消浪工程对太湖底泥再悬浮及营养盐释放的影响

为了解863消浪工程对太湖底泥再悬浮及营养盐释放的抑制作用,于2005年7月15～17日在工程区投放悬浮物捕获器测定沉积物的再悬浮通量,并分层采集水样进行水体营养盐浓度的垂向分布研究。16日平均风速3 m/s时,测得的再悬浮通量上层最大值为7.22 g/d·m2,下层最大值为41.8 g/d·m2;17日平均风速5 m/s时,测得的再悬浮通量上层最小值24.7 g/d·m2,下层最小值为48.4 g/d·m2,沉积物再悬浮通量与风浪扰动强度关系密切。对比消浪工程区内外沉积物的再悬浮通量表明,消浪工程能够显著减弱风浪对底泥的扰动,抑制沉积物再悬浮,减轻营养盐的内源释放通量。实验结果还表明,太湖水体悬浮物浓度越高,悬浮物的有机质含量就越低,相应地,单位悬浮物中磷的含量也越低。随着风浪扰动的持续和增强,尽管能够将更多的沉积物间隙水中的溶解性磷带入水体,但是,野外观测中发现水体溶解性的磷含量并未相应增高甚至降低,这可能是由于水体中悬浮物浓度越高,对水体溶解性磷的吸附能力也越高,从而使得水中溶解性磷的含量增高不显著甚至降低。     

太湖水质的时空分异特征及其与水华的关系

在大量调查数据的基础上,分析了太湖水质的时空分异特征,探讨了太湖不同湖区、不同季节水质差异的原因。研究结果显示：北部的入湖河口区、几个湖湾、湖心区、西南湖区、东部湖区水体的透明度、高锰酸盐指数、氮、磷、叶绿素等富营养化指标差异显著。入湖河口区的高锰酸盐指数和营养盐含量高于南部湖区数倍,也明显高于北部湖湾区,这反映出太湖西北部入湖河道污染对太湖影响显著。不同季节太湖水质指标也差异显著,冬春期(12～次年5月份)水体的氮含量高于夏秋季(6～11月份)近1倍。水质季节性的显著差异进一步说明了外源输入对太湖水质的影响。研究表明太湖水质的时空异质性既受太湖湖泊形态特征本身的影响,也更多受到外源污染的影响,解决太湖的蓝藻水华问题,首先要在太湖的外源污染控制方面取得突破.     

太湖水质的时空分异特征及其与水华的关系

在大量调查数据的基础上,分析了太湖水质的时空分异特征,探讨了太湖不同湖区、不同季节水质差异的原因。研究结果显示：北部的入湖河口区、几个湖湾、湖心区、西南湖区、东部湖区水体的透明度、高锰酸盐指数、氮、磷、叶绿素等富营养化指标差异显著。入湖河口区的高锰酸盐指数和营养盐含量高于南部湖区数倍,也明显高于北部湖湾区,这反映出太湖西北部入湖河道污染对太湖影响显著。不同季节太湖水质指标也差异显著,冬春期(12～次年5月份)水体的氮含量高于夏秋季(6～11月份)近1倍。水质季节性的显著差异进一步说明了外源输入对太湖水质的影响。研究表明太湖水质的时空异质性既受太湖湖泊形态特征本身的影响,也更多受到外源污染的影响,解决太湖的蓝藻水华问题,首先要在太湖的外源污染控制方面取得突破.     

太湖梅梁湾和贡湖湾浮游甲壳动物群落结构及其与环境因子的相互关系

为了探明太湖梅梁湾和贡湖湾水体中浮游甲壳动物群落结构的时空变化特征及其与水环境因子的相互关系,运用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)对2004年11月至2005年10月期间测定的太湖的两个典型湖湾的浮游甲壳动物的密度、生物量数据与水环境因子进行多元统计分析。结果表明:梅梁湾和贡湖湾水体中营养盐含量存在时空差异。在季节变化上,冬春季节氮含量较高,夏秋季节磷含量较高;在空间变化上,由于受到周边污染物质输入的影响,梅梁湾各种形态氮磷营养盐含量显著高于贡湖湾。两个湖湾共鉴定出浮游甲壳动物19种,枝角类12种,桡足类7种,种属组成基本相同,其中,象鼻溞(Bosmina)是第一优势种。梅梁湾和贡湖湾的浮游动物也存在时空差异性,春季以大型的溞属(Daphnia)为主,夏秋季以小型的浮游甲壳动物如象鼻溞(Bosmina)为主。浮游甲壳动物总的密度和生物量会随营养盐水平的升高而增加,但对各水环境因子的响应会随种属不同而存在差异。温度、叶绿素a和营养盐水平是影响浮游甲壳动物群落结构和时空变化特征的主要因子。浮游甲壳动物生物量会随温度升高而增加,叶绿素a也与其生物量呈正相关,并且在藻类快速生长季节,更有利于小型浮游甲壳动物的生长。     

太湖蓝藻水华分级及其时空变化

根据MODIS影像和实地监测叶绿素a浓度数据，采用太湖蓝藻水华分级评估方法，对2004~2008年太湖不同类型蓝藻水华类型进行评估并统计分析，探求太湖蓝藻水华特征及其时空变化规律，以期为太湖蓝藻水华预防和预警提供支持。结果表明：（1）2004~2008年，全湖共发生蓝藻水华414次，以小型蓝藻水华为主，发生333次，占总次数的80.43%；随着蓝藻水华级别的增加，发生次数逐渐减少；（2）空间上，蓝藻水华主要发生在太湖的北部和西部区域，并且蓝藻水华发生级别由高到低基本上沿西北-东南方向分布；（3）年际变化上，蓝藻水华发生次数呈逐渐增加趋势，蓝藻水华级别较高、次数较多的年份主要集中于2006年和2007年；（4）年内变化上，4~8月份，蓝藻水华发生次数呈增加趋势，8~11月，蓝藻水华发生次数逐渐减少。并且，蓝藻水华主要集中于5月和7~10月份，尤其是8~10月。     

太湖五里湖底泥污染特性研究

五里湖是太湖污染最严重的水域。为对其治理提供依据,在该湖区设置了4个采样点,对底泥的表层样、柱状样、间隙水样和上覆水体作了重金属和营养盐分布测试,并作了数据统计分析。结果表明：以地积累指数评价,五里湖底泥的重金属污染程度为轻度,总体可达到《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）三级标准,根据超出背景值的倍数分析,五里湖重金属含量顺序为Cu>Cd>Pb>Hg>As>Cr。重金属含量表层（0～5 cm）相对较低,第二层（5～10 cm）和第三层（10～20 cm）是主要的污染沉积层,这与底泥沉积特征是相对应的。表层底泥总氮、总磷和有机质含量较高并具有明显的相关性,相关系数介于0.757 6～0.862 2之间,显示了污染物质的同源性。表层底泥和间隙水中营养盐含量明显高于湖水,相对于湖水呈可释放状态,是湖体内源污染之一。     

太湖金墅港水源地蓝藻、细菌群落结构及垂直迁移规律研究

以太湖金墅港水源地蓝藻为研究对象,通过高通量测序技术分析水体和底泥中细菌的群落组成,同时检测常规水质理化因子,分析其对蓝藻变化的影响。结果显示,金墅港水体和底泥中细菌群落主要门组成相似,随着季节的变化水体中蓝藻群落结构的变化较大,底泥中蓝藻的群落结构变化较小;蓝藻门主要的优势科是微囊藻科(Microcystaceae)和聚球藻科(Synechococcales),蓝藻爆发期主要是微囊藻;影响蓝藻群落结构变化的主要环境因子是水温、溶解氧、总氮和总磷;金墅港全年共检测到12个属的溶藻细菌,主要为假单胞菌(Pseudomonas)和黄杆菌(Flavobaeteria),溶藻菌在细菌的占比与蓝藻相反,蓝藻水华爆发时比例较低,蓝藻水华爆发前期、末期则比例较高。此外还发现随着气温升高,底泥中蓝藻的繁殖优先于水体中蓝藻的繁殖;蓝藻爆发期,水体中蓝藻比例较高时会出现向底泥中迁移富集的现象。     

三峡库区腹心地带消落区土壤氮磷含量调查

消落区土壤中氮磷是上覆水体营养物质的潜在来源之一。在2008年底三峡蓄水至172 m之前，采样分析了小江（澎溪河）等库区5条典型支流淹没前的消落区土壤氮磷含量分布情况。在研究样区范围内，消落区土壤全氮均值为1317±0484 mg/g，变化范围在0459~2735 mg/g，而土壤全磷均值为0676±0282 mg/g，变化范围在0314~2799 mg/g。不同的土地利用方式消落区土壤全氮含量有明显差异，耕地消落区和园林地消落区的全氮值明显高于河滩地消落区。不同流域之间氮素差异也达到极显著水平，朱衣河和大宁河流域消落区土壤氮素要明显高于其他3条支流。但是，不同土地利用方式的消落区之间全磷差异不显著，不同流域之间磷素差异也不显著。相比长江中下游一些浅水湖泊的底泥，库区消落区土壤中全氮和全磷含量水平已处于偏高状态，向上覆水体释放的风险较大。小江流域的丰乐镇和养鹿镇、朱衣河的胡家坝地区是研究范围内释放风险高的区域.     

太湖生态修复治理工程

太湖是我国第三大淡水湖泊 ,也是流域的重要水体。近年来 ,随着人口的增长 ,经济高速发展 ,人为社会经济活动影响 ,水资源系统受到很大冲击 ,水质变劣 ,湖体营养过程加剧 ,生态环境受到明显损害 ,制约了流域社会经济的可持续发展。要实现流域水资源的可持续利用 ,必须加快水污染综合治理。除陆域实施严格的达标治理、河网水质调控 ,农业面源及生活污水治理外 ,太湖湖体生态修复和富营养化治理已为当务之急。目前应尽早实施 :①太湖重污染区底泥的生态疏浚 ,减少底泥释放二次污染。②利用浮床陆生植物治理太湖典型富营养化水域 ,利用生物吸收、降解 ,继而富集营养盐 ,净化水质。③建立环湖湿地保护带。④恢复和重建湖滨带水生植被 ,实现长效生态管理和调控。⑤生态渔业工程 ,有效控制过度养殖 ,恢复湖泊生态良性循环。⑥藻类采集和资源化再利用。⑦强化流域     

淀山湖沉积物碳、氮、磷分布特征与评价

淀山湖为黄浦江上游水源保护区，为了控制其富营养化趋势，在淀山湖影响区内实施了一系列外源污染控制措施。近年来，淀山湖水质持续改善，但每年仍有不同程度蓝藻水华暴发。为进一步探讨淀山湖水华暴发的机理，本研究对淀山湖沉积物进行了调查研究，分析了沉积物TOC、TN、TP时空分布特征。结果表明：在空间分布上，受来水与北部围网养殖影响及水体自净作用影响，淀山湖沉积物中营养物西北部高，东部低，进水口附近沉积物营养物浓度显著高于湖心及出水口。在垂直分布上，受航道回淤影响，D1与D4样点营养盐垂直分布规律不显著，其它样点均表现出随水深度增加营养盐显著降低的趋势。与20多a前相比，淀山湖沉积物营养盐存在明显的富集作用，沉积物氮、磷含量大幅上升。以有机指数与TP含量进行评价，淀山湖表层沉积物均属于重污染状态，且北部湖区污染程度较高。预测淀山湖外源污染得到控制以后，沉积物中营养物将对水体水质构成威胁     

Nutrient release and sediment oxygen demand in a eutrophic land-locked embayment in Hong Kong

Tolo Harbour is a large eutrophic land-locked estuarine embayment in Hong Kong. The rapid urbanization, commercio-industrial activities and lack of legislative control around the Tolo catchment produced large quantities of untreated or partially treated municipal sewage, agricultural wastes and cottage industrial effluents which were discharged into Tolo Harbour via rivers and watercourses. Control measures were implemented to reduce the external nutrient loading into the harbour since the early 1980s. Nutrient data for the period 1982 to 1997 were analyzed for temporal trends. Over the period of observation, the total inorganic nitrogen and total phosphorus both show an increasing trend, despite a decade of efforts in reducing nutrient loading. The release rates of potentially mobile nitrogen (N) and phosphorus (P) from the sediments collected from Tolo Harbour were determined by N and P release experiments under oxic conditions. The experimental results showed that the sediment released significant amount of nutrients, especially orthophosphates and ammonia nitrogen. The maximum release rates were 15.0 and 206.0 mg/m2/day, respectively. Although the external nutrient loading has been reduced, nutrients could gradually be released back into the water column from the contaminated sediments and delay improvement of the water quality.     

丰水期鄱阳湖氮磷含量变化及来源分析

通过系统测定丰水期鄱阳湖湖水、主要支流水、长江水及部分农田水、地下水及城市污水的氮磷含量,对其氮磷含量变化及来源进行了分析,结果表明,鄱阳湖水体中主要的氮素形式是硝酸盐氮（090 mg/L）,赣江是其主要贡献者。鄱阳湖五大支流氮磷含量存在着较大的差异,赣江NO-3 N含量明显高于鄱阳湖其它主干流,而NH+4 N和TN含量以饶河的最高,TP以信江的最高。农田水、城市废水以及地下水含有较高的氮磷含量,是鄱阳湖及其五大支流氮磷的主要来源。农田水TN和TP含量最高,分别为1347、2863 mg/L。高含量的NO-3 N（735 mg/L）和NH+4 N（548 mg/L）分别出现在地下水和城市污水中。鄱阳湖水体氮负荷较大,N/P比值远大于7〖DK〗∶1。受滞留区及赣江和修水补给的影响,鄱阳湖主河道氮含量变化从上游至下游呈总体上升趋势。鄱阳湖湖体氮含量以下游最高,滞留区次之,上游主河道最低,TP含量呈相反的趋势变化。底层沉积有机物的降解和扰动导致鄱阳湖水体底层NO-3 N、NH+4 N、TN、TP的含量高于表层。     

三峡库区消落带下部区域土壤氮磷释放规律模拟实验研究

三峡库区消落带形成后其下部区域（145~155 m）由于长期处于淹没状态,其表层土壤将类似底泥状态,研究选择嘉陵江江底沉积物模拟其在好氧及厌氧淹水条件下N、P向上覆水体的释放规律。结果表明：土壤处于淹水期间,均向上覆水释放N、P,其中好氧状态下上覆水中TN以硝态氮为主,厌氧环境下上覆水中TN以氨氮形式为主;淹水前期,N、P释放速率均较快,随时间增加逐渐减缓,且在厌氧环境下TP释放能力较好氧环境强。好氧淹水中曝气量对上覆水中TN平衡浓度无显著影响,但对氨氮、硝态氮释放过程有影响,从而影响TN浓度变化;底泥状土壤落干过程对N素释放有正影响,对P素释放有负影响;在短暂的落干期间,如果进行农业利用,将增加库区水环境污染和水体富营养化的风险.     

太湖流域上游河流污染空间分布特征研究

为把握太湖流域上游西北部河网区域水体的N、P污染特征及其空间分布，2010年8月在该区域内的武进港 直湖港水系、洮滆水系、丹扁孟河（丹金溧漕运河、扁担河及孟津河）以及宜溧河水系的河网，监测了39个河流断面的水质。研究表明，4水系TN平均浓度分别为388、283、291及193 mg/L，DTN占TN比重分别为9180%、7843%、7001%及8444%，河网氮输出均以DTN为主。在DTN中NO-3 N浓度所占比重分别为6747%、5275%、7748%及4281%，NH+4 N浓度所占比重分别为1633%、3316%、1127%及4351%。TP平均浓度分别为059、030、026及015 mg/L，DTP所占比重分别为6213%、4019%、4673%及3197%，而PO3-4 P浓度占DTP比重分别为2073%、5461%、4327%及7772%。武进港 直湖港水系N平均浓度显著（〖WTBX〗p〖WTBZ〗<001）高于宜溧河水系，与其它两水系无显著差异，P平均浓度显著（〖WTBX〗p〖WTBZ〗<005）高于宜溧河水系和丹扁孟河，与洮滆水系无显著差异。影响太湖流域上游西北部区域河流水网水质的主导因素为氮污染，而其中以DTN污染最为严重。太湖西北部是蓝藻水华暴发的重灾区，上游区域DTN的大量输入，将成为引发太湖水体生态系统灾变的潜在风险     

太湖和滇池表层水体水质与水华蓝藻生物质生化性状的关系

根据2010年5～8月对滇池海埂和太湖竺山湖监测点的逐月监测结果,对同时期不同地域湖泊水体的污染状况进行比较研究,并评估了表层水体水质与水华蓝藻生化性状指标之间的相关性。结果表明：滇池水体的富营养化程度较太湖高,从取样月份之间差异来看,滇池表层水体水质指标均呈现先升高后降低再升高趋势,以6月份为最高,而太湖则呈逐月升高趋势。滇池蓝藻生物质中凯式氮、全磷和总养分（N+P2O5+K2O）含量均与太湖相当,但是滇池蓝藻C/N较太湖高,且除As、Cd元素超标外,各样品中其余重金属元素的含量均低于有机肥料行业标准（NY525 2011）。通过进一步的相关性分析表明,无论滇池还是太湖水域,其水华蓝藻中的Pb和Cr之间表现出明显的同源性;此外,表层水体NH+4 N水平可以作为水体富营养化程度的快速指示指标     

鄱阳湖乐安江流域非点源氮污染时空变化特征分析

乐安江是影响鄱阳湖水质的一条重要河流，近年来非点源污染迅速增加，水质呈下降趋势。运用GIS手段建立了研究区非点源污染的基本空间信息库，在野外水样监测和土地利用调查的基础上，分析了乐安江流域非点源氮的时空变化特征。氮的流失主要以可溶态形式，TN和DTN全年变化剧烈，在12月份普遍较高，4月份次之，9月份最低。在监测各月份乐安江流域TN浓度的范围为0.09~1.359 mg/L，水质属中营养水平。NO3-N浓度平均值为DTN的65%，是DTN流失的主要形态，其时空分布与TN具有明显的相似性；在丰水期4月份，NH3-N的平均浓度为全年最低水平，平水期9月份NH3-N平均浓度为三氮之首；NO2-N全年含量最低。各种形态的氮浓度在空间上从上游向下游基本呈增加趋势；西南部地区各种形态的氮浓度普遍高于东北部地区，说明上游水质普遍好于下游水质。     

巢湖水及沉积物中总磷的分布变化特征

磷是导致巢湖水体富营养化的主要营养物质。采集大量巢湖表层水和沉积物样品,通过检测上覆水和沉积物中总磷含量,分析巢湖水体中磷的时空变化及赋存特征。结果显示:巢湖南淝河和裕溪河河口的上覆水中总磷含量值时间变化特征为8月5月3月12月;且南淝河口总磷含量年均值超过地表水Ⅴ类水质标准,明显高于裕溪河口值;表层水和沉积物中总磷含量在空间分布上呈西高东低趋势,最高值均出现在靠近合肥市河口处。巢湖周边土壤及湖区磷的等值线分布表明:杭埠河流域农业污染、东巢湖东南部水土流失可能是巢湖磷面源污染的主要来源。巢湖上覆水和沉积物中总磷的相关系数为0.515,蓝藻爆发期全湖表层沉积物中总磷含量显著减少,揭示目前内源磷释放已是巢湖富营养化的主要因素。结果将对巢湖流域的污染综合防治及蓝藻治理工作提供科学依据。     

紫色土坡地泥沙养分与泥沙流失的耦合特征

通过人工降雨模拟试验,研究紫色土坡地泥沙全氮、全磷与泥沙三者流失的耦合特征及其受降雨和地形的影响。结果表明,泥沙全氮流失量随坡度及雨强的增加而减小,而全磷的流失量受雨强及坡度的影响均较小;相关性分析表明泥沙流失量愈大,全氮流失量愈小,而全磷愈大。全氮与泥沙流失随降雨时间而呈峰值特征,而全磷随时间变化较小。泥沙养分流失量的累积过程与泥沙累积过程一致,随泥沙累积量的增加而增加,且全氮流失累积量明显低于全磷流失累积量;坡地泥沙流失养分的富集比具差异性,即泥沙流失量愈大,氮富集比越低,磷富集比越高。分析坡地泥沙流失养分的富集比,可知全磷与泥沙的耦合稳定性较全氮高,更易呈现影响下游水质的滞后效应。     

太湖聚藻区水华易发季节沉积物磷的分布特征

为了探讨太湖聚藻区月亮湾在水华易发季节及前后沉积物磷的赋存及迁移特征，采用欧洲标准测试委员会框架下发展的SMT磷形态分级方法对月亮湾由冬季至夏季（1～7月）表层沉积物（5 cm）分层的磷形态分析发现，总磷和无机磷呈现逐渐下降的趋势，平均含量分别为53553和42590 mg/kg。但有机磷则在冬季至夏初降低，随后从夏初开始上升并于7月达最大值，平均含量为8772 mg/kg，是冬季的14～18倍，表明藻类聚集和沉降对表层沉积物有机磷含量产生显著影响。在监测的这几个月中，无机形态磷均于春季4月达到最大值，而且与1、6和7月表现出显著的差异性（P <005）。铁磷为无机磷主要形态，平均含量达到18686 mg/kg，占无机形态磷质量分数的4443%，且4月、5月和6月沉积物铁磷含量表现出显著的差异性（P <005）。其次是铝磷和钙磷，平均含量分别达到12949和9748 mg/kg，为无机形态磷质量分数的3118%和2318%，各月份沉积物铝磷含量表现出显著的差异性（P<005），而钙磷却无显著性差异。沉积物中可交换态磷的含量虽然较少（平均444 mg/kg），但其冬季至春季逐渐升高、春季至夏季逐渐降低的现象，表明在生长季节可交换态磷从沉积物向上覆水柱释放，为藻类复苏和生长提供物资基础。分析还发现，铁磷、铝磷和有机磷均与可交换态磷存在较好相关性，无机磷与总磷的相关性最为显著，表明研究区沉积物中总磷的含量与分布主要受控于无机磷