长江经济带氮淋溶流失空间格局及其水环境影响评估

氮淋溶流失是地表和地下水环境退化的重要驱动过程.由于氮素迁移转化过程复杂,量化氮淋溶流失及其水环境影响是区域营养盐管理的重点和难点.本研究从天然和人为输入角度构建了陆域氮淋溶流失模型,核算了2011—2015年长江经济带地级市单元的氮淋溶流失量,并基于灰水足迹和水资源量评估了氮淋溶流失的水环境影响.结果表明:①长江经济带的氮年均输入强度为8465 kg·km~(-2),以人为输入源为主,占总氮输入的89.9%;②研究区总氮输入的19.4%被淋溶流失到水环境中,平均淋溶流失强度为1656 kg·km~(-2);非点源是长江经济带的最大来源,淋溶流失系数平均值为0.143;③基于实测氮通量的反演结果与氮淋溶流失核算量存在显著的线性相关关系,表明基于氮输入核算的氮流失量能够反映氮淋溶流失空间分布规律;④长江经济带的氮淋溶流失导致的灰水足迹已经超过地区水资源总量,地级市单元的氮污染指数最高达到29.2,氮的水环境超载问题十分严重.     

蓝藻水华及其降解对沉积物-水微界面的影响

模拟研究了不同条件下,蓝藻水华及其降解过程对沉积物-水微界面的影响.采用丙酮法测定水体中叶绿素质量浓度,溶解氧微电极测定界面溶解氧质量浓度,毫米级分层测定沉积物中营养盐与金属元素的垂直分布.结果表明,蓝藻水华及其降解过程改变了界面附近溶解氧环境和表层约3 mm深沉积物中营养盐与金属元素的垂直分布.扰动在蓝藻水华降解过程和C、P营养盐与Fe、Ca、Mg、Al和K等金属元素的早期成岩过程中起着重要作用.遮光加速了蓝藻降解,并且削弱了扰动的影响.无处理对照组沉积物表面出现了一层底栖藻,底栖藻的光合作用产生了氧气,造成表层1 mm沉积物中大部分营养盐与金属元素质量浓度和处理组间的显著性差异.相关分析结果表明,沉积物中P的垂直分布与Mn显著相关,其次是C.高分辨率研究结果可见,蓝藻水华及其降解过程在毫米级厚度内即对沉积物-水界面产生了影响.     

木薯和花生间作对Cd吸收及根区速效养分的影响

木薯（Manihot esculenta Crantz）是热带和亚热带广泛种植的大生物量能源植物,在污染土壤上具有较强的生物修复潜力,花生（Arachis hypogaea）对土壤Cd具有很强的富集能力.木薯与花生间作可充分利用光热水资源,具有良好的间作优势,是近年来我国南方红壤坡耕地生态种植模式.为了解木薯与花生间作对土壤Cd吸收及根区速效养分的影响,在重金属Cd污染的小区进行了木薯单作、花生单作、木薯与花生间作的比较试验.结果表明,木薯与花生间作的产量土地当量比（LER）大于1,土地利用率提高了87.0%.与木薯单作相比,间作下木薯茎和叶w（Cd）分别降低了12.24%和19.51%,二者呈显著性差异（P < 0.05）,花生籽粒w（Cd）降低了35.38%,与单作花生差异显著（P < 0.05）.与单作下木薯和花生相比,花生、木薯总富集系数分别降低了16.32%、12.45%,间作系统对每hm2土地上Cd的富集量分别提高了10.72%、113.76%;间作下花生根区土壤w（速效氮）、w（速效磷）分别提高了18.85%、20.36%,木薯根区土壤w（速效氮）提高了21.00%,与单作下花生和木薯相比均呈显著性差异（P < 0.05）.研究显示,木薯与花生间作可提高土壤根区速效养分含量,促进作物生长,在提高作物生物量、降低作物各部位单位Cd含量的同时,可提高间作系统对土壤Cd的富集量,这种间作方式对实现两种能源植物生态修复及经济效益的整合具有重要意义.      

水华过程水质参数与浮游植物定量关系的研究——以太湖梅梁湾为例

考虑到太湖水华暴发过程中水质参数（如营养盐或水体理化参数）对浮游植物增殖的滞后效应,利用有滞后变量参与的格兰杰因果关系检验和向量自回归模型,分析了太湖梅梁湾湖区2000年~2012年的监测数据,探讨了湖泊水质参数对于水华暴发的影响和定量关系.结果发现,表征浮游植物生物量的叶绿素a（Chl-a）浓度与总磷（TP）、氮磷比（N/P）、水温（WT）之间存在长期的均衡关系,格兰杰因果关系模型和向量自回归模型（VAR）的结果显示,水体中TP浓度、N/P和WT是Chl-a含量变化的格兰杰原因,上述结果提供了湖泊水质参数与蓝藻生物量的定量关系,在其他水质参数保持不变的情况下,约1%湖泊TP含量、N/P和水温的变化分别造成0.97%、0.078%和0.55%的浮游植物生物量的变化.本研究为水华暴发研究过程中水质参数的定量化影响提供一个新颖的视角,考虑了时间滞后变量的时间序列分析方法也可以加深对水华暴发过程的理解.     

初夏渤海湾营养盐结构特征及其限制状况分析

根据2016年初夏渤海湾营养盐、叶绿素a和相关水文参数等数据,利用浮游植物吸收营养盐最低阈值和化学计量关系作为判断依据对渤海湾营养盐限制状况进行分析.结果表明：受陆地径流和渤海中部冷水输入的影响,初夏渤海湾在近岸、中部和湾口呈现三个明显的温盐特征海区.溶解无机氮（DIN）和活性硅酸盐（SiO₃^2--Si）受陆源输入影响,呈现近岸高湾口低的特征;DIN平均浓度为（7.67±6.48）μmol/L,SiO₃^2--Si平均浓度为（5.44±3.01）μmol/L,在湾口表层,DIN含量较低仅为（2.21±2.94）μmol/L,其中50%站点含量低于阈值（1μmol/L）,58.3%的站点存在DIN限制.而活性磷酸盐（PO₄^3--P）受陆源输入和浮游植物吸收储存作用等因素影响,呈现西部和曹妃甸外近海高中部较低的分布特征,平均浓度为（0.07±0.07）μmol/L,近岸受陆源氮磷输入总量差异影响,表层存在磷潜在限制比例达100%,而中部表层受浮游植物消耗吸收的影响,PO₄^3--P含量较低,仅为（0.02±0.02）μmol/L （未检出设为0）,其中近74.3%的水样含量低于阈值（0.03μmol/L）,磷限制状况严重.随着渤海湾氮磷营养盐陆源输入总量差距不断扩大,磷限制状况必将会进一步发展.     

海南岛洋浦湾沉积物重金属和营养元素的污染评价与来源分析

本研究对洋浦湾沉积物中重金属和营养元素的含量分布、累积趋势、富集状况、来源及其潜在生态风险进行了分析。洋浦湾表层沉积物中Cu、Zn、Pb、Cr、As、Cd、Hg、TN、TP和TOC的含量分别为11.9±6.8、48.8±27.3、22.6±6.2、33.7±23.3、5.17±2.20、0.035±0.022、0.055±0.034、549.80±392.80、300.72±175.79 μg/g和0.62±0.62%。Cr、As、Hg和TP四种元素的平均含量在外湾高于内湾。大多数元素含量在洋浦湾外湾、北岸和东南岸春江口较高,但在内湾西南岸存在重或严重富集。主成分分析表明表层沉积物中TOC、TP和Hg含量受人为因素的影响较为显著。洋浦湾现代沉积速率约为0.58~1.18 cm/a。TN、TP、Hg、TOC和Cu等元素约从上世纪50年代或80年代开始在沉积物中出现富集趋势,主要与新中国的成立和改革开放政策实施后,研究区陆域生产力的大发展引起的向海排污的增加有关。根据估算,洋浦湾七种重金属的沉积通量约为1 100 mg/（m²·a）,TOC、TN和TP的沉积通量约为130 mg/（m²·a）。洋浦湾沉积物质量整体较好,重金属的生态风险较低,但需警惕并防控As、TOC和Hg等元素的污染,避免它们在沉积物中的持续累积以及可能引起的负面生态效应。     

Initial results from a multi-institutional collaboration to monitor harmful algal blooms in South Carolina

The rapid rate of development in the South Carolina (SC) coastal zone has heightened public concern for the condition of the state's estuaries, and alerted scientists to the potential that novel and adverse effects on estuarine ecosystems may result. Although well-developed databases from long-term monitoring programs exist for many variables valuable in predicting and following system responses, information on phytoplankton distributions in SC estuaries has lagged. Knowledge of the dynamical relationship between environmental (e.g., nutrient quantity and quality) and biological (e.g., grazing) regulation, and phytoplankton biomass and composition is critical to understanding estuarine susceptibility to eutrophication or harmful algal blooms (HABs). Recently, SC scientists from federal, state, and academic institutions established a collaborative monitoring program to assess HAB distribution and ecology statewide. The South Carolina Harmful Algal Bloom Program includes: a) intensive temporal monitoring at areas of known HAB occurrence or those exhibiting symptoms potentially related to HABs (e.g., prevalent fish lesions), b) extensive spatial monitoring in coordination with existing statewide efforts, c) a citizen volunteer monitoring network, d) nutrient response bioassays, and e) laboratory-based physiological experiments on HAB isolates. By combining trip-wire surveillance and rapid response systems, routine monitoring of environmental parameters and HAB distribution, and process-oriented studies examining the physiological functioning of HAB species, an enhanced understanding of the impact and environmental control of HABs in SC estuaries will be achieved. The application of this approach to studies on the distribution and physiological ecology of a new widespread SC red tide, and to the discovery of several potentially toxic blooms (including Pfiesteria) in SC holding ponds, are described.     

土壤中有效态重金属的化学试剂提取法研究进展

土壤重金属污染是国内外关注的热点问题，针对采用全量重金属评价土壤污染存在的问题，本文综述了近年来土壤有效态重金属的化学提取方法研究进展，比较分析了各种单一提取法和影响土壤重金属提取率的因素。在此基础上，评价了各类提取方法的特点及其在应用上的优势和局限，指出了筛选通用提取剂的原则和依据。结合实验初步提出以去离子水作为通用提取剂的可行性及尚需研究解决的问题。     

The Importance of Leaching from Litter Collected in Litterfall Traps

Litterfall (LF) is usually collected by means of opentraps. However, this litter will be subject toleaching by the throughfall which passes through theaccumulated litter in the traps. The nutrients lostduring this leaching are not taken into account in thecalculation of LF nutrient fluxes. We report theresults from a 2-month (August–September) studycarried out in 8 northern coniferous forest stands toassess the possible importance of leaching from litterin LF traps. Compared to throughfall (TF), thelitterfall leachate (LFL_gross), which includes athroughfall component, had significantly (p < 0.05)higher concentrations and fluxes of Ca, Mg, Na and S.The average net LFL (i.e., LFL_net = LFL_gross-TF) fluxes were 21 (Ca), 7 (Mg), 57 (K), 10 (Na), 10 (N), and 19 (S) mg m^-2 mo^-1. LFL_net accounted for 42%, 37% and 50% of the LFL_gross flux, and for 91%, 51% and 49% of the total litterfall flux (i.e.,LF + LFL_net) of Na, S and K, respectively. ForCa, Mg and N, the LFL_net flux accounted for 64%,58% and 29% of the LFL_gross flux, and for< 14% of the total litterfall flux. Compared to TF,LF was the dominant return pathway for Ca, Mg and N tothe forest floor regardless of whether LFL_net wasincluded or not. However, for K and S, takingLFL_net into account determined whether TF or LFwas the dominant pathway. TF remained the dominantpathway for Na even when LFL_net was included.     

厌氧-立体循环一体化氧化沟除磷脱氮工艺中影响厌氧释磷的因素研究

本研究考察了厌氧-立体循环一体化氧化沟工艺（AN-IODVC）中厌氧释磷效果及诸影响因素.研究结果表明,AN-IODVC除磷脱氮系统中好氧污泥的VSS/MLSS值比厌氧污泥小,好氧污泥含磷量与厌氧污泥含磷量的差值和TP去除率、厌氧磷释放率及厌氧ORP呈良好的线性相关关系.厌氧磷释放的最佳条件为：污水COD/TP＞55,维持厌氧区ORP低于-400mV.