遇龙河-漓江连通水系水体污染特征及自净能力研究

为了研究连通水系的水体污染特征,分析连通水系的微生物多样性和自净能力。本研究选取阳朔遇龙河—漓江连通水系的河流、沟渠和湖库19个采样点,于2021年8月~2022年7月进行采样分析,研究了连通水系常规污染物和抗生素的时空分布特征及健康状况,并基于高通量测序技术分析了连通水系的微生物群落组成和多样性,结合水体对化合物的快速生物降解及物理、化学和生物净化作用研究,评价了连通水系的自净能力。主要研究结果如下:(1)利用内梅罗污染指数法此网站对连通水系水质进行评价,结果表明空间上农村段引水排洪渠水质(Ⅰ类~Ⅱ类)优于市区双月溪(Ⅲ类~Ⅳ类),调蓄湖水质(Ⅱ类~Ⅲ类)优于湖塘、水库(Ⅲ类~Ⅴ类),时间上枯水期水质最差,丰水期水质优于平水期;湖库富营养化评价结果表明,半连通的宝泉湖和不连通的莲花塘全年属于中度富营养和重度富营养,其余湖库在不同水期均为中营养;连通水系健康评价结果显示,除大村门调蓄湖为非常健康状态,宝泉湖和莲花塘为不健康的状态,其余各水体均为亚健康状态。(2)抗生素监测结果表明,17种目标抗生素共检出14种(磺胺类6种,四环素类和喹诺酮类各4种);各断面抗生素的累积浓度为枯水期>平水期>丰水期。相关性分析表明诺氟沙星与总氮、总磷和氨氮呈显著正相关(r=0.611、0.590和0.624),磺胺二甲嘧啶和土霉素均与高锰酸盐指数呈显著负相关(r=-0.735和-0.696);研究区内抗生素生态风险因子主要是环丙沙星和氧氟沙星,有达到中等程度风险甚至是高风险的情形。(3)16S GSK2118436rRNA测序结果表明,连通水系微生物组成相对丰度最高的为Betaproteobacteria(河流9.78%~51.24%,湖库6.86%~46.80%),河流中的Actinobacteria相对丰度次之(1.76%~30.60%),而湖库的Chloroplast相对丰度次之(0.98%~34.18%);物种总数和细菌多样性与水体污染程度有关,污染程度高的多于污染程度低的,生物种类有一定的相似性;COD和DO对微生物群落影响程度最大,Chloroplast可以表征环境因子对微生物群落的影响。(4)乙酸钠、无水乙二醇和苯胺的快速生物降解结果表明,漓江的自净能力强于遇龙河,农村段引水渠的自净能力强于市区引水渠,城区湖库的自净能力为:半连通的Unlinked biotic predictors叠翠湖>不连通的莲花塘>全连通的蟠桃湖>全连通的游蛟池。