基于生物导向的水生态健康监测及评估概述

环境监测是水生态健康监测与评估的重要环节,基于物理、化学监测的传统水质监测通常仅能提供独立的数据信息,不能全面、直观地反映水环境状况。基于生物等生命体导向的水生态监测通过生物对环境的响应,能够直接反应复杂水体状况,在水环境健康监测与评估中占据重要地位。基于病原微生物、指示生物介绍了生物监测中的常规生物指标,总结了包括藻类、无脊椎动物和鱼类在内的常见指示生物在不同类型污染水体中的环境指示作用。从生物毒性效应出发介绍了常用的毒性效应测试方法、分析了污染物在不同生物学水平的响应,从而指明生物毒性效应在水环境健康评估中的发展优势。再从生态完整性角度阐述了生态完整性评价的一般方法和新兴分子生物学技术在水生态健康评估中的应用。重点指出环境毒理学和分子生物学在水环境监测的优势,以期为更加科学精确地进行水生态健康监测预警提供支撑。     

基于检验测试策略的PFD模型建立与分析*

为制定合理检验测试策略,提高安全仪表系统（SIS）在低要求运行模式下的安全性,提出要求平均失效概率(PFDavg)通用计算模型,引入检验测试分布因子和共因失效修正因子,表征部分和完全检验测试对SIS安全性的影响。结果表明:该模型适用于所有同构koon架构系统,可应用于周期性、非周期性部分检验测试及共因失效影响较大的场景,可以为企业制定检验测试策略提供理论依据。     

沉入式膜生物反应器处理池塘污水的初步实验研究

膜生物反应器(MBR)主要用于工业污水和城市生活污水的处理,但在水产养殖污水处理方面的应用研究,国内外尚未见报道.作者根据膜生物反应器的工作原理和水产养殖污水的主要特征,设计了一种简易的沉入式膜生物反应器,尝试性地对珠江口有代表性的对虾低位养殖池污水进行了处理实验,并根据实验结果对今后开展无公害高效水产养殖模式提出了一些设想.     

膜的改性及其在环境领域应用研究进展

膜改性由于具有清洁、廉价、节能等特点,近年来得到快速发展,是解决膜污染的有效方法之一。本文综合介绍了膜的基体改性、表面改性这两种改性类型和目前常用的改性方法包括表面涂覆、表面活性剂改性、化学修饰改性、仿生改性等等,并简单介绍了膜改性在环境领域的应用,探讨了膜改性今后的发展。     

Boosted Regression Tree Models to Explain Watershed Nutrient Concentrations and Biological Condition

Boosted regression tree (BRT) models were developed to quantify the nonlinear relationships between landscape variables and nutrient concentrations in a mesoscale mixed land cover watershed during base‐flow conditions. Factors that affect instream biological components, based on the Index of Biotic Integrity (IBI), were also analyzed. Seasonal BRT models at two spatial scales (watershed and riparian buffered area [RBA]) for nitrite‐nitrate (NO₂‐NO₃), total Kjeldahl nitrogen, and total phosphorus (TP) and annual models for the IBI score were developed. Two primary factors — location within the watershed (i.e., geographic position, stream order, and distance to a downstream confluence) and percentage of urban land cover (both scales) — emerged as important predictor variables. Latitude and longitude interacted with other factors to explain the variability in summer NO₂‐NO₃ concentrations and IBI scores. BRT results also suggested that location might be associated with indicators of sources (e.g., land cover), runoff potential (e.g., soil and topographic factors), and processes not easily represented by spatial data indicators. Runoff indicators (e.g., Hydrological Soil Group D and Topographic Wetness Indices) explained a substantial portion of the variability in nutrient concentrations as did point sources for TP in the summer months. The results from our BRT approach can help prioritize areas for nutrient management in mixed‐use and heavily impacted watersheds.     

基于微生物生物完整性指数的地下水生态系统健康评价:以包钢稀土尾矿库周边地下水生态系统为例

生物完整性指数是水体生态系统健康评价的重要指标,已被广泛应用于湖泊河流等的生态系统健康评价中.但利用水体中分解者微生物群落构建IBI评价标准的报道很少,针对地下水生态系统的研究更是鲜见.本研究针对包钢稀土尾矿库周边地下水生态系统健康开展评价工作,基于地下水环境中微生物群落Illumina高通量测序信息,筛选关键环境因子,甄别敏感或耐受微生物分类属,确定候选生物参数,探索针对地下水的微生物完整性指数(microbiome index of biotic integrity,M-IBI)评价流程与标准构建方法.结果表明,总计12个地下水样点中,4个样点属于健康等级(Ⅰ级),占总样点的33.3%;2个样点属于亚健康等级(Ⅱ级),占总样点的16.7%;5个样点属于一般等级(Ⅲ级),占41.7%;1个样点属于较差等级(Ⅳ级),占8.3%;总体来看,靠近尾矿库的样点健康等级较低,而远离尾矿库参照点受到的干扰较小,健康等级较高,这可能与人类活动干扰影响程度密切相关.参照该地区地下水理化参数基础上的水质情况分析结果,发现应用M-IBI指数可较合理地评估包头稀土尾矿区周边地下水生态系统健康状况.结合生态系统健康内涵,本研究初步提出针对地下水生态系统健康的M-IBI指数评价体系构建流程.     

Integrated assessment of river health based on water quality, aquatic life and physical habitat

The health conditions of Liao River were assessed using 25 sampling sites in April 2005, with water quality index, biotic index and physical habitat quality index. Based on the method of cluster analysis (CA) for water quality indices, it revealed that heavily polluted sites of Liao River are located at estuary and mainstream. The aquatic species surveyed were attached algae and benthic invertebrates. The result showed that the diversity and biomass of attached algae and benthic index of biotic integrity (B-IBI) were degrading as the chemical and physical quality of water bodies deteriorating. Physiochemical parameters, BOD5, CODCr, TN, TP, NH3-N, DO, petroleum hydrocarbon and conductivity, were statistically analyzed with principal component analysis and correlation analysis. The statistical results were incorporated into the integrated assessing water quality index, combining fecal coliform count, attached algae diversity, B-IBI and physical habitat quality score. A comprehensive integrated assessing system of river ecological health was established. Based on the systimetic assesment, the assessed sites are categorized into 9 “healthy” and “sub-healthy” sites and 8 “sub-sick” and “sick” sites.     

膜电极法与碘量法测定长江水溶解氧的对比试验

本文对溶解氧的测定，用膜电极法和碘量法两种方法同时进行了对比测定，结果表明，两种方法的精密度基本一致．     

西南岩溶地区生态系统完整性分析

生态系统完整性不仅反映了环境干扰下生态系统维持最优化运作和良性发展的能力,也反映了为人类社会提供有价值产品和服务的能力。本文以生态系统完整性的视角,从耗散结构和生态系统结构、过程、服务功能方面分析了岩溶生态系统的特点,表明岩溶生态系统完整性也是潜在脆弱的,随着生态的逐渐退化,生态系统完整性逐渐损失。作为人类作用胁迫下的终态,岩溶土地石漠化的发生和加剧代表着岩溶生态系统完整性的丧失,石漠化治理及生态恢复过程则是生态系统完整性逐渐恢复的过程。     

大型底栖动物生物评价指数比较与应用

采用不同生物指数评价河流健康,结果往往有差异,如何识别各种生物指数的关系和适用性成为亟待解决的问题.基于太子河流域大型底栖动物群落研究,比较了5种大型底栖动物生物指数评价结果的差异.结果表明,5种指数具有极显著的相关性,但由于健康等级划分标准差异,造成不同指数的健康评价等级存在一定差异.同时分析了不同指数对不同类型人为活动影响的敏感性,研究其在河流健康评价中的适用性.结果表明在太子河流域中,BI指数与土地利用类型和溶氧具有较好的相关关系,对这两类的干扰具有较好的指示作用;FBI指数对酸污染和氨氮污染具有较强的指示作用;ASPT指数与耗氧相关的水质指标有较强的负相关;B-IBI指数与总氮呈显著的负相关关系,可较好指示氮污染,而且B-IBI指数与其他类型人为干扰活动均呈显著的相关关系,对土地利用和水质污染也具有较好的指示作用.综上所述,大型底栖动物BI指数和ASPT指数应该分别适用于评价流域土地利用和水化学指标对河流生态系统的影响,而B-IBI可用于评估多种类型人为干扰活动.