洞庭湖水环境演变特征及关键影响因素识别

为了更有效地保护洞庭湖水环境,本研究基于1991—2015年流域社会经济发展、水文情势变化与湖泊水环境监测数据,从水质和藻类水华两方面探讨了洞庭湖水环境演变特征,采用主成分分析法筛选确定了主要驱动因素,并通过多元回归分析识别了不同阶段洞庭湖水环境演变的关键影响因素.结果表明:1991—2015年,洞庭湖水环境质量总体呈下降趋势;其中,1991—2002年洞庭湖水质下降较为缓慢,藻类水华程度总体稳定,影响水环境演变的关键影响因素为流域污染负荷输入,其中农业面源贡献相对较大;2003—2015年洞庭湖水质呈加速下降趋势,藻类水华程度也明显加重,局部水域已出现明显藻类水华现象,该阶段水环境演变主要受流域污染负荷输入和水文情势变化共同影响.因此,今后洞庭湖水环境保护不仅要继续加强流域污染控制,有效削减入湖污染负荷,也要密切关注水文情势变化对洞庭湖水环境的不利影响,采取针对性的措施,科学恢复或调整江湖关系,把不利影响降到最低.     

乐果对土壤微生物种群的影响

农药对土壤微生物的影响已成为评价农药对土壤生态安全的一个重要指标。采用室内培养法研究了乐果在3种不同质量分数下对土壤微生物种群数量以及土壤中占优势的细菌、真菌和放线菌生长速率的影响。结果表明,以真菌种群受抑制最大,放线菌次之,细菌最小。在供试质量分数下,该杀虫剂对土壤细菌种群数量的影响较复杂,没有明显规律;对土壤真菌和放线菌种群数量的影响均表现为明显的抑制作用,且随药剂质量分数的提高和加药时间的延长抑制趋势越明显。因此,可以选择真菌和放线菌作为土壤受乐果污染的敏感指示菌。结果同时表明,50～500mg·kg-1的乐果不影响细菌的生长速率,而5000mg·kg-1的乐果在加药后2～5d明显抑制其生长速率,加药后6～7d,又恢复到正常水平;3种不同质量分数的乐果在加药后2～7d对真菌和放线菌的生长速率均表现明显的抑制作用,且随药剂质量分数的提高而逐渐增强,但随加药时间的延长又逐渐恢复。     

城市工业用煤X荧光分析及重金属元素污染研究

燃煤是成都市重金属污染的一个重要来源,目前对成都燃煤中重金属元素含量与城市环境污染的相关性研究相对较少。文章以成都市城东工业区为研究对象,利用X荧光分析方法对煤样、煤渣、煤灰、表层土、深层土4种重金属元素进行定量分析,探讨了燃煤中重金属含量与城市土壤重金属污染的相关关系。结果表明,(1)成都市工业用煤原产地煤样重金属元素的含量不尽相同,因此,企业需合理选择煤源。(2)土壤重金属元素污染与工业用煤正相关,工业用煤中有害元素含量较高的对当地土壤的污染也比较严重,相反工业用煤中含量较少的元素在土壤中含量也较小。(3)热电厂燃煤对城市重金属污染的行为属性表现为,Pb属于直接污染大气和土壤,而Cu、Zn、Cr富集在煤渣样、煤灰样中在后期造成对城市土壤的污染。     

陆生植物化感作用的抑藻研究进展

有效控制水华,治理富营养化水体是目前环境领域的研究热点和前沿。所谓化感物质,就是由植物、细菌、病毒和真菌所产生的二次代谢产物。利用水生植物的化感作用或化感物质抑制水体中藻类的爆发被认为是一种高效、低毒、环境亲合性好的方法而备受关注。然而,对于陆生植物应用于抑制藻类生长的研究却较少。文章在对化感作用的概念的演化、各种生物对藻类化感抑制作用、化感物质抑藻机理等方面进行了较系统的论述,总结了近年来国内外学者对于陆生植物化感作用抑藻的研究进展。文章认为相对于水生植物在抑藻方面的局限性,陆生植物的优势体现在对水生生态系统影响明显(化感作用明显)、所含抑藻化感物质种类丰富、不易受水生生态环境影响等方面,并对今后陆生植物抑藻技术的研究方向进行了展望,陆生植物中尤其是菊科植物化感抑藻应用前景广阔。最后指出,陆生植物的化感抑藻作用研究还存在进一步探索和改进化感物质的提取和鉴定方法、抑藻作用机理的研究、应用实际水体时的生态安全性等方面的问题。     

长三角农田轮作系统氨排放特征、转化机制和减排潜力

为评估长三角农田轮作系统氨排放特征和减排潜力,通过密闭室间歇通气法对典型农田轮作系统的氨排放水平进行同步对比观测,探讨不同条件下的氨排放影响因素和转化机制;通过整理近10年长三角地区农田氨排放实测系数,建立基于本地因子的长三角农田轮作系统氨排放时空分布清单,并获取了不同氨减排路径下的减排效果.结果 表明,常规稻麦轮作模...     

深圳茅洲河表层沉积物卤代多环芳烃污染研究

利用GC-MS方法分析了卤代多环芳烃(halogenated polycyclic aromatic hydrocarbons,HPAHs)在深圳茅洲河流域表层沉积物中的含量水平以及空间分布特征.所关注的3种氯代多环芳烃(chlorinated polycyclic aromatic hydrocarbons,ClPAHs)和6种溴代多环芳烃(brominated polycyclic aromatic hydrocarbons,BrPAHs)的含量范围分别是3.00～301 ng.g-1和7.52～285ng.g-1.表层沉积物中HPAHs的主要污染来源包括垃圾焚烧、化石燃料的燃烧、汽车尾气以及农作物秸秆焚烧,它们所占的比例分别是40%、20.5%、11.9%和11.7%.此外,表层沉积物中ClPAHs和BrPAHs的毒性当量(toxic equivalency quotients,TEQs)范围分别是7.95～38.1 pg.g-1和38.1～105 pg.g-1.研究发现,HPAHs的含量与采样点周边土地利用类型有关.随着工业用地密度的增大,表层沉积物中HPAHs的含量呈现出一个先增后减的趋势;而表层沉积物中HPAHs的含量与农业用地密度呈反比关系.     

基质暴露水平对ANAMMOX微生物活性及生物量的影响

基质暴露水平对ANAMMOX微生物的生长代谢有着重要意义,目前关于基质暴露水平对ANAMMOX污泥长期富集过程中生长特性的研究少有报道.采用两个连续流搅拌反应器,在逐步提升进水负荷的过程中,研究了高基质暴露水平培养方式(R1:出水NH_4~+-N和NO_2--N浓度均为40～60 mg·L~(-1))与低基质暴露水平培养方式(R~2:出水NH_4~+-N和NO_2--N浓度均为0～20 mg·L~(-1))对ANAMMOX微生物生长量和生物活性,以及反应器脱氮效能的影响及机制.结果表明,高基质暴露水平培养方式更有利于ANAMMOX反应器脱氮性能的提升.相比之下,高基质暴露水平培养方式下获得的NLR [0. 69 kg·(m~3·d)~(-1)]和NRR [0. 41 kg·(m~3·d)~(-1)]分别是低基质暴露水平培养方式的2倍;高基质暴露水平培养方式下,ANAMMOX污泥浓度(以VSS计)和总基因拷贝数分别达到1805 mg·L~(-1)和4. 81×1012copies,更有利于ANAMMOX微生物的快速富集培养;低基质暴露水平培养方式下,ANAMMOX污泥的活性更强[以N/VSS计,0. 27 g·(g·d)~(-1)],有利于富集生物活性更高的ANAMMOX污泥.     

阳离子表面活性剂对污泥脱水性能的影响和作用机理

采用实验室模拟的方法研究了十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和四甲基溴化铵(TMAB)对活性污泥脱水性能的影响.结果表明,相比污泥原样,经两种表面活性剂调理的污泥脱水性能均有一定程度的改善;在同样的投加量下,CTMAB比TMAB能更有效地改善污泥的脱水性能.实验数据显示:与TMAB相比,投加约为泥样干重25%的CTMAB可以释放出更多污泥胞外聚合物总量,其值约为231mg·l-1;污泥毛细吸水时间(CST)可缩短为73s左右;当TMAB和CTMAB的投加量大于泥样干重的15%时,真空抽滤后,污泥比阻达到易脱水范围;CTMAB和TMAB对污泥沉降性能的改善不是非常明显.     

千岛湖建库以来浮游植物变化过程及其影响因素

千岛湖是浙江省第一大水库,近二十年来藻类异常增殖现象频发,正面临着生态脆弱性增加的风险.目前,针对千岛湖初级生产力和藻类群落长期演替缺乏研究,为水库生态环境保护及区域饮用水安全管理带来了一定困难.本研究基于千岛湖东南部沉积物短岩芯,综合分析沉积物年代学、色素及营养盐等地球化学指标,并结合流域社会经济和气候数据,重建了千岛湖建库以来的浮游植物变化历史,并探讨其主要影响因素.结果表明,千岛湖浮游植物色素生产量总体经历了3个主要阶段：1960—1975年的低生产量阶段,1976—2002年的缓慢增长阶段,2003—2021年的快速增长阶段.尽管该水库初级生产力在2003年达到峰值后出现下降趋势,但仍维持在偏离自然基线的较高水平.多元统计分析显示人类活动导致的水体营养富集,以及增温为代表的气候变化,是影响千岛湖初级生产力长期变化的主要因素.水体营养盐的年际及年代际尺度变化对千岛湖浮游植物丰度能够产生显著影响,蓝藻色素生产量主要响应于温度的年代际、年际和季节尺度变化.此外,降水量对浮游植物丰度的季节性变化影响显著,但对长期变化的影响很小.2000年以来基于鲢、鳙鱼的生物操纵技术对千岛湖浮游植物生...     

洱海水华高风险期水体氮磷变化及其指示意义

为揭示水华高风险期水体氮磷变化对洱海的指示意义,结合洱海2009年、2013年和2018年采样检测数据及三维荧光、紫外光谱技术,研究了洱海上覆水氮磷组成和结构变化及影响因素.结果表明:①ρ(TN)和ρ(TP)均先降后升,由2009年氮磷以DON(0.231 mg/L,占36.90%)和DOP(0.016 mg/L,占42.05%)为主,转变为2018年以NH₄+-N(0.197 mg/L,占32.89%)和PP(0.033 mg/L,占70.00%)为主,NH₄+-N和溶解性有机氮磷质量浓度变化是引起氮磷变化的主要因子.各形态氮磷质量浓度空间变化差异较大,北部和中部湖区ρ(TN)、ρ(TP)及其增幅均大于南部湖区;ρ(DON)在北部和南部湖区总体呈下降的趋势,中部湖区ρ(DON)先降后升,增幅为3.32%;ρ(DOP)在北部和中部呈递减,南部湖区则先升后降,总体增加了70.21%;ρ(NH₄+-N)在中部和南部湖区显著增加,北部湖区先降后升.②上覆水氮磷质量浓度及形态时空变化受外源负荷、内源释放和藻类生长共同影响,其中入湖河流是影响氮磷质量浓度变化的主因,且农村生活污染和农田面源污染影响也较大;有机氮磷变化主要受外源输入和湖泊微生物代谢影响,而ρ(NH₄+-N)变化则主要受沉积物释放和藻类生长影响.③洱海水华高风险期上覆水腐殖化程度明显降低,有机氮磷分子量减小,而活性增加,一定程度上可促进藻类生长.研究显示,近10年洱海氮磷质量浓度有增加趋势,有机氮磷质量浓度虽有所下降,但其活性较高,藻类水华风险并未降低,除进一步加强外源负荷控制,关注TN和TP的同时,洱海保护治理还应关注有机氮磷输入以及中部和南部湖区沉积物氮磷释放的水质影响.