应用鱼类生物完整性指数评价荔浦河河流健康

生物完整性指数是河流生态系统健康评价主要方法之一。为评价荔浦河河流健康状况,选择鱼类作为指示生物,构建了基于鱼类生物完整性指标体系。2017年1月、4月、7月和10月对荔浦河4次采样共采集到鱼类21 192尾,经鉴定共计94种,隶属于6目17科62属。以S1(修仁镇)、S10(马岭镇)、S11(双江镇)作为参考点,经过分布范围分析、箱体图判别能力分析及相关性分析等指标筛选过程从25个候选指标筛选出5个指标,即鱼类总物种数、Shannon-Wiener多样性指数、肉食性鱼类数量百分比、敏感性鱼类数量百分比、产漂浮型卵鱼类数量百分比。将荔浦河河流健康等级分为"健康"、"一般"、"较差"、"极差"和"无鱼"5个等级。结果表明,荔浦河青山镇、荔浦县及蒲芦乡河段健康状态为"一般"水平,东昌镇、龙怀乡、杜莫镇及新坪镇河段健康状态为"较差"水平,茶城乡河段健康状态为"极差"水平。筑坝工程、架桥工程和修路工程等人类活动导致荔浦河支流上的健康状况比干流更差。上述研究结果可为荔浦河的河流管理和保护提供理论依据和技术支持。     

基于小波神经网络的芦苇潜流人工湿地水质预测

人工湿地系统对污水的处理效果好,工艺简单,投资运行费用低,但影响其出水水质的因素很多,并且往往是非线性的,因此目前很难将这些影响因素模型化并用于水质预测. 已有的预测方法不是过于复杂就是预测精度不高. 神经网络是一种具有较强预测能力的新方法,适用于各种非线性模型的预测. 在小试研究的基础上,使用3种不同的、经过训练的小波神经网络,对芦苇潜流人工湿地沿程各采样口的水温,ρ(DO),pH,Eh和ρ(COD_Cr)等水质指标进行了预测. 结果显示,各指标的平均相对误差分别为:水温≤4.21%,pH≤1.36%,ρ(DO)≤9.77%,Eh≤6.50%,ρ(COD_Cr)≤17.76%,表明小波神经网络模型适用于人工湿地模型的预测.      

基于可拓理论的油气站场完整性管理质量评价方法研究

针对油气站场开展的完整性管理质量参差不齐的情况,将组合赋权和可拓理论应用于站场完整性管理质量评价。首先,通过鱼刺图法挖掘影响站场完整性管理质量的主要因素;其次,针对主观和客观赋权的优缺点,采用ANP和熵权法对各因素组合赋权;最后,建立多级可拓理论评价模型对站场完整性管理质量予以评价。实例分析结果简洁明了地反映出站场完整性管理质量等级,表明多级可拓理论应用于站场完整性管理质量等级评价是有效的。     

围湖造田不同土地利用方式土壤有机碳和易氧化碳

围湖造田是我国20世纪50年代后期开始大量出现的与水争地的人类干扰活动。以太湖流域肖甸湖区为试验地,测定分析了该围湖造田区香樟（Cinnamomum camphora）林、水杉（Metasequoia glyptostroboides）林、毛竹（Phyllostachys heterocycla）林和农田4种不同典型土地利用方式35年后0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm土壤有机碳和易氧化碳含量的差异,以及土壤易氧化碳的季节动态。结果表明：表层（0～10 cm）土壤有机碳含量林地显著高于农田,阔叶林高于针叶林。土壤易氧化碳含量随季节与土层深度的变化而变化,香樟林与毛竹林春夏季节大于冬季,水杉林与农田季节波动较平缓。4种土地利用方式下土壤有机碳和易氧化碳均随土层增加含量递减。与围湖地区内的溪流底泥相比,林地与农田表层土壤有机碳含量均有明显增加;与旱地发育的植被土壤相比,围湖后的土壤有机碳含量较低,易氧化碳含量较高,土壤有机碳稳定性较差。围湖造田作为人类对自然生态系统的一种干扰方式,显著改变了原有生态系统的碳循环特征,因此在研究全球碳循环中,围湖造田对生态系统碳循环的影响应该给予充分考虑。     

垃圾渗滤液中难降解有机物与氮同步脱除试验研究

通过UASB模拟系统研究了不同环境因子对垃圾渗滤液中难降解有机物及氮同步去除效果的影响,分析了UASB模拟系统利用垃圾渗滤液中腐殖质类物质为碳源,对渗滤液中难降解有机物及氮的去除效果。结果表明,pH为7.9~8.4,ORP在-200~-100和-300~-200 mV范围内COD去除率分别为92.05%和95.08%,总氮去除率分别为62.03%和66.73%。三维荧光光谱分析表明,渗滤液中腐殖质类物质荧光强度呈降低趋势,表明垃圾渗滤液中的反硝化菌可利用部分垃圾渗滤液中难降解有机物进行反硝化。COD与总氮去除的最佳ORP范围为-300~-100 mV,实现了垃圾渗滤液中有机物与氮的同步脱除。     

UASB反应器对晚期渗滤液的碳氮协同削减效应

为了强化UASB反应器对厌氧+好氧反应器末端出水的生物处理过程,采用厌氧+好氧反应器+UASB反应器工艺,通过生物处理方法实现了难降解有机物与氮的协同削减.结果表明:①通过控制UASB反应器中ρ（NO_x--N）,优化微环境中最佳ORP范围,当ORP为（-300±10）mV时,ρ（COD_Cr）（此时主要以胡敏酸和富里酸等难降解的腐殖性有机物为主）由313.00 mg/L降至106.00 mg/L,ρ（TN）由139.60 mg/L降至60.30 mg/L,去除率分别达66.13%、56.81%.②傅里叶红外光谱分析结果显示,出水中含羧基、羟基、醌基、酰胺、苯环取代基等相关官能团的有机物减少,含脂肪族官能团的有机物增多.③16S rRNA结果显示,厌氧+好氧反应器+UASB反应器中的优势菌属分别为VadinHA17、Clostridium（梭菌属）、Anaerolineaceae（厌氧绳菌属）、Denitratisoma,其丰度占比分别为3.29%、35.17%、8.60%、2.84%.VadinHA17通过降解UASB反应器中的多种复杂有机物,为反硝化过程提供碳源;Clostridium利用UASB反应器中丰富的硝酸盐激活Clostridium胞外氧化酶,强化Clostridium对难降解复杂有机物的降解能力,将自身的胞内电子通过细胞膜上的细胞色素传递到胞外电子受体上,使NO_x--N得到电子还原为氨,降低氮含量;Anaerolineaceae与Denitratisoma则分别作用于UASB反应器的厌氧消化过程及生物脱氮过程.研究显示,UASB反应器中由于VadinHA17、Clostridium、Anaerolineaceae与Denitratisoma的作用,COD_Cr和TN去除率分别为66.13%、56.81%,实现了晚期渗滤液中难降解有机物与TN的协同削减.      

基于RBI与多米诺效应的输气站场设备定量风险评价

针对目前输气站场设备风险评价方法仅以单个设备为评价对象,并未考虑设备间相互影响的特点,提出将多米诺效应分析引入输气站场设备风险评价当中,再结合RBI(基于风险检测方法)对输气站场设备进行定量风险评价。首先,计算所评价设备的失效概率与危险指数,得到设备固有风险;然后对设备的多米诺效应风险进行计算;最后,得到设备总风险。实例分析表明,考虑多米诺效应风险后,站场单个设备的风险要明显增大。     

北部湾海洋鱼类微塑料污染特征及其风险评估

微塑料(microplastics,MPs)在海洋鱼类组织中普遍存在,鱼体内的MPs及其相关污染物的积累可以反映其海洋环境中MPs的分布特征、污染物来源及其生态风险效应。为了解北部湾海洋鱼体内MPs的污染特征及其风险效应,对北部湾6个区域共144尾海洋鱼类进行MPs取样分析。通过10%氢氧化钾消解和真空抽滤方法提取鱼体内MPs,结合激光拉曼光谱和原位红外光谱仪分析MPs化学成分,利用风险指数(risk index,H)和污染负荷指数(pollution load index,PLI)方法评估研究区域MPs污染水平。结果表明,胃肠道(gastrointestinaltract,GIT)MPs的平均丰度大于鳃的平均丰度,有46%的鱼样提取出MPs,共检测出70个MPs,平均每条鱼摄入0.490个MPs,其中GIT检出率为36%,平均丰度为0.417 items·ind^-1;鳃检出率为13%,平均丰度为0.069items·ind^-1,检测到MPs以50-500μm的红色聚碳酸酯和聚丙烯纤维为主;丰度、尺寸和形状与栖息地、食性无相关性,而胃肠道MP...     

北部湾海洋鱼类微塑料的分离、鉴定及其特征分析

作者采集北部湾9个地区的23种鱼类,结合原位红外光谱技术和激光拉曼红外光谱技术,采用场发射扫描电镜-X射线能谱（FESEM-EDS）技术对鱼体内微塑料表面形貌特征和微量元素进行分析。结果表明：（1）15.3%的鱼类胃肠道和2.59%的鳃中发现微塑料,鱼类微塑料个数在0～1.11个/个体之间;（2）微塑料颜色主要为透明色,形状主要为纤维类和碎片类;（3）微塑料类型主要有聚丙烯、聚对苯聚碳酸酯和尼龙;（4）微塑料表面出现褶皱、凹槽、划痕等形态特征,并携带了微量的Fe、Al、Zr、Ti等金属元素和Ca、K、Mg等盐类化合物元素。以上结果确定了北部湾周边区域鱼类微塑料的丰度、类型及其表面特征,为北部湾区域微塑料的污染程度和分布特征提供了参考依据。     

OFL和SMX单一及复合胁迫对食蚊鱼仔鱼的毒性影响

抗生素在水环境中持续存在,其单一与复合胁迫对水生生物的毒性效应可能具有不同特征。该研究以典型抗生素氧氟沙星(OFL)和磺胺甲恶唑(SMX)为研究对象,基于病理损伤(H&E染色)、氧化损伤(抗氧化酶活性及相关基因表达变化),探究不同剂量OFL和SMX单一及复合暴露对食蚊鱼初孵仔鱼的毒性效应。结果表明:OFL、SMX (0.05、1、20μg/L)单一及复合暴露10 d后,仔鱼肝脏出现组织损伤,OFL单一暴露诱导的肝脏损伤大于SMX单一暴露组,二者联合暴露加剧了鱼体的肝脏损伤。联合作用增强了OFL和SMX对SOD、CAT酶活性及sod2、cat基因表达的影响,但减弱了其对GST酶活性及gst基因表达的影响。相比hsp70基因,仔鱼hsp90基因对OFL、SMX暴露的响应更灵敏。OFL、SMX单一及联合暴露诱导仔鱼生长异常,破坏了鱼体抗氧化系统的平衡,导致组织损伤。研究从组织和分子层面共同探究了抗生素单一及复合胁迫对鱼类的毒性效应,可为混合抗生素的生态风险评估和安全应用提供科学依据。