汕头南澳养殖区表层沉积物中生源要素的分布及其污染评价

于2010年9月采集南澳海域鱼类养殖区、贝类养殖区、大型藻类栽培区和对照区4个功能区表层沉积物样品,分析沉积物中生物硅(BSi)、总有机碳(TOC)、总氮(TN)和总磷(TP)4种生源要素的含量。结果表明,南澳海域生源要素含量与国内外养殖区相比属于中等水平。鱼类养殖区TOC、TN、TP的含量最高,而BSi的最高含量出现在藻类栽培区(平均含量为0.30%)。鱼类养殖区BSi、TOC、TN和TP的平均含量分别为0.24%、0.89%、0.13%和0.097%。根据沉积物中TOC/TN比值分析,发现鱼类养殖区的TOC主要来源于水生,贝类、藻类和对照区TOC则主要来源于陆源。生源要素污染评价表明,4个功能区的TN均属于Ⅱ类污染,鱼类和贝类养殖区的TP属于Ⅱ类轻度污染。     

海河流域水体沉积物碳、氮、磷分布与污染评价

从全流域尺度上研究海河流域水体沉积物碳、氮、磷元素含量与分布特征,对研究海河流域水环境污染现状具有重要意义.本研究采集海河流域河流与水库163个表层沉积物(0～10 cm)样品,测定沉积物有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)的含量,运用有机指数与有机氮方法评价沉积物污染状况.结果表明: 海河流域沉积物TOC、TN、TP含量具有较大的空间异质性,下游平原区明显高于山区,北四河下游平原、黑龙港及运东平原含量较高,永定河山区、北三河山区、滦河流域含量相对较低,河流沉积物TOC含量显著高于水库沉积物,而TN、TP含量与水库沉积物没有显著差异.TN与TOC、TP含量呈显著正相关(r=0.704,P<0.01;r=0.250,P<0.01).全流域有机指数总体属于“较清洁”水平,北四河下游平原总体已接近有机污染水平.全流域有机氮总体处在“尚清洁”水平,北四河下游平原、黑龙港及运东平原流域存在有机氮污染.海河流域河流、水库沉积物具有相似的污染强度.沉积物C/N平均值为12.71,表明TOC多来源于藻类等浮游动植物,其次是高等植物,水库C/N值比河流高,陆源物质输入对水库沉积物TOC的贡献比对河流大.     

辽河口不同类型湿地土壤碳氮磷生态化学计量学特征

为阐明不同类型湿地土壤碳氮磷生态化学计量特征,以辽河口湿地为研究对象,对自然芦苇湿地、油田区芦苇湿地、退化芦苇湿地、碱蓬湿地、滩涂和稻田等六类湿地的土壤有机碳(TOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及其生态化学计量学特征进行测定和分析。结果表明,辽河口湿地土壤TOC、TN、TP含量分别为1.612～167.832、0.159～4.452和0.021～0.093 g·kg-1,其含量因湿地类型和土壤深度而异。自然芦苇湿地和油田区芦苇湿地土壤TOC含量较高,自然芦苇湿地和稻田土壤TN含量较高,而碱蓬湿地、滩涂TOC和TN含量较低;不同类型湿地表层土壤(0～10 cm) TOC和TN含量显著高于下层土壤(10～40 cm)。TP含量在不同类型湿地和不同深度土壤间均无明显差异(P0.05)。C/N、C/P、N/P值分别为28、364和13,在不同类型湿地中差异显著(P0.05)。相关分析表明,TOC、TN与C/P、N/P呈正相关,电导率(EC)与土壤TOC、TN、TP、C/N、C/P和N/P呈弱的负相关。研究表明,盐度增加可能会削弱土壤中氮磷等营养元素对碳累积过程的控制,引起湿地土壤的碳损失。     

苍南海洋倾倒区沉积物中酸可挥发性硫化物与重金属的研究

为了更清楚认识倾倒区海域沉积物的污染状况,测定了苍南海洋倾倒区海域表层沉积物中酸可挥发性硫化物(AVS)、酸可提取重金属(SEM)的含量,并对AVS、SEM、及ΣSEM-AVS的平面分布进行分析.结果表明,该倾倒区表层沉积物中AVS含量为0.19-1.88μmol·g^-1,倾倒区附近海域AVS含量高于周边海域;SEM平均含量为2.4μmol·g^-1,SEM含量往倾倒区方向有增加趋势.从单个重金属对ΣSEM的贡献率来看,Zn>Cr>Cu>Pb>Cd,SEMZn基本在50%以上,而SEMCd均在1%以下,其分布形态主要受Zn的控制.ΣSEM-AVS差值均大于0,且在倾倒区及附近海域其ΣSEM-AVS值高于沿岸各站,说明倾倒区海域沉积物中重金属对生物可能有一定毒性,具有潜在重金属生态风险.     

东湖沉积物中酸挥发性硫化物的季节、深度分布特征研究

在酸挥发性硫化物AVS存在的情况下,水体沉积物中的重金属的生物有效性将显降低,同步提取金属SEM与AVS的比值SEM/AVS可作为判定重金属生物有效性的良好指标。本通过研究东湖三个不同富营养化水平的站点的AVS的季节、深度变化特征及相关的影响因子,发现AVS的含量夏季要高于冬季,并随深度的加深呈先增高后降低的分布特征,SEM/AVS随深度的变化则呈现出先降低后升高的分布特征。研究结果为正确应用SEM/AYS指标判定沉积物中重金属的生物有效性提供了依据。     

北京城区道路沉积物污染特性

为了解城市道路沉积物污染物的浓度水平及可能造成的生态环境危害,在北京城区的生活区、文教区、交通干线和公园绿地这四种功能区的道路沉积物进行了取样监测,并分析了道路沉积物中总氮(TN)、总磷(TP)、重金属铜(Cu)、铬(Cr)、铅(Pb)、锌(Zn)和有机质(TOC)的污染特性.研究结果表明,各类功能区道路沉积物中TN、TP和TOC的含量较高.交通干线、文教区、生活区和公园绿地道路沉积物TN均值分别为0.1009、0.1440、0.1071、0.0974mg/kg,文教区道路沉积物的TN显著高于其他类型道路沉积物;TP均值分别为0.0695、0.0729、0.0665、0.0608mg/kg,以文教区最高,但未达显著水平.交通干线和文教区道路沉积物TOC浓度显著高于生活区和公园绿地,交通干线、文教区和生活区道路沉积物重金属的含量高于公园绿地.主要原因可能是人类活动和车辆交通量的影响.四类功能区氮主要以可溶态赋存,磷主要以颗粒态赋存在沉积物中,并且交通干线道路沉积物中溶解态磷比例最低.溶解态的重金属占总量的比例均较低,只有溶解态Cu达到5％以上,表明重金属主要赋存在颗粒态存在的沉积物中.道路沉积物或者外界带入的固体物质是地表径流污染物的重要来源,研究结果为城市地表污染控制提供重要参考.     

洞庭湖表层沉积物营养物质污染特征与生态风险评价

为揭示洞庭湖表层沉积物营养物质的空间分布特征与生态风险, 分别于2012 年2 月和2013 年4 月采集了该湖具有代表性的9 个点位的表层沉积物, 测定了其OM、TN 和TP 的含量, 分析了营养物质的空间分布特征, 并采用沉积物质量基准法对其潜在生态风险进行了评价。结果表明, 洞庭湖表层沉积物中OM 含量在1.48%-4.22%之间, 平均值为2.06%, TN 含量在382-2217 mg·kg–1 之间, 平均值为1340 mg·kg–1, TP 含量在142-716 mg·kg–1 之间, 平均值为294 mg·kg–1, 与国内其它湖泊(水库)相比, 洞庭湖表层沉积物中OM 和TN 含量处于中等水平, 其内源负荷不容忽视;OM 和TN 含量的空间分布相似, 总体表现为南洞庭湖区>东洞庭湖区>西洞庭湖区, TP 含量总体表现为东洞庭湖区>西洞庭湖区>南洞庭湖区; 初步评价结果表明, 洞庭湖表层沉积物营养物质存在较低程度的生态风险, 主要来自TN 和OM。     

淡水富营养型湖泊沉积物亚硝酸还原酶基因(nirS)的多样性和系统发育

【目的】以亚硝酸盐还原酶基因(nirS)为分子标记,探讨富营养化湖泊武汉东湖沉积物中NirS类反硝化细菌群落的多样性及系统发育,并分析环境因子对群落分布的影响。【方法】在武汉东湖4个典型子湖郭郑湖、汤菱湖、团湖和庙湖采集沉积物样品,测定环境参数;提取沉积物中微生物群落基因组DNA,分别构建4个子湖的反硝化微生物的nirS基因文库,利用限制性片段长度的多态性分析(Restriction Fragment LengthPolymorphism,RFLP)技术初步分群,确定各群的代表菌株并测定其nirS基因序列;利用DOTUR软件计算各群落多样性和丰富度指数,以Neighbor-Joining法构建供试菌与参比菌的系统发育树。【结果】环境参数测定结果表明东湖4个子湖中庙湖沉积物总氮(TN)和氨态氮(NH 4+-N)含量最高,团湖最低,郭郑湖沉积物中NO 3-浓度最高。基于NirS序列的生物多样性和丰富度分析表明团湖生物多样性和丰富度指数最高而庙湖各项指数均较低。各子湖供试序列及其代表序列综合RFLP聚类分析表明,武汉东湖沉积物中NirS类反硝化微生物种群具有丰富的多样性。NJ系统发育分析表明东湖沉积物NirS类反硝化菌群可分成3个较大群体(群I-III)。群I占总群体的67.7%,广泛分布于不同的生态环境;来自郭郑湖代表菌的81%分布于群I,而庙湖的代表菌中65%分布于群II。比较分析发现来自于东湖和人工湿地两种生境的NirS群落间具有较高的相似性。【结论】武汉东湖淡水富营养型湖泊沉积物中亚硝酸还原酶基因(nirS)具有丰富的多样性。东湖沉积物中TN、NH 4+和NO 3-的浓度可能是影响NirS类反硝化微生物多样性和空间分布的重要因素之一。     

太湖沉积物微生物生物量及其与碳、氮、磷的相关性

对太湖沉积物中微生物生物量碳(MBc)、氮(MBN)、磷(MBp),以及沉积物总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)进行测定并进行相关性分析,揭示太湖沉积物微生物对太湖沉积物营养盐的响应及反馈特征.结果表明:沉积物微生物生物量(MB)在湖体沿岸地区大于湖心区,平均值为184.66 mg·kg-1,MBc在西部沿岸区以及竺山湾和梅梁湾区域较高,平均值为127.57 mg·kg-1;MBN在梅梁湾、贡湖部分区域以及靠近梅梁湾和贡湖的湖心区域和东部沿岸区较高,平均值为19.25 mg·kg-1;MBp在东部沿岸区及其附近的湖心区最高,平均值为19.09 mg·kg-1;沉积物TOC高值区(≥2.30 g· kg-1)主要集中在竺山湾、西部沿岸区、梅梁湾、贡湖地区,平均值为1.59 g·kg-1;沉积物TN高值区(≥0.30g· kg-1)主要集中在贡湖、梅梁湾、竺山湾部分地区以及西部沿岸区,平均值为0.21 g·kg-1;沉积物TP高值区(≥1.20g·kg-1)主要集中在东部沿岸区以及湖心部分区域,平均值为0.55 g·kg-1;太湖沉积物TOC/TN在7～19,平均值为8.97,表明太湖沉积物中的有机质具有明显的双重来源,其中陆源有机质主要集中在西部沿岸区;太湖沉积物MB与沉积物TOC和TN呈显著正相关,与沉积物TP相关性不显著;沉积物MBc/MBN与沉积物TOC/TN显著相关.太湖沉积物微生物主要受沉积物TOC、TN影响,且沉积物TOC/TN的变化显著影响微生物群落结构.     

黄河内蒙古段表层沉积物细菌多样性及群落结构类型

为掌握黄河内蒙古段表层沉积物微生物多样性、群落结构类型及其影响因素,采用高通量测序技术分析了6个采样点表层沉积物中的微生物多样性及群落结构。研究结果表明,黄河内蒙古段沉积物细菌丰度大小排序为乌拉特前旗(H3)老牛湾(H6)临河(H2)包头(H4)托县(H5)乌海(H1),微生物多样性排序为H6 H2 H5 H4 H3 H1,乌海沉积物中细菌丰度和微生物多样性都是最低的一个采样点。黄河内蒙古段表层沉积物中三大优势菌群分别为变形菌门(Proteobacteria,相对丰度32.39%)、绿弯菌门(Chloroflexi,13.25%)和拟杆菌门(Bacteroidetes,12.16%)。细菌群落丰度与环境因子之间的冗余分析结果显示,沉积物中总有机碳(TOC)、离子交换容量(CEC)和总磷(TP)、总氮(TN)等环境因子对黄河内蒙古段沉积物细菌群落分布影响较大,负相关系数分别为82.5%、80.1%、85.5%和85.2%;微生物多样性与环境理化因子相关性分析结果表明,黄河沉积物微生物多样性格局与对氮磷等营养物质的损耗有直接关系。     

东湖表层沉积物中氨氧化古菌和氨氧化细菌丰度及多样性研究

研究通过高通量测序和荧光定量PCR等分子生物学分析方法, 以氨单加氧酶基因(amoA)为分子标记, 研究了东湖表层沉积物中AOA和AOB的群落多样性、丰度及其与环境因子的关系。结果表明, 东湖沉积物AOA主要为Nitrosopumilus, 其群落结构与沉积物中总氮含量显著相关, 而AOB主要为Nitrosomonas, 群落结构与沉积物中总有机碳和总磷显著相关。此外, 不同季节AOA丰度均高于AOB, 且沉积物AOA数量与温度呈显著负相关, 但AOB丰度变化不明显。东湖沉积物中AOA可能主导了氨氧化过程。     

环境因素对东平湖沉积物细菌群落结构的影响

【目的】探讨环境因素对东平湖沉积物细菌群落结构的影响。【方法】应用T-RFLP(Terminal RestrictionFragment Length Polymorphism)技术分析和比较了6个不同位置的东平湖沉积物在丰水期和枯水期的细菌多样性,并结合不同样品环境因子的差异,采用主成分分析(PCA)和典型对应分析(CCA),探讨了环境因子对细菌多样性的影响。【结果】不同沉积物样品的T-RFLP图谱具有较高的相似性。除2号样品外,所有枯水期样品的细菌群落具有较高的丰富度、多样性、均匀度和较低的优势度。CCA结果表明,558bp T-RF的丰度与总磷、总氮、总有机碳、铵态氮和硝态氮含量呈负相关而与碳氮比和水深呈正相关;64.5、164、509和543bp T-RFs的丰度与总氮、总有机碳、铵态氮、硝态氮、碳氮比和水深呈正相关;而其它14种主要的T-RFs在不同样品间分布较为稳定受环境因子影响不大。90、136.5、138和488bp等T-RFs可能代表了东平湖沉积物中占优势地位的土著菌群。通过Phylogenetic Assignment Tool在线分析结果推测,东平湖沉积物中的优势菌群可能属于Firmicutes和Proteobacteria门。【结论】环境因素对东平湖沉积物的细菌多样性产生显著影响,但对其土著菌群的影响不大。     

底泥再悬浮对东湖水体初级生产力的影响

为研究底泥再悬浮对东湖初级生产力的影响, 通过模拟东湖通道施工导致的底泥再悬浮过程, 用原位黑白瓶法测量了水体初级生产力, 同步测定受试水体的光强、营养盐以及藻类叶绿素荧光活性, 结果表明, 随着再悬浮底泥含量的增加, 水体出现明显的光衰减现象, 光强显著降低(P0.05); 总氮总磷浓度升高; 藻类最大光化学效率(Fv/Fm)上升; 水体呼吸作用显著增强(P0.05), 总初级生产力与净初级生产力先增大后减小。与不含再悬浮底泥的对照组相比, 水体再悬浮底泥含量50100 g/L处理组具有较高的初级生产力; 相对其他处理组, 再悬浮底泥含量200 g/L处理组的初级生产力显著降低(P0.05), 且其净初级生产力为负值。研究结果表明, 在一定范围内的底泥再悬浮通过增加水体营养盐含量的方式提高水体初级生产力, 较大含量的再悬浮底泥则通过影响水体光强降低初级生产力, 该结果确认了东湖通道施工引起的底泥再悬浮对水域生态系统的影响, 值得引起关注和重视。     

Investigating Changes in Land Use Cover and Associated Environmental Parameters in Taihu Lake in Recent Decades Using Remote Sensing and Geochemistry

Humans have had a significant impact on the terrestrial pedosphere through activities such as agriculture and urbanization. The effects of human activities on land use and the related environmental changes were investigated through point and areal studies surrounding Meiliang Bay, which is an open area of extreme eutrophication in Taihu Lake, China. This study used remote sensing and environmental-tracer profiles [total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), total organic carbon (TOC), grain size, and geochemical parameters] to determine the causes of changes in land use and the associated environmental parameters. The results of LUCCs (Land use/cover changes) indicate that over the past three decades, total farmland decreased by 862.49 km², with an annual decrement rate of 28.75 km²/year, and total urbanized land increased by 859.71 km², with an annual growth rate of 28.66 km²/year. The geochemical results indicate that the trophic state of Taihu Lake was persistently intensifying and that the TN, TP, and TOC concentrations increased twofold, threefold, and twofold, respectively, from 1949 to 2010. The sources of TN, TP, and TOC were highly similar after 1975. However, before 1974, TN and TP originated from different sources than TOC. The grassland and woodland around the lake retain nutrients and sand from the land of study area. The increase in urbanized land and tertiary industries significantly increased the sediment concentrations of TN, TP, and TOC after 1980.     

Measurement of Acid Volatile Sulphide and Simultaneously Extracted Metals in Sediment from Lake Albufera (Valencia,Spain)

Lake Albufera (Valencia, Spain) is part of a legally protected wetland of international importance. However, it has deteriorated as a result of urban, industrial, and farming pollution. It is highly eutrophic, and its sediment contains persistent pollutants, such as heavy metals. In anoxic sediments, sulphides represent an important binding phase for heavy metals. In this study, acid volatile sulphide (AVS) and simultaneously extracted metals (SEM) were analyzed in surface sediment extracted from Lake Albufera; organic matter and total metals were also analyzed. Twelve sites were sampled in each of three sampling campaigns conducted in March and September 2007 and September 2008. The results revealed elevated organic matter contents varying between 6.9 and 16.7%. The concentrations of AVS in the lake were high, ranging from 8.5 to 48.5 μmol/g; the lowest concentrations were found in the central sites. The AVS results displayed significant differences between the samples from the winter and summer of 2007 (p < 0.05) but not between the two summer samples. The results obtained for SEM varied from 1.4 to 4.8 μmol/g. The difference SEM-AVS was less than zero for all sampling locations and campaigns, indicating the existence of a sulphide pool able to bind metals.     

武汉东湖水网区底栖动物群落特征及其水质的生物学评价

2008年4-9月间三次对武汉东湖水网区15个水体的底栖动物进行调查,共采集到大型底栖动物50种,隶属于16科41属,其中严东湖底栖动物种数最多,有28种;北湖、青潭湖和杨春湖仅2-3种,其他水体介于以上两者之间。定量分析表明,在超富营养及富营养湖泊中,优势类群均为寡毛类和水生昆虫摇蚊科种类,只是所占比例有所差异;中营养湖泊严东湖,密度上水生昆虫占优势,为总量的59.1%,生物量上软体动物占优势,为总量的96.4%;青山港中,密度上寡毛类占优势,为总量的63.6%,生物量上软体动物占绝对优势,为总量的99.1%。采用Shannon-Weaver多样性指数(H)、Goodnight-Whitley指数(GI)及Biotic Index生物指数(BI)对东湖水网区水体及武汉周边的南北咀、肖四海的水质进行评价,结果显示BI的评价结果与湖泊现实情况基本相符,推荐Biotic Index生物指数作为东湖水网区底栖动物生物评价的指标。       

Spatiotemporal heterogeneity of plankton communities in Lake Donghu, China, as revealed by PCR-denaturing gradient gel electrophoresis and its relation to biotic and abiotic factors.

The 16S and 18S rRNA genes of planktonic organisms derived from five stations with nutrient gradients in Lake Donghu, China, were studied by PCR-denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) fingerprinting, and the relationships between the genetic diversity of the plankton community and biotic/abiotic factors are discussed. The concentrations of total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), NH(4)-N and As were found to be significantly related (P<0.05) to morphological composition of the plankton community. Both chemical and morphological analyses suggested that temporal heterogeneity was comparatively higher than spatial heterogeneity in Lake Donghu. Although the morphological composition was not identical to the DGGE fingerprints in characterizing habitat similarity, the two strongest eutrophic stations (I and II) were always initially grouped into one cluster. Canonical correspondence analysis suggested that the factors strongly correlated with the first two ordination axes were seasonally different. The concentrations of TN and TP and the densities of rotifers and crustaceans were generally the main factors related to the DGGE patterns of the plankton communities. The study suggested that genetic diversity as depicted by metagenomic techniques (such as PCR-DGGE fingerprinting) is a promising tool for ecological study of plankton communities and that such techniques are likely to play an increasingly important role in assessing the environmental conditions of aquatic habitats.