Direct evidence of phosphorus outbreak release from sediment to overlying water in a large shallow lake caused by strong wind wave disturbance

Concentration variations of suspended solids (SS), total phosphorus (TP), dissolved total phosphorus (DTP), dissolved reactive phosphorus (SRP), and algae available phosphorus (AAP) in overlying water were observed during the coldest week in a year in Lake Taihu, a large shallow lake in China. Water samples at different water depths were collected with wind speeds of 8, 12, 0 and 0 m/s on 23, 24, 26 and 30 January 2004, respectively. On 23 January 2004, SS concentration increased to 258 mg/L with a wind speed of 8 m/s lasting for 1 h. SS concentration kept increasing and reached to 507 mg/L when the strong wind lasted for 24 h and the peak value of wind-speed reached to 12 m/s on 24 January 2004. On 26 January 2004, SS concentrution decreased to 51 mg/L with the wind speed smaller than 2 m/s lasting for about half a day. Then after five continuous waveless days, SS concentration decreased to 21 mg/L on 30 January 2004. The observed results confirmed that sediments in Lake Taihu would be intensively suspended if the surface wind speed is greater than 8 m/s, and the magnitude of SS would increase with increasing wind-speed. Coupled with the intensive sediment suspending, concentrations of TP, DTP and SRP on 23 January were 0.210, 0.048 and 0.035 mg/L, respectively. And they were 0.299, 0.054 and 0.026 mg/L on 24 January, which were significantly higher than those on 26 and 30 January. SRP concentration on 23 January was twice as high as that observed on 30 January. It indicates that the strong wind may result in an outbreak release of phosphorus. Moreover, AAP contents in suspended solids were 132, 97 and 226 mg/kg on 23, 24 and 26 January, respectively. Therefore, it could be estimated that this strong wind process resulted in 987 t of TP, 80 t of SRP and 167 t of AAP releasing from sediments into overlying water. Since such strong wind process is frequent in the area of Lake Taihu, dynamical release driven by wind-induced wave disturbance may be the main mode for internal release of phosphorus. It must have important effects on the nutrient supply during Microcystis bloom in Lake Taihu.     

衣藻增殖、悬浮与沉降过程对水-泥 界面磷素动态的影响

为阐明水华过程藻群动态对水-泥界面磷素变化的影响,采集太湖梅梁湾水样和泥样,以莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)为对象,通过室内模拟实验(76 d),研究藻体增殖、悬浮与沉降过程水-泥界面不同形态磷素含量及碱性磷酸酶活性(APA)的变化。结果表明:衣藻快速增殖与悬浮导致水体pH与DO含量明显升高,总磷和无机磷浓度迅速降低,但底泥有机磷含量平均高出无藻处理1.5倍。此外,衣藻沉降期底泥水溶性磷含量明显降低,这是由于部分沉降在底泥表面的藻体继续存活并吸收利用了水溶性磷。上覆水APA在藻体大量沉降后平均高于增殖和悬浮期1～3倍。相比较而言,底泥APA在藻体快速增殖与悬浮期达到最高,此后,APA降低,但仍高于无藻处理2倍以上。因此,衣藻水华过程加速了水-泥界面磷素的释放,部分沉降至底泥表面的存活藻体吸收利用磷素进而增殖和再悬浮,这可能是富营养化水体水华反复和多次暴发的重要原因之一。     

茶树菇粗多糖体内抗氧化活性研究

为了探讨茶树菇子实体粗多糖体内抗氧化活性,分别用酸、碱、水三种不同方法提取的茶树菇粗多糖对小鼠灌胃给药(2000 mg/kg).测定小鼠血清中SOD活力及肝组织中MDA的含量,结果表明:三种方法提取的多糖均能显著提高小鼠血清中SOD的活力,并使肝组织中的MDA含量显著降低(p<0.05).     

集雨农业降水资源评估方法的研究

利用降水和地形资料,建立了定西县及其邻近的２５个观测站点的栅格数字高程模型（ＤＥＭ）、各测站近３４年的实测降水量及其相关信息空间数据库。采用统计模型、空间插值和综合方法,模拟了研究区３４年的年平均降水量、降水变率、降水保证率、丰水年和欠水年的年均降水量,以及雨季（７￣９月）和春小麦生长时期（３月中旬￣７月中旬）的降雨量空间分布,用５个观测站点的降水资料对各种模拟方法进行了精度评估。并且,在不同的空     

南四湖表层沉积物中N的形态及其分布特征

采用分级浸取分离法分别对南四湖的7个表层沉积物样品中的离子交换态氮(IEF-N)、弱酸可浸取态氮(WAEF-N)、强碱可浸取态氮(SAEF-N)及强氧化剂可浸取态氮(SOEF-N)进行提取,并将沉积物的N划分为可转化态氮(TTN)和非转化态氮(NTN),对南四湖表层沉积物中各形态N含量及其分布特征和相关环境因素进行了分析。分析结果表明,南四湖上下级湖区表层沉积物中除SAEF-N外,TN及各形态N含量差异显著且上级湖明显高于下级湖区;下级湖表层沉积物中TTN占TN含量的比列明显高于上级湖;南四湖沉积物中N元素成分主要结合在沉积物中的细粒黏土成分中;南四湖上覆水中TN和NH4+-N与表层沉积物中TN和各形态N没有表现出显著的正相关关系,这说明南四湖湖水中的N元素主要来源于入湖河流;沉积物中的氮磷比在1.5～4.5,低于Redfield指数,上覆水中的氮磷比为13.7～24.1,高于Redfield指数,进一步说明南四湖目前水体中的N、P元素主要来自于入湖河流;沉积物中的TN含量在近10 a间下降很大且P仍然是南四湖湖最主要的限制性营养元素。     

应用“3414”试验建立豫北地区冬小麦磷钾肥指标体系

利用河南省测土配方施肥2005—2008年豫北地区95个冬小麦"3414"试验,分别以相对产量<80%,80%～85%,85%～90%和>90%为标准,将豫北地区土壤速效磷、速效钾划分为"极低"、"低"、"中"和"高"4个等级;并用三元二次和一元二次模型分别对不同土壤养分分级范围内施肥量和产量的关系进行模拟,计算最佳施肥量.结果表明,当豫北地区土壤有效磷(Olsen-P)处于"极低"(<8 mg/kg)、"低"(8～17 mg/kg)、"中"(17～36 mg/kg)和"高"(>36 mg/kg)时,推荐磷肥(P2O5)用量分别为125～145,95～125,55～95和0～55 kg/hm2;速效钾(NH4OAc-K)含量处于"极低"(<50 mg/kg)、"低"(50~78 mg/kg)、"中"(78~122 mg/kg)和"高"(>122 mg/kg)时,推荐钾肥(K2O)用量分别为120～140,85～120,60～85和0～60 kg/hm2.     

岸线形态与近岸底泥元素分布特征的相关性分析

【目的】岸线形态影响近岸水体的水动力状况、沉积过程、微生境及植被特征,对近岸沉积物的物理与化学特征有直接影响,研究其与近岸底泥元素空间分布的相互关系,用以指导滨岸带的生态修复。【方法】以太湖北部贡湖湾退圩还湖修复项目区为研究对象,分别在项目区选取凹形、凸形和平直形3种岸线形态,按浅滩区、浅水区和深水区3个水深梯度采集样品,分析了不同微生境条件下底泥的粒级结构特征和总磷(TP)、总氮(TN)、有机碳(OC)的含量。【结果】①凹形、凸形岸线形态段不同水深梯度带间底泥粒级结构的差异均较大,而平直岸线段底泥粒级结构在水深梯度上的变化幅度相对较小,且不同岸线形态段间随水深的变化趋势不同,近岸底泥平均粒径在凸形岸线段随水深增加而增加,在凹形岸线段随水深增加而下降; ②滨岸带近岸表层底泥中TN、TP、OC含量在凹形、凸形岸线形态段随水深的变化总体上大于平直岸线段,凹形和凸形岸线段近岸深水区TN、有机碳含量最高,TP在凸岸线段浅水区最低; ③冗余分析发现,岸线形态与植被状况(植被类型、水深、植被盖度)是影响近岸底泥中TN、TP和有机碳含量的主要影响因子,而底泥的粒级结构特征与底泥中TN、TP和OC含量的相关性相对较小。【结论】与平直岸线相比,相对曲折的岸线形态更有利于增加不同水深梯度带底泥的异质性,对底泥元素的空间分布格局有显著影响。在湖滨带生态修复时,通过构建相对曲折的岸线形态,可有效促进不同水深底泥TN、TP、有机碳的再分配。     

摇蚊幼虫生物扰动对富营养化湖泊内源磷释放的影响

利用高分辨率的薄膜扩散梯度技术(Diffusive Gradients in Thin Films,DGT)和微电极技术,从微界面的角度研究了摇蚊扰动对沉积物中溶解氧(DO)、活性磷(Labile P)、活性铁(Labile Fe)及Labile P扩散通量的影响。研究发现摇蚊幼虫扰动增加了沉积物中溶解氧的渗透深度,降低了Labile P和Labile Fe的浓度,同时抑制了Labile P向上覆水中的释放。由于Labile P与Labile Fe显著相关(对照组R=0.672,P0.001;摇蚊组R=0.810,P0.001),可知Labile P的变化受DO和Labile Fe控制,即Labile Fe被氧化生成三价Fe(OOH),同时吸附Labile P,使得Labile P和Labile Fe同时降低。     

4－AAP纯度对水中挥发酚类测定结果的影响

用4-氨基安替比林(4-AAP)分光光度法测定水中挥发酚类含量时，4-AAP药品纯度时试验结果的影响很大。该药品的纯度越高，检测结果的精密度和准确度越高。     

长江口潮滩沉积物中磷的分布和形态特征

研究了长江口潮滩表层沉积物中磷的含量、分布及其形态特征．结果表明,沉积物中总磷（TP）的含量在539．6-3379．5mg／kg之间,石洞口（SDK）排污口处含量最高;磷的沿程空间变化明显,某些岸段夏季和冬季季节性变化较大,这主要受人类活动（排污）、沉积环境和水动力条件控制．除SDK样点有机磷含量偏高（43．6％）外,沉积物中有机磷（OP）含量较低;磷主要以无机磷（IP）形态存在,其中钙结合态磷（Ca—P）在IP中占主要地位,占54．4％～94．3％．沉积物中生物可利用磷（BAP）主要受人类活动控制,可以作为长江口潮滩环境潜在生态风险评价指标之一．     

Environmental and biogeo-chemical process of accumula-tion of iron-phosphorus in marine sediments

This paper discusses the environmental andbiogeochemical process of accumulation of iron-phosphorusin marine sediments for the north aktian of the South ChinaSea and analyzes the relationships between the contents ofiron, phosphorus and calcium carbonate as well as their ex-istent characteristics. The results show that the variances ofphosphorus and calcium carbonate contents with depths areopposite and those of iron and calcium carbonate contentsare almost accordant. It is not only related to the biogeo-chemical process of accumulation of biogenous calcium car-bonate in sediments, which resulted from the fact that themarine primary productivity was stimulated by part of ter-rigenous phosphorus dissolved into seawater due to declineof superficial water temperature and increase of carbon di-oxide content in the glacial period, but also related to ironimpelled oxidation and accelerated deposit by the dissolvedoxygen from the atmosphere and the photosynthesis of hy-drophytes in seawater. The variance of soluble iron-phos-phorus species (Fe-P) in sediment columns can sensitivelyreflect the changes of climate and environment, which sug-gests that the accumulative characteristics and existent statesof iron-phosphorus species (Fe-P) in marine sediments havethe significance as an indicator of the changes of paleocli-mate and paleoenvironment.     

水稻幼叶及幼穗cDNA文库的构建及初步分析

为了克隆水稻第6染色体上S5位点的基因及包括广亲和基因在内的重要功能基因,以水稻Oryza sativa L.广亲和品种Cpslo17为材料,以λTriplex2TM为载体利用SMART技术构建了幼叶和幼穗2种器官的cDNA噬菌体文库.幼叶和幼穗原始文库的克隆数目为别为1.5×105 pfu和2.45×105 pfu,插入片段的大小均在500～3 000 bp之间,文库的阳性克隆子的为别比例为97.0%和98.7%.此文库的建立为克隆广亲和基因和其它重要全长功能基因奠定了基础.     

钦州湾近岸网箱养殖期磷的分布特征研究

为了解钦州湾近岸养殖卵形鲳鲹(Trachinotus ovatus)网箱在不同的养殖期内水体和沉积物中磷(Phosphorus)的分布特征,于2022年5月(养殖投苗期)、7月(养殖高峰期)和10月(养殖收成期)调查该区域并分析水体和表层沉积物中磷的分布规律。结果表明：水体中磷含量在养殖期间呈逐渐升高、表层高于底层的变化趋势,溶解无机磷(Dissolved Inorganic Phosphorus, DIP)是总溶解态磷(Total Dissolved Phosphorus, TDP)的主要赋存形态;在养殖高峰期网箱区出现磷限制情况。表层沉积物中磷含量在养殖高峰期出现较大值,呈养殖高峰期高于养殖收成期和养殖投苗期、网箱区高于非养殖区的分布特征,无机磷(Inorganic Phosphorus, IP)是总磷(Total Phosphorus, TP)的主要赋存形态。网箱养殖期的磷富集指数(P Enrichment Index, PEI)为0.31-1.42,网箱区高于非养殖区,表明钦州湾近岸网箱养殖活动会给沉积环境带来磷污染。高度集约化的养殖活动对水环境和沉积环境质量均有负面影响,针对...     

黄河表层沉积物对磷的吸附与释放研究

研究了黄河内蒙古包头段和喇嘛湾段沉积物对磷的吸附与释放动力学及吸附等温线,探讨了影响沉积物吸附磷的因素.结果表明:(1)各沉积物对磷的吸附不仅与沉积物种类和粒径有关,还直接受沉积物含量和初始磷酸盐浓度的影响,但这些影响各不相同.各沉积物对磷酸盐的吸附与释放均主要在前8 h内完成,在前0.5 h内无论是对P的吸附速率,还是释放速率均最快,并逐渐达到吸附及释放平衡;(2)沉积物对磷的吸附等温线很好地符合线性方程,且等温线穿越浓度轴,存在负吸附,由此获得沉积物对磷的吸附/解吸平衡质量浓度(EPC0值),分别为0.011 mg.L-1和0.022 mg.L-1.通过EPC0值判断,所研究区域沉积物表现为磷"源",有向上覆水释磷的趋势.     

微齿眼子菜对菲的去除及其对菲暴露的生理效应

以沉水植物微齿眼子菜为试验材料,通过模拟实验研究了微齿眼子菜对多环芳烃类化合物菲的去除作用并探讨了菲的暴露对微齿眼子菜丙二醛,可溶性糖和可溶性蛋白质含量等生理生化指标随时间的影响.通过对微齿眼子菜体内、水溶液中以及底泥中菲含量的分析可知,微齿眼子菜体内菲的含量先增大后减小,在9 d和12 d左右达到较大值,在31 d以后微齿眼子菜中菲的含量接近零.暴露实验后,水溶液的菲浓度趋于零,水中的菲基本得到去除,但在底泥中得到一定的富集.扣除对照实验中菲的衰减量,两种浓度菲溶液中微齿眼子菜对菲的去除率分别为48%和19%.菲暴露没有引起微齿眼子菜的脂质过氧化.可溶性糖含量在暴露实验的40 d内都比较稳定,变化幅度总体很小.可溶性蛋白质含量先增大后降低,暴露结束后与初始值比较接近.微齿眼子菜在菲胁迫下有持续忍受菲的能力,具有较好的抗逆性,可考虑将其用于水体有机污染的植物修复.     

人类扰动下太湖入湖河道的稀土元素及环境指示意义

采集了接纳不同类型污染物的3条太湖入湖河道的水体、悬浮物和沉积物,分析了其中稀土元素的含量分布特征.结果表明:水体中的稀土总量,漕桥河最大,大浦河其次,梁溪河最小;悬浮物与沉积物中的稀土总量,大浦河最大,漕桥河其次,梁溪河最小.河流不同介质稀土元素标准化曲线差别明显,水体富集重稀土,悬浮物主要富集于中稀土,而沉积物主要为平坦型曲线;但标准化曲线中均有离群的曲线,沉积物中尤为明显,而且污染河道样品页岩标准化曲线不同于周边土壤和湖泊沉积物,说明太湖入湖河道的稀土元素明显地受到了人类活动物质输入的影响,而且显示了不同污染源的特点.     

深圳近海环境重金属空间分布特征与风险评价

通过文献检索, 分析深圳近海海水和表层沉积物中重金属污染的空间分布特征, 并采用WQI污染指数法、物种敏感性分布法和潜在生态风险指数法, 分别对海水和表层沉积物中的重金属污染进行生态风险评价, 得到以下结果。1) 深圳近海海域中, 西部水体中重金属Hg, Cu, Pb和Cd的含量高于东部, 可能与西部开发力度大、接纳污染多和深圳湾水体交换不畅等因素有关。2) 基于第一类海水水质标准的WQI>1, 表明深圳近海无清洁水体; 近海海水重金属生态风险多处于高风险和中风险水平, 排序为Cu>Hg>Cd>Pb。3) 深圳近海表层沉积物中重金属Cd, Cu, Zn, Pb和Cr含量由珠江口西北部上游向东南部海域递减; Hg和As污染集中于深圳湾和东部海域, 表层沉积物重金属污染与频繁的人类活动密切相关, 且与海水中相应重金属的分布趋势一致。4) 深圳近海表层沉积物重金属的综合潜在生态风险极高, 其中Cd生态风险最高, Cu和Hg次之。     

金花茶叶水提物的降脂功能试验研究

用高脂饲料喂养Wistar大鼠15d,造成大鼠高血脂症模型,然后分别灌胃(ig)给予金花茶叶水提物每天0．8,0．4,0．2g／kg,以临床降血脂药物洛伐他汀(0．01g／kg)为阳性对照．灌胃实验第43天后取血清测定总胆固醇(TC)和甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL—C)和低密度脂蛋白(LDL—C)．结果金花茶叶水提物高、中剂量组均能降低高血脂症模型大鼠血清中TC、TG和LDL—C含量,效果与阳性对照药洛伐他汀相当,与高脂对照组比较,经t检验,差异均有显著性意义;高剂量组和洛伐他汀还能升高高血脂症模型大鼠血清中HDL—C含量．表明金花茶叶水提物具有明显的降血脂作用．     

黑木耳多糖抗肿瘤作用的研究

对黑木耳多糖体内抗肿瘤作用及其对荷瘤小鼠SOD和CAT酶的影响进行了实验研究.结果表明,黑木耳多糖除低剂量组外,均可显著延长H22小鼠的生存时间,与阴性对照组相比具有显著差异(P<0 01);各组对S180实体瘤具有一定的抑制作用,其胸腺指数和脾指数均有不同程度的提高,并能提高小鼠SOD及CAT酶的活力.黑木耳多糖具有一定的抗肿瘤作用和免疫调节作用.     

Impact origin of sediments at the Opportunity landing site on Mars

Mars Exploration Rover Opportunity discovered sediments with layered structures thought to be unique to aqueous deposition and with minerals attributed to evaporation of an acidic salty sea. Remarkable iron-rich spherules were ascribed to later groundwater alteration, and the inferred abundance of water reinforced optimism that Mars was once habitable. The layered structures, however, are not unique to water deposition, and the scenario encounters difficulties in accounting for highly soluble salts admixed with less soluble salts, the lack of clay minerals from acid-rock reactions, high sphericity and near-uniform sizes of the spherules and the absence of a basin boundary. Here we present a simple alternative explanation involving deposition from a ground-hugging turbulent flow of rock fragments, salts, sulphides, brines and ice produced by meteorite impact. Subsequent weathering by intergranular water films can account for all of the features observed without invoking shallow seas, lakes or near-surface aquifers. Layered sequences observed elsewhere on heavily cratered Mars and attributed to wind, water or volcanism may well have formed similarly. If so, the search for past life on Mars should be reassessed accordingly.