湖泊生态系统健康评价综述

当今世界的主要国际问题之一是水,湖泊是地球上不可或缺的生态系统之一,其健康程度牵动着各国学者们的思绪,学者们为了修复因为人类活动而逐渐退化的湖泊生态系统,对湖泊生态系统进行健康评价,希望可以科学地找到湖泊结构功能退化的原因,找到加快恢复湖泊水生态系统的方法。起初,指标体系法和指示物种法被广泛运用于湖泊水生态系统,随后,一些学者根据自己的研究并结合数学模型提出了新方法。一般来说,评价过程中采集的样品都只是当时的状态,难以反映水生态环境一段时间的持续变化,而且,水生态的系统又极易受到扰动,一旦系统受到扰动而出错,其修复时间周期相当长,有的破坏甚至导致无法恢复如初,故亟需一种技术可以不断反映水生生态系统健康状况。文章在前人研究成果的基础上进行综述,并提出了未来的发展前景。

Fe_(3)O_(4)/CPAM磁性絮凝剂对高浊度水的絮凝作用及其响应面优化

为高效处理高浊度水,采用Fe_(3)O_(4)与阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)通过溶液共混法合成了磁性絮凝剂(CPAMF),系统分析了CPAMF的表面特征:采用扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析其表面形态和化学结构,X射线衍射(XRD)验证晶体结构,Zeta电位分析仪测定了CPAMF不同pH下的Zeta电位。研究CPAMF对高浊度水的处理效果,讨论了Fe_(3)O_(4)与CPAM不同质量比合成的CPAMF在不同投加量、不同搅拌时间和不同pH对高岭土悬浮液(0.2 g/L)的浊度去除率,结合Zeta电位分析絮凝机理。以投加量、pH和搅拌时间为自变量,采用Box-Behnken设计响应面实验,筛选出的最佳反应条件为:投加量0.51 g/L,pH为6.2,搅拌时间为4.5 min,絮凝效率为93.41%。研究为高浊度废水水处理提供了技术参考。

采煤沉陷地表拉张裂隙区土壤重金属特征与来源

为查明采煤沉陷地表拉张裂隙区重金属的分布特征与来源,以安徽淮北朱庄煤矿3522工作面上方的沉陷斜坡地表拉张裂隙区作为研究区域。选择2条典型纵向拉张裂隙将研究区从高到低分为Ι区、Ⅱ区、Ⅲ区,垂直于拉张裂隙布设了21个土壤采样点,讨论Zn、Ni、Cu、As、Pb、Cr、Cd等7种重金属的分布特征,运用主成分分析法、正定因子矩阵模型(PMF)解析重金属来源。结果表明,研究区Cd、Zn含量超过土壤背景值,重金属污染水平总体高于未沉陷区域;重金属在表层土壤富集,除了Cr其他重金属沿垂直分布无明显差异;Zn、As在Ι区、Ⅱ区富集,Cr在Ι区富集,Cd在Ⅲ区富集;Cr含量沿沉陷斜坡降低,Cd含量除0~20cm土层沿沉陷斜坡升高。依据相关性分析,Zn、As与有机质显著正相关,Cr与速效钾显著正相关,Cd与有效磷显著正相关;来源分析表明,Zn、Ni、Cu、As、Pb来自煤炭开采活动,Cr来自土壤母质及风化累积的作用,Cd来自污水灌溉、化肥使用等人为活动的影响。

淮北矿区地表拉张裂隙区耕地土壤主要养分特征

[目的]分析采煤沉陷导致的地表拉张裂隙对耕地土壤质量的影响,评估采煤沉陷前后土壤养分变化,为沉陷区土地采前—采中治理提供理论基础。[方法]以淮北矿区孙疃矿地表拉张裂隙区为研究区域,分别在沉陷前(2019年6月)、沉陷后(2019年12月、2020年7月)采集样品,沉陷前布设5个采样点(T_(1)—T_(5)),沉陷后选择两条典型纵向拉张裂隙,由沉陷斜坡坡顶到坡底将沉陷区划分为A,B,C 3个分区,在裂隙两侧设置13个采样点,每个采样点沿深度方向每隔20 cm采集一个土壤样品,分别测试含水率、有机质、速效钾、速效磷、全氮和全磷含量6个指标。[结果]拉张裂隙区两次采样土壤含水率、有机质、速效钾、全磷含量存在显著差异(p<0.01),速效磷和全氮差异性不显著(p>0.05);通过主成分分析得到研究区第一、二主成分分别为有机质、全氮、全磷(受负面影响)和含水率、速效钾(受到正面影响);根据综合养分评价—主成分分析法发现裂隙区综合养分与对照点相比总体下降,但拉张裂隙区内养分从沉陷斜坡坡顶至坡底逐渐上升。[结论]地表拉张裂隙在采煤沉陷区分布广泛,是造成沉陷区耕地质量下降的主要原因。

采煤沉陷区土壤中重金属的2种特征趋势研究

为探讨积水与复垦对采煤沉陷区土壤重金属污染风险的影响,选择淮南潘谢矿区典型沉陷复垦区、积水区作为研究区域,并以Cu、Zn、Cr、Cd、Ni和Pb 6种重金属作为研究对象,采用地累积指数法和潜在生态危害指数法,研究了土壤和底泥中重金属的生态危害,并讨论了底泥与土壤中各重金属的相关性。结果表明:潘谢矿区中,复垦区土壤所受污染程度远大于底泥,底泥所受污染程度远大于天然土壤。从总体污染水平和生态风险影响程度来分析,三者基质中Cd的污染水平在6种重金属元素中均较为突出;从相关性上来分析,底泥中Ni与Cu、Cr、Pb在0.05水平上相关性显著,天然土壤中Ni与Cu在0.01水平上相关性显著,复垦土壤中Cu、Zn、Cr、Cd、Ni和Pb 6种重金属的相关性均显著。

芜湖城市内河水体微生物群落结构特征及其影响因素

为研究夏末秋初芜湖城市内河水质波动原因,在综合考虑河段周边土地利用类型、污染源排放等因素的基础上,论文选择芜湖三条代表性城市内河河段(中央城河段、汇成河段、中山南路河段)作为研究对象,布设了18个监测断面,分析了pH、溶解氧(DO)、电导率(EC)、氨氮(NH3-N)和总磷(TP)以及叶绿素a(Chla)等水质指标,采用16S rRNA高通量测序技术测试了微生物群落,分析了微生物群落结构特征.研究结果表明,芜湖市三条城市内河河段细菌多样性丰富,主要菌门种类相似,包括变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)蓝细菌门(Cyanobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),其中汇成河段水中的蓝细菌门(Cyanobacteria)、Chao1指数和Shannon指数最高,蓝细菌门(Cyanobacteria)从上游到下游显著增加,污水管网老化泄漏及点源排放是导致该河段Chao1指数和Shannon指数偏高的主要原因.冗余分析(RDA)表明总氮(TN)在三条城市内河河段的水生细菌群落分布中起关键作用,氨氮(NH_(3)-N)和总磷(TP)以及叶绿素a(Chla)也在不同程度上影响着水体中细菌群落的组成.研究结果为精准高效保障城市内河水质提供了参考.