白洋淀沉积物中抗生素污染及其对微生物群落结构和功能基因时空变化的影响

微生物群落在其湖泊水质调节和生物地球化学循环中发挥重要作用,其群落结构和功能受环境因素的影响.其中,抗生素会影响微生物群落的丰度、多样性、组成和功能.鉴于此,选取白洋淀为研究区域,共设置16个采样点,分别于2018年8月和2019年4月采集沉积物样品,运用超高效液相色谱-质谱联用（HPLC-MS/MS）方法测定沉积物中典型抗生素——喹诺酮类（QNs）含量,并利用高通量测序技术对沉积物中微生物群落结构及功能进行分析,探究其时空变化规律;运用冗余分析（RDA）识别微生物群落时空变化的主要影响因素.结果表明：①由2018年8月到2019年4月ω（QNs）平均值由3.91 ng·g^-1变为6.34 ng·g^-1,喹酸（OXO）和总QNs含量季节差异显著（P < 0.05）;②就时间变化而言,白洋淀沉积物中主要优势菌门为变形菌（Proteobacteria）和绿弯菌（Chloroflexi）,Proteobacteria相对丰度呈降低趋势,而Chloroflexi相对丰度则呈升高趋势;属水平上,8月主要优势菌属为norank_ f _Anaerolineaceae和硫杆菌属,4月优势菌属为不动杆菌属和norank_ f_Anaerolineaceae,且季节差异显著（P < 0.05）;③就时间变化而言,Simpson指数、 Chao指数、 Ace指数和OTU数量均呈升高趋势,且季节差异显著（P < 0.05）;④就空间变化而言,各类COG功能基因无显著空间差异;就时间变化而言,能源生产和转换类、碳水化合物运输与代谢类、转录类、细胞壁/膜/包膜生物发生类和信号传导机制类功能基因季节差异显著（P < 0.01和P < 0.05）;⑤微生物群落结构和功能基因与QNs含量呈现显著相关关系（P < 0.01和P < 0.05）,且QNs是其主要的影响因子.因此,QNs作为白洋淀沉积物微生物群落结构和功能基因变化的主要因素,应进一步加强沉积物中抗生素污染的综合管控.     

白洋淀夏季汛期入淀河流水体溶解性有机物的光谱特征及来源

溶解性有机物（DOM）是全球最大的有机碳储存库,在天然水体的生物地球化学循环中起着至关重要的作用.河流是连接源头与受纳水体的过渡区,是进行DOM交换的关键环节.因此,运用紫外-可见光谱技术（UV-vis）和三维荧光光谱技术（EEMs）结合平行因子分析法（PARAFAC）,分析了夏季汛期白洋淀流域府河、小白河、白沟引河和瀑河水体中溶解性有机物的光谱特征及其来源.结果表明,府河和小白河水体的a₂₄₅和a₃₅₅显著高于白沟引河和瀑河;E₂/E₃显示入淀河流水体DOM相对分子质量大小为：瀑河>白沟引河>府河>小白河.三维荧光通过PARAFAC共解析出3种组分,分别为类酪氨酸（C1）、陆源类腐殖质（C2）和类色氨酸（C3）;各荧光组分间不存在差异（P>0.05）,C2和C3组分在不同入淀河流间存在差异（P<0.05）;易降解类蛋白质组分（C1+C3）占比高于类腐殖质组分C2.各入淀河流自生源指数BIX都大于1,腐殖化指数HIX都小于4,表明入淀河流水体自生源特征明显,腐殖化程度较弱;府河水体具有最高的FI指数（1.96 ± 0.25）和最低的HIX指数（0.46 ± 0.08）,且沿入淀河流方向自生源特征逐渐加强,表明府河水体呈现更高的内源特征.经入淀河流水体DOM的荧光组分与特征参数相关性分析得出,府河水体与小白河水体相关性呈现相似关系,白沟引河水体与瀑河水体呈现相似关系;各入淀河流水体DOM的荧光组分与水质参数的相关性呈现明显差异,并且与水体氮、磷关联较强;经多元线性回归分析,各入淀河流在C1组分之间不存在显著差异,在C2组分和C3组分之间存在显著差异.综上所述,通过对夏季汛期入淀河流水体的DOM光谱特征及来源的研究,进一步认识了白洋淀入淀河流的碳循环过程.     

利用磷脂脂肪酸表征白洋淀沉积物微生物特征

以白洋淀表层沉积物为研究对象,运用磷脂脂肪酸(PLFA)技术分析了沉积物中微生物的生物量和群落结构.结果表明,表层沉积物中支链饱和脂肪酸含量最高,细菌总数平均值为4.24×109个/g(以干重计),是沉积物中微生物的主体.厌氧细菌和革兰氏阳性菌是细菌的主要类型,同时存在较高的好氧细菌生物量.相关分析表明,水深对沉积物细菌生物量及多样性影响显著,磷可能是影响沉积物中微生物生物量及丰富度的限制性营养因素.主成分分析表明白洋淀沉积物微生物群落结构表现出较强的区域分布特征.     

雄安新区-白洋淀冬季冰封期水体好氧反硝化菌群落空间分布特征及驱动因素

为了定向精准地完成适于白洋淀低温期水体水质的好氧反硝化菌的筛选和分离,本文结合水质调查和好氧反硝化功能基因(napA)高通量测序技术,进行了水体水质、微生物群落α多样性、β多样性分析以及微生物网络分析.结果表明,该时期白洋淀不同采样点的水体水质存在显著差异,入淀河口区的氮素最高;各采样点α多样性存在显著差异(P<0.05),藻苲淀(ZZD)和瀑河(BH)的菌群丰富度和多样性最低;与此同时,该时期水体的OTU主要属于变形菌门(Protebacteria)中的α-Proteobacteria纲、β-Proteobacteria纲和γ-Proteobacteria纲;韦恩图分析(Venn)表明各采样点水体好氧反硝化菌群组成存在明显差异;膨胀因子分析(VIF)和RDA分析显示,温度、溶解氧、氨氮、硝氮、溶解性总磷以及氧化还原电位是影响菌群组成的主要环境因子;网络分析表明,该时期微生物网络中物种间以共生关系为主;Mantel test分析得出温度、氧化还原电位、硝氮、氨氮、溶解性总磷以及铁锰是影响模块群落结构演变的关键环境因子.综上可知,基于好氧反硝化功能基因(napA)进行高通量测序来研...     

白洋淀多环芳烃与有机氯农药季节性污染特征及来源分析

为研究白洋淀表层水体中多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)和有机氯农药(organochlorine pesticides,OCPs)的季节性污染特征及来源,分析了白洋淀12个监测断面春、夏两季表层水体中17种PAHs和15种OCPs的浓度.结果表明,白洋淀春季表层水体中PAHs总浓度范围是35.38~88.06 ng·L~(-1),平均值为46.57 ng·L~(-1),夏季表层水体中PAHs总浓度范围是25.64~301.41 ng·L~(-1),平均值为76.23 ng·L~(-1);白洋淀春季表层水体中OCPs总浓度范围是0.69~4.50 ng·L~(-1),平均值为1.77 ng·L~(-1);夏季表层水体中OCPs总浓度范围是0.11~3.20 ng·L~(-1),平均值为0.90 ng·L~(-1).白洋淀春、夏两季表层水体中PAHs季节性污染特征表现为前塘、关城和安新桥等3个断面夏季PAHs总浓度要远高于春季,而其他9个断面则均表现为春季略高于夏季;OCPs季节性污染特征表现为关城断面夏季OCPs总浓度高于春季,而其他11个监测断面均表现为春季高于夏季.从白洋淀春、夏两季表层水体PAHs和OCPs组成特征来看,春季各监测断面PAHs主要以三环芳烃为主,占PAHs总浓度的比例为45.92%~61.36%(平均为52.60%);夏季安新桥、前塘和关城等3个监测断面主要以二环芳烃萘(Naphthalene,Nap)为主,其浓度分别占PAHs总浓度的比例高达84.91%、91.04%和78.10%,其他9个监测断面主要以三环芳烃为主,占PAHs总浓度的比例为37.14%~53.90%(平均为48.94%);白洋淀表层水体中只有HCHs和DDTs有不同程度检出,且呈现出以HCHs为主的污染特征,其中,春季各监测断面表层水体中HCHs均以β-HCH为主,占HCHs总浓度的29.94%~100%,平均比例为59.87%,而夏季大张庄、郭里口等5个监测断面表层水体中HCHs以β-HCH为主,占HCHs总浓度的57.55%~80.23%,平均比例为61.98%,其他断面以α-HCHs和δ-HCH为主.分析白洋淀春、夏两季表层水体中PAHs和OCPs的来源,PAHs同分异构体比值显示其PAHs主要来源于燃烧源,部分监测断面还存在石油源;而OCPs同分异构体比值显示其OCPs主要来源于环境残留和大气的长距离传输.白洋淀表层水体中PAHs和OCPs浓度不超过不同国家和组织制定的相关水质标准,但安新桥和圈头两个监测断面表层水体中α-HCH、p,p'-DDD浓度超过了美国环保署制定的人体健康水质基准,表明α-HCH和p,p'-DDD可能会对白洋淀淀区居民产生潜在有害影响.     

雄安新区水环境中对羟基苯甲酸酯含量及风险

于2019年6月对雄安新区和保定市周边地区地表水和地下水进行采样,分析水环境中7种对羟基苯甲酸酯(parabens)组分的含量水平及生态风险.结果表明:对羟基苯甲酸甲酯(MeP)和对羟基苯甲酸丙酯(PrP)的检出率为100％;地表水中的主要组分为MeP,占比达93.4％,地下水中的主要组分为MeP,对羟基苯甲酸乙酯(E...     

基于景观生态风险评价的白洋淀流域景观格局优化研究

流域景观生态风险评价是景观格局优化的现实依据,景观格局优化是流域生态环境修复和维护的有效途径之一。以白洋淀流域为研究区,从自然、人类活动和景观因素3个方面选取11个指标,采用空间主成分分析法对流域景观生态风险进行评价,识别出面积大于0.001 km²的水体和面积大于0.005 km²的林地作为生态源地,基于最小累积阻力模型(MCR)和网络结构评价法对流域景观格局进行优化。结果表明：(1)植被覆盖度、径流量等自然因素对白洋淀流域景观生态风险的影响最强烈,景观因素对生态风险的影响最小。(2)白洋淀流域景观生态风险较大,高风险区域位于研究区东南部和西北部,低风险区域零星分布在西部林地中。提取的生态源地总面积为11 319.85 km²,占流域总面积的35%。(3)构建了由39条生态廊道和21个生态节点组成的生态网络格局,形成道路型廊道、河流型廊道、绿带型廊道,优化后景观格局网络闭合度、节点连接率、网络连接度较高,景观格局连通度得到明显提升。基于景观生态风险评价的景观格局优化研究,可为全面推进白洋淀流域生态环境维护和修复提供决策...     

白洋淀底泥重金属形态及竖向分布

为了解白洋淀底泥沉积物中重金属含量及其潜在生态危害程度,选取白洋淀淀区具有代表性的7个样点,通过无扰动重力采样器采集0～14 cm表层底泥,用优化的BCR连续萃取法对底泥中重金属进行不同形态提取,对不同形态以及不同深度的重金属含量进行测定,分析不同形态重金属与底泥中总有机碳(TOC)之间的关系,并通过地累积指数(Igeo)法对底泥重金属污染程度进行评价.结果表明,Co、Fe、Mn、Pb、Zn的形态分别以残渣态、酸可溶态、铁锰氧化态以及有机结合态为主;有机结合态重金属与底泥TOC结合的趋势大于其他形态;Co、Pb、Zn含量随着深度增加总体呈降低的趋势,它们在0～2 cm底泥的含量最高,Mn的含量在6～8 cm达到最小,14 cm时含量达到最大;白洋淀淀区底泥中Co、Mn污染程度主要为无污染或轻度污染,Pb、Zn除府河入口外主要为轻度污染,府河入口处的Pb、Zn为中度污染.     

白洋淀的纤毛虫调查与水质评价

对白洋淀纤毛虫的种类组成、优势种进行了初步调查,同时对水质进行理化监测,共鉴定出纤毛虫48种。白洋淀纤毛虫主要由耐有机污染的种群组成,说明白洋淀主要受有机污染。并跟据Marsson引出的污水生物体系法对水质进行了初步评价,纤毛虫的种类数与水体中TN、TP、BOD5有着密切关系。     

我省“子牙河白洋淀环保督查中心”组建成立

经省委、省政府批准,日前,河北省子牙河白洋淀环境保护督查中心已正式组建成立,该中心为省环保局所属。该中心的成立,既是我省环境保护体制机制创新的一项重要举措,也使我省两大重要水污染防治与环境保护对象子牙河流域及白洋淀区域的环境保护督查工作有了专门机构。