营养盐输入对太湖水体中磷形态转化及藻类生长的影响

外源营养盐输入会对湖泊水体中磷的形态转化及藻类生长产生影响.为研究其影响规律,于春季选取太湖梅梁湾水体为研究对象,以KNO3和K2HPO4添加系列氮磷负荷,在试验过程中对各形态磷的浓度、藻类生物量(Chl-a)和碱性磷酸酶活性(APA)进行同步分析测定.结果表明,春季太湖梅梁湾水体中浮游植物的生长主要受到磷限制,加氮对其生长没有明显的促进作用.加磷至SRP=0.015 mg·L-1的水体中浮游植物生长情况最好,叶绿素a的含量和生长速率(μ)最大.添加硝酸盐能显著促进APA的增长,提高水生生物对磷的吸收利用能力,加快磷循环的速率;磷酸盐对APA则具有活性诱导-抑制机制,当水体中磷酸盐浓度在一定范围内(PO3-4-P≤0.025 mg·L-1)时,酶活性有显著提高.对水体中磷的循环转化过程和碱性磷酸酶的活性诱导-抑制机制的研究结果有助于揭示藻类生长过程中营养盐的补偿途径,为深入揭示藻类暴发机制提供理论基础.     

土壤碳酸氢钠提取态无机磷酸盐中氧同位素分析

土壤中碳酸氢钠提取的无机磷(Olsen-P)是可被植物吸收利用的有效磷.利用磷酸盐中~(18)O和~(16)O组成(δ~(18)O-P)开展土壤磷来源示踪和磷循环转化,具有重要意义.选择0.5 mol·L~(-1)Na HCO_3(pH 8.5)溶液并加入无磷活性炭提取土壤磷,通过Mg(OH)_2-PO_4共沉淀、磷酸铈沉淀等过程分离纯化其中磷酸盐,获得磷酸银沉淀,利用元素分析仪-稳定性同位素比例质谱仪测定氧同位素组成δ~(18)O-P值.结果表明:分离纯化沉淀3个关键过程中磷酸盐的回收率均能达到93%以上,损失较少,未出现氧同位素分馏.X射线衍射仪和氧含量测定表明,实验获取的磷酸银样品纯度较高.加入无磷活性炭可有效去除有机质对δ~(18)O-P测定影响.供试黑土和潮土中碳酸氢钠提取态土壤无机磷酸盐δ~(18)O-P值分别为17.64‰±1.03‰和18.20‰±0.83‰,差异不明显.本文建立土壤碳酸氢钠提取态无机磷酸盐中氧同位素分析测定方法,为农田土壤中磷的循环转化及其溯源研究提供技术支撑.     

海洋环境中溶解氧稳定氧同位素研究进展

溶解氧(DO)的稳定氧同位素组成(δ18ODO)是水生系统DO生物地球化学循环研究的有效示踪剂之一,不同生物地球化学过程引起的氧同位素分馏会反馈到溶解氧同位素组成上。在近年来水生环境中溶解氧同位素研究的基础上,回顾了溶解氧同位素的分馏机理及其影响因素,以及氧同位素的测试技术和海洋环境中溶解氧同位素的应用。在现阶段取得的主要研究进展基础上,提出今后研究及发展趋势应侧重于同位素分析测试技术的提高,特别是高效、快速、连续预处理方法的建立,基础理论研究和关键物理过程在海洋环境溶解氧同位素分布中的作用及其控制机制等方面。     

太湖沉积物磷释放对羊角月芽藻的生物可利用性研究

研究了太湖沉积物中磷在不同条件下释放对羊角月芽藻类的生物可利用性.结果表明:沉积物在好氧与厌氧条件下的磷释放都对藻类生长具有促进作用;在沉积物-藻类-水体系中,沉积物磷释放可使藻类的比生长速率达3.7×10-2h-1(静态)和1.2×10-2h-1(动态);在磷形态与藻类生长关系的研究中,发现有机磷和铝磷是藻类存在时优先释放的形态,具有很好的生物可利用性,此外,铁磷与其它形态磷(主要是铝磷之间)存在着相互迁移转化的关系;模拟自然条件实验也证实了沉积物释磷对藻类的生物可利用性.     

碳氮氧稳定同位素技术在水生态环境中的应用

稳定同位素技术是研究环境和生态系统中元素循环途径的重要方法. 稳定同位素的丰度变化反映了自然界和生物体内混合、分馏双重作用的结果,因此可作为指标计算混合物的来源贡献,或研究造成分馏的化学反应和生物代谢路径. 从20世纪中期确立稳定同位素的基础原理,70年间该技术在地球化学、环境科学、生态学、微生物学、食品科学等领域获得了大量有价值的成果. 其中,水体作为自然环境的重要组成和人类社会的重要资源,已有诸多研究涉及稳定同位素在水环境中污染物溯源、水生态系统元素迁移转化、水生生物营养来源和营养关系等方面的应用. 通过梳理常见的碳、氮、氧稳定同位素在水环境和水生态领域的研究进展,发现污染物和食物来源分析已不局限于定性识别,基于数学模型的混合物组分定量评估方法正得到越来越多的应用;同时,为开展水体脱氮强度和通量估算、水生生物营养级计算及食物网分析,精确测量18O、15N和13C的富集程度以及通过试验和调研获取运算所需的基础参数都是关键步骤. 虽然在实际应用中存在待完善之处,但稳定同位素技术的前沿研究仍昭示了其整体化、精细化的发展方向. 未来与计算科学的方法学进步相结合,将为水科学研究提供更有力的技术支撑.      

磷酸盐氧同位素示踪环境中磷的来源与转化:原理、方法与应用

磷是地表环境中重要的生命元素.由于研究手段的限制,目前有关磷生物地球化学循环过程及机制的认识仍然匮乏.作为一种新兴示踪剂,磷酸盐氧同位素(δ18Op)成为当前研究磷生物地球化学循环的潜在有效工具.本文综述了 δ18Op示踪环境中磷来源与循环的基础原理,不同环境介质中δ18Op的分离纯化及测试方法的研究进展,梳理了近年来...     

辽河保护区七星湿地磷的空间分布特征

为明确七星湿地水体和沉积物中磷的迁移转化过程,分析了上覆水和间隙水中磷的浓度及分布,研究了沉积物中磷的形态分布特征,计算了沉积物-水界面正磷酸盐(PO43--P)的扩散通量,并对水体及沉积物中不同形态磷进行了Pearson相关性分析。结果表明,水体和沉积物中总磷(TP)空间分布特征为在西小河和万泉河汇入口处二者浓度均较高;在羊肠河处二者浓度均较低;在湿地出口处,干流中TP浓度有所降低。沉积物中的TP以无机磷(IP)为主,所占比例为68.27%~87.41%。IP中各形态磷所占比例为金属(水合)氧化物结合态磷(NaOH-rP)钙结合态磷(HCl-P)残渣态磷(Res-P)有机质和腐殖质中的磷(NaOH-nrP)氧化还原敏感态磷(BD-P)。沉积物-水界面PO43--P扩散通量为正值,表明沉积物是上覆水中磷元素的重要来源。Pearson相关性分析结果表明,沉积物中BD-P是水体中磷的重要来源之一,NaOH-rP是沉积物中TP和IP的重要控制因子。     

溶解磷酸盐氧同位素示踪剂研究进展及展望

磷酸盐氧同位素组成在天然水体磷酸盐来源示踪研究中具有十分重要的意义。文章就磷酸盐氧同位素示踪原理、天然水体中溶解磷酸盐的富集分离纯化方法及磷酸盐氧同位素组成测试技术等方面进行综述,并在此基础上展望了中国在这一研究领域下一步工作重点。     

天然水及地质样品中磷酸盐氧同位素测试技术及其应用研究综述

磷酸盐氧同位素在古气候重建和地表水富营养化研究中得到了广泛的应用。本文介绍了自20世纪60年代以来磷酸盐中18 O同位素测试的8种方法,并对它们进行了对比和评价,认为最近发展起来的在线高温热解法(HTR-CF-IRMS)和激光技术在我国具有推广应用前景;对使用磷酸盐氧同位素恢复古气候做了详细报道,其优点是P-O键能够抵抗成岩蚀变作用,δ18 OPO4值反映了源的同位素组成,在平衡时水和磷酸盐之间的氧同位素分馏值仅仅是温度的函数,可用于计算古气温;大量资料证实,使用磷酸盐氧同位素可以识别河、湖泊和海洋中磷酸盐来源,指示富营养化程度,研究磷酸盐的生物地球化学演变过程,因此在我国应当使用磷酸盐18 O、硝酸盐15 N和18 O同位素组成大力开展富营养化研究;最后提出5点建议,特别是应当加强磷矿开采、矿山排水、尾矿淋滤扩散及生物地球化学作用中磷酸盐氧同位素的研究,从源头阻断污染源。     

关于水生生态系统中汞的国内外研究进展评述

本文介绍了国内外对于水生生态系统中汞的生物地球化学循环研究的各项进展,从汞对水生动植物的毒性、汞的迁移转化、甲基汞的形成以及甲基汞对食物链及人体健康的影响等几方面进行评述。     

天津地表水中有机碳来源的同位素示踪研究

地表水中的有机碳是陆地水生生态系统的核心组分之一,可以反映流域生态环境概况,也是全球生物地球化学循环研究的重要组成部分.本研究通过系统采集天津地区地表水体的水样和水体颗粒物样品,完成了稳定碳同位素及相关组分测定,对天津地表水中的颗粒有机碳和溶解有机碳的来源进行了探讨.研究结果显示,天津地表水体颗粒有机碳的δ13值主要分...     

锶在地下水及河流中污染监测的应用研究

主要介绍了锶同位素的基本地球化学性质,系统阐述了锶同位素在示踪地下水迁移转化、水-岩相互作用、污染物来源、河流离子来源等方面的应用与进展。利用锶同位素比值可以了解地下水的来源、水化学组成、流经地区岩石的组成等情况,而河流中锶同位素的来源主要分为矿物风化输入、大气输入等,利用质量守恒定律结合锶同位素比值,能够示踪河流中污染来源以及生态系统中营养元素的循环。     

微型生物在水质监测中的作用和意义

水污染仍是中国水环境面临的突出问题.生物监测是常用水质监测的有效方法之一,它是利用水生生物在污染环境下所发生的信息来判断水体污染状况的一种手段.而微型生物群落是水生态系统中一个完整的生态单元,具有对胁迫反应敏感以及胁迫过后自身恢复迅速等特性,在水质监测中起着重要的作用.水生微型生物主要包括藻类、原生动物、细菌、真菌、轮虫等.本文阐述它们在水生生态系统中具有的各自地位、作用和微型生物监测水质成为生物监测的重要手段的原因.     

微塑料及其复合污染对水生生物的毒性与生态风险研究进展

近年来,微塑料已成为备受瞩目的新型污染物之一.微塑料在水生生态系统中广泛存在,且易与水中其它污染物形成复合污染.因此,微塑料及其复合污染对水生生物的影响以及水生生态系统的生态风险越来越受到关注.本文在总结国内外相关研究的基础上,概括了水生生态系统中微塑料污染的主要特点,归纳了微塑料及其复合污染对水生生态系统中藻类、浮游动物、鱼类等水生生物的影响,探讨了微塑料沿食物链的传递作用及其对水生生态系统生态风险的潜在影响,梳理了目前水域生态系统微塑料研究所面临的主要问题,并对未来的研究工作进行了展望,以期为评估微塑料及其复合污染对水生生物和水域生态系统的影响提供科学依据.     

太湖梅梁湾不同形态磷周年变化规律及藻类响应研究

以太湖梅梁湾为研究对象,2013年对水体中不同形态磷和藻类进行了逐月观测,探讨了风浪扰动和藻类生长双重影响条件下不同形态磷间转化规律以及藻类生长和不同形态磷含量间的内在联系.结果表明,梅梁湾水体中总磷(TP)、颗粒态磷(PP)、溶解性总磷(DTP)、溶解性磷酸盐(DIP)和生物有效磷(BAP)均呈现出"夏秋高"、"冬春低"的周年变化规律,藻类生长也呈现了类似规律,而溶解性有机磷(DOP)和可被生物利用颗粒态磷(BAPP)的变化规律并不规则.颗粒态磷生物有效性(BAPP/PP)在6~10月期间仅为12.75%,显著低于年度平均值37.14%.这可归因于沉积物频繁扰动下内源磷固定效应以及藻类生物吸收作用加快了颗粒态磷向溶解态磷的转化.在此期间,DTP占BAP的质量分数高达69.33%(平均值),明显高于BAPP(30.67%,平均值),也高于DTP的周年平均值(56.63%),其也是藻类生长旺盛季节.     

高效藻类塘系统处理农村污水脱氮除磷及其强化研究

研究了高效藻类塘系统处理太湖地区农村污水脱氮除磷效果及其强化措施。高效藻类塘和水生生物塘HRT分别为8d和4d,出水溶解CODCr的浓度低于100mg/L。高效藻类塘系统的总氮和氨氮的全年平均去除率分别为46.6%和90.4%。两级高效藻类塘内氨氮的去除途径主要包括生物同化、氨氮的挥发和硝化作用等,其中硝化作用为主导作用;水生生物塘去除总氮的主要途径为颗粒有机氮的沉淀去除和硝态氮的反硝化。出水总磷浓度全年平均值为3.33mg/L,高效藻类塘系统的脱氮除磷能力欠佳。通过降低水生生物塘内水深、采用废弃石膏作为填料构建了新型复合水生生物塘,HRT=1.6d条件下,复合水生生物塘出水总氮和总磷可分别保持在5mg/L左右和<1mg/L,可达到GB18918-2002一级B排放标准。     

高效藻类塘系统处理农村污水脱氮除磷及其强化研究

研究了高效藻类塘系统处理太湖地区农村污水脱氮除磷效果及其强化措施。高效藻类塘和水生生物塘HRT分别为8d和4d,出水溶解CODCr的浓度低于100mg/L。高效藻类塘系统的总氮和氨氮的全年平均去除率分别为46.6%和90.4%。两级高效藻类塘内氨氮的去除途径主要包括生物同化、氨氮的挥发和硝化作用等,其中硝化作用为主导作用;水生生物塘去除总氮的主要途径为颗粒有机氮的沉淀去除和硝态氮的反硝化。出水总磷浓度全年平均值为3.33mg/L,高效藻类塘系统的脱氮除磷能力欠佳。通过降低水生生物塘内水深、采用废弃石膏作为填料构建了新型复合水生生物塘,HRT=1.6d条件下,复合水生生物塘出水总氮和总磷可分别保持在5mg/L左右和<1mg/L,可达到GB18918-2002一级B排放标准。     

高等水生植物对藻类生长的克制效应

高等水生植物对藻类生长的克制效应城市富营养化水域由于接纳了大量的氮、磷等营养性物质，使藻类等水生生物异常繁殖，水体透明度和溶解氧的含量降低，加速了湖泊老化，湖泊生态系统和水功能受到破坏。有关专家在对石菖蒲、五刺金鱼藻、孛萁属水草、凤眼莲、宽叶香蒲等几...     

珊瑚礁生态系统中的汞循环研究进展

珊瑚礁生态系统具有丰富的生物多样性、极高的初级生产力、快速的物质循环等特点，被称为"海洋中的热带雨林"，在维系全球生态环境方面发挥重要作用。由于绝大部分珊瑚礁位于近海，有害金属元素如汞能够通过各种渠道进入珊瑚礁生长水域，在珊瑚礁生物中富集并经过食物链放大，对珊瑚礁生态系统造成潜在危害。本文简单介绍了珊瑚礁系统的基本概念、组成和生态功能，并汇总了目前报道的珊瑚礁生态系统中海水、沉积物、食物网、珊瑚中的汞的含量与形态。总体上，珊瑚礁生态系统中的汞研究极其有限，目前对该重要系统中的汞循环并不清楚。未来可结合稳定汞同位素方法对珊瑚礁生态系统汞的来源、迁移与转化进行示踪，认清珊瑚礁的汞汇通量，发展珊瑚骨骼对生长水域汞污染的监测技术和理论。     

汞的环境地球化学研究进展

介绍了目前对环境样品中总汞及其各形态未的分析方法以及大气和水生生态系统中汞的研究进展，并指出，燃煤、汞齐法采金和人造水库等引起的环境汞污染问题以及汞在热带地区水生生态系统中的迁移转化规律等是目前的研究热点。