻的生物量超过四尾栅藻;小环藻不能在较高浓度碳源(NaHCO3 1.504 mmol/L)下存活;铜绿微囊藻、四尾栅藻与小环藻均可在以氨氮(HA)或硝态氮(HN)为氮源的培养基中单独培养并达到实验所需生物量,因此,HN和HA可以作为实验室内这三种藻共培养适宜的培养基,为今后研究藻类种间资源竞争机制提供实验依据。     

固定化微生物对养殖水体浮游生物的影响及生物除氮研究

研究了固定化微生物(含有光合细菌、芽胞杆菌、硝化细菌以及反硝化细菌)对养殖水体中藻类和浮游动物的种类、数量、生物量以及水体氮素等理化环境的影响.结果表明,固定化微生物处理后,水体中藻的种数增加,藻类细胞(或丝状体)数量及生物量减少;水体中浮游动物种类和生物量增加,从而浮游动物的群落组成发生了变化.微生物经固定化处理后,脱氮率高,有效期长;小球内固定化微生物总数和与脱氮速率呈正相关,其回归方程为y=-6.23×10-3 1.86×10-5x;固定化微生物处理可以显著降低水体的总氮、氨态氮和硝态氮的浓度,其含量分别是对照的40.8%、36.5%和45.9%.图3表1参10     

页岩气压裂返排液的水生生态毒性效应研究

页岩气压裂作业过程产生大量压裂返排液,这类废液富含有毒且致癌的芳香烃、有毒金属和铀、钍、镭等放射性物质、石油类添加剂等,具有可生化性差和难处理的特点。这类废液若不经任何处理就进行排放,将给环境和人群健康带来潜在的危害和风险。目前尚不清楚它们的生态毒性效应。论文从涪陵页岩气开采基地采集了4口开采井(2号井、6号井-1、6号井-2和9号井)的压裂返排液,采用国家废水测试标准分析4种压裂返排液的水质理化指标,采用斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)、大型溞(Daphnia magna)等标准毒性试验生物探究压裂返排液污染物体系的水生生态毒性效应,并研究水质理化指标与压裂返排液综合毒性的关系。结果表明,采集的所有压裂返排液样品均具备较大的水生生态毒性效应。以斜生栅藻的96 h的半数效应浓度(96 h-EC_(50))或大型溞的96 h的半数致死浓度(96 h-LC_(50))和毒性单位(TUa)为评价指标进行生态毒性分级,4个位点压裂返排液的生态毒性均为中毒及以上。压裂返排液的重金属、阴阳离子及有机物含量与其综合毒性的相关性结果表明,这些污染物成分与其藻类综合毒性无显著相关性。但Li、V、Cu、Ga、Rb、Ba等6种重金属及Na+、Cl-等2种阴阳离子对压裂返排液的溞类综合毒性有显著影响,影响程度依次为LiGaBaCl-VNa+RbCu。因此,在对压裂返排液进行处理时,这些与毒性相关的污染物是需要重点考虑的化学成分。     

太湖部分地区碘代三卤甲烷分布特征及其与藻类有机物的关系初探

藻类有机物(algal organic matter,AOM)被证实是碘代消毒副产物(iodinated disinfection by-products,I-DBPs)生成的前体有机物,然而真实环境中I-DBPs与AOM的关系还不明确.本文研究了太湖碘代三卤甲烷(iodinated trihalomethanes,I-THMs)的分布特征,并初步分析了地表水中I-THMs与AOM的关系.I-THMs在枯水期与丰水期平均浓度分别是655.9 ng·L~(-1)和134.6 ng·L~(-1).其中,CHBrI_2和CHI_3为主要的污染物,而CHCl_2I检出相对较低.皮尔森相关性分析表明,CHCl_2I、CHCl Br I、CHClI_2、CHI_3等I-THMs均与叶绿素a具有显著正相关性,而CHCl_2I、CHBr_2I、CHBrI_2、CHI_3与总磷TP、CHCl_2I、CHBr_2I与总氮TN均具有显著正相关性;CHCl_2I、CHClI_2与舟形藻(Navicula sp.)细胞浓度也具有显著正相关,但CHBrI_2等与微囊藻(Microcystis sp.),栅藻(Scenedesmus sp.)细胞浓度呈显著负相关(P0.05).本研究间接表明,真实环境中AOM是I-THMs的一个重要来源.     

富营养化水体生态修复技术中凤眼莲与磷素的互作机制

为进一步完善富营养水体生态修复技术体系,提升除磷效能,从磷素对水体富营养化进程的贡献展开分析,指出磷素是制约浮游藻类生长的关键因素,并分析了凤眼莲Eichhornia crassipes与磷素的互相作用机制,即磷素对凤眼莲植株生理性状具有影响,而凤眼莲对磷的吸收同化作用又促成了除磷目标。研究显示:随着水中可获取磷浓度的升高,凤眼莲吸收的磷素更多地分配在茎叶部分。水体磷浓度过高,将激发凤眼莲对磷素的超累积性;水环境中磷素缺乏,凸显出凤眼莲的根部形态可塑性。水体氮磷浓度比(N/P)为2.5~5时凤眼莲可获得最大生物产量。凤眼莲对可溶性反应磷具有极优的净化效果;在藻华爆发期间,凤眼莲能通过密集根系捕获飘移的蓝藻,并吸收利用藻细胞衰亡所释放的磷素。在工程实践中,需统筹考量磷去除效果与去除速率,在高污染负荷的情况下,应优先考虑去除速率;当水再生作为饮用水源时,应优先考虑去除效果。凤眼莲生态修复工程设计须遵循先后次序:(1)最终水质目标;(2)生物产量;(3)植株品质。最终水质目标及营养去除与营养负荷水平密切相关。在大型湖泊和水库实践应用中,须先控制外源磷负荷,再逐步削减内源磷负荷。利用凤眼莲深度净化污水处理厂尾水,或在高负荷的入河、湖口处种养凤眼莲,可减轻外源磷负荷;在蓝藻积累和衰亡的背风区域种养凤眼莲,以吸收蓝藻释放的营养,从而减轻内源磷负荷。