北运河水体、沉积物和鱼类中微塑料的分布特征研究

河流水体的微塑料污染已引起国内外的广泛关注,但对人类活动影响显著的城市排水河道不同水期多环境介质中的微塑料污染研究相对较少。为揭示城市排水河道微塑料分布规律,以北京市北运河水体为例,基于汛期和非汛期北运河表层水、沉积物和鱼类样品,分析统计了不同种类微塑料的时空分布特征,讨论了组成特征差异,揭示了北运河微塑料的主要来源。结果表明,北运河表层水中微塑料丰度为4.90-22.1 items·L^(-1)(汛期)和3.10-14.8 items·L^(-1)(非汛期);沉积物中微塑料丰度为0.74×10^(3)-2.88×10^(3)items·kg^(-1)(汛期)和0.16×10^(3)-1.69×10^(3)items·kg^(-1)(非汛期);鱼类肠道内微塑料的丰度为0.33-3.33 items·ind^(-1)。与国内外其他河流对比,北运河水体和沉积物的微塑料污染处于中等水平,鱼类微塑料污染程度较低。时间尺度上,表层水和沉积物中微塑料丰度均表现为汛期>非汛期。空间尺度上,汛期表层水的微塑料丰度表现为郊野段>城市段,非汛期表现为城市段>郊野段,不同水期沉积物微塑料丰度未显示显著的相关性。表层水以≤0.5 mm透明/白色聚乙烯和聚丙烯纤维为主导,沉积物以≤0.5 mm透明/白色聚乙烯/聚丙烯碎片为主导,鱼类中≤0.5 mm蓝色纤维素纤维最为丰富。杂食性鱼类肠道内微塑料的丰度显著高于肉食性,栖息水层对鱼类肠道内微塑料的丰度影响较小。北运河微塑料主要来源为人类日常生活、旅游业、渔业活动和污水排放。研究结果可为城市河流的微塑料污染研究提供基础数据,并为微塑料污染的管控和防治提供参考。

北运河沉积物中主要脱氮功能微生物的群落特征

应用分子生物学技术研究北运河沉积物中主要脱氮功能微生物,反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌(Anammox)的群落特征,探讨了微生物群落的季节变化及其与环境因子的响应关系.结果表明,沉积物中反硝化细菌和Anammox的丰度和群落组成随季节变化差异显著.从夏季到冬季,反硝化细菌丰度逐渐增加,Anammox的丰度却逐渐降低;反硝化细菌的多样性均显著的高于Anammox的多样性,反硝化细菌是北运河沉积物中主要的脱氮微生物.从夏季到冬季,沉积物中氮和TOC含量均逐渐升高,温度是决定脱氮微生物群落特征季节变化的关键因子,TN与反硝化细菌的群落丰度显著正相关,C/N与Anammox的丰度显著正相关;反硝化细菌的群落结构主要受到硝氮和p H的影响,p H也是影响Anammox物种时空分布的主要因子.系统发育分析表明,两种脱氮微生物的主要类群均具有较高的耐污性和良好的脱氮效率,反硝化细菌主要从属于Pseudomonas和Halomonas,Anammox物种发育多样性较低,主要为浮霉菌门的Candidatus Brocadia.

北运河(北京段)底泥磷含量及其对上覆水质的影响

采用SMT和Psenner分级提取法分别测定了北运河(北京段)底泥总磷和各结合态磷的含量,结果表明,春季北运河底泥TP平均含量为1 086.29mg/kg,含量偏高,属严重污染;各结合态磷平均含量顺序为Ca-P>Al-P>Fe-P>NH4Cl-P>Res-P>Org-P,相同结合态磷的含量在不同采样点存在明显差异。通过对各结合态磷与上覆水质的相关性分析发现,北运河(北京段)底泥TP含量主要受NH4Cl-P、Fe-P、Al-P和Res-P影响,其中Al-P的影响最大;NH4Cl-P、Fe-P、Al-P和Res-P均与上覆水含磷量显著相关,其中BAP(BAP≈NH4Cl-P+Fe-P+Al-P)平均含量达到TP的48.63%,且与上覆水含磷量极显著相关,说明底泥磷特别是BAP的转化释放是引起上覆水体富营养化的重要因素。