澜沧江硅藻的地理分布模式与关键驱动因素

硅藻作为重要的初级生产者,在水域生态系统中发挥重要作用,然而目前对于大型河流中硅藻的地理分布特征和驱动因素知之甚少.本文以我国西南地区典型大河澜沧江干流1200 km河段为研究区域,基于真核微生物高通量测序数据集,探究浮游硅藻和底栖硅藻在不同河段的分布特征和关键驱动因子.结果表明,澜沧江浮游硅藻和底栖硅藻的物种多样性在上游自然河段较高,两类硅藻的群落结构在不同河段间存在显著差异,建坝对两类硅藻的优势属相对丰度均产生显著影响.方差分解分析结果表明,扩散限制是浮游硅藻和底栖硅藻地理分布的主导驱动因子,解释率分别为16.7%和29.8%.共现网络分析结果表明,相比底栖硅藻,浮游硅藻的种间竞争关系和网络连通性较强;梯级库区段两类硅藻的网络连通性均高于上游自然河段.本研究补充了大型河流硅藻地理生态分布的认知不足,同时揭示了河流硅藻群落对水电开发的响应.     

引江济太入湖污染物通量及其对太湖水质贡献

引江济太工程是旨在改善太湖水质的重要工程举措,弄清调水过程中输入太湖的污染物负荷量是研究调水效果的重要方面。本研究根据2003年~2008年调水量和望亭立交闸下的水质监测数据,定量地计算了调水的入湖水量和污染物通量。同时根据2000年~2005年环湖30条河道每月一次的水文及水质监测数据,计算每年环湖河道的入湖水量及污染物通量。通过比较结果表明平均每年调水的入湖污染物通量约占总入湖污染物通量的10%,定量地给出了调水对太湖水质的贡献。     

典型河口主要氮转化过程对盐度响应机制的室内外实验研究

受全球盐水入侵加剧影响,河口区域水环境安全面临巨大的威胁.通过室内水槽控制实验和室外原位微生物培育实验,分别研究盐度作用的不同时间尺度下,不同形态氮（NO₃^-、NH₄⁺和溶解性N₂O）转化及转化过程硝化、反硝化和硝酸异化还原氨（DNRA）功能基因的响应机制.结果表明：①室内实验的NH₄⁺和溶解性N₂O浓度与盐度呈正相关,NO₃^-浓度随盐度上升而降低;室外原位实验的涨潮期,去菌处理组的NH₄⁺和NO₃^-浓度随盐度上升反而下降,溶解性N₂O浓度则随盐度上升呈上升趋势;未去菌处理组和原位对照组的NH₄⁺、NO₃^-和溶解性N₂O浓度均与 盐度呈负相关.②室内外实验表明,盐度在21.6以下时,硝化反应、反硝化反应和DNRA反应均得到增强,高盐度条件下（盐度为34.0）硝化反应抑制作用明显.盐度长期作用下主导功能基因为nxrA、nirK、nirS和nrfA,而短期的主导功能基因为amoA-AOA、amoA-AOB、nirK、nirS和nrfA.本研究通过对水体不同组分氮浓度-功能基因对盐度不同作用时间尺度的响应研究,为河口区域盐水入侵和氮源汇转化机制研究提供技术支撑.     

不同水动力条件下间歇微孔曝气对河道底质微生物群落的影响

微孔曝气技术被广泛运用于城市河道治理中,在间歇曝气过程中和曝气停止后微生物群落结构和功能的变化仍不明晰。采用室内模拟试验探究了曝气5 d再静置10 d后,不同水动力条件下水体污染物浓度变化过程以及底质微生物群落结构和功能的响应规律。结果表明:不同水动力条件下间歇曝气过程中和曝气停止后DO均能维持较高水平,但水体污染物浓度在曝气停止后短期内均出现显著性增加,但低流速(v=0.24 m/s)条件下污染物浓度上升最为缓慢。从微生物群落组成方面来看,该现象是由于曝气停止静置10 d后,与有机物代谢相关的氢噬菌属等菌属仅在低流速条件下可成为优势菌属,使得该流速水体中有机物更易降解,污染物浓度上升更为缓慢。从微生物群落功能方面来看,在曝气停止静置10 d后,富营养化水体中的能量代谢、辅酶和维生素代谢等代谢通路更多存在于静止和高流速(v=0.93 m/s)条件下的水体中,解释了这2种流速条件下污染物浓度更高的现象。该研究结果可为通过曝气手段持久性改善河道水质提供理论依据。     

聚氯乙烯和橡胶中化学成分的浸出行为及生态毒性

为探究塑料中化学成分的浸出行为及其生态毒性,以环境中广泛存在的聚氯乙烯(PVC)和橡胶(CTR)为研究对象,筛选25种有机塑化剂和15种金属作为目标物质,分析其在PVC和CTR材料中的浸出潜能,利用大型溞的急性致死效应和慢性亚致死效应(心率、胸肢跳动和游泳活性)表征了PVC和CTR浸出液的生态毒性效应。结果表明,PVC和CTR浸出液中共检出21种化学成分,其中邻苯二甲酸二异丁酯(DiBP)、邻苯二甲酸二(2-甲氧基)乙酯(DMEP)、双酚A(BPA)、双酚F(BPF)、Ca和Zn的浸出浓度较高。CTR中浸出的塑化剂和金属总浓度分别是PVC的8.8倍和1.2倍,且CTR中浸出的新型塑化剂BPF浓度达到3.51μg/g,显著高于BPA的浸出浓度。对比不同条件下浸出的物质量差异,发现光照能够加速PVC和CTR中DiBP、Zn和Ca等物质的释放,其赋存状态还受到细菌作用的干扰。CTR浸出液对大型溞的急性致死效应明显,48h半数致死浓度(LC₅₀)为浸出原液的19.1%。慢性暴露条件下,PVC浸出液对大型溞心率、胸肢跳动和游泳活性产生明显抑制作用,并造成大型溞肢体肥大。PVC和CTR等塑料颗粒不断排放,并在环境中累积,其生物毒害效应不容忽视。     

洪泽湖滞洪区工程建设地表水环境影响评价

洪泽湖滞洪区建设工程对确保洪泽湖大堤安全、减轻洪泽湖防洪压力、减少洪水灾害及保护下游城市的安全起着十分重要的作用,工程建设势必对洪泽湖滞洪区的水环境产生一定的影响。通过洪泽湖滞洪区工程建设的施工期及运行期的水环境数学模型的模拟与评价,预测得出工程建设的施工期将会使局部地区地表水的SS提高,滞洪期洪水中的COD、氨氮和总磷都不达标。通过进一步评价得出,随着工程的完建运行和生态环境保护措施的实施,地表水环境将会重新恢复,使得水质达标,对于洪泽湖水环境管理和水利工程影响后评价具有一定的指导意义。     

退圩还湖对固城湖水环境改善影响研究

为恢复固城湖水域面积和湖泊容积,改善湖泊生态环境状况,高淳当地政府对固城湖北岸永联圩和永兆圩部分圩区实施退圩还湖计划,还湖面积为6. 41 km~2。通过建立固城湖退圩前后二维非稳态水环境数学模型,进行退圩前后固城湖水质计算与预测,并选取固城湖饮用水水源地取水口、固城湖小湖区湖心、固城湖大湖区湖心三个代表性点位进行退圩前后计算水质浓度对比分析,预测得到退圩后固城湖COD、TN、TP年均水质浓度分别改善6. 8%、5. 2%、10. 0%。     

水动力变化对鲫鱼生命活动影响试验研究

为探究不同流速下鲫鱼的生理响应,以红鲫鱼(Carassius auratus Linnaeus)为研究对象,采用流速渐变环形水槽通过设置5个流速区模拟研究了不同流速条件对鲫鱼体重及酶活等指标的影响。结果表明,鲫鱼的体重及增长率基本随流速增加而减少,而超氧化物歧化酶(SOD)、α-淀粉酶(AMY)活性和活性氧(ROS)含量基本随着水流速度增大先减小后增加。高流速区域(76. 3cm/s)鲫鱼ROS、SOD、AMY含量的变化显著(P 0. 05),而其它流速区域变化较小,这表明高流速(76. 3cm/s)对鲫鱼产生胁迫作用。鲫鱼流速适宜曲线研究发现36～42cm/s是鲫鱼最适宜的生存环境。研究结果可为闸坝建设后生态管理提供理论依据。     

不同流速下沉积物中六溴环十二烷的释放及再分配规律

六溴环十二烷(HBCD)作为一种典型卤代有机污染物已在河湖沉积物中被广泛检出,但流速变化下HBCD的迁移和释放行为尚不清楚.本文通过模拟5种流速条件,分析不同流速下表层沉积物中HBCD的释放规律以及HBCD在水-沉积物系统的再分配特征.结果表明,沉积物再悬浮的临界流速为0.4m/s,上覆水中HBCD浓度随流速增大而增加,且不同流速下HBCD向上覆水中的释放过程均符合准二级动力学模型.与上覆水不同,流速变化对悬浮颗粒物(SS)中HBCD浓度并无明显影响.相比静水和低流速条件,高流速条件下沉积物中HBCD的释放总量较高,0.6m/s流速下HBCD的释放总量是静水条件的31.6倍.流速是引起沉积物中HBCD再分配的关键因素,HBCD的再分配随流速增大而更加明显.不同流速下,SS中HBCD的分配量在HBCD释放总量中均占主导地位;表层沉积物中HBCD更易向较小粒径沉积物中分配.     

污染水体的总抗氧化能力生物标志物研究

以无污染饲养鲫鱼为监测生物,采取主动生物监测法(ABM)对太湖北部梅梁湖与贡湖污染区进行生物监测,并分析各监测点常规水质指标及表层沉积物中多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)、有机氯农药(OCPs)与重金属含量,同时定期(7,14,2,28d)采集生物样,分析鲫鱼大脑组织及肌肉组织中总抗氧化能力(TAOC)活性.结果表明,鲫鱼脑组织TAOC活性比肌肉组织TAOC活性值高出约4倍,并且对污染物协迫反应敏感.实验第14d开始,脑组织TAOC呈显著诱导效应(P<0.05),最大值出现在PCBs污染严重的梅梁湖4号站点,相比参照点活性增加62.19%.其次是重金属污染严重的梅梁湖3号监测点,而污染最小的贡湖1号监测点TAOC变化较小.肌肉组织中TAOC对污染物反应不敏感,不适合作微污染区生物标志物.