硅藻重金属污染生态学研究进展

硅藻是水生生态系统健康的指示生物之一,对环境变化极为敏感,某些典型硅藻已应用于指示水体重金属污染.本文围绕地表水重金属污染,从毒性效应、生物吸附和累积、生态适应机制及生物指示与生态修复作用等方面,综述了硅藻重金属污染生态学研究进展,阐述重金属污染下硅藻的生长趋势和硅壳形态的变化,硅藻对重金属生物吸附和生物累积的差别,硅藻对重金属的表面络合和离子交换等生态适应机制,以及硅藻对水体重金属污染的指示作用和生态修复作用,为水生生态系统的重金属污染防治与预警技术提供科学依据.     

摇蚊幼虫分布及其与水质的关系

摇蚊幼虫是水体中分布范围广的一类水生昆虫 ,它们的一些种类对水质的变化 ,如营养盐、重金属、ｐＨ和溶解氧等极为敏感 ,另有些种类则适应有机污染、重金属类毒物污染。在水质的生物学评价工作中 ,利用其种类敏感和耐污染特性 ,反映水质的变化和污染程度 ,是生物监测重要的评价依据。 2 0世纪 80年代 ,欧洲许多国家在研究酸雨对生态环境影响时 ,多采用摇蚊幼虫作为指示生物 ,也有的利用摇蚊幼虫口器或触角形态变化监测湖泊或河流水质[1 0～ 1 3 ]。国内有关摇蚊的研究近年来多偏重于成虫的分类学研究[6、8、9],对幼虫的研究则多利用底栖大…     

凉水、帽儿山低级溪流中水生昆虫的群落特征及水质生物评价

在东北林业大学凉水国家级自然保护区和帽儿山实验林场,对3种类型低级溪流中水生昆虫进行采集、鉴定,分析水生昆虫群落组成、季节优势集中性和取食功能群,并应用指示生物法、Shannon-Weiner多样性指数、群落相似性系数和BI指数对溪流水质进行生物评价。共采集到水生昆虫4907个,分别隶属于8目38科,其中,毛翅目、蜉蝣目、横翅目和双翅目为四大优势类群,个体数量占水生昆虫总数量的91．13％。原始林溪流中水生昆虫个体数量最多,占总数的58．98％,次生林溪流次之,农田溪流最少。次生林溪流水生昆虫物种多样性要高于原始林和农田溪流,且其各种取食功能群比例较均衡。齿角石蛾科、鳞石蛾科、新蜉科和黑横科昆虫可以作为溪流清洁水质的指示生物。水生昆虫季节优势集中性与Shannon-Weiner多样性指数水质评价结果之间具有相关性,即随溪流水质污染程度的加重,水生昆虫的物种多样性逐渐减少。群落相似性系数的分析表明,原始林溪流和次生林溪流水质对水生昆虫的群落组成没有影响,农田溪流则产生中等影响。生物指数（BI）评价结果显示除了农田溪流10月的水质为轻污染外,其余时间3种溪流的水质都能达到清洁标准以上。     

微藻对污水中重金属的生物吸附(英文)

在我国,水源污染问题异常突出,特别是水体重金属污染情况非常严重,因此,如何有效治理水体重金属污染成为了摆在科技工作者面前十分紧迫的任务。利用微藻生物吸附来治理水体重金属污染是一种经济、简便、有效可行的方法,具有极其广阔的应用前景。论文介绍了我国近年水体污染的状况及水体重金属污染特点;综述了水体重金属污染对水体植物、水体动物以及人类潜在的危害;比较了几种常见治理重金属污染的方法;分析了微藻吸附水体重金属的优点,并阐述了微藻对重金属生物吸附的机理及影响生物吸附过程的外在因素;最后提出了今后的研究发展方向。     

水藓植物的综合利用

水藓是较为敏感的水生生态系统环境污染指示植物之一,它具有灵敏、精确和直接等特点,现已被广泛应用于监测重金属污染以及富集抗生素残留物等方面.对水藓作为重金属污染生物指示剂、对抗生素残留物的富集及其药用价值研究进展进行综述,为水藓植物综合利用提供依据.     

内蒙古阿拉善骆驼生活环境水生双翅目昆虫种类调查

【目的】通过对内蒙古阿拉善骆驼生活环境中水生双翅目昆虫的调查研究,以明确其种类的组成和分布。【方法】于2014年5-9月利用网捕法,调查了阿拉善骆驼生活环境水生双翅目昆虫。对鉴定的吸血种类的COI基因序列进行了测序和分析。【结果】共发现水生双翅目昆虫21科41属47种,其中有16种为内蒙古地区新记录,12种为吸血种类,长角亚目、芒角亚目和短角亚目个体数量分别占水生双翅目昆虫总数的49.3%,43.5%和7.2%。分子数据分析显示,12种吸血水生双翅目昆虫的COI基因序列一致性在75.9%~97.3%之间,不同科之间大部分水生双翅目昆虫差异显著,科内不同属间差异也较明显。【结论】本研究基本上掌握了内蒙古骆驼生活环境水生双翅目昆虫的种类,特别是吸血种类,为后期骆驼福斯盘尾丝虫病传播媒介种属的确定提供了基础数据。     

不同类群水生昆虫群落间的一致性以及空间和环境因子的相对作用

生物多样性监测和保护过程中通常用到指示类群,然而对于这些指示类群有效性的测度仍然十分欠缺.为探讨不同类群水生昆虫群落的一致性及空间因子、环境变量的相对影响,作者于2010年4月对东苕溪流域源头溪流21个采样点进行了调查.共记录水生昆虫7目44科92属130种.我们将水生昆虫群落划分成鞘翅目(C)、蜉蝣目+襀翅目+毛翅目(EPT)和双翅目+广翅目+蜻蜒目(DMO)3个类群.一致性分析结果表明:3个类群的群落一致性(r)较高,分别为C对EPTr=0.65 (P＜0.001)、C对DMO r=0.67 (P＜0.001)、EPT对DMO r=0.82 (P＜0.001).方差分解表明环境变量是影响不同类群水生昆虫群落结构的主要因素,空间因子的影响相对较小.环境因子中影响不同类群水生昆虫群落的关键变量大体相似,其中海拔、pH、平均流速和化学需氧量是最主要的驱动因子.我们的结果表明该研究区域不同类群的水生昆虫群落一致性很高,且对环境变量的响应也相似;因此,在水生昆虫生物多样性保护中可考虑利用其中的某一类群,如蜉蝣目+襀翅目+毛翅目(EPT)类群,作为有效的指示类群.     

乳酸菌对重金属污染的生物修复作用

乳酸菌具有吸附及积累重金属离子的特性,且乳酸菌对重金属污染的生物修复作用的安全性较高。本研究综述了乳酸菌修复重金属污染的机制,及乳酸菌生物修复重金属污染水体、农产品及生物体的研究现状,为重金属污染的修复提供新思路。乳酸菌作为自然环境中普遍存在的一种安全且可食用微生物,其在生物修复重金属污染方面将发挥其独有的优势。     

中国苯的淡水水质基准研究

基于中国的水生生物区系特征,筛选出了33种水生生物的37个急性毒性数据和1个慢性毒性数据,涵盖了浮游植物类、鱼类、昆虫类、软体类和甲壳类。应用物种敏感度分布曲线法推导了适合中国淡水水体的苯的淡水水质基准,并对各类别生物的敏感性进行了分析。结果表明,中国淡水中苯的基准最大浓度为3.09mg.L-1,基准连续浓度为0.618mg.L-1,水中五大类生物对苯的敏感性顺序为:鱼类>甲壳类>昆虫类>软体类>浮游植物类。将中国各大水体中的苯浓度与推导出的基准值进行比较,结果发现,苯浓度尚未对中国水生态系统构成威胁,对水生生物的潜在风险不大。     

水生昆虫对汞的吸收、富集和水-陆转移

汞是一种人体非必需且有毒的重金属元素,全球性的汞污染因对人类健康具有损害而备受社会关注。自然界中的汞绝大部分会通过江河径流和雨雪尘土的沉降而进入水生生态系统,每年进入水生生态系统的汞至少有10 000吨。水生昆虫作为重要的消费者生物存在于水生生态食物网中,是其重要的组成部分,在水生生态系统的物质循环中扮演着重要角色。本文介绍了近年来水生昆虫与汞之间的相关研究,重点总结了水生昆虫对汞的吸收和富集程度,分析了水生昆虫在汞的水-陆转移中的作用。研究数据表明,水生昆虫对汞的吸收程度与环境因素有关,并通过不同的途径转移到陆地生态系统中,对陆地生态系统上层食物链的生物存在一定的威胁,同时也需注意在对水生昆虫进行开发利用的同时,考虑汞是否超标的因素。     

重金属污染影响植食性昆虫的研究进展

重金属污染是世界各国面临的最为棘手的问题之一,对生态系统和食品安全构成了严重威胁。作为生态系统中食物链和食物网的重要环节,植食性昆虫是环境中重金属迁移、积累的重要媒介,其因重金属污染而受到的影响引起了大家的关注。本文综述了从2007至2018年重金属污染对植食性昆虫影响的研究进展。昆虫受重金属胁迫的研究途径有人工饲料添加、野外田间暴露、“土壤-植物-昆虫”食物链传递以及体外注射等。积累在植食性昆虫体内的过量重金属可导致其存活率、繁殖力和种群增长率降低,生长发育迟缓。重金属污染对植食性昆虫的生理生化毒性包括细胞超微结构破坏和DNA损伤,体内能量物质含量降低,酶活性、基因表达改变等。植食性昆虫会通过重金属硫蛋白、解毒酶活性的诱导等机制抵御重金属的毒害,从而对低浓度、长期重金属暴露产生生态适应性,甚至提高对其他逆境(如农药等)的耐受性。     

重金属污染对昆虫生长发育的影响

重金属污染已经成为一个全球性的环境问题,对生物多样性和人类健康构成了严重威胁。作为全球生物多样性的重要组成部分,昆虫因重金属污染而受到的潜在影响同样引起了人们的普遍关注。过量重金属可对昆虫的生长发育产生影响。环境中的重金属可通过昆虫的呼吸、表皮和摄食等途径进入昆虫体内,进入昆虫体内的过量重金属不仅能引起昆虫细胞超微结构的变化和遗传物质的改变,还可诱导昆虫细胞凋亡并影响细胞的活力和增殖。但昆虫能将过量的重金属以金属颗粒形式储存在具消化、存储或分泌功能的器官中,也能将其转运至溶酶体中解毒。同时,金属结合蛋白和抗氧化酶在昆虫对重金属的解毒过程中具有重要作用。     

利用底栖动物监测严家湖农药污染

本文报道了严家湖氧化塘建成前后底栖动物群落变化,共发现寡毛类12种,水生昆虫幼虫15种,软体动物8种,其他动物2种。讨论比较3种监测方法:(1)依据底栖动物群落结构各大类的比例,提出了六级标准;(2)用群落的多样性指数,由Shannon和Weaver的公式计算,并结合化学数据比较,提出D=0,D1,D=1—2,D=2—3.5,D=3.5—5,D5六级评价;(3)用底栖动物的残留物积累,分析不同污染带的动物(Limnodrilus hoffmeisteri,Glyptotendipes sp.,Bellamya aeruginosa,Anodonta pacifica)体内的BHC。作者认为群落结构方法比较好。文中还讨论了水体富营养化问题。       

The effects of heavy metals pollution of the upper Arkansas River on the distribution of aquatic macroinvertebrates

Water quality, types, and diversity of aquatic macroinvertebrates show that heavy metal pollution of the upper Arkansas River is presently moderately severe and conditions for aquatic life are generally poor, particularly in the Leadville area. A 2 year study was done on a 30 km section of the upper Arkansas River, Colorado, to determine the effects of heavy metals pollution on the distribution of the aquatic macroinvertebrates. Physical and chemical water parameters were measured, and aquatic macroinvertebrates were collected. The major sources of heavy metal-laden inflows are Leadville Drain, California Gulch, and a number of intermittent flows entering the Arkansas River between Lake Fork and Lake Creek. Important freshening flows are Tennessee Creek, Lake Fork (containing Halfmoon Creek), and Lake Creek.     

Heavy metal pollution in aquatic ecosystems and its phytoremediation using wetland plants: an ecosustainable approach

This review addresses the global problem of heavymetal pollution originating from increased industrialization and urbanization and its amelioration by using wetland plants both in a microcosm as well as natural/field condition. Heavymetal contamination in aquatic ecosystems due to discharge of industrial effluents may pose a serious threat to human health. Alkaline precipitation, ion exchange columns, electrochemical removal, filtration, and membrane technologies are the currently available technologies for heavy metal removal. These conventional technologies are not economical and may produce adverse impacts on aquatic ecosystems. Phytoremediation of metals is a cost-effective "green" technology based on the use of specially selected metal-accumulating plants to remove toxic metals from soils and water. Wetland plants are important tools for heavy metal removal. The Ramsar convention, one of the earlier modern global conservation treaties, was adopted at Ramsar, Iran, in 1971 and became effective in 1975. This convention emphasized the wise use of wetlands and their resources. This review mentions salient features of wetland ecosystems, their vegetation component, and the pros and cons involved in heavy metal removal. Wetland plants are preferred over other bio-agents due to their low cost, frequent abundance in aquatic ecosystems, and easy handling. The extensive rhizosphere of wetland plants provides an enriched culture zone for the microbes involved in degradation. The wetland sediment zone provides reducing conditions that are conducive to the metal removal pathway. Constructed wetlands proved to be effective for the abatement of heavymetal pollution from acid mine drainage; landfill leachate; thermal power; and municipal, agricultural, refinery, and chlor-alkali effluent. the physicochemical properties of wetlands provide many positive attributes for remediating heavy metals. Typha, Phragmites, Eichhornia, Azolla, Lemna, and other aquatic macrophytes are some of the potent wetland plants for heavy metal removal. Biomass disposal problem and seasonal growth of aquatic macrophytes are some limitations in the transfer of phytoremediation technology from the laboratory to the field. However, the disposed biomass of macrophytes may be used for various fruitful applications. An ecosustainable model has been developed through the author's various works, which may ameliorate some of the limitations. The creation of more areas for phytoremediation may also aid in wetlands conservation. Genetic engineering and biodiversity prospecting of endangered wetland plants are important future prospects in this regard.     

利用昆虫净化猪场生态环境的初步研究Ⅰ.食粪昆虫种类及优势种利用评价

调查表明,应用猪粪饲养昆虫对净化猪场生态环境有一定作用.诱集到的取食猪粪的昆虫种类有10种以上,大多属双翅目丽蝇科和水虻科,说明猪粪是腐生昆虫的好饵料.利用昆虫消化粪便研究共筛选出3种优势种,明确了优势种生活史、世代周期、取食习性和行为.大量饲养可以消化猪粪70%以上.饲养的昆虫可作为禽畜水产的蛋白源.     

水体沉积物中酸可挥发性硫化物(AVS)研究进展

水体沉积物中酸可挥发性硫化物 (AVS)是总硫含量中活性最高的部分 ,是沉积物中有毒重金属的重要结合形态 ,它的含量在很大程度上影响着沉积物重金属的生物有效性 ,从而作为沉积物中有毒重金属环境污染评价的一个重要指标 ;就十多年来水体沉积物中酸可挥发性硫化物 (AVS)的研究进行了综述。概述了 AVS的测定方法及其影响因素 ;探讨了水体沉积物中 AVS含量时空变化的规律 ;同时就目前“同时可提取重金属”(SEM)与 AVS摩尔浓度比值和水体沉积物重金属生物毒性关系的研究进行了概括和分析。     

COMPARISON OF HEAVY METALS IN AQUATIC PLANTS ON CHARITY ISLAND,SAGINAW BAY,LAKE HURON,U.S.A., WITH PLANTS ALONG THE SHORELINE OF SAGINAW BAY

The concentrations of 15 heavy metals in aquatic plants on Charity Island was compared to those in plants on the shoreline of Saginaw Bay, Lake Huron, U.S.A. Heavy metal concentrations were measured by neutron activation analysis. Charity Island was found to have significantly higher levels of nine of fifteen metals investigated. This indicates that distance from known pollution source was not the only factor affecting the heavy metal accumulation of the aquatic plants.     

Stream Macroinvertebrate Community Affected by Point‐Source Metal Pollution

The impacts of mining activities on aquatic biota have been documented in many stream ecosystems. In mining streams, point‐source heavy metal pollution often appears in the stream. We hypothesize that this pollution is toxic to macroinvertebrates owing to high concentrations of metals and therefore affects macroinvertebrate community structure. We investigated macroinvertebrate community structure in mountain streams, including heavy metal‐polluted sites and neutral‐pH streams, to determine the relationship between community structure and environmental factors such as low pH and heavy metal concentrations. Based on multidimensional scaling ordination, the macroinvertebrate community at heavy metal pollution sites was remarkably different from that at the other sites. Inductively coupled plasma mass spectrometry revealed high concentrations of aluminum and iron in surface water at the polluted sites. Macroinvertebrate community structure at the metal pollution sites was significantly different from that at other sites in the same stream and in neutral‐pH streams. Thus, point‐source metal pollution may reduce the density and diversity of in situ macroinvertebrates. (© 2007 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)