外源有机酸对小飞扬草(Euphorbia thymifolia L.)修复镉污染土壤的影响

植物修复有许多优点,但当用于重金属含量较高的土壤时,通常修复效率较低。研究了添加外源柠檬酸、草酸、苹果酸对镉超积累植物小飞扬草(Euphorbia thymifolia L.)富集Cd的影响,以及3种外源有机酸对土壤pH、Cd形态及小飞扬草根系生理生化特性的影响,探讨利用有机酸强化小飞扬草修复镉污染土壤的可能性及其作用机制。结果表明,土壤Cd含量为247 mg/kg时,种植15 d后,3种有机酸均提高了小飞扬草根和地上部Cd含量,强化效果:草酸>柠檬酸>苹果酸,10 mmol/kg草酸的加入使小飞扬草地上部分Cd含量达最大值77.21 mg/kg,比对照组提高87.72%。加入有机酸使土壤pH从7.65下降至6.01~7.45,BCR三步提取法分析土壤Cd形态结果表明,酸溶态Cd含量增加,残渣态Cd含量减小。加入20 mmol/kg苹果酸降低了根系的活力和ATP酶活性,根细胞膜透性与对照组无显著性差异,而加入5、10和20 mmol/kg的柠檬酸、草酸和5、10 mmol/kg的苹果酸均显著增加了小飞扬草根系的活力和ATP酶活性,减小了根细胞膜透性。说明添加3种外源有机酸能强化小飞扬草修复Cd污染土壤,利用外源有机酸很有可能成为提高重金属污染土壤植物修复效率的有效途径。     

污染场地绿色可持续修复理念、工程实践及对我国的启示

经过近30年的污染场地修复实践,越来越多的人意识到传统的修复理念存在很多不足。在可持续发展的社会背景下,欧美各国积极倡导绿色可持续修复理念,全面考查污染场地的修复行为对环境、社会和经济造成的所有影响,从而使修复行为的效益最大化。本文介绍了绿色可持续修复的概念与发展情况、评估指标和方法,并分析了一个从多方面贯彻绿色可持续修复原则的工程实践案例。最后,从加强行业和公众的教育培训、构建基于国情的绿色可持续修复评估框架、强化场地前期调查、提高社会利益相关方的参预性等几方面,对我国推进绿色可持续修复的发展提出建议。     

化学氧化技术在地下水修复中的应用

近年来,化学氧化技术在地下水修复中得到了很大的关注。本研究对比了Fenton试剂、过硫酸钠、高锰酸钾及次氯酸钠4种常见的氧化剂对农药厂地下水中污染物的去除效果、地下水的pH和氧化还原电位(ORP)的变化的影响。结果表明,Fenton试剂和活化的过硫酸钠对此农药厂地下水各种污染物的去除率最高,两者对其中污染物都能达到80%以上的去除率,但在一定程度上会使地下水的pH降低;高锰酸钾和次氯酸钠对污染物的去除率都能达60%以上。其中高锰酸钾对地下水的pH影响不大;次氯酸钠对氯甲苯没有去除效果,对溴苯的去除率也较低,而且会使地下水的碱性过强。在地下水样中加入4种氧化剂后,会使水样的ORP立即升高。     

生物酶生态修复重金属污染土壤

以多种重金属污染的土壤为材料,研究了酶对重金属的去除效果.在单因素实验基础上,采用响应面法对重金属去除的反应条件进行优化,结果表明,α-淀粉酶质量浓度0.2%、pH 3.5、反应时间12 h为最佳淋洗修复条件,Cd、Cr、Cu、Ni、Zn去除率分别为82.36%、75.02%、38.38%、34.69%和57.54%,去除率的大小顺序为Cd >Cr >Zn >Cu >Ni.酶作为土壤的组成部分,利用酶修复重金属污染的土壤,可以降低环境风险,具有较好应用前景.     

近自然湿地生态修复的概念、理论与实践

随着对湿地重要性认知的提高,我国对湿地生态修复技术的需求也日益增加,其中近自然湿地生态修复备受关注。描述了近自然概念的由来,提出了近自然湿地的定义并辨析了其与人工湿地的主要区别。以太湖竺山湖湿地生态修复为例,介绍了近自然湿地生态修复的设计思路、主要技术措施和修复效果。在竺山湖近自然湿地生态修复中,依次实施了水文水动力改善、基底形态营造、植物恢复、水生动物恢复、生物量管理等措施,具体包括：改善水体连通性和流动性,提高生境多样性和适宜性;基于5种基底形态对污染物去除效果的分析,构建了多起伏型基底形态;根据土著适生、净化水质、兼顾景观等原则,筛选出21属35种土著湿地植物,设计并应用了2种植物配置模式;根据生态系统调控 （EwE）模型对湿地食物网结构的分析结果,对水生植物收割量、鱼类及虾蟹类的种群数量提出了调控建议。生态修复后竺山湖水质由劣Ⅴ类改善为Ⅱ类（GB 3838—2002《地表水环境质量标准》）,大型水生植物多样性显著提高。竺山湖湿地生态修复效果验证了近自然生态修复方法的有效性,今后还需不断在实践应用过程中丰富近自然湿地生态修复的理论及技术,并开展大规模的实践应用。

     

基于鱼类产卵需求的栖息地修复效果评价

根据鱼类产卵需求对工程修复效果开展评价对掌握栖息地状态和指导工程设计极其重要。以黑水河为实例,从鱼类产卵的生境需求出发,结合现场监测和数值模拟方法量化产卵栖息地的参照状态,构建指标体系进行河流鱼类产卵期栖息地质量评价,以获得修复工程对鱼类产卵生境真实的修复效果。结果表明：2019—2021年黑水河产卵期的鱼类栖息地综合评价得分分别为63.04、83.52与83.52,鱼类产卵栖息地得到改善,评价结果表明生态修复工程对产卵栖息地有明显修复效果;黑水河不同河段鱼类产卵栖息地质量空间分布上呈现出修复前下游河段(R4~R6)优于上游河段(R1~R3)的特征,修复后不同河段评分均有不同程度的增加,增幅为21.33%~59.15%;通过对敏感因子进行溯源可知,修复前黑水河鱼类产卵期栖息地质量主要受河流连通性和水力条件限制,修复后连通性得到大幅度改善,但水体流速和弗劳德数与保护鱼类产卵的偏好状态仍具有一定差距,后期修复工作应结合鱼类产卵喜好针对水体流态进行局部塑造和改善。

     

基于生态系统服务簇评价的长沙市生态修复优先区识别

为快速有效地划分长沙市生态修复优先级,构建了“生态系统服务簇—城市化强度”体系的生态修复优先区识别研究框架,运用生态系统服务价值计算模型、聚类分析、线性回归模型、空间统计等方法,识别研究区生态系统服务簇,对生态系统服务簇综合服务能力演变和城市化强度变化进行空间统计,进而识别出研究区生态修复优先区,并提出生态修复和保护策略。结果表明：城市扩张大量侵占城市周边土地,致使长沙市主城区4个生态系统服务簇在2000—2020年,有1 821个网格(占比为20.15%)发生了服务簇类型的改变;城市扩张破坏原有生态环境和景观格局,致使城市化发展对生态系统服务簇发展的影响始终是负面的,且随着城市化速度加快,其负面影响愈加明显;生态修复优先区被划分为5个等级,2 609个网格(占比为28.87%)需要进行生态修复,其中Ⅰ级生态修复优先区占比为13.53%,Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级占比分别为0.58%、12.53%、2.23%。Ⅰ级和Ⅲ级生态修复优先区应注重关键生态系统服务能力的提升,Ⅱ级和Ⅳ级生态修复优先区和生态保护区则应注重现有生态系统服务功能的保持。该方法能够快速定位高速城市化与生态系统受损同时发生的区域,并为不同分区修复策略的制定提供参考,在提升生态系统服务能力的同时,降低城市化对生态系统的负面影响。

     

某河口复合生态净化系统浮游植物群落特征与水质健康状况分析

针对阳澄湖某入湖河口复合生态净化系统实际工程,在探究各净化单元水体浮游植物群落季节性构成特征的基础上,采用综合营养状态指数和浮游植物多样性指数对水质健康状况进行综合评价及分析。结果表明：复合生态净化系统中共鉴定浮游植物8门97属143种,种类组成以硅藻门、绿藻门和蓝藻门为主;系统进、出水浮游植物密度分别为5.81×10⁵ ~1.76×10⁷、4.96×10⁵ ~1.65×10⁷ 个/L,进、出水生物量分别为0.292~5.21、0.194~4.66 mg/L,净化系统对水体浮游植物生长具有较好的控制效应;按照浮游植物功能群（functional group,FG）分类方法,净化系统浮游植物可划分为26个功能群,其中B、D、MP、P、S1、W1、X2、Y、G、J、L_O和M为优势功能群;各单元优势功能群的演替与水温、COD_Mn、DO和TN等水质指标具有良好相关性。研究期间复合生态净化系统水体处于中营养到轻度富营养状态,净化系统有效地提升了入湖水体的生态健康水平。

     

基于生态安全格局的县域国土空间生态保护修复关键区域识别—以抚州市宜黄县为例

为了有效实现国土空间生态保护与修复,探讨国土空间生态安全格局构建与生态保护修复关键区域识别的方法具有重要意义。以抚州市宜黄县为例,基于“生态源地—景观阻力面—生态廊道”的基本框架,以MSPA（形态空间格局分析）模型识别生态源地,将生态保护重要性评价成果作为指标之一构建景观综合阻力面,集成最小累积阻力模型（MCR）、重力模型和电路理论,识别与提取生态廊道,构建国土空间生态安全格局。在此基础上,基于电路理论识别生态夹点、障碍点,进而判断出宜黄县国土空间生态保护修复的关键区域,对需要修复的关键区域进行修复分区并提出修复建议。结果表明：宜黄县有10个生态源地;生态廊道共19条,包括7条重要生态廊道和12条一般生态廊道;待修复生态夹点20处,障碍点26处;待修复关键区域38处,划定为5个生态修复分区,分别为农业用地生态建设区、城镇绿地建设维护区、河道治理修复区、生态用地维护修复区以及道路生态廊道畅通区。

     

平原河网地区闸控型河道生态修复效果评价

针对城市河道治理后反复出现水华现象的问题,以上海市青浦区小涞港河段为研究区域,基于层次分析法和熵权法的组合赋权法,参考相关研究并结合实地调查,优化选取水质、底泥、护岸等相关指标建立评价指标体系,进行河道生态修复效果评价。结果表明：较高的硝酸盐浓度〔NO₃ ⁻-N浓度为（3.055±2.863）mg/L,其与叶绿素a浓度显著相关,r=0.36,P<0.05〕是闸控型平原河网水系河流重要的水华潜在风险因素,建议结合现有闸泵工程活水畅流技术,进一步优化曝气方式,创造合适的缺氧微环境以及通过硫、铁元素耦合强化总氮去除;河道底泥以营养盐污染〔内源氮浓度为（2 171.99±1 664.40）mg/kg〕为主,现有沉水植物种类较为单一,易产生丝状藻华孳生现象,建议增加沉水植物的种类并进行合理配置,降低底泥营养盐污染,增强以沉水植物为核心的水生生态系统稳定性;采用的浆砌混凝土硬质护岸对雨水径流污染的净化拦截能力严重不足,建议适当拓宽河道,对护岸进行生态化改造,选择合理的填料基质和植被配置,以强化护岸对面源污染的截留功能。