渤海湾表层沉积物重金属含量及潜在生态风险评价

海洋沉积物中重金属元素的释放可能影响海水质量及海洋生态健康。于2013年8月采集了渤海湾24个点位的表层沉积物,检测了汞、砷、铜、锌、铅、镉、铬7种重金属的含量,并用Hankanson法分析其潜在生态风险。结果表明,渤海湾沉积物中重金属含量均值可达到国家一类海洋沉积物标准(GB 18668-2002),其中汞、砷、铜、锌、铅、镉、铬的浓度分别达到0.03、16.15、23.15、89.45、38.84、0.24和60.60 mg·kg-1。渤海湾不同点位中,表层沉积物重金属含量符合海洋沉积物质量一类标准的占83.3%,其余点位可满足二类标准,超一类标准的点位的主要超标因子是砷和铅。渤海湾重金属的综合生态风险指数达到95.01,属于轻微生态风险等级。不同重金属所产生的生态风险排序为镉>汞>砷>铅>铜>铬>锌,除镉外均属于轻微生态风险等级。镉的潜在生态风险值为47.00,达到了中等生态风险等级,其风险占所有重金属总风险的49.5%。镉的潜在生态风险高与镉的生物毒性较高及其近年来在渤海沉积物中积累速度较快有关。重金属潜在生态风险在河口地区和天津港工业区附近呈现高值,而南部渔业区和远离海岸的中心区的生态风险相对较低,说明近海工业活动和陆源污染排放渤海湾沉积物中的重金属生态风险的主要来源。因而,调整近海的产业结构,严格控制入海河流和近海经济活动的重金属特别是镉的污染排放,对保障渤海沉积物的生态安全至关重要。

太湖蓝藻的时空变化规律及治理方法

利用2009─2012年丰水期和平水期的生物调查获取的环境和生物数据,研究太湖蓝藻的时空分布规律,分析蓝藻分布与其他物理、化学和生物因子(如温度、酸碱性、有机物和营养盐含量、浮游植物与浮游动物密度等)的相关关系。结果表明:太湖水质基本上超出V类地表水指标,主要的超标因子是总氮。总氮在丰水期和平水期的质量浓度分别为3.05 mg·L-1和1.65 mg·L-1,总氮在丰水期质量浓度降低的主要原因可能是丰水期蓝藻迅速生长,吸收了大量的营养盐。蓝藻仍是太湖浮游植物的优势种。2009─2012年太湖蓝藻的密度随年份无明显变化,但随季节和区域存在显著差异:丰水期蓝藻密度均值为4.87×107cell·L-1,明显高于平水期蓝藻密度(1.51×106 cell·L-1);太湖东部采样点蓝藻密度明显低于其他湖区。影响蓝藻的非生物因素包括温度、酸碱度和营养盐,高温、偏碱性和高营养盐含量都会增加蓝藻的密度。蓝藻与其他浮游植物和大型水生植物之间存在竞争关系,蓝藻密度增加促进了枝角类的生长。推荐利用机械打捞和大型水生植物修复方法,因为这2种方法可在降低蓝藻密度的同时去除水体中的有机物和营养盐,可以从根本上降低太湖蓝藻水华的风险。增加其他藻类和枝角类控制蓝藻水华方法可行性较差:1)蓝藻暴发时期其它藻类对能量和营养的竞争能力弱于蓝藻,难以抑制蓝藻的生长;2)在太湖中增加枝角类可能降低现有蓝藻的密度,但建立完整的食物链体系降低富营养化程度,防范生物调控中可能存在的生态风险(如其他藻类水华等)较困难。

以污染消纳理论为基础的污染水足迹计算——以化学需氧量作为污染物表征指标

"灰色水"理论的提出将水质污染纳入到水资源消耗的范畴,对完善水足迹理论,全面地衡量区域水环境压力具有非常重要的意义。然而"灰色水"理论以污染物稀释理论为基础,忽略了污染物降解和转化的行为,不符合可持续发展理念和国家总量控制的要求。鉴于此,文章提出了基于污染消纳理论的污染水足迹理论,并通过分析有机污染物在自然界中的转化和降解模式,构建了以化学需氧量作为污染物表征指标的水污染足迹计算模型。分别以污染消纳模型和"灰色水"模型衡量江苏省2010年的水污染对区域水资源的压力,结果表明污染消纳理论和"灰色水"理论计算的江苏省污染水足迹结果分别为2.3E+08t和1.9E+10 t,污染耗水分别占社会经济发展总用水的0.2%和19.2%。分析了两种方法计算结果差异的产生原因,并从经济角度分析了两种方法结果的合理性:治理2010年江苏省排污所需费用占当年社会经济总产值的0.1%,因而从经济角度看污染消纳理论的计算结果更合理。建议开展多种污染物环境行为和生命周期的研究以扩大污染消纳理论的应用范围。此外,寻求污染消纳理论和"灰色水"理论的结合点,分别发挥两种方法在衡量可降解和难降解污染物对环境影响方面的优势,有助于更全面的评估水污染对水环境安全的压力。

植物、施磷量及多环芳烃共存对多环芳烃生物降解影响

多环芳烃(PAHs)是具有"三致"效应的持久性有机污染物.通过盆栽及微生物培养实验,考察了植物、施磷量及PAHs共存对菲(PHE)、芘(PYR)和二苯并蒽(DBA)去除率的影响,发现PHE的降解率和降解菌量均高于PYR和DBA.盆栽实验中,植物种植和给植物施加高磷浓度的营养液可促进DBA的降解;微生物培养实验表明共存的PAHs之间存在相互作用,而这种作用随PAHs种类不同可表现为促进降解作用(如PHE促进DBA降解)、无作用(如PYR和DBA)或抑制作用(如PYR抑制PHE+DBA降解).PHE对DBA降解的促进作用随时间的增加而减弱,这可能与PHE浓度降低和DBA中间产物的毒性及其积累有关.

人工湿地水处理技术研究进展存在问题与改进

论述了人工湿地技术的除污机理和影响因素,并介绍了目前该技术所存在的问题,同时针对问题提出了相应的解决方法。

工业产品虚拟水含量计算方法研究

虚拟水是指生产商品和提供服务过程中所需要的水资源.虚拟水战略是指贫水地区通过贸易手段从丰水地区进口水密集型产品,以保护本地区的水安全的战略形式.介绍了虚拟水的概念,归纳了农产品和畜牧产品中虚拟水含量的计算方法,并总结了有关产品虚拟水的研究成果和不足之处;提出了工业产品虚拟水的计算方法,以辽河油田为例,计算出石油制品中虚拟水含量.在此基础上,建议中国石油行业今后应有计划进口石油制品,缓解我国水资源紧缺的现状.

人工湿地对北方城市污水深度处理效果的研究

采用三级串联人工湿地试验装置以及无芦苇的空白对照装置在户外自然条件下进行试验,分阶段考察该组合式人工湿地系统对实际城市污水的深度处理效果。第一阶段为装置初运行阶段,采用较长的停留时间,该阶段装置对COD、TN、NH3-N、NO2--N和TP的去除率分别为75%、75%、95%、75%和50%,芦苇的存在使以上各指标相对于空白对照分别提高了10%、40%、20%、20%和50%;第二阶段采用较短的停留时间,该阶段装置对COD、TN、NH3-N、NO2--N和TP的去除率分别为85%、75%、100%、70%和98%,芦苇的存在使以上各指标相对于空白对照分别提高了10%、20%、35%、25%和63%。试验结果表明,该试验装置对城市污水具有较好的深度处理效果,能够有效降低水中的N和P,对改善水质、恢复生态系统和控制水体富营养化问题具有重要意义。

土壤中微塑料污染现状与检测技术研究进展

微塑料一般是指粒径小于5 mm的塑料碎片,作为一种新污染物已经成为全球环境领域的研究热点.土壤作为环境中微塑料的最大储库,土壤中微塑料的污染逐渐引起重视并取得了一定的研究进展.本文系统了梳理了国内外土壤中微塑料的污染现状和污染特征,介绍了土壤中微塑料检测技术研究进展,重点探讨各类样品采集、前处理和和定性定量方法的优缺点以及对土壤中微塑料检测的适用性,分析了土壤中微塑料检测技术研究面临的主要挑战,提出未来土壤中微塑料污染调查与检测技术的研究方向,以期为科学开展土壤中微塑料污染风险治理与管控提供技术支撑.

产业生态链构建研究——以大连市旅顺口区为例

旅顺口区是大连中心城区的重要组成部分,如何构建旅顺口区的产业生态链,合理安排其产业结构,是“大大连”建设的一个至关重要的组成部分。文章首先对生态产业链概念、层次及其构建原则进行阐明和论述,在此基础上,应用产业生态学的理论与方法,分析大连市旅顺口区产业现状,并构建旅顺口区产业生态链,为大连市旅顺口区的生态工业园建设提供理论依据,为大连市的循环经济建设提供参考。

大连市旅顺口区与经济技术开发区水足迹初步研究

水足迹将实物形态的水与虚拟形态的水联系起来,为分析经济模式对区域水资源的影响、解决区域水资源缺乏问题提供了一种新思路.计算了大连市旅顺口区和大连市经济技术开发区的水足迹.结果表明,2003年旅顺口区的总水足迹不足开发区的50%,但实体水的消耗量约为开发区的1.5倍.旅顺口区水资源压力大的主要原因是该区施行农业为主要产业、在贸易过程中大量输出虚拟水的发展模式.考虑到两个地区的水资源特点及经济模式对用水的影响,提出了增加工业在产业中的比率和发展精品农业等的发展策略.

耐盐菌对偶氮染料酸性红B的脱色研究

从食品加工厂含盐污水处理车间的活性污泥中分离出对偶氮染料具有脱色活性的耐盐菌体,研究了不同pH值、脱色温度、接菌量以及装液量等条件对耐盐菌体降解酸性红B的影响,并设计正交实验,获得其降解模拟偶氮染料废水的最佳反应条件.研究结果表明,耐盐菌体TAS在35℃、pH为8、装液量为50mL及接菌量为8%(体积分数)的条件下,反应10h后对浓度为50mg.L-1的酸性红B模拟废水的脱色率达91%.

丛枝菌根真菌在有机污染物污染土壤植物修复中的应用

综述了丛枝菌根真菌-植物体系在有机物污染土壤修复中的效果;分析了丛枝菌根真菌促进植物修复的机理;并探讨了影响丛枝菌根真菌在有机物污染土壤植物修复作用的因素。文章最后总结了目前这一技术存在的问题,并提出了相关建议。

于桥水库流域污染负荷估算和管理效果评估

于桥水库流域非点源污染已成为政府高度关注的热点问题之一。使用非点源污染负荷模型PLOAD,以流域数字高程模型(DEM)、2010年土地利用现状图和不同土地利用的污染物输出系数等作为模型主要输入数据,结合流域现场调查监测等方式,对于桥水库流域的TN和TP污染负荷进行估算,分析污染物的空间分布特征,模拟实施不同管理实践下的流域TN和TP削减率。结果表明,于桥水库流域内TN和TP污染负荷分别约为223.4、19.5t/a,分布特点为"南部高于北部,河流和水库沿岸污染较重"。综合管理实践对TN和TP的削减率分别为24.49%、27.23%,其中农村人畜粪便管理、生态移民等的去除效果较显著。

盐生植物碱蓬在土壤修复及废水处理中的研究现状

介绍了我国土壤污染与水污染概况,论述了盐生植物碱蓬的生态学特性及其在土壤修复和废水处理中的研究现状,提出将碱蓬应用于高盐有机污染物的去除这一研究新方向。

生态农业建设规划研究——以大连市旅顺口区为例

旅顺口区是大连市的重要组成部分,该区农业主要由以经济作物为主的种植业和畜牧业以及水产业构成。目前总体上具备了实现农业现代化的基础和条件。然而,土地垦殖率与农业利用率低、水资源缺乏等问题制约该区生态农业的发展。在此首先介绍了生态农业的概念、内涵及生态农业建设的主要内容,运用生态学及生态经济学原理,规划旅顺口区农业以生态农业、观光农业和效益农业为主体的现代农业,并进一步提出旅顺口区未来生态农业建设的重点项目及实现生态农业建设的保障措施。

基于生态价值理论的北大港湿地价值研究

指出了北大港湿地为人类和生态系统提供了重要的产品和服务功能,但由于人类对其价值认识不足,给湿地的可持续发展造成了一定的影响。结合北大港湿地生态系统的结构和功能,将北大港湿地的价值分为了大气调节价值、气候调节价值、蓄水调节价值等10类,核算了北大港湿地的总价值。计算结果表明:北大港湿地的价值为26.6亿元,其中生态价值占比52.2%。北大港湿地的主导功能为生物多样性保育功能、文化教育功能和生物产品供给功能。水资源匮乏和人类扰动均可能造成北大港湿地生态价值损失,因此开展北大港湿地的可持续发展研究意义重大。

基因工程菌JM109(pGEX-AZR)-小麦体系对酸性红B的生物处理

采用基因工程菌E.coliJM109(pGEX-AZR)-小麦联合生物体系,以酸性红B染料为例,研究了在模拟水培条件下联合体系对偶氮染料的生物处理效果。结果显示,联合处理时染料的脱色率高于基因工程菌和小麦的单独处理;两种生物体在单独处理时染料的脱色率随彼此生物量的增加而增加,并呈线性相关,相关系数分别为RGEM=0.973 6,R小麦=0.980 1。考察了温度、pH和有机碳源3种环境因素对联合体系生物处理的影响。结果表明,环境条件能明显改变体系对染料的处理,这种改变主要是通过影响体系内的基因工程菌实现的。

天津市不同土地利用方式下土壤重金属污染特征及评价

[目的]查明天津市土壤重金属污染的现状及污染源,为防治土壤重金属污染提供理论依据。[方法]选择天津市工业用地、一般农田、水源地、养殖场及蔬菜基地土壤为研究对象,共采集146个样品。通过分析不同土地利用方式下的土壤重金属含量,采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法评价重金属污染程度,并对重金属的来源进行解析。[结果]天津市土壤整体污染水平相对较轻,但土壤中均存在不同程度的重金属积累。Pb,Ag和Cd重金属污染面积较大,超标率分别为84.25%,76.71%和68.49%。不同土地利用类型影响到重金属的积累程度和积累类型。在研究区的5种土地利用方式中,蔬菜基地土壤中总重金属的累积程度最高,主要重金属包括Cd,Hg,As,Cr,Cu,Ni,V,Mn,Co和Ag等。工业用地土壤中的Zn污染显著高于其他土地利用方式,而农田土壤和畜禽养殖场土壤中的Pb污染较显著。[结论]天津市土壤污染水平相对较轻。但从土地利用方式来看,工业用地、农田和畜禽养殖场土壤Pb及Zn等污染较重,在土地利用和管理中应该予以关注。

基于压力-状态-响应模型的天津市土地生态安全评价研究

从土地生态环境压力、土地生态环境状态和土地生态环境响应3个方面建立了基于压力-状态-响应(PSR)模型的天津市土地生态安全评价指标体系,综合评价了天津市2005年、2010年和2015年的土地生态安全情况。结果表明:天津市土地生态安全水平呈现出先恶化后改善的趋势。土地压力安全值处在全国平均水平以下,但压力安全值不断上升;天津市土地生态状态均处在全国的下游水平,且安全值呈不断下降趋势;天津市土地生态状态安全值较高,排在全国前列。天津市土地生态安全的主要问题在于人口增加、经济发展和污染造成的生态压力增大。提出了天津市未来应划定土地生态红线,加强土地资源管控立法,开展土地生态安全评价和预警工作,以降低人地矛盾,保障天津市土地资源的可持续发展。

太湖水质与水生生物健康的关联性初探

分别利用内梅罗指数法和底栖动物完整性指数法评价2008～2012年太湖水质和水生生物健康状况．结果表明，太湖全湖水质受到污染，水生生物健康基本处于亚健康状态．水质评价和水生生物评价结果在较大的尺度上呈现相同的趋势：从全湖尺度上看，水质和水生生物评价都显示东太湖的水生态健康状况总体上好于太湖其他部分．从时间上看，2008～2012年太湖水质等级和水生生物健康状况均低于20世纪60年代的水平．两种评价结果在短时间尺度和某些点位间存在差异，这是由于：①两种评价方法关注的时间尺度有所差异；②水生生物健康不仅与水质有关，还与水体生境有关．有机污染物和过剩营养盐是影响太湖水质和水生生物健康状况的主要因素，因此降低太湖及其人湖河流中有机污染物和营养盐的浓度是改善太湖水质和水生态功能的有效方法．