——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國科學(xué)院辦院方針
語音播報
近日,中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所陶玉強(qiáng)副研究員等以太湖和多環(huán)芳烴(PAHs)為例,通過對春季、夏季及冬季全湖大氣、水體、浮游生物及表層沉積物中多環(huán)境指標(biāo)的同步監(jiān)測,首次揭示了富營養(yǎng)化對水體有毒持久性有機(jī)物(POPs)的大氣—水界面交換通量、沉降通量及其在表層沉積物和水體中賦存的間接影響機(jī)制。
該項(xiàng)研究在國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會優(yōu)秀會員專項(xiàng)及江蘇省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助下進(jìn)行,研究成果于日前在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域權(quán)威刊物Water Research上發(fā)表。
富營養(yǎng)化是國內(nèi)外眾多水體正面臨的重大環(huán)境問題之一;POPs污染是國內(nèi)外眾多水體正面臨的另一個重大環(huán)境問題。水體POPs的生物地球化學(xué)過程可能會受到共存的富營養(yǎng)化問題的影響,其生態(tài)風(fēng)險進(jìn)而發(fā)生改變。
富營養(yǎng)化如何影響水體POPs生物地球化學(xué)過程及生態(tài)風(fēng)險是亟待解決的科學(xué)難題。陶玉強(qiáng)告訴《中國科學(xué)報》記者:“以往的相關(guān)研究表明營養(yǎng)水平升高增加了海洋及湖泊中的藻類生物量,進(jìn)而降低了水體溶解態(tài)POPs的濃度,增加了POPs在大氣—水界面的凈吸收、沉降通量及其在表層沉積物及底棲生物中的富集,此自上而下(大氣—水體—沉積物)的直接影響過程被稱為 ‘生物泵效應(yīng)’。”
雖然國內(nèi)外學(xué)者對此已開展了較多的研究,但富營養(yǎng)化如何間接影響水體POPs的生物地球化學(xué)過程至今未知。陶玉強(qiáng)指出:“我們的研究率先為‘生物泵’理論提供了新的重要補(bǔ)充,深化了對淺水水體中富營養(yǎng)化與POPs污染之間耦合關(guān)系的認(rèn)識?!?/p>
陶玉強(qiáng)團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)藻類的生命循環(huán)過程對表層沉積物及水體中POPs生物地球化學(xué)過程有重要影響。
影響一是春季藻類從表層沉積物復(fù)蘇進(jìn)入水體降低了表層沉積物中PAHs濃度,但增加了水體PAHs的濃度;冬季藻類沉降冬眠增加了表層沉積物中PAHs濃度。
影響二是長期富營養(yǎng)化顯著增加了水體pH值,降低了沉積物有機(jī)質(zhì)和溶解有機(jī)質(zhì)的芳香性以及藻類細(xì)胞表面的疏水性,因而降低了沉積物、溶解有機(jī)質(zhì)及藻類對PAHs的富集,降低了PAHs的沉降通量及在表層沉積物中的富集,但增加了整個水體PAHs的總濃度和自由溶解態(tài)濃度,進(jìn)而促進(jìn)了各季節(jié)大氣—水界面PAHs的揮發(fā)。
影響三是因藻類水華漂浮于水體表面,沉降的有機(jī)質(zhì)比例隨藻類生物量增大而降低,因此PAHs沉降通量及每日沉降量隨藻類生物量增大而降低。
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