三峡水库动态水位下有机锡的多介质归趋模拟

为探究三峡水库（TGR）动态水位下水环境中有机锡（OTs）的多介质迁移与归趋行为,构建了动态水位下OTs的IV级多介质逸度模型,对大气相、水相、沉积物相及鱼相中三丁基锡（TBT）和三苯基锡（TPT）浓度的动态分布进行了模拟,并依据实测值进行了验证,计算了TBT和TPT在各相间的迁移通量（N）和残留质量,探讨了其主要的迁移途径和归趋行为,并进行了参数敏感性和模型不确定性分析.结果表明,实测浓度与模拟浓度的吻合度较高,TGR水环境中OTs浓度受水位变化影响较大.TBT和TPT的N值随水位变化明显,呈现与水位涨落相反的变化趋势,与坝前水位、入库流量和降雨量的变化相关.平流输入输出、沉积物沉降、掩埋、再悬浮、水相降解和平流输入输出、鱼-水两相迁移是TBT和TPT的主要迁移过程,平流输出与降解是两者主要的损失途径.较大的沉积物输入净迁移通量（NN）表明沉积物相是TBT和TPT重要的储藏库,易在鱼相富集也是TPT的重要归宿.模拟期内TBT和TPT在沉积物相的残留质量最高,分别占总残留量的89%和84%,其在沉积物相、水相、鱼相及大气相的分配比例分别为89.17%、10.81%、0.04‰、0.19‰和83.81%、14.51%、1.68%、1.15×10^-5‰.平流输入浓度（COW）和速率（GOW）对4个环境相TBT和TPT的敏感性系数（SC）>0.6,产生显著正影响,TBT和TPT模拟浓度的变异系数（CV）≤0.15,模型模拟的效果较好.     

贵州高原水库浮游动物分布特征及影响因子——以阿哈水库为例

为研究贵州高原阿哈水库浮游动物群落结构及其与环境因子的关系,基于综合营养状态指数、生物多样性指数、RDA（冗余分析）等方法,于2017年11月（枯水期）、2018年4月（平水期）、2018年7月（丰水期）对浮游动物及水环境理化指标进行了调查分析.结果表明：（1）共检出浮游动物38种,其中轮虫25种,枝角类9种,桡足类4种;优势种包括螺形龟甲轮虫（Keratella cochlearis）、曲腿龟甲轮虫（Keratella valga）和矩形龟甲轮虫（Keratella quadrata）等13种;浮游动物枯水期、平水期和丰水期丰度分别为105.47,120.65,524.64ind./L,生物量分别为1.40,0.37,1.61mg/L,其最大值均出现在丰水期.（2）多样性指数时空分布差异显著,其中Shannon-Wiener指数（H'）、Margalef指数（D）均值分别为2.52和1.63.（3）冗余分析及主成分分析结果表明,水温、营养盐是影响浮游动物群落变化的主要环境因子.综合后生浮游动物优势种、生物多样性指数及TLI指数结果表明,阿哈水库水体已处于轻度富营养状态,水质处于中污染状态.     

Linking the electron donation capacity to the molecular composition of soil dissolved organic matter from the Three Gorges Reservoir areas, China

Soil dissolved organic matter(DOM) plays an essential role in the Three Gorges Reservoir(TGR) as a linkage between terrestrial and aquatic systems.In particular,the reducing capacities of soil DOM influence the geochemistry of contaminants such as mercury(Hg).However,few studies have investigated the molecular information of soil DOM and its relationship with relevant geochemic al reactivities,including redox properties.We collected samples from eight sites in the TGR areas and studied the link between the molecular characteristics of DOM and their electron donation capacities(EDCs) toward Hg(II).The average kinetic rate and EDC of soil DOM in TGR areas were(0.004±0.001) hr~(-1) and(2.88±1.39) nmol e~-/mg DOM_(bulk),respectively.Results suggest that higher EDCs and relatively rapid kinetics were related to the greater electron donating components of ligninderived and perhaps pyrogenic DOM,which are the aromatic constituents that influenced the reducing capacities of DOM in the present study.Molecular details revealed that even the typical autochthonous markers are important for the EDCs of DOM as well,in contrast to what is generally assumed.More studies identifying specific DOM molecular components involved in the abiotic reduction of Hg(II) are required to further understand the relations between DOM sources and their redox roles in the environmental fate of contaminants.     

三峡消落带适生植物根系活动调控土壤养分与细菌群落多样性特征

植物通过根系分泌修饰根际土壤微环境.从植物根系-土壤-微生物三者密切关联的根际土壤微环境角度,研究三峡消落带植被修复重建后根部土壤微生态动态特征,对于认识和评估消落带退化土壤环境的生态修复工作具有重要意义.从三峡库区忠县石宝寨汝溪河消落带植被修复示范基地采集人工植被中4种优势植物落羽杉(Taxodium distichum)、立柳(Salix matsudana)、狗牙根(Cynodon dactylon)和牛鞭草(Hemarthria altissima)的根际与非根际土壤,探究其根际与非根际土壤的养分含量与酶活性差异,同时通过高通量测序进行细菌群落多样性分析,以阐明三峡消落带不同物种逆境胁迫下的生长适应性以及养分利用策略.结果表明:①三峡库区消落带4种适生植物根系活动导致根际与非根际土壤养分含量产生显著差异,主要表现为根际土壤有机质、全氮、碱解氮以及有效磷的显著富集,而钾素在不同物种间的根际效应变化趋势并不一致;②蔗糖酶、脲酶以及酸性磷酸酶在4种适生植物中均表现出正向根际效应(R/S1),但由于不同物种生理特征的差异,不同物种根系活动对3种土壤酶的激活效应存在差异;③高通量测序结果显示,库区4种适生植物根际与非根际土壤细菌群落多样性特征并无显著差异,变形菌门、酸杆菌门、绿弯菌门、放线杆菌门、拟杆菌门、浮霉菌门、蓝藻门、厚壁菌门、硝化螺旋菌门、芽孢杆菌门、未知细菌门以及泉古菌门在消落带4种适生植物根部土壤环境中相对丰度最大,对于4种适生植物的营养吸收、疾病抵抗以及消落带逆境适应均发挥着重要的作用.     

莲花水库水体中抗生素污染特征及生态风险评价

采用固相萃取-高效液相色谱串联质谱法对厦门市新建饮用水源地莲花水库中4类(四环素类、喹诺酮类、大环内酯类和磺胺类)13种典型抗生素进行了检测,并评价了其污染特征和生态风险等级.结果表明,除红霉素、磺胺二甲嘧啶和磺胺甲■唑外,其余10种抗生素均有不同程度检出,总浓度范围为n.d.～925.26 ng·L~(-1).其中阿奇霉素的浓度最高(n.d.～232.61 ng·L~(-1)),检出率为75%;其次为恩诺沙星(n.d.～187.69ng·L~(-1))、四环素(n.d.～155.05 ng·L~(-1))和环丙沙星(n.d.～83.66 ng·L~(-1)),检出率均超过60%.抗生素浓度随采样点呈现出上游莲花溪S1澳溪支流S2库区下游S3入库口S4库区中心S5的趋势.抗生素季节分布特征较为明显,枯水期总浓度明显高于丰水期和平水期.生态环境风险评价表明氧氟沙星、恩诺沙星和环丙沙星的生态环境风险较高,环丙沙星为主要风险因子;枯水期的抗生素联合风险商值比丰水期和平水期高,且大于1,对生态环境存在较高风险,应引起相关部门足够重视.     

沱江流域典型农业小流域氮和磷排放特征

小流域非点源污染氮和磷流失是河流水体污染的重要来源,而且氮和磷流失强度与气候、人为活动有密切的关系.因此,本文以长江上游沱江水系花椒沟小流域为研究对象,对小流域径流量、氮磷流失浓度以及流失量进行定位连续监测,结合降雨分析氮和磷输出变化特征及其响应过程.结果表明：①小流域2012年和2013年的7~9月径流量分别为10.05×10⁵ m³和3.34×10⁵ m³,分别占全年径流量的76.58%和56.51%,而且径流量与降雨量呈正相关关系;②铵态氮最大排放浓度在4~6月,2012年和2013年最高分别能够达到11.51 mg ·L^-1和4.44 mg ·L^-1,流失风险期为4~7月,2012年和2013年流失量分别占全年流失量的78.45%和62.24%;总氮、硝态氮最大排放浓度、流失风险期都为7~9月,硝态氮为总氮的最主要排放形式,2012年和2013年硝态氮最大排放浓度分别为6.06 mg ·L^-1和11.43 mg ·L^-1,7~9月流失量分别占全年流失量的88.74%和65.55%;③总磷、可溶性总磷和颗粒态磷流失风险期为7~9月,颗粒态磷为总磷最主要的排放形式,2012年和2013年7~9月流失量占全年流失的36%和68%,且总磷中颗粒态磷的比例会受到降雨的影响.     

泉州山美水库及入库河流沉积物中多溴二苯醚的时空分异和降解分析

为了解城市水源水库中多溴二苯醚（PBDEs）的时空分异和同系物的降解来源及其贡献,分析了泉州山美水库及入库河流表层沉积物中PBDEs的含量、污染程度、空间分布、水文期变化、赋存量、同系物组成及其降解来源的贡献.结果表明,入库河流沉积物中∑PBDEs中值（1072.1 ng ·g^-1）是山美水库（160.4 ng ·g^-1）的6.7倍,山美水库单位面积沉积物中∑PBDEs的赋存量（80.3 kg ·km^-2）是太湖的6.3倍,北美五大湖的188倍,其污染程度较国内外大多数湖库更严重,且以BDE-209为主（84.5%~99.2%）.水库大多数样点（r为0.564~0.994,P<0.034）及河流各点（r为0.953~1.0,P<0.000）间PBDEs组成相似度较高,入库区和入库河流样点间极显著正相关（r为0.779~0.964,P<0.005）且相关性强于其他功能区,显示入库河流是水库中PBDEs的主污染源.库尾区与入库河流相关性较低（r为0.454~0.915,P≤0.128）,受九都镇影响较大.各样点∑PBDEs水文期变化较一致（r为0.617~0.714,P≤0.077）,但水文期变化对∑PBDEs的影响统计不显著（P=0.178,Two-Way ANOVA）,而点位变化则对∑PBDEs有极显著影响（P=0.0001）,入库区和其他功能区有（近）显著差异（P为0.019~0.061）,表明PBDEs在水库沉积物中的空间分布变异大于水文期变化.PBDEs自然降解从河流到入库区再到库中区逐渐增加,且各级还原脱溴速率不同,部分BDE因其继续降解速率较慢而累积.丰度比值法研究表明,低溴BDE主要源自十溴二苯醚的逐级还原脱溴自然降解.Deca-BDE降解产生的Nona-BDE约70%以上可较快降解生成Octa-BDE,BDE-208约85%源自BDE-209的降解,从Octa-BDE到Penta-BDE的降解过程中,部分Octa-BDE和Hexa-BDE同系物因降解较慢而累积,Penta-BDE到Tri-BDE降解率在70%以上.     

近10年来三峡消落带土壤氮、磷时空分布特征研究

消落带是位于水陆交错带的一种特殊生态系统.消落带土壤作为生态系统中氮、磷元素重要的“源”与“汇”,在生物地球化学循环研究中具有重要意义.该研究基于中国知网CNKI以及Web of Science数据库检索近10年三峡消落带土壤氮、磷研究文献,提取w（TN）、w（TP）数据并进行统计,从宏观尺度上分析w（TN）、w（TP）的时空分布特征.结果表明:①高程分布上,当高程高于155 m时,土壤w（TN）（0.75~1.17 g/kg）随着高程增加呈下降趋势,土壤w（TP）未发生显著变化（0.53~0.60 g/kg）;当高程低于155 m时,土壤w（TN）处于较低水平（0.66~0.86 g/kg）,但w（TP）维持较高水平（0.60~0.76 g/kg）.②时间分布上,消落带土壤w（TN）整体呈现逐年递减的趋势,Pearson相关系数为-0.64,但是w（TP）没有显著变化.③地区分布上,三峡上游库区消落带土壤w（TP）出现显著高值,下游库区w（TN）出现显著高值.研究显示:不同高程土壤受植物残体分解等因素影响,在落干期w（TN）上升,在浸没期向上覆水体释放TN;水位调节导致的淹没强度变化对消落带土壤中TN产生淋溶作用,而对TP的影响较小;对于消落带上游地区应更关注土壤中高w（TP）带来的环境风险,而对于消落带下游地区应更关注因水土流失和非点源输出导致的高w（TN）所致环境风险.      

三峡水库蓄水至175 m后干流沉积物理化性质与磷形态分布特征

为研究三峡水库蓄水至175 m后干流沉积物总磷(TP)及各形态磷的分布状况,2010年10月采集了乌江、茅坪等13个断面表层沉积物样品,分析了有机质、矿物成分、粒径等理化参数,测定了沉积物总磷、可交换态磷(Ex-P)、铝结合态磷(Al-P)、铁结合态磷(Fe-P)、闭蓄态磷(Oc-P)和钙结合态磷(Ca-P)的含量,探讨了磷形态赋存与沉积物理化性质间的相关性,评估了蓄水对沉积物磷的蓄积及生物可利用性的影响.结果表明,三峡水库干流沉积物有机质含量为7.79~55.63g·kg~(-1),主要矿物成分为绿泥石、伊利石和石英.沉积物的主要组成为黏土质粉砂,中值粒径(d_(50))范围为3.84~23.65μm.沉积物总磷含量为557.06~837.92 mg·kg~(-1),各采样点总磷富集指数均大于1,存在潜在的磷污染风险.沉积物磷形态以CaP和Oc-P为主,Ex-P、Fe-P和Al-P含量相对较低,生物可利用性磷仅占总磷含量的2%~8%.与历史资料相比,蓄水后三峡水库沉积物的粒径有细化变小的趋势,易风化矿物组分含量略有增加,蓄水水位的增加并未导致沉积物总磷含量出现明显升高趋势.未来,随着三峡水库来沙进一步减少和泥沙颗粒的逐渐细化,磷在三峡水库部分宽谷河段沉积物有可能逐步蓄积;蓄水运行过程引起的大面积消落带干湿交替以及近坝段浮泥再悬浮都将影响沉积物中磷的生物可利用性水平.     

三峡水库干流沉积物及消落带土壤磷形态及其分布特征

三峡水库完全运行后,水文节律发生了变化(水位在145~175 m波动),沉积物和消落带土壤磷的空间分布也有可能发生变化.2016年6月采集了11个样点的沉积物及消落带样品,利用沉积物中磷形态的标准测试程序(SMT),对比研究了三峡水库干流表层沉积物及消落带土壤磷形态,分析了磷形态特征及其在横向(沉积物和消落带土壤)和纵向(回水区末端至三峡大坝)的空间分布特征.结果表明,三峡水库回水区末端至三峡坝前,干流沉积物样品总磷(TP)、Na OH-P含量呈增加趋势,HCl-P呈下降趋势,而消落带土壤磷的各形态含量纵向变化规律不明显.沉积物TP、有机磷(OP)、HCl-P和NaOHP均值依次为(859.6±106.8)、(224.6±113.9)、(435.3±77.7)和(101.5±31.6)mg·kg~(-1),均高于消落带土壤含量均值.HCl-P为沉积物和消落带土壤磷的主要形态,占TP的质量分数分别为51.3%和58.2%,Na OH-P占TP的质量分数分别为11.7%和8.1%.与沉积物相比,消落带土壤各形态磷含量变异系数高,具有较高的空间异质性.