2008～2013年太湖蓝藻遥感监测成果分析

为了研究太湖蓝藻爆发的发生规律和演变趋势,根据2008~2013年太湖蓝藻MODIS遥感监测成果,分析了太湖蓝藻爆发与同期气象、水质和人类活动等相关因素之间的关系。分析结果表明:1近6 a来太湖蓝藻暴发总体呈现下降的趋势,蓝藻水华主要集中在太湖的西部和北部;2太湖蓝藻年度暴发总面积与年降水量和年日照时数相关性显著,降水增加和光照减少可能是促使蓝藻水华减弱的气象因素;3蓝藻的暴发通常伴随着水质的恶化,近几年太湖水质不断改善的事实说明遥感监测得到同期蓝藻水华减弱的趋势是可信的;4通过蓝藻打捞、生态清淤、引江济太调水工程等措施,对蓝藻水华的发生起到了一定的抑制作用。分析结论对于今后太湖蓝藻的进一步治理和太湖环境的保护具有重要的参考价值。     

太湖底泥清淤疏浚问题探讨

近年,太湖水污染与富营养化问题依然突出,太湖底泥清淤作为工程治理手段受到广泛关注。通过对太湖底泥分布特征和污染状况、污染源构成和湖泛发生机理的研究,以及已经实施的太湖清淤疏浚效果的分析,表明清淤对改善太湖水质或抑制蓝藻暴发的效果十分有限,且存在诸多问题,以湖泊富营养化治理为目标的太湖底泥大规模清淤疏浚须谨慎决策。     

太湖蓝藻治理的实践与思考

2007年5月底,无锡地区因蓝藻暴发导致供水危机,太湖一度成为全世界关注的焦点。无锡市委、市政府立即行动起来,举全市之力,打响了截污、清淤、抗击蓝藻的持久战。     

防治“湖泛” 保护太湖

太湖无锡水域2007年5月底至6月初发生的供水危机,是以蓝藻为主的藻类大暴发引发“湖泛”造成的。“湖泛”是剧烈的生化反应,是突发性水污染事件,有其明显的特征和极大的危害性。阐述防治“湖泛”的综合性措施有：清淤,打捞蓝藻,合理规划调水路径,控制外源入湖,修复水生态,加强监测和制订应急预案,以确保安全供水和改善太湖水环境。     

太湖蓝藻暴发的治理

针对太湖2007—2017年蓝藻暴发治理效果欠佳,每年蓝藻暴发面积仍然很大,2017年的最大暴发面积超过2007年最大暴发面积43%,藻密度全湖普遍增加的现状,分析了太湖蓝藻暴发治理效果和存在问题及原因,提出了消除富营养化和在2049年之前分水域消除蓝藻暴发的目标及实现此目标的技术集成综合对策,包括消除富营养化、消除蓝藻暴发和恢复湿地三大措施,建议再次修编太湖流域水环境综合治理规划方案等,使太湖治理由目前的治理富营养化转入治理富营养化与消除蓝藻暴发并重的阶段。     

水利部门超额完成太湖生态清淤任务

太湖生态清淤是国务院批复的《太湖流域水环境综合治理总体方案》确定的综合治理措施之一，有利于削减内源污染，扼制湖泛生态危害，保障太湖地区供水安全。2008年江苏省政府决定把方案确定在2015年实施的湖体清淤任务提前至2008年，计划用5—6年时间完成清淤任务3500万m^3。江苏省水利部门加强协调组织，指导沿湖各市县区科学有序开展湖体生态清淤工程，截至目前累计完成太湖生态清淤122 km^2、3669万m^3，超额完成了太湖生态清淤任务，生态清淤效益显著。一是清除了大量湖体内源污染物质。直接减少内源污染物有机质11畅9万t，总氮2畅9万t、总磷2畅4万t，相当于近15年滞留在湖区的入湖污染物总量。二是割断了湖泛发生的生物链。有效削弱了湖泛产生的物质条件，启动清淤工程以来，湖泛发生频次逐步下降。三是降低了蓝藻发生强度。蓝藻成规模暴发的时间逐年推迟，暴发强度有所减弱。四是明显改善了湖体水质。清淤后有效改善底泥厌氧环境，对底泥内源污染释放的控制效果非常明显，清淤区大部分监测点磷的释放强度降至负值水平（即由释放转为吸附）。     

太湖蓝藻监测及暴发情况分析

为了及时掌握太湖蓝藻发生和暴发状况,为保障流域供水安全和太湖富营养化治理提供必要的基础信息,以1996-2008年太湖各湖区藻类监测资料为基础,结合蓝藻历史变化状况,对太湖13 a的藻类群落组成、优势种的构成、数量和季节变化,以及蓝藻暴发情况进行分析,并对太湖9个湖区分区进行蓝藻暴发特征分析,探讨治理蓝藻水华的措施.结...     

大数据结合治理太湖消除蓝藻暴发实践的思路

为加快太湖消除蓝藻暴发的步伐,设计出水生态环境治理新模式,本文介绍了利用太湖大数据数模治理太湖蓝藻暴发整体思路。提出用水量水质数模分析各阶段水质改善趋势和能够达到的最终水质目标;结合修复湿地的实践建立完善湿地数模;在水量水质、湿地数模的基础上建立蓝藻数模消除蓝藻暴发。以梅梁湖为例进行消除富营养化和蓝藻暴发试验,结合梅梁湖治理实践建立梅梁湖蓝藻数模试点,并为太湖其他水域建立数模提供经验。     

太湖蓝藻生境对气候变化的响应

近年来太湖蓝藻暴发已成为重要水污染事件,是太湖面临的重大水安全问题,气候变化因素加剧了其严重性。为了预测未来由于气候变化对太湖蓝藻暴发的影响,并提出应对气候变化的策略,开展了蓝藻生境对气候变化响应关系的研究。基于大量实测气象资料的统计分析与气候变化情景计算,总结分析了近50年来太湖流域气候变化呈现出气温增高、风速略有下降、日照减少、降雨增多、湿度降低等趋势。气候变化是太湖蓝藻水华暴发的重要影响因素,其中气温与风速变化是影响太湖藻类生长的敏感气象因子。气温升高导致的蓝藻暴发风险平均10年将增加约2%,风速降低导致蓝藻水华暴发的风险平均每5年增加约3.5%。结合蓝藻对敏感因子响应关系的试验结果,提出了截污减排、适当清除底泥、打捞蓝藻、调水引流、修复生态等应对措施。     

实施太湖流域综合治理与管理改善流域水环境

太湖流域河湖水体污染和水环境恶化导致水源地水质问题十分突出.太湖蓝藻暴发导致周边城市供水危机.在分析太湖蓝藻暴发成因的基础上,提出改善流域水环境的根本措施是实施流域综合治理和管理.     

引江济太对不同水域氮磷浓度的影响

在国内外调水实践的基础上,运用现状监测资料,具体分析流经望虞河、望亭立交水利枢纽调入太湖的长江水质和太湖不同湖区的水质,研究在调水初期及其后的过程中,氮磷浓度影响水质的变化规律。结果表明:长江水源中总磷、总氮浓度总体上低于贡湖、梅梁湖;长江水在流经望虞河进入太湖的过程中,太湖地区水质随着进水时间的延长而好转,水质浓度与进水流量的大小成反比;"引江济太"调水对迅速抑制太湖蓝藻暴发起到了重要作用。     

Effects of temperature and nutrients on phytoplankton biomass during bloom seasons in Taihu Lake

Long-term variations of phytoplankton chlorophyll-a (Chl-a), nutrients,and suspended solids (SS) in Taihu Lake, a large shallow freshwater lake in China, during algal bloom seasons from May to August were analyzed using the monthly investigated data from 1999 to 2007. The effective accumulated water temperature (EAWT) in months from March to June was calculated with daily monitoring data from the Taihu Laboratory for Lake Ecosystem Research (TLLER).The concentrations of Chl-a and nutrients significantly decreased from Meiliang Bay to Central Lake. Annual averages of the total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), and Chl-a concentrations, and EAWT generally increased in the nine years. In Meiliang Bay, the concentration of Chl-a was significantly correlated with EAWT, ammonia nitrogen (NH4+-N ), TN, the soluble reactive phosphorus (SRP),TP, and SS. In Central Lake, however, the concentration of Chl-a was only correlated with EAWT, TP, and SS. Multiple stepwise linear regression revealed that EAWT, dissolved total phosphorus (DTP), and TP explained 99.2% of the variation of Chl-a in Meiliang Bay, and that EAWT, NH4+-N, and TP explained 98.7% of the variation of Chl-a in Central Lake. Thus EAWT is an important factor influencing the annual change of phytoplankton biomass. Extreme climate change, such as extremely hot springs or cold springs, could cause very different bloom intensities in different years. It is also suggested that both nutrients and EAWT played important roles in the growth of phytoplankton in Taihu Lake. The climate factors and nutrients dually controlled the risk of harmful algal blooms in Taihu Lake. Cutting down phosphorus and nitrogen loadings from catchments should be a fundamental strategy to reduce the risk of blooms in Taihu Lake.     

太湖底泥的生态疏浚工程

指出:①太湖底泥是湖体水生态系统的基本要素,也是重要的内污染源.②在湖泊外源污染得到一定控制后,以减少内源污染负荷为目的的生态疏浚是控制内源污染效果较为明显的工程措施.③太湖底泥疏浚属水生态整治工程,以最大可能取走污染物、改善水生态环境为控制目标,生态疏浚是局部的薄层精确疏浚.经采用生态调查方法,查明太湖底泥总蓄积量为19亿m3.主要疏浚范围是底泥厚且污染重的重点功能湖区,如梅梁湖、贡湖等.依据太湖底泥的污染特性,疏浚深度以40～50cm为宜,并应为后续生物修复技术介入创造必要的生态环境条件.密闭无扰动抽吸式头部掘进是关键,冬初至春末为最佳施工期.排泥场防渗、尾水处理达标后排放、淤泥安全处置和资源化利用是生态疏浚的环保要求.     

践行绿色发展理念持续推进太湖水环境治理工程建设

总结分析了2007年太湖蓝藻爆发发生水危机后,实施调水引流、蓝藻打捞、湖泛监控、河湖清淤等水利项目所取得的明显成效和经验;针对目前太湖水环境治理中面临的新问题和贯彻新时期治水方针的要求,提出了用绿色发展理念引领新一轮治太水利工程建设,从加强河湖连通、河湖疏浚整治和城市"活水"工程建设的实践,阐述了这一方法论的科学性、有效性;系统思考了完善太湖流域水环境治理体系的建议。     

浚湖筑岛 保护太湖

构成湖泊生命的容积、水量、水质三要素,在太湖都受到了不同程度的损害。指出保护太湖需从增加水量,治理污染和拓浚湖容三方面入手,着重对浚湖问题进行论证并提出设想。浚湖可以获得防洪、供水、环境效益。     

太湖底泥主要营养物质污染特征分析

为进一步推进太湖流域水环境综合治理工作,给太湖水生态清淤提供决策参考,结合太湖流域管理局2018年组织开展的太湖污染底泥勘察项目调查结果,对太湖底泥中的有机质、氮磷等营养物质的含量及其平面分布、垂向变化情况进行了分析,并与2003年底泥调查结果进行了对比。结果表明:总磷主要集中分布在竺山湖底泥0~30 cm深度内,高含量的总氮和有机质主要分布在竺山湖和东太湖;在外源污染有效控制后,生态清淤工程有利于降低湖区表层底泥的营养物质含量。     

竺山湖及太湖西沿岸北段的重金属分布特征及其生态风险评价

对竺山湖及太湖西沿岸北段底泥沉积物中6种重金属Cd、As、Cr、Hg、Pb和Cu的质量比进行分析,结果表明,底泥沉积物中Cd、As、Cr、Hg、Pb和Cu的平均质量比分别为1.23 mg/kg、10.28 mg/kg、82.98 mg/kg、0.074 mg/kg、35.27 mg/kg和33.9 mg/kg,分别是各自背景值的4.6倍、1.1倍、1.0倍、0.7倍、2.2倍和1.8倍;底泥沉积物中重金属的垂向分布特点是:随底泥沉积物深度的增加,重金属质量比逐渐降低,并在底泥沉积物50 cm深处表现出明显的重金属质量比降低拐点。利用潜在生态风险指数法对竺山湖及太湖西沿岸北段的重金属生态风险进行评价,结果表明,该区域重金属生态风险值范围为34～444,平均值为117,太湖西沿岸大浦口区域的生态风险较大,Cd是生态风险的主要贡献元素。建议对竺山湖以及太湖西沿岸区大浦口区域Cd的污染进行必要的疏浚控制,疏浚深度在底泥50 cm深处,以有效去除该区域的Cd污染。     

太湖生态清淤工程中需重视与研究的几个问题

生态清淤是太湖流域水环境综合治理中控制和减轻太湖底泥内源污染的一项重要措施,同时,生态清淤也是在探索发展中的新型疏浚技术。在对太湖生态清淤已实施工程调研的基础上,总结分析了清淤工程取得的成效和存在的问题,提出了相应建议。     

三峡水库大宁河春季水华藻类分布及影响因子

以三峡水库支流大宁河2010年3月中旬的水华调查数据为依据,分析浮游藻类分布规律,并探讨其影响因子。结果表明,在容易暴发水华的库湾开阔地带之外,狭窄的峡谷地带亦会暴发严重水华,并且持续时间更长;河口区域的浮游藻类则表现出比其他区域更好的群落稳定性和生物均匀性。在此次水华的前、中期,浮游藻类的群落稳定性随生物量增大而降低;后期则随其增大而增加。通过对样品的定量分析,共鉴定浮游藻类7门24属,主要为绿藻和甲藻,第一优势种为拟多甲藻,占到总藻类的38%,其次为小球藻和衣藻。观察到藻类群体有垂直迁移现象,可能因藻类有趋光性所致。拟多甲藻水华的暴发会降低水体氮磷比,而随着水华的消退,水体氮磷比会较迅速地恢复到一个较高水平。在水华前期,总磷与浮游藻类群落稳定性呈现高度负相关,在中、后期其相关性减弱。