持久性有机污染物在中国湖泊生物中分布与富集的研究进展

持久性有机污染物(POPs)在环境中分布广泛且持久存在并具有高生物富集性,通常具有致癌、致畸、致突变等危害.湖泊是POPs的主要环境归宿之一,湖泊中的POPs可被水生生物富集并通过食物网传递,对生态系统及人体健康构成极大的危害.中国是POPs生产及使用大国,也是世界上湖泊较多的国家之一.湖泊生物尤其是水产品是中国人饮食中的重要组成部分,因此POPs在中国湖泊生物体中的富集对当地的生态系统和人体健康存在很大的潜在危害.本文通过收集、分析1997年—2017年7月公开发表的中国湖泊生物体POPs数据,发现中国湖泊生物中POPs富集研究主要集中在东部平原湖区,青藏高原及云贵高原湖区有少量研究;不同POPs在不同湖区湖泊生物中富集的含量存在较大差异,DDTs和HCHs在各湖区生物中普遍检出且存在明显差异,东部平原湖区生物体内多氯联苯、多溴联苯醚含量高于其他湖区生物体内含量,其他POPs在湖泊生物体内的富集研究相对较少且主要集中在东部湖泊.中国湖泊生物中DDTs、HCHs、多环芳烃、多氯联苯、多溴联苯醚、多氯苯并二英和多氯苯并呋喃、全氟化合物、全氟辛酸、有机锡及六溴环十二烷脂肪归一化后的平均含量分别为454.56±653.40、153.57±435.99、2849.49±3092.52、118.40±20.28、18.40±20.28、17.43±19.43、147.17±192.93、1542.18±1347.64、11380.75±5316.75和2.19±1.92 ng/g.POPs在中国湖泊生物体内的含量水平与生物所处营养级、脂肪含量和年龄呈正相关,但并非完全一致,还受到生活习性、生物物种与结构、生存环境及生物量等多种因素的影响;生物不同组织对POPs的富集能力有较大差异,内脏器官对POPs的富集能力明显高于肌肉组织.     

三峡库区水体和底泥中多环芳烃和邻苯二甲酸酯类分布和来源

通过对2016年三峡库区干支流18个采样点水体和底泥中16种多环芳烃(PAHs)和6种邻苯二甲酸酯类(PAEs)污染物浓度的时空分布特征和来源进行分析,得出如下结论:三峡库区2016年水体和底泥中ΣPAHs分别为3.9~107.6 ng/L(均值为39.9 ng/L)和267.9~1018.1 ng/g(均值为490.9 ng/g),ΣPAEs分别为122.4~2884.7 ng/L(均值为848.1 ng/L)和192.9~3473.4 ng/g(均值为1253.35 ng/g).水库水体和底泥中PAHs和PAEs均表现出显著的时空分布特征.干支流水体ΣPAHs平均浓度均为放水期(6月)高于蓄水期(12月),干流底泥ΣPAHs平均含量在蓄水期高于放水期.干流水体中ΣPAEs平均浓度在蓄水期显著高于放水期,底泥中ΣPAEs平均含量为放水期高于蓄水期.库区水体中的PAHs以2~3环和4环为主,底泥中以4环和5~6环为主.水体和底泥中PAEs均以邻苯二甲酸(2-乙基已基)酯和邻苯二甲酸二正丁酯为主.库区水体中PAHs的主要来源为焦化或煤焦油挥发、石油源及燃料的中低温燃烧;底泥中PAHs主要来源为煤和生物质燃烧以及石油.水体和底泥中的PAEs主要来源于塑料和重化工工业以及生活垃圾.     

太湖水体磷浓度与赋存量长期变化(2005-2018年)及其对未来磷控制目标管理的启示

为揭示大型浅水湖泊水体磷浓度对湖泊外源负荷削减和生态系统变化的响应规律,指导富营养化湖泊水生态修复和管理实践,利用太湖湖泊生态系统研究站20052018年连续14年的太湖水体各形态磷浓度的月、季度调查数据,估算了太湖湖体各形态磷赋存量的季度变化,分析了太湖水体磷浓度受湖泊水位、水量、蓝藻水华态势(蓝藻总生物量及水华出现面积)等环境条件变化的影响特征.结果表明,在连续10年的全流域高投入污染治理背景下,太湖水体总磷浓度仍未发生显著下降,水体各形态磷浓度在年际、月际及空间上的变幅大,不同季节和不同湖区总磷浓度的时空差异性大于14年来总磷浓度年均值的差异性;全湖32个监测点上、中、下3层混合样水体总磷平均值为0.113 mg/L(n=1788),其中颗粒态磷浓度平均值为0.077 mg/L,是水体总磷的主要赋存形式,溶解性总磷浓度平均值为0.036 mg/L,其中反应性活性磷浓度平均值为0.015 mg/L,占总磷浓度的13%;太湖水体总磷的赋存量介于410~1098 t之间,56个季度的平均值为688 t,其中冬季(122月)、春季(35月)、夏季(68月)、秋季(911月)平均值分别为683、604、792和673 t,夏季湖体磷赋存量明显高于其他季节.统计分析表明,蓝藻水华态势和水情要素(水位)对水相总磷、颗粒态磷等主要形态磷的赋存量影响显著,蓝藻水华态势的影响可能大于水量变化的影响.本研究表明,在水体营养盐浓度仍然充分满足蓝藻水华发生的背景下,气象水文波动所造成的湖泊水华面积及生物量的变化及大型水生植被消长带来的内源交换变化能引起水体总磷浓度剧烈变化,太湖水体磷浓度的稳定控制也依赖于蓝藻水华态势的稳定控制,由于太湖当前的蓝藻水华态势受气象水文条件变化影响甚大,短期内太湖水相总磷浓度稳定控制到0.05 mg/L的水质治理目标较难实现.治理策略上,若要实现太湖水体磷浓度的进一步明显下降,一方面需要大幅度削减外源磷负荷,另一方面需要大面积恢复沉水植被等.管理策略上,由于湖体磷浓度变化包括了较大的非人为因素影响,应将太湖总磷治理目标考核重点放在流域磷减排强度、入湖负荷等方面,科学看待气候波动等非人为因素影响下的水相磷浓度波动.     

巢湖悬浮物中有机氯农药的分布、来源与风险

利用GC-MS测定了2010年5月至2011年4月巢湖4个采样点悬浮物中有机氯农药(OCPs)含量,分析了悬浮物中OCPs残留水平的时空变化及其组成特征,探讨了悬浮物中主要OCPs的可能来源与生态风险.结果表明:(1)巢湖悬浮物中共检出17种OCPs,分别为六六六类(HCHs)农药的4种异构体(α-、β-、γ-、δ-HCH)、滴滴涕类(DDTs)农药的两种母体(o,p'-、p,p'-DDT)和3种代谢产物(o,p'-、p,p'-DDE,p,p'-DDD)、六氯苯、七氯、艾氏剂、异艾氏剂、氯丹的两种异构体(α-、γ-chlordane)、硫丹-I和灭蚁灵.(2)巢湖悬浮物中∑OCPs含量为172.7±434.9 ng/g,其中∑HCHs含量为15.1±10.3 ng/g,∑DDTs含量为138.8±407.3 ng/g;DDTs在夏季污染水平达到最高;空间上,污染程度为:东部湖区西部湖区中部湖区.(3)DDTs在总OCPs中占有绝对优势,DDTs比例夏季最高而秋季最低;HCHs仅在秋季为主要污染物.(4)HCHs主要来源于近期林丹的非法使用;而DDT主要来源于工业DDT的使用,在春季可能存在DDT的非法使用;悬浮物中DDT的降解环境主要为有氧环境.(5)巢湖悬浮物中p,p'-DDT和o,p'-DDT会对水生生物产生潜在的不利影响.     

鄱阳湖流域南昌市城市湖泊水体抗生素污染特征及生态风险分析

采用固相萃取-超高效液相色谱-质谱法对南昌市5个城市湖泊——艾溪湖、瑶湖、青山湖、象湖和东西湖水体的抗生素进行监测,并分析其污染来源和生态风险.结果表明,南昌市5个城市湖泊水体中四环素类、磺胺类、喹诺酮类、林可霉素及大环内酯类5类抗生素的检出浓度范围分别为ND~6.3、ND~32.0、ND~97.2、ND~54.7和ND~98.4 ng/L;红霉素和林可霉素是5个城市湖泊水体中的主要抗生素类型;相比于其他湖泊,南昌市城市湖泊水体中主要检出抗生素浓度总体处于中等水平,其中恩诺沙星的检出浓度高于其他对比湖泊.南昌市城市湖泊中6种主要抗生素的风险商均小于0.1,表明均为最低生态风险;5个城市湖泊的主要生态风险因子分别是艾溪湖为红霉素,瑶湖为磺胺二甲嘧啶,青山湖为罗红霉素,象湖为红霉素,东西湖为磺胺嘧啶.本研究可为南昌市城市湖泊水环境管理,特别是新型污染物的环境管理提供基础依据.     

中国湖泊生态系统突变时空差异

人类活动的加强导致湖泊生态系统发生"突变",造成生物多样性下降、藻类暴发、水质恶化等等环境和生态问题.中国许多湖泊已经发生"突变"或面临着突变风险.获悉湖泊生态系统发生突变的时空差异对于区域湖泊的保护,预防湖泊突变的发生以及制定合适的修复策略至关重要.本研究收集了中国55个不同区域湖泊的古湖沼学数据,探讨了湖泊突变的区域特点.研究确定了湖泊生态系统发生突变时间和区域差异,并揭示了空间差异的原因.结果表明,中国湖泊生态系统突变时间的区域分异特征为:长江中下游湖泊最早出现突变;东部和东北湖区湖泊突变时间明显早于西南、内蒙古和新疆湖泊;各湖区内,城郊湖泊突变时间早于乡村湖泊.人类活动强度是造成湖泊突变时空差异的主要驱动力.研究认为,区域人类活动强度影响了湖泊生态系统的演化进程,造成了中国湖泊生态系统突变的区域差异.本研究从生态系统突变的角度,利用古湖沼学综述了中国湖泊生态系统在人类活动下的演化进程,更深刻地认识了中国湖泊现状,为湖泊保护提供了有力的科学依据.     

广州市湖泊水体中防腐剂浓度及其潜在毒性风险

为研究广州市湖泊水体中的防腐剂及其毒性,在广州市选择15个湖泊采集水样,采用液液萃取-气质联用法对湖泊水体中的对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯等5种防腐剂进行浓度检测和毒性分析.结果表明:广州市区内15个湖泊水体中均检出防腐剂,但其浓度略低于国外天然水体中的浓度,溶解相的防腐剂平均浓度为5.06 ng/L,颗粒相的平均浓度为0.78 ng/L;广州市区的湖泊水体中溶解相浓度最高的防腐剂为对羟基苯甲酸丁酯,占总量的30.45%,对羟基苯甲酸苯甲酯所占比例最小,占6.71%;以防腐剂对发光细菌光强的抑制强弱来表征其毒性的大小,对羟基苯甲酸苯甲酯的毒性最强,对广州市湖泊水体环境的影响最大.     

南极大型动物粪土层和蛋卵中有机氯污染物分布特征及生态学意义

新近从南极菲尔徳斯半岛和阿德雷岛的海鸟和海豹栖息地粪土层中检出持久性有机氯污染物(POPs)总含量范围: 多氯联苯(PCBs)为0.21~3.85 ng/g; 有机氯农药滴滴涕(ΣDDT)为0.09~2.01ng/g; 六六六(ΣHCH)为0.06~0.76 ng/g, 并以七氯、六氯联苯、P, P-DDE和α-HCH化合物为主体; 在贼鸥和巨海燕、企鹅蛋卵中检出POPs含量各为12.5~294.2和2.0~10.2 ng/g (湿重); 积蓄形式以PCB180, PCB153, P, P’-DDE和HCB和P, P’-DDE为主. 研究表明, 栖息地粪土层POPs含量变化与海鸟不同种群食性以及营巢占域的不同而相异; 对不同种类海鸟卵样的POPs数据进行统计分析, 结果显示不同鸟种POPs积累水平的差异取决于不同鸟种的生态习性, 如活动范围、迁徒距离、觅食习性以及巢址选择等, 最重要是海鸟生态食物链中的位置, 其食谱的宽窄, 同样表明海鸟体内POPs积累通过食物链逐渐加强的结果. 其次还对阿德雷岛地区AD1, AD2短柱粪土地层进行²¹⁰Pb测年, 并进行POPs积累率及分子地层学记录的初步研究.     

湖泊水质遥感的几个关键问题

我国目前约有面积大于1km2的湖泊有3000个,绝大部分属高叶绿素和高悬浮物浓度水体,属于典型的Ⅱ类水体,物质组成多样,水体的光学辐射传输复杂,且有大范围的光学浅水.我国的湖泊水质/水色遥感虽然取得了一定进展,但借鉴海洋水色遥感的相关理论和经验,还需要解决以下四个关键问题:1)兼顾海洋沿海水质遥感,发展专用的静止卫星湖泊水质遥感器;2)在当前多光谱遥感资料基础上研发高光谱湖泊水质因子提取的遥感定量化模型,提高反演精度;3)深化湖底底质对湖泊水质/水质遥感影响研究,发展湖底水质遥感反射率精确计算模型;4)发展适用于湖泊水体区域性Ⅱ类水体大气校正方法,并集成反演、遥感产品制作、分发等技术,构建湖泊水体水质/水色业务化运行体系.     

湖泊生态系统的水鸟监测意义

水鸟的多样性及其变化趋势是保护水鸟必需的信息,也是其柄息湿地环境质量的指示因子之一.本文综述了水鸟与湖泊生态系统关系的研究成果,认为水鸟的物种多样性与丰富度可以快速反映湖泊的水生植物、鱼类的生物量和湖泊水位、营养状况的变化,集群繁殖的食鱼水鸟可用于湖泊生态系统中持久性有毒化学污染物的生态监测;同时阐述了水鸟通过取食水生...     

1975-2013年西藏佩枯错湖面变化及分析

根据1975年地形图、1970s末至2013年19期Landsat（MSS、TM、ETM⁺）陆地资源卫星和20032009年ICESat卫星数据,以及近40年气象资料,对西藏佩枯错湖泊面积变化进行分析.结果表明,湖泊面积、湖泊高度变化波动较大,均呈减少和退缩趋势.19752013年间湖泊面积减少10.68 km²,减幅为3.79%.从空间动态变化来看,变化较明显的区域位于该湖的南岸和东北岸,南岸、东北岸湖岸线分别向北、向西南萎缩.20032009年湖面高度和湖泊面积均呈现出下降趋势,分别下降了0.17 m和4.4 km².19992013年之间对该流域湖泊有影响的冰川变化分析显示,冰川呈现出退缩、面积减少趋势.数据显示冰川面积总共减少了17.17 km²,减少率为7.91%.自1971年以来,流域气温总体呈上升趋势,2000年以后升温显著.佩枯错43 a来降水量年际变化波动较大,年降水量呈减少趋势,总的来说降水量每10 a减少6.99 mm.虽然佩枯错属于降水和冰雪融水补给湖泊,但该流域湖面增减与周围冰川变化的关系并不明显,与温度变化呈负相关,而与流域内降水量呈正相关.综合分析表明,佩枯错流域湖泊变化与冰川退缩关系不密切,降水量是湖泊变化的主要原因.     

中昆仑山区封闭湖泊湖面波动及其气候意义

封闭湖泊湖面波动是气候变化很敏感的指示器,其水量平衡特征对此可给予理论证明,进而可将这种灵敏度表示为Z=A_l/A_b=(P_b-E_b)/(E_l—P_l)。中昆仑山区的封闭湖泊自17000a B.P.以来曾经历了三次高湖面,即17000a B.P.前后、12000a B.P.前后及8000—6000a B.P.。其中第一期的高湖面与高山区冰体消融、西风带位置的变动及土壤湿度、太阳辐射值的变化有关,第二次的高湖面是湖泊总体收缩下降过程中出现的相对稳定或短暂回升,第三期的高湖面是全球性温湿气候的产物。理论探讨与实例分析均说明,封闭湖泊湖面波动不仅对无人类观测记录的地质历史时期的气候变化有着重要的指示性,而且可以弥补人类观测资料的不足,是研究气候变化的理想场所。     

Late‐summer thermal regime of a small proglacial lake

This study was motivated by an interest in understanding the potential effects of climate change and glacier retreat on late summer water temperatures in alpine areas. Fieldwork was carried out between July and September 2007 at Place Lake, located below Place Glacier in the southern Coast Mountains of British Columbia. Place Lake has an area of 72 000 m², a single inlet and outlet channel, and an approximate residence time of 4 days. Warming between the inlet and outlet of the lake ranged up to 3 °C and averaged 1.8 °C, which exceeds the amount of warming that occurred over the 1 km reach of Place Creek between the lake outlet and tree line. Over a 23‐day period, net radiation totalled about 210 MJ·m^–2, with sensible heat flux adding another 56 MJ m^‐2. The latent heat flux consumed about 8% of the surface heat input. The dominant heat sink was the net horizontal advection associated with lake inflow and outflow. Early in the study period, temperatures between the surface and 6‐m depth were dominantly at or above 4 °C and were generally neutral to thermally stable, whereas temperatures decreased with depth below 6 m and exhibited irregular sub‐diurnal variations. The maximum outflow temperature of almost 7 °C occurred in this period. We hypothesize that turbidity currents associated with cold, sediment‐laden glacier discharge formed an underflow and influenced temperatures in the deeper portion of the lake but did not mix with the upper layers. Later in the study period, the lake was dominantly well mixed with some near‐surface stability associated with nocturnal cooling. Further research is required to examine the combined effects of sediment concentrations and thermal processes on mixing in small proglacial lakes to make projections of the consequences of glacier retreat on alpine lake and stream temperatures. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

青藏高原湖泊涨缩的新构造运动意义

青藏高原位于我国的西南部,平均海拔4000—5000m。第四纪以来强烈的新构造运动,引起地壳大幅度的隆起,迫使湖泊出现了大规模的退缩及迁移。新的湖泊不断产生或扩大,古老的湖泊又不断消亡或缩小,形成了湖泊变化与构造活动周期的对应性。本文在分析了青藏高原的地貌、第四纪地质,特别是活断层及地震活动性研究的基础上,对于高原≥4km~2的367个湖泊进行了卫片解译,并取得了较好的效果。     

西藏结则茶卡湖岸浅井记录及湖泊演化

藏西北结则茶卡湖面到高位湖岸线间湖泊记录发育,沿岸湖积物中3个U系年龄分别为14.2±1.2kaBP、38.0±3.5 kaBP和41.6±3.2 kaBP,6个浅井沉积物中CaO、MgO、NaCl、LiCl、B2O3的含量与沉积物形成时代和环境有一定的关联性.在中更新末期,该湖可能处于高湖位期,随着晚更新世初期以来气候变干,湖面开始下降,湖泊逐渐萎缩,湖水盐度逐渐增加,Ca和Mg含量变高,但在30kaBP左右,气候有过短暂湿润期,湖水出现返淡趋势,之后湖水进一步浓缩,湖水中Na、B、Li含量显著增高,盐湖大约在15kaBP左右形成.     

洪泽湖和淮河入洪泽湖河口的形成与演化

根据历史文献资料和前人研究成果,对洪泽湖和淮河入洪泽湖河口及三角洲的形成与演化进行了探讨。结果表明,洪泽湖是明,清两代治黄,保运工程的产物和组成部分,现代洪泽湖主要形成于１７世纪的靳治水时期,其形成后百余年中湖水位变化总趋势是不断上升,同时具有大幅度的年内年龄变化。     

新疆艾比湖干缩的生态响应

新疆艾比湖是典型的干旱区湖泊,具有特殊的湿地-干旱生态系统。晚更新世晚期开始,由于气候逐渐变干,艾比湖不断萎缩。20世纪50～80年代末,由于湖区人口的激增及其对水土资源的不合理开发利用加速了湖泊干缩的进程。本文对艾比湖干缩引起的生态响应进行了初步的分析,分析指出,艾比湖湖滨荒漠自然植被呈退化衰败趋势,生物多样性面临严重威胁;干涸湖底盐漠化,湖滨沙丘活化,沙漠扩展,浮尘天气成百倍增长;绿洲与荒漠之间缓冲空间日益缩小,盐碱化趋势增大。艾比湖的干缩是自然因素和人为因素共同作用的结果,但人为因素是第一位的,其中以河流上游大量截流引水和大规模开荒为主要原因。     

人类活动对江汉湖群沼泽化的影响

从破坏植被加速湖泊淤积速度、围湖造田使湖泊日渐萎缩、江湖隔绝促进水生高等植物生长、垸湖沼同体而互相转化等方面论述了人类活动加速了江汉湖群湖泊沼泽化的进程,并提出缓解湖泊沼泽化的措施;人类活动既具有加速湖泊沼泽化进程的作用亦具有延缓甚至逆转沼泽化进程的双向作用。     

浅水湖泊底栖-敞水生境耦合对富营养化的响应与稳态转换机理:对湖泊修复的启示

浅水湖泊中的初级生产者主要由分布在底栖生境中的底栖植物和生活在敞水生境中的浮游植物组成.底栖植物主要包括维管束沉水植物和底栖藻类等,浮游植物则主要为浮游藻类.贫营养浅水湖泊湖水营养盐浓度低,透明度高,底栖植物因能直接从沉积物中获取营养盐,往往是浅水湖泊的优势初级生产者.随着外源营养盐负荷的增加,湖水中的营养盐浓度不断升高,浮游植物受到的营养盐限制作用减小,加上其在光照方面的竞争优势,逐步发展成为湖泊的优势初级生产者,湖泊逐步从底栖植物为优势的清水态转变为浮游植物为主的浑水态,即稳态转换.在稳态转换过程中,浅水湖泊生态系统结构与功能发生了一系列变化,本文综述了浅水湖泊沉积物性质和生物(浮游植物、底栖植物、底栖动物和鱼类等)群落结构的变化,分析了这些变化对底栖植物、浮游植物之间竞争优势和底栖敞水生境间磷交换的影响,探讨了富营养化驱动的底栖敞水生境耦合过程变化和稳态转换机理.了解浅水湖泊底栖敞水生境耦合过程与稳态转换机理对富营养化浅水湖泊修复有重要意义.富营养化浅水湖泊修复实际就是重建其清水态,在制定修复目标时应该关注评价清水态的指标,如透明度、浮游植物生物量、底栖植物的覆盖度或优势度等.在开展湖泊修复技术研发与工程应用时,应该重点关注对底栖敞水生境耦合有重要影响的关键技术,如沉积物磷释放和底栖生物食性鱼类控制以及底栖植物(尤其是沉水植物)恢复等有关技术.     

黑藻（Hydrilla verticillata）生长和锚定的沉积物条件需求初步研究

恢复沉水植被是湖泊生态修复工程中的关键环节,明确沉水植物生长和锚定的环境条件是恢复沉水植被的重要前提。本研究以湖泊生态修复常用的沉水植物黑藻（Hydrilla verticillata）为例,结合文献分析、控制实验和野外调查3种方法研究了其生长和锚定的沉积物条件需求。结果表明,黑藻在沉积物有机质含量为0.16%～38.36%、密度为1.08～2.06g/cm3、含水率为19.80%～78.14%的范围内能正常生长,在沉积物有机质含量为0.64%～21.84%、密度为1.09～2.06 g/cm3、含水率为25.32%～72.06%的范围内适宜生长;在沉积物有机质含量为0.29%～18.30%、密度为1.16～2.06 g/cm3、含水率为19.80%～72.17%的范围内,黑藻植株能够稳定定植。本研究结果可为恢复黑藻提供初步的边界条件数据,也可为其它生态修复常用沉水植物的类似研究提供方法上的借鉴。