松桃河锰行业聚集区河流丝状藻的分布和锰富集特征

2023-04-29 01:33谢蔚嵩黄代宽朱令张重乾龚效宇朱彬
水生态学杂志 2023年5期
关键词:富集

谢蔚嵩 黄代宽 朱令 张重乾 龚效宇 朱彬

摘要:电解锰行业较聚集的松桃河流域锰污染问题突出,对该流域藻类、水质、底泥及金属含量的调查,可为该流域污染源治理和水环境管理提供参考数据。根据现场调研和监测,了解了松桃河主要藻类的分布和生长情况,并对松桃河的水质指标、底泥和藻类的金属含量进行了研究和分析,对该流域水生态系统自净能力作了初步探索。结果发现:松桃河有藻类聚集生长的区域较少,仅在河水流速较缓、周边有居民区的受污染河段发现了附着在河底石块上生长茂盛的水绵属(Spirogyra)和刚毛藻属(Cladophora)丝状藻群落;松桃河水体中的主要污染物为氨氮和锰(Mn),在锰聚集区河段主要污染物超标情况明显。丝状藻和底泥的Mn含量均较高且呈现出明显的空间差异;两者的金属元素含量特征存在明显的差异,丝状藻呈现出对金属离子选择性的累积,特别是对Mn的累积能力较强;丝状藻中的Mn等金属元素主要来自底泥,其次来自河流,丝状藻的Mn含量比较综合地反映了河流Mn污染水平和累积情况;松桃河的活体丝状藻对Mn的富集系数达到2.6以上,显示了超强的Mn富集和耐受能力。

关键词:锰行业;丝状藻;锰;富集;松桃河

中图分类号:X826        文献标志码:A        文章编号:1674-3075(2023)05-0123-10

位于湘黔渝交界的花垣县、松桃县以及秀山县等地是我国锰矿资源禀赋最丰富的地区,俗称“锰三角”。进入21世纪以来,锰矿资源开采利用活动日趋强烈,形成了以电解金属锰为主导的产业结构,由于企业和渣库的不良结构布局和空间布局,造成酉水上游的花垣河(贵州境内称为“松桃河”)Mn2+、NH3-N等特征指标异常,对地表水、地下水以及水生生物等都构成了严重威胁(金修齐等, 2021; 谢蔚嵩等, 2022),具有一定生态风险。锰是植物和藻类正常生命活动必需的微量元素之一,锰不但是叶绿体结构的必要组成成分,而且还直接参与光合作用中的光合放氧过程(Geoffrey et al, 1992; 许文博等, 2011)。但是过量的锰对生物有显著的毒害作用,会抑制植物幼苗的生长发育(梁文斌等, 2011),造成叶绿素含量的下降(任立民和刘鹏, 2007)和损害光合作用(Gimenes et al, 2020),且过量摄入锰也会对人体功能造成损害(荆俊杰和谢吉民, 2008; Roth et al,2013;丁宏伟和李岩, 2016)。氨氮是地表水的主要污染指标之一,会引起水体富营养化,破坏水生态系统,但水中的氨也是藻类生长所必须的物质,通常NH[+4]是优先被藻类同化吸收的氮源(周浩媛等, 2020)。

松桃河地处长江重要支流沅江的源头地区,发源于贵州省铜仁市松桃县冷水溪镇,流经素有中国“锰三角”之称的松桃县、重庆市秀山县和湖南省花垣县,于保靖县注入酉水河。松桃河在松桃境内有一级支流14条、二级支流6条,主河道全长115 km,集雨面积约1 534 km2,流域内碳酸盐岩层广布,岩溶发育,地下水较丰富(肖殷, 2019)。2000年以来松桃河流域聚集了数量可观、规模较大的电解锰企业和锰渣库,特别是靠近松桃县县城的松桃河干流及其支流,分布了规模不等、生产经营情况不同的 8 家电解锰企业以及 13 座渣库,现存渣量约680万m3,因历史原因大部分渣库都未做底部防渗。

根据谢蔚嵩等(2022)和金修齐等(2021)报道,松桃河部分干流和支流锰超标严重,此流域具有一定的锰生态风险,但其水生生物的富集情况尚不清楚,研究松桃河的水生生物受到区域锰污染的影响及其生物富集特征具有重要的理论和实践意义。藻类是一类形体多样(丝状体、群体、管状体及叶状体)、适应性较强、分布广泛的低等单细胞微生物体,作为水体中的初级生产者,在水生生态系统中占据着极其重要的地位,而且在污染水体的环境修复和水体净化方面起着重要的作用(尚海等, 2018)。由于藻类的细胞壁上有大量的功能基团(Raize et al, 2004; Sarada et al, 2014),且为细胞代谢提供场所(Jahan et al, 2004),所以能有效地吸附和吸收各种金属离子,同时藻类作为重金属的去除材料,还具有富集和吸附重金属速度快、成本低和环境友好等优势(王碧荷等, 2017)。目前流域内尚未见藻类等初级水生生物锰富集情况的相关报道,亟待进行研究。

本文通过调查松桃河藻类的分布特征和金属含量,结合水质和底泥情况进行相关性分析,进一步了解锰企业聚集区的松桃河流域的水环境状况,并分析了藻类和底泥的金属累积特征和主要来源,研究了藻类的富集耐受性和影响因素,为松桃河藻类的应用提供了数据支撑。本文的研究是对松桃河的水生态系统自净能力所做的初步探索,可为下一步开展更全面的水生态环境研究和更深入的实验室研究及应用奠定前期基础,也可为松桃河流域污染源治理和水环境管理提供理论依据与决策支持。

1   材料与方法

1.1   监测与采样

2021年12月,对松桃河背景区、锰企业和渣库聚集区的核心区及其下游的主要河段进行水质监测调查,共布设监测点位16个。按《水和废水监测分析方法》(国家环境保护总局编委会, 2002)采集各点位水样,并加入固定剂保存待测,主要监测指标有pH、溶解氧、氨氮和重金属等。在进行水质监测调查的同时,沿河实地调查松桃河藻类的生长情况,寻找河中生长较为茂盛的藻类并采集,记录采样地点。藻类用网兜和镊子采集,用刮刀将固着于石块等物体上的藻类从基部刮下或连同附着物一起采集,采集时,先清洗掉藻体表面附着的泥沙等物质,后密封保存,采集到的鲜样不少于1 kg,同时在采集藻类的区域采集对应的底泥样品,用抓斗采样器或铲子采集底泥鲜样不少于2 kg(李浩,2013)。采样点位和监测区域见图1和表1。

1.2   实验方法

按照《水和废水监测分析方法》(国家环境保护总局编委会, 2002)进行水样分析,测定重金属指标时先用0.45 [μ]m滤头过滤,再用Thermo ICP-OES 6300 Duo测定。藻类中重金属的测定参考水产品(DB12/T 1020-2020)(天津市市场监督管理委员会, 2020)和植物(陈福强, 2017)中重金属的测定方法并改进,先将采集到的藻类样品依次用自来水和去离子水洗净,低温烘干粉碎,然后称取少量藻类干粉试样加入适量过氧化氢和硝酸进行微波消解,消解结束并冷却后进行赶酸、定容、过滤,最后用ICP-OES测定重金属含量。

底泥的重金属测定参考微波消解法(HJ832-2017)(中华人民共和国环境保护部, 2017),将采集的样品风干、磨碎、过100目筛后备用,然后称取少量样品加入适量硝酸、盐酸和氢氟酸进行微波消解,消解结束并冷却后,进行赶酸、定容、过滤,最后用ICP-OES测定重金属含量。

1.3   分析方法

1.3.1   生物富集系数   采用富集系数(Bioconcentration factors,FBC)评价藻类对重金属的富集能力(王谦等, 2009; 李金辉等, 2020),一般来说富集系数越大,表明其对重金属的富集能力越强,计算公式如下:

FBC = MA/MS ①

式中:FBC为富集系数;MA为藻类中重金属含量,以干重计,mg/kg;MS为底泥中重金属含量,以干重计,mg/kg。

1.3.2   相关性分析   相关性分析(Correlation analysis,CA)是指对具备相关性的2个或多个变量元素进行分析,衡量2个变量之间的密切程度,用相关系数r来表示。采用Pearson 线性因子分析,在Origin 6.0软件中计算。

1.3.3   因子分析   因子分析(Factor analysis,FA)是从众多复杂的变量中提取少数几个不可观测的共性因子的多变量统计分析技术,是一种既可以降低变量维数,又可以对变量进行分类的广泛应用的方法(Singh et al, 2004; Shrestha & Kazama et al, 2007)。本文通过因子分析法提取松桃河底泥和藻类测定结果中的主要影响因子,并识别其污染来源。

1.4   质量控制与数据分析

样品测定分别做5%的空白和标样,并做10%的平行样品。本研究使用Excel 2010和SPSS 21对数据进行统计分析,采用SigmaPlot 14.0和Origin 6.0进行分析和制图。

2   结果与分析

2.1   松桃河水质特征

监测结果显示,松桃河水质主要污染指标为氨氮和Mn,而其他常规指标均未超标,其他重金属基本都未检出(图2)。松桃河pH从背景区到锰聚区下游变化不大,总体呈弱碱性(pH均值为7.91),溶解氧除在锰聚区的部分支流河段(S11~S13)变化较明显(3.8~10.7 mg/L)外,其他河段整体变化不大(8.2~10.9 mg/L);氨氮和Mn在背景区的浓度均低于地表水环境质量III类标准(氨氮为1.0 mg/L,Mn为0.1 mg/L),但进入锰聚区后两者的浓度都显著升高且超标明显,氨氮浓度为0.991~15.6 mg/L,均值为3.83 mg/L,Mn浓度为0.142~10.2 mg/L,均值为1.62 mg/L,其中S11~S13断面氨氮和Mn浓度最高,分别为标准限值的2.89~15.6倍和35~102倍,代表了锰聚区内受污染较严重的一条支流。本次流域调查的监测结果与前期的相关研究结果(金修等, 2021)类似,也与区域电解锰行业的污染特征一致。

2.2   松桃河丝状藻分布特征

根据自背景区到锰聚区下游的沿河现场调查发现,松桃河流域有藻类聚集生长的区域较少,在背景区河段未发现有明显的藻类生长,仅发现少量的沉水植物菹草(Potamogeton crispus),但在锰聚区及下游的部分河段发现了大量群聚且附着在河底石块上生长茂盛的丝状藻群落(Filamentous algae),经鉴别主要为水绵属(Spirogyra)和刚毛藻属(Cladophora),依据丝状藻采集情况进行编号(Z1~Z6),具体所属区域见表2。现场采集样品时发现,松桃河的丝状藻大多生长状况较好,藻丝浓密且细长,颜色鲜绿,而且分布面积较大,如河道较宽的S6、S7和S15处,丝状藻的分布面积均达到500 m2以上,同时生长较密集,几乎河底每一块石头上都有丝状藻富集生长。

通过现场监测数据分析,松桃河流域的丝状藻主要生长在流速较缓(<0.3 m/s),河深较浅(<0.5 m)的河段中,且在流经县城区域河段(S6和S7)的丝状藻长势最为茂盛。这可能与松桃河流域丝状藻的生存方式有关,由于主要是附着在河中石块上生长,较缓的流速和较浅的河深有利于丝状藻的存活和进行光合作用等,靠近居民区的河段由于营养物质丰富会有助于丝状藻的生长。

2.3   丝状藻和菹草的金属含量

根据现场发现的丝状藻分布情况,将采集的菹草和丝状藻进行编号,测试其体内的主要金属含量,结果如表3(n=3)。

由表3可以看出,松桃河流域的菹草和丝状藻中的金属主要为Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb、Zn,其中Fe和Mn的含量较高,其他重金属含量相对较低。Fe含量的空间差异不大,除锰聚区下游河段(Z6)的丝状藻(Fe含量较高外,背景区(Z1和Z2)和锰聚区(Z3~Z5)的丝状藻Fe含量基本都在8 000 mg/kg左右;Mn含量空间差异则较大,背景区Mn含量较低,基本在1 000 mg/kg左右,而在锰聚区,丝状藻的Mn含量急剧增高,基本在16 000 mg/kg以上,重污染支流老扑次河(Z5)生长的丝状藻Mn含量甚至达到了60 000 mg/kg以上,锰聚区下游河段(Z6)的丝状藻Mn含量也达到了50 000 mg/kg以上。

2.4   底泥的金属含量

参照贵州土壤背景值(中国环境监测总站, 1990),本次采集的松桃河底泥样品的金属测定结果如表4(n=3),其中底泥样品D1到D6依次与丝状藻样品Z1到Z6的取样区域相对应。

由表4可以看出,与丝状藻一样,底泥中的金属主要为Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb、Zn,其中主要以Fe和Mn的含量最高。底泥中Fe的含量整体略低于土壤背景值且空间分布无明显规律性;底泥中Mn含量分布具有明显的空间差异,背景区(D1和D2)浓度较低,约900 mg/kg,到锰聚区则出现了明显增高,部分重污染支流(D5)达到了20 000 mg/kg以上,而锰聚区下游(D6)则达到了30 000 mg/kg左右,呈现出一定的累积效应,污染河段底泥的Mn含量是土壤背景值的7.7~37倍;底泥中Cr、Cu、Ni、Pb、Zn的含量均值都与各自的土壤背景值接近,且空间分布差异不大。

2.5   丝状藻和底泥的金属含量对比

将在相同河段处采集的丝状藻和底泥的金属含量结果进行对比(图3),可看出,同河段底泥中的Cr、Cu、Fe、Pb、Zn等金属含量一般都明显高于丝状藻,Ni含量在部分低污染河段(S6和S7)中丝状藻低于底泥,而在部分高污染河段(S13和S15)中丝状藻又高于底泥,且丝状藻的Mn含量呈现出随着底泥Mn含量升高而升高的趋势,但在各河段中的丝状藻Mn含量都明显高于底泥。

2.6 丝状藻的金属富集系数

根据松桃河丝状藻的生长方式和底泥的金属含量特征,分析丝状藻的金属富集系数(表5)。从表中可知,松桃河丝状藻对Mn的富集系数最高,均值达到2.0以上,锰聚区河段的丝状藻(Z3~Z5)均达到2.6以上,对Ni也显示出了一定的富集效果,富集系数的均值为1.33,而丝状藻对Cr、Cu、Fe、Pb、Zn等的整体富集效果较低,富集系数的均值都小于1.0。

2.7   相关性分析

2.7.1   丝状藻中金属元素的相关性   采用Pearson相关性检验分析丝状藻中金属元素之间的相关性,得到相关系数矩阵(表6)。从表6可看出,丝状藻中金属元素Cr-Ni -Zn,Cu-Fe,Zn-Mn-Ni等呈显著正相关。

2.7.2   丝状藻Mn含量与底泥Mn含量及水质指标的相关性   采用Pearson相关性检验分析流域内丝状藻的Mn含量与所在区域底泥Mn含量,以及河流的主要水质指标之间的相关性,结果如表7。由表中可知,丝状藻的Mn含量与底泥的Mn含量呈显著正相关,同时与水中氨氮呈显著正相关,与水中Mn浓度呈正相关但达不到显著水平,另外与水质pH呈显著的负相关。

2.8   因子分析

通过因子分析得到丝状藻金属元素的旋转因子载荷矩阵(表8),从表中可看出,丝状藻金属元素可提取2个主因子,累计贡献率达到97.2%,Cr、Fe、Mn、Ni、Pb、Zn在第一主因子有较大的载荷量,贡献率为74.4%,Cu在第二主因子有较大的载荷量,贡献率为22.9%。

3   讨论

3.1   底泥和丝状藻的金属含量特征差异

通过底泥和丝状藻的金属含量结果和对比分析可知,两者呈现出明显的差异性(图3)。同河段底泥的金属含量除Mn和Ni外,其他均明显高于丝状藻,这说明在目前松桃河的水环境下,底泥对Cr、Cu、Fe、Pb、Zn等金属的累积能力相对强于丝状藻,底泥中金属元素的累积主要与外环境相关,而丝状藻对Mn和Ni的累积能力相对较强,尤其对Mn的累积明显超过底泥,这显示了丝状藻对松桃河的金属离子是有选择性的累积,特别呈现出对Mn极强的富集能力。

另一方面也可看出,松桃河的丝状藻不同种群也表现出对金属离子累积能力的差异性。刚毛藻属丝状藻对除Mn外的金属元素的富集系数都要高于其他水绵属丝状藻,其中以Cu、Ni、Zn的富集系数较高,而水绵属丝状藻对Mn的富集系数又明显高于刚毛藻属丝状藻,说明松桃河的刚毛藻属丝状藻对Cr、Cu、Fe、Ni、Pb、Zn等金属的累积能力要略强于水绵属丝状藻,而水绵属丝状藻对Mn的累积能力则又略强于刚毛藻属丝状藻。对松桃河来说其丝状藻对金属离子的富集有其特殊性,由于水体和底泥中除Mn外的其他金属离子含量都不高,所以目前主要展现出其对Mn的超富集效果的差异。

3.2   丝状藻内金属元素的来源识别和锰累积方式

丝状藻中金属元素的相关性分析发现,主要是Cr-Ni -Zn,Cu-Fe,Zn-Mn-Ni这几组呈显著正相关,说明Cr、Mn、Ni、Zn的同源性较大,而Cu和Fe的同源性较大。通过丝状藻中金属元素的旋转因子载荷矩阵得出,影响丝状藻中金属含量的主要因子有2个,第一主因子(F1)贡献率为74.4%,与Cr、Fe、Mn、Ni、Pb、Zn呈明显的正相关关系,根据丝状藻的生长方式并结合相关性分析,可以认为F1代表底泥的贡献;第二主因子(F2)贡献率为22.9%,主要与Cu呈明显的正相关关系,结合相关性分析可认为F2代表河流水体的影响。

进一步分析松桃河的Mn累积现象,底泥和丝状藻中的Mn含量在一定程度上都代表了松桃河水生环境对Mn的累积,但两者的累积方式却不一样,底泥中的Mn主要来源于区域的岩石、土壤、河流中含Mn颗粒物的沉降以及河水中Mn离子的化学沉淀等,而丝状藻对Mn的累积除了来源于底泥,也来源于藻类对河水中Mn等金属离子的吸附(李建宏等, 1998; Davis et al, 2004)和吸收(Ba?kor et al, 2007; 郑蒙蒙等, 2017)作用,虽然两者都呈现出同步增加的趋势,但Mn含量的变化情况则有所不同,松桃河的丝状藻相对于底泥,展现出了更强的Mn累积能力,丝状藻的Mn含量比较综合的反映了河段水质的Mn污染水平和累积情况。

3.3   丝状藻的Mn富集和耐受性

目前研究藻类对Mn吸附和富集的报道较少,而且相关研究主要集中在绿藻类,仅Kaonga等(2008)和Rajfur等(2010)开展了对水绵Spirogyra吸附Cd,Pb,Mn能力的研究;Yang等(2015)报道了对小球藻Chlorella UTEX2341吸附Zn,Mn, Cd,Cu等重金属的结果;Saavedra等(2018)对栅藻Scenedesmus、小球藻Chlorella、衣藻Chlamydomonas和绿藻Chlorophyceae吸附As,Cu,Mn等金属的能力进行了研究,将主要文献中藻类对Mn和其他重金属的最大吸附浓度与本文丝状藻对Mn和Fe的吸附结果作对比,结果见表9。

通过对比可以看出,除特别培养的产油小球藻Chlorella UTEX2341外,目前各地研究的藻类对Mn的富集量都不高,绝大多数藻类的最大富集量未超过5 000 mg/kg,而松桃河流域的丝状藻Mn含量较高,受污染河段的均值为38 000 mg/kg,高值已达到了60 000 mg/kg以上,同时其对Mn的富集系数最高,均值达到2.0以上,受污染河段达到2.6以上,显示了对Mn的超富集现象。另一方面,由于活藻类对重金属有耐受性和易受外部环境因素的影响,一般认为死藻对重金属的吸附效率都高于活藻(Tam et al, 2002; 骆巧琦等, 2006),所以一直以来在研究藻类对重金属的吸附上大多用的都是死藻。从表9也可看出,目前研究藻类对Mn的富集也基本是用死藻,但本文研究的活体丝状藻展现出了对Mn的高富集,而且活体藻一般都具有很强的N、P吸收能力(刘玉和陈桂珠, 1994; 邓莉萍, 2008),具有协同处置多种污染指标的潜力。

从前面的调查可知,松桃河丝状藻的生长健康情况良好,展现出了对区域Mn污染较强的耐受性,其原因有二:一是Mn是丝状藻生长所必须的微量元素,一定浓度的Mn等金属能促进藻类的生长;二是大多数藻类一般对Mn的耐受力均较强,如栅藻对Pb、Zn、Mn等金属的耐受力较强,对Mn的耐受浓度能达到8 mg/L(王珊珊, 2013),还有Mn、Cu、Zn等金属均对球等鞭金藻(Isochrysis galbana)的生长表现了明显的促进作用,而高浓度Mn未表现出对球等鞭金藻生长的抑制作用(孙颖颖等, 2005),另外刚毛藻对Cu、Pb、Zn等也有一定的耐受性(曹德菊等, 2010; 李浩, 2013)。综上所述,松桃河的丝状藻展现出的对区域Mn污染较强的耐受性和生物富集作用,以及其固着型生长方式等特点,使其在环境监测等方面作为生物指示器有着无法比拟的优势,同时也可以用于修复重金属污染的水生生境,具有广阔的应用前景。

3.4   丝状藻Mn富集的影响因素

由于丝状藻大多附着于河底的石块上生长,丝状藻的Mn含量受底泥Mn浓度的直接影响,所以随着底泥Mn浓度升高,丝状藻的Mn累积量也明显增大,两者显著正相关;其次,藻类在生长过程中,藻细胞能吸收和同化大量的氮、磷等营养物质,进行光合自养作用,许多藻类对NH[+4]-N有较大的吸收率(Matusiak et al, 1976; Maestrini et al, 1986; 徐永健等, 2007),所以氨氮含量增加有助于丝状藻的生长,同时也促进了其对其他营养物质和Mn离子的吸收;再次,水中Mn浓度对丝状藻的Mn含量也有着直接的影响,如Mn含量最高的丝状藻发现在河流Mn污染最高的河段,但也发现河流Mn污染较低河段的丝状藻Mn含量却明显高于河流Mn污染较高河段的丝状藻Mn含量的现象,说明两者的相关性不显著,因为水中的Mn浓度是动态变化的,本次研究的监测值仅反映了一小段时间水质的Mn浓度状况,而丝状藻的Mn含量则代表了一个逐渐累积的过程;最后,pH是环境因素中影响藻类对重金属吸附效果的重要影响因素之一,很多研究显示,在中性和弱酸性条件下比较有利于藻类对重金属离子的吸附(吴海锁等, 2004; Liu et al, 2009),本研究的丝状藻Mn含量随着河水pH的降低呈现出了一定的升高趋势,但松桃河的pH从背景区到锰聚区下游的整体变化不大,所以河水pH对丝状藻Mn累积的影响效果还不明确。

总之,丝状藻的Mn含量直接受底泥Mn含量的影响,而河水的氨氮、Mn浓度和pH都是影响丝状藻Mn富集的重要因素,由于水质指标是动态变化的,其对丝状藻Mn累积的具体影响效果和机理等还需要更深入的研究。

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(责任编辑   张俊友   熊美华)

Filamentous Algae Distribution and Manganese Accumulation

in the Manganese Industry Area of Songtao River

XIE Wei‐song, HUANG Dai‐kuan, ZHU Ling, ZHANG Chong‐qian, GONG Xiao‐yu, ZHU Bin

(Guizhou Institute of Environmental Science Research and Designing, Guiyang   550081, P.R. China)

Abstract:Manganese pollution is very high in the Songtao River basin where the manganese industry is concentrated, but the risk to the aquatic ecosystem is not clear. In this study, we investigated the distribution characteristics and growth status of filamentous algae in Songtao River. Water quality indices and heavy metal concentrations in algae and sediments were analyzed to characterize the water environment status of the Songtao River basin and explore the enrichment and tolerance of algae to heavy metals as well as the influencing factors. The aim was to understand the self-purification capacity of the aquatic ecosystem of Songtao River basin and provide data to support algal health in Songtao River. In December 2021, water quality monitoring (pH, dissolved oxygen, ammonia nitrogen and heavy metals), algae growth and sediment heavy metals were investigated at 16 sampling points in three areas of Songtao River basin, including the control area in the tributary (S1-S3), the manganese industry aggregation area (S4-S10) and the downstream area (S14-16). There were fewer areas of algae accumulation and growth in Songtao River, and filamentous algae, mainly of genera Spirogyra and Cladophora, was found flourishing on rocks at the river bottom in some contaminated sections where the river had moderate flow and was surrounded by residential areas. The primary water pollutants in Songtao River were ammonia nitrogen and Mn, and water quality standards were exceeded in the section where the electrolytic manganese industry is concentrated. The manganese concentrations of sediments and filamentous algae were both high, with obvious spatial differences. There were also evident differences in metal concentrations between the sediments and filamentous algae. Filamentous algae displayed selective accumulation of metal ions, and the abilities of Spirogyra and Cladophora to accumulate metals were different. Mn and other metals in filamentous algae came primarily from sediments and secondarily from water. The bioconcentration factors of Mn by filamentous algae in Songtao River were above 2.6, indicating hyperaccumulation and tolerance. The manganese concentration of filamentous algae gives a comprehensive reflection of the manganese pollution level and degree of accumulation in the river and has broad applicability in pollution monitoring.

Key words:manganese industry; filamentous algae; manganese; accumulation; Songtao River

收稿日期:2022-08-02      修回日期:2023-06-04

基金项目:贵州省科技支撑计划项目(黔科合支撑[2023]一般182); 贵州省基础研究计划项目(黔科合基础-ZK[2022]一般238);国家重点研发计划项目(2022YFC3705000)。

作者简介:谢蔚嵩,1981年生,男,贵州贵阳人,高级工程师,硕士,主要研究方向为环境监测和分析。E-mail:42580274@qq.com

通信作者:黄代宽,男,研究员。E-mail: huangdaikuan@pku.edu.cn

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