基于EOD模式的田园综合体碳平衡初步研究

中国正在不断推进农村绿色经济转型与乡村振兴战略，田园综合体等各种以生态环境为导向的农业开发模式是乡村振兴建设的新途径，驱动农业固碳减排的同时，也带动着传统农业不断向现代农业发展的转变。以EOD（Ecology-Oriented-Development，生态环境导向的开发）模式的上海市金山区枫泾镇郊野村庄田园综合体为研究对象，在现场调研与数据统计的基础上，分析了园区内的碳输入和碳输出以及碳在园内各区域间的流动和储积；同时，根据碳源和碳汇清单和估算结果，分析了田园综合体各区的碳平衡特点。结果显示，上海市金山区郊野村庄田园综合体2021年碳平衡表现为净碳汇区，净碳汇量为152.09 tC，其中排放量为588.79 tC，碳固定量为740.88 tC。田园综合体内，作物种植区通过低碳有机种植模式成为净碳汇量最大的区域，净碳汇量185.76 tC；水产养殖区通过高效的水草多级循环利用模式净碳汇量达62.20 tC；高空间利用率的立体农业区因农肥的碳排放量大表现为碳源区，净碳汇量为-10.81 tC；生产生活区是最大的碳源区，净碳汇量达-85.05 tC，人类文旅活动是其中最大的碳排放源。分析结合该田园综合体的碳流动，提出了发展高物质循环利用率、高空间利用率、低碳有机种植模式和农业科学管理四个农业降碳增汇的方向。     

洋山港海域表层海水中重金属及石油烃污染周年监测与评价

为阐明洋山港建设运营期间对其所在海域产生的环境影响,在对2012年洋山港海域水体中溶解性重金属及石油烃进行周年监测的基础上,对洋山港海域重金属污染现状及特征进行了分析和评价。结果表明,洋山港海域主要重金属污染物为Hg,其余污染物依次为Cu、Pb和Zn;通过聚类分析将全年污染时段分为上半年(2012年1至5月)和下半年(2012年6至12月)两个阶段,时间分布及灰色聚类评价显示较严重的污染情况主要集中出现在上半年,空间分布显示小洋山码头沿岸及大洋山岛东南一带出现污染物高值区。鉴于洋山港正处于运营与建设同时进行的特殊阶段,需及时监测控制港区的污染物含量,本文提出采用GM(1,1)改进模型中发展系数的概念,深入研究污染物的变化趋势及规律。结果表明,监测海域各重金属污染物中Hg、Cr和Cd较难消除,应重视加强其防治措施。     

南黄海苏北浅滩浒苔体内的农药污染与食用风险评价

为探讨南黄海苏北浅滩浒苔在农药方面的食用风险,本文以位于南黄海苏北浅滩的如东、大丰和吕四等地所采集的浒苔为研究对象,采用气相色谱质谱法(GC-MS,Agilent 7890A/5975C)分析8种有机氯(OCPs)、4种菊酯(PEs)和9种有机磷农药(OPPs)的残留浓度及食用风险评价。结果表明:浒苔体内OCPs、PEs和OPPs的浓度范围分别为15.86~56.93 ng·g~(-1)、42.03~133.49ng·g~(-1)和9.42~13.36 ng·g~(-1);浒苔对PEs的富集能力最强,其次是OCPs,富集能力最弱的是OPPs;浒苔体内的8种OCPs、4种PEs和9种OPPs农药的食用风险评估中单一风险(ave THQ)值和总风险指数(HI)值均远小于1;从长期和短期摄入量可得出,浒苔体内农药的风险商值均小于1。研究表明,南黄海苏北浅滩的浒苔由三类农药造成的风险在可控范围内,本文研究结果为日后南黄海苏北浅滩浒苔的大规模食用提供了科学依据。     

滴水湖湖水主要离子组成及时空变化特征

2009年1月至12月每两周对滴水湖主要离子进行调查分析,结果显示:滴水湖湖水全年离子总量平均值为1.82 g/L,属于微咸水,主要阴阳离子分别为Cl-与Na+,水质类型为ClNⅢa。2009年湖水年内离子总量逐渐降低,离子组成亦发生了显著的变化,其中Cl-、Mg2+的比例不断降低、HCO3-、SO42-、Ca2+的比例则逐渐升高。不同湖区离子总量存在显著差异,水上运动俱乐部断面最高、南岛断面最低,但各湖区之间离子组成则无显著差异。分析各采样点的离子总量与组成的相关性可知,离子总量越高,Cl-所占比例越高,HCO3-所占比例越少,滴水湖的水质类型与长江下游其他湖泊及天然微咸水湖具有显著差异。试验获得了滴水湖离子的总量、组成及时空变化等重要的基础数据,为滴水湖今后的水化学与水生态研究奠定了良好的基础。     

酚类化合物对发光细菌的急性毒性和对ETS的抑制研究

研究了5种酚类化合物对发光细菌毒性和活性污泥脱氢酶活性的抑制作用。结果表明,酚类化合物对502海水发光细菌的毒性大小顺序为2,4-二氯苯酚>对硝基苯酚>邻甲基苯酚>苯酚>对氨基苯酚,对应的EC50值分别为4.95、23.90、42.43、83.65和178.75 mg/L。而对活性污泥脱氢酶活性抑制的大小顺序同发光细菌毒性测定结果不太一致,毒性大小顺序为2,4-二氯苯酚>邻甲基苯酚>对氨基苯酚>苯酚>对硝基苯酚,相应的EC50值分别为37、398、575、794和1 333 mg/L。两种毒性测定方法的EC50结果差异比较大,可能和测定方法的特点有关。但仅仅根据单一的、高灵敏度的发光细菌毒性测定结果来调整废水处理工艺中的各项参数而实现对水质的调控,可能会造成处理成本的大幅度地增加,因此根据两种或多种毒性测定方法(其中包括以活性污泥为对象)的测定结果判定有机污染物的毒性更科学。     

酚类化合物对发光细菌的急性毒性和对ETS的抑制研究

研究了5种酚类化合物对发光细菌毒性和活性污泥脱氢酶活性的抑制作用。结果表明,酚类化合物对502海水发光细菌的毒性大小顺序为2,4-二氯苯酚>对硝基苯酚>邻甲基苯酚>苯酚>对氨基苯酚,对应的EC50值分别为4.95、23.90、42.43、83.65和178.75 mg/L。而对活性污泥脱氢酶活性抑制的大小顺序同发光细菌毒性测定结果不太一致,毒性大小顺序为2,4-二氯苯酚>邻甲基苯酚>对氨基苯酚>苯酚>对硝基苯酚,相应的EC50值分别为37、398、575、794和1 333 mg/L。两种毒性测定方法的EC50结果差异比较大,可能和测定方法的特点有关。但仅仅根据单一的、高灵敏度的发光细菌毒性测定结果来调整废水处理工艺中的各项参数而实现对水质的调控,可能会造成处理成本的大幅度地增加,因此根据两种或多种毒性测定方法(其中包括以活性污泥为对象)的测定结果判定有机污染物的毒性更科学。     

东部近海海产品中有机氯和菊酯类农药的分布特征与健康风险评估

为全面了解我国东部近海海产品中有机氯农药(OCPs)和菊酯类农药(PYRs)的残留特征及健康风险,本研究以我国东部近海附近海域的典型海产品为研究对象,使用气相色谱-三重四极杆串联质谱仪(GC-MS/MS)对其体内两类农药的含量进行测定和相关分析。结果显示：东部近海海产品中,∑OCPs残留范围为2.2～1 864.7 ng·g^-1(均值为72.5 ng·g^-1,以干质量计),∑PYRs浓度范围为5.2～761.7 ng·g^-1(均值为57.9 ng·g^-1)。与软体动物类和甲壳类相比,∑OCPs更容易蓄积在脂肪含量更高的鱼类中,而∑PYRs在3类生物中的残留量差异不显著;空间分布上,两类农药在海洋生物体内残留量的空间差异性均不显著(除烟台海域外);来源分析表明,OCPs污染主要源于历史残留,而PYRs可能与近海范围内陆域的城市卫生防护活动密切相关。研究表明,不同海产品中两类农药的总风险指数远小于1,健康风险处于安全水平。     

生态修复对陆域养殖水体污染控制中微生物群落的影响

为给陆域养殖系统的生物修复提供理论基础,采用变性梯度凝胶电泳技术对太湖周边养殖池塘2009—2010年收获季节的养殖水体微生物进行了比较。结果表明:采用原位生态修复和异位湿地处理集成的生态修复技术处理后,异样细菌的数量明显下降,养蟹池塘从原来的微生物中污染状态转为轻污染状态,系统中微生物的多样性也有明显上升。因此,整个生态修复措施对于维持养殖区的生态化运行具有良好的意义。此外,2010年的系统微生物状况普遍比2009年好,这与生态化养殖的改进有一定关系。每个不同的养殖区域有各自的微生物系统,而且每年的微生物种类和数量都变化很大,因此,改善养殖环境的水质条件,形成良好的养殖生态系统,从而加强对土著微生物的培养对水质的净化将具有重要意义。     

直湖港陆域水产养殖区污染特征及输出通量研究

针对太湖主要入湖河流直湖港陆域水产养殖污染问题,于2010年4~11月对其水产养殖较为集中区域进行排污量和水质同步监测与分析,并对其污染特征及输出通量进行研究。结果表明:传统养殖模式下,主要污染物为总磷(TN)和CODMn,两者占总输出通量的88.1%;鳖塘、鱼塘与鱼苗塘TN含量随时间变化波动较大,蟹塘TN含量始终维持在较高水平,夏季TN含量明显增高,有机污染严重,各养殖塘变化趋势相似,其余指标常年处于平稳;鱼苗塘和鱼塘向水环境中TN的年排放量分别为135.9kg/hm2和97.5 kg/hm2,总磷、有机污染物及其他污染物均为各类养殖对象中最高;传统养殖模式下,养蟹死亡率较高,生产单位水产品所带来的污染较为严重;利用单位面积土地养殖鱼类和鱼苗的总污染物输出通量高,分别达377.85 kg/hm2和485.7 kg/hm2,是鳖塘的5~6倍,对环境压力较大;养殖塘投饵量与TN和亚硝态氮的输出通量相关性较大、为0.97和0.94,与高锰酸盐指数的相关性较低、为0.79。     

磁性活性炭原位修复养殖底泥中多溴联苯醚（PBDEs）的研究

为控制养殖底泥中有机污染物的迁移性并降低其生物可利用性,从而保障水产品的质量安全,分别以普通活性炭(PAC)和磁性活性炭(MPAC)为修复材料,将其应用到受多溴联苯醚(PBDEs)污染的养殖池塘底泥中,以菲律宾蛤仔(R.philippinarum)为受试生物,通过底泥生物有效性实验和生物累积实验分别探究活性炭对底泥中PBDEs的原位修复效果。结果表明:磁化前后,MPAC的比表面积和孔容积均略低于PAC,平均孔径显著增加,两者均能较容易地对PBDEs进行吸附,与PAC相比,MPAC虽对PBDEs的吸附速率较慢,但吸附量却小幅度增加;目标养殖池塘水产品的食用风险较低,但底泥中四溴、五溴联苯醚存在较高的潜在生态风险,且水产品对底泥中目标化合物已表现出明显的生物富集性;修复效果表明PAC和MPAC均可对PBDEs污染养殖环境进行修复,尤其是对底泥中可能产生生态风险的四溴、五溴联苯醚修复效果较好,且最优投加比例分别为3%和1.5%,但在实际现场修复过程中考虑到MPAC具有较低的投加量及磁性可回收循环利用的特点,因此可能更适合作为PBDEs污染养殖池塘底泥的修复材料。研究证实,MPAC在修复底泥中PBDEs方面有积极作用,不仅可控制底泥中PBDEs的迁移性,还可显著降低其生物有效性,对水产品养殖环境的改善及质量的提升具有积极作用。