底栖藻类——苦草对猪粪废水中磷的滞留作用研究

为研究底栖藻类与沉水植物(苦草)培养系统对猪粪废水中磷的滞留作用和磷的赋存形态,并评价该体系在控制富营养化和污水生物处理中的潜在应用价值,对不同浓度的猪粪废水进行了为期30 d的室内人工模拟试验,采用改良的淡水沉积物磷形态连续分离提取标准测量和测试方法(SMT法),测定了藻垫与苦草中总磷和所滞留磷的不同形态.结果表明:单独培养的底栖藻类与苦草均对磷具有较强的滞留作用,底栖藻类和苦草混合培养对磷的滞留作用均增强,藻垫对高浓度猪粪废水中磷的滞留能力要明显高于中浓度.藻垫与苦草所滞留的总磷的主要形态均为无机磷,分别占总磷的43%⁸9%和63%89%和63%⁹4%,其中铁磷占无机磷的34%94%,其中铁磷占无机磷的34%⁶4%和20%64%和20%⁹1%,钙磷占无机磷的17%91%,钙磷占无机磷的17%⁵8%和7%58%和7%⁷5%.     

基于光谱特征的沉水植物种类识别研究

沉水植物种类的光谱特征识别可为大尺度遥感监测沉水植被提供种类识别的有效参数.本研究利用高光谱地物光谱仪获取上海市郊最大的天然淡水湖泊淀山湖6种典型沉水植物狐尾藻、竹叶眼子菜、金鱼藻、大茨藻、黑藻和苦草群落冠层的反射光谱,分析不同种类沉水植物的原始光谱和一阶导数光谱特征,通过主成分分析(Principal Components Analysis,PCA)筛选对沉水植物光谱种间差异敏感的植被指数和光谱指数,探寻能够有效识别不同种类水生植物的光谱识别方法.研究结果表明:①不同种类沉水植物的光谱曲线形状在可见光和近红外波段近似,但光谱反射率值差异较大;②光谱指数NAV、REP和NGP是识别6种沉水植物最敏感的特征指数,这些指数综合体现和放大了不同种类沉水植物在形态结构、叶绿素含量、光合和保护色素等方面的特征及所栖居的水体环境特征的种间差异.研究结果可为高光谱遥感影像准确解译与提取沉水植物群落组成、分布和生物多样性的动态变化信息提供理论依据和技术支持.     

内蒙古乌梁素海生态恢复工程试验研究

在典型草型富营养化湖泊内蒙古乌梁素海设立试验研究基地,进行较大规模的生态恢复工程试验,研究表明实施沉水植物收割工程是草型富营养化湖泊生态恢复的重要技术措施.以机械化方式收割沉水植物能够削减湖泊内源性营养物负荷的积累和释放,减少二次污染,抑制生物填平作用,改善水体环境.有计划、合理地运用生态恢复工程,不仅可以减轻草型湖泊所面临的巨大生态压力,延缓沼泽化演化进程,而且可以在实施生态工程的同时开发利用水生植物资源,使湖泊环境与湿地综合利用得到持续发展.     

分段进水工艺非稳态进水对污染物去除性能的影响

研究模拟污水处理厂进水以非稳态正弦曲线波动,通过调整非稳态进水平衡位置时好氧段不同的初始DO浓度,研究非稳态进水对分段进水工艺污染物去除的影响及控制策略控制参数.结果表明,通过恒定曝气量并控制好氧段初始DO浓度为2mg·L-1,出水平均COD、氨氮、总氮、总磷浓度最佳,分别为21.82,0.59,11.87和0.26mg·L-1;随着进水流量的非稳态波动,周期内出水COD以分段函数规律变化,出水氨氮、总氮和总磷以正弦曲线波动;从改良A/O 4点分段进水工程化设计角度考虑,设计总处理量的变化系数为1.25时可认为在安全系数范围内.      

抚仙湖轮藻植物的时空格局

轮藻是一类大型沉水藻类植物,喜生长于含钙质丰富的硬水和透明度较高的水中.抚仙湖是我国典型的高原深水湖泊,为了解其轮藻植物群落结构及时空格局特征,2005 2011年对抚仙湖沉水植物进行了调查.在抚仙湖共采集沉水植物12种,其中轮藻植物2种：轮藻Charasp.和丽藻Nitellasp..抚仙湖轮藻植物平均生物量约为11...     

富磷上清液铁接触除磷效果预测模型

富磷上清液铁接触除磷效果受多种因素影响,且各因素间关系复杂,单一的数学模型难于准确模拟.建立了灰色BP人工神经网络组合预测模型,该模型结合了进水总磷浓度、曝气强度、水力停留时间、pH值、水温等5个主要影响因素,可准确预测不同工况下富磷上清液铁接触除磷效果.通过组合预测模型计算可知:随着进水总磷浓度和pH值的升高,总磷去除率随之下降;而随着曝气强度的增大和水力停留时间的延长,总磷去除率随之升高;随着水温的升高,总磷去除率有波动,水温为27 ℃时,总磷去除率最大.     

沉水和浮叶植物在浅水湖泊生态系统中的作用——以太湖为例

对太湖沉水和浮叶植物、底栖动物及其湖泊水质和沉积物状况等进行了调查.结果表明:沉水和浮叶植物的存在对太湖水质、沉积物特性和底栖动物的多样性均有一定影响.有草区与无草区比较:其水体透明度提高了1.12(5月)和1.99(9月)倍,TN浓度降低了1.84(5月)和0.70(9月)倍,TP浓度降低了0.99(5月)和1.58(9月)倍,叶绿素含量降低了2.17(5月)和1.54(9月)倍,有草区底栖动物的生物多样性(75种)明显高于无草区(53种),方差分析差异达显著(P0.05)或极显著(P0.01).表明沉水和浮叶植物是维持太湖浅水湖泊健康生态系统的重要组成部分,在浅水湖泊中的作用不可替代.     

水生高等植物对湖泊生态系统的影响

从多种角度分析了水生高等植物在湖泊生态系统中的作用以及和其它生物的关系,并从覆盖率、群落结构、植物配比等角度讨论了湖泊水生高等植物的最佳保有生物量。表明水生高等植物在湖泊生态系统中具有重要的环境生态功能和初级生产功能,水生高等植物的消退与过量生长都会导致湖泊生态系统生物多样性下降、生态系统变得脆弱和不稳定;维持湖泊生态系统良性循环,水生植物的生物量至少要大于1000g/m2,水生植物的覆盖度要大于30%,除了控制水生植物在水体中的总体生物量,还应重视挺水植物、浮叶植物、沉水植物和漂浮植物之间生物量的合适比例,并需密切注意水生植被群落结构的变化情况。     

温度、光照和磷质量浓度对小环藻、大型溞和金鱼藻共培养的影响

为了研究温度、光照和磷质量浓度对生物操纵效果的影响,选用小环藻、大型溞和金鱼藻分别作为浮游植物、浮游动物和大型水生植物的代表种,建立不同磷质量浓度(0.05、0.1、0.5、2mg/L)的水生微宇宙模型,研究不同温度梯度(15、20、25、30℃)、不同光照强度(1000、2600、4200、5800lx)及不同光暗比(10∶14、12∶12、14∶10、16∶8)条件下浮游动物和沉水植物的控藻效果.结果表明:磷质量浓度为0.05~0.5mg/L、温度在20~25℃时,大型溞和金鱼藻生长较好,对小环藻有明显的抑制作用;磷质量浓度为0.05~0.5 mg/L、光照强度在1000~4200lx时,大型溞和金鱼藻对小环藻有明显的抑制作用;强光(5800lx)有利于小环藻、金鱼藻的生长,但对大型溞有抑制;磷质量浓度为0.05~0.5mg·L-1,光暗比为14h∶10h时,大型溞和金鱼藻生长最好,可以达到很好的抑藻效果;当磷质量浓度相同时,温度30℃、光照5800lx时,培养液中氮磷去除率最高.     

抚仙湖入湖河流氮磷的时空分布特征

为研究抚仙湖入湖河流氮磷对湖泊富营养化的影响,通过测试环抚仙湖主要入湖河流水体中不同形态氮、磷的质量浓度,对入湖河流氮磷质量浓度的时空分布特征、氮磷负荷的月变化和氮磷比的时空分布特征进行分析.结果表明:抚仙湖入湖河流总氮TN(total nitrogen,TN)的质量浓度为2.37～10.90 mg/L,平均值为5.23 mg/L.溶解态总氮DTN(dissolved total nitrogen,DTN)质量占总氮质量的77.33%,是最主要的赋存形态;颗粒态氮PN(particulate nitrogen,PN)的质量占比相对较少. DTN中溶解态无机氮DIN(dissolved inorganic nitrogen,DIN)的质量浓度明显高于溶解态有机氮DON(dissolved organic nitrogen,DON)的质量浓度.总磷TP(total phosphorus,TP)的质量浓度为0.12～7.33 mg/L,平均值为0.86 mg/L.颗粒态磷PP(particulate phosphorus,PP)的质量占总磷质量的78.43%,是磷的主要赋存方式,溶解态总磷DTP(dissolved total phosphorus,DTP)的质量占比相对较少. DTP中溶解态无机磷DIP(dissolved inorganic phosphorus,DIP)的质量浓度高于溶解态有机磷DOP(dissolved organic phosphorus,DOP)的质量浓度.抚仙湖入湖河流TN的年负荷量为397.12 t/a,TP的年负荷量为35.83 t/a.总氮和总磷向抚仙湖的输入集中在丰水期,氮向抚仙湖的输入以DTN为主,磷向抚仙湖的输入以PP为主.抚仙湖主要入湖河流TN/TP的年负荷量比值为11.08,适宜浮游植物生长,入湖河流氮磷比促进了湖泊富营养化的发生.     

利用浮游植物群落评价白洋淀水质的研究

１９９１～１９９３年调查研究了河北省白洋淀的浮游植物，共鉴定４５１种，隶属５１科１３６属。其中，１９９１年出现２６１种，１９９２年２４３种，１９９３年２０１种。平均细胞密度为２８０．８８×１０４个／Ｌ，最大值为６７９．８０×１０４个／Ｌ，出现在１９９３年４月，最小值为５５．３７×１０４个／Ｌ，出现在１９９２年４月。应用浮游植物群落资料通过指示生物法、藻商值、营养状态指数和物种多样性指数评价了白洋淀水质，同时利用理化分析方法对水质进行监测，两种评价结果是一致的。１９９１～１９９２年白洋淀的水质为中性或微碱性贫营养型水体，而１９９３年则为碱性富营养型水体。漾堤口１９９１年为重污区，烧车淀１９９２年为中污区，其他淀区均为轻污或无污     

白洋淀防洪排涝与生态干旱监测数字化研究

白洋淀是华北平原地区重要的湖泊,对调节该地区的防洪排涝具有不可替代的作用.目前,白洋淀面临的2个主要的问题是防洪排涝的科学调度和预防发生生态干旱.本文对白洋淀内366 km2的地形进行了数字化处理,绘制了白洋淀在防洪水位下水域面积的分布情况,并给出了所谓“干淀”及发生生态干旱时,白洋淀具体的水域分布范围,为科学调水及时补充提供更加准确的信息.     

水文脉冲影响下南四湖浮游植物和大型底栖动物群落的不同变化特征

水文脉冲影响着湖泊水生态系统,人工调水工程引起的水文脉冲使这种影响更加复杂. 本研究分别调研了南四湖在非调水期和调水期内的浮游植物和大型底栖动物以及相应的水质和底泥中的重金属,分析了调水引起的水文脉冲影响下浮游植物和大型底栖动物群落的变化特征. 结果显示:在一个脉冲周期内,调水期的浮游植物总密度减小,群落中蓝藻门占比下降,而绿藻门和硅藻门占比增加,优势种更替剧烈,这些变化更多的是由脉冲式调水引起的水质改变和季节变化引起的温度差异共同导致的. 南四湖中大型底栖动物群落主要包括软体动物、水生昆虫类和水生寡毛类,且由软体动物主导. 一个脉冲周期内的大型底栖动物群落结构稳定,优势种更替较弱,物种多样性指数变化较小. 对比南水北调工程实施之前的结果,南四湖中浮游植物群落年内变化更明显,且物种多样性整体下降. 大型底栖动物群落随着水质的优化和底泥中重金属分布的改变,逐渐由小体型的水生昆虫主导变为由大体型的软体动物主导. 这些结果表明调水引起的水文脉冲对浮游植物的影响在短期和长期均有明显体现,对大型底栖动物更多的体现在长期累积性影响.      

滇池溶解氧浓度变化的氮磷循环响应模拟研究

基于滇池外海的三维水动力?水质模型, 模拟湖泊水动力及水质的动态过程, 识别湖泊水体中溶解氧特征, 并通过设置外部负荷削减情景, 探究溶解氧浓度对底泥内源释放以及氮磷循环的影响。结果表明: 1) 由于藻类爆发与水体氧传输受阻的共同作用, 滇池底层水体6—9月间存在较严重的缺氧现象; 2) 溶解氧调控底泥氮、磷营养物质的释放, 进而显著地影响底层水体中氮、磷浓度; 3) 滇池底层缺氧状况的改善对外部负荷削减要求较高; 4) 底泥的磷吸收?释放平衡点溶解氧浓度约为3.3 mg/L, 滇池水体中氮浓度的变化更易受外源负荷作用影响。     

淀山湖浮游植物生物完整性指数的构建及水生态健康评价

于2019年1月、4月、7月和10月在淀山湖共开展了4次水质及浮游植物调查,构建了淀山湖浮游植物生物完整性指数,来评价淀山湖水生态健康状况.采用综合营养状态指数(TSI)值法的划分标准来确定参考点与受损点,将19个应用广泛且入选率较高的指标作为侯选生物指标,并对候选指标进行分布范围检验、判别能力分析、指数间的相关性分析,最终获得组成淀山湖浮游植物生物完整性指数(P-IBI)的5个参数:硅藻物种数、浮游植物丰富度指数、绿藻密度百分比、隐藻密度百分比和浮游植物总生物量.应用P-IBI对淀山湖水生态健康状况进行评价:从整体来看淀山湖处于亚健康状态,其中处于健康、亚健康和良状态的点位分别为1,8和3个;春季和冬季处于亚健康状态,夏季和秋季处于良状态. P-IBI与水体透明度(SD)呈极显著正相关,与叶绿素a(Chla)和总磷(TP)呈极显著或显著负相关.     

白洋淀典型挺水植物净化水质效果

通过在白洋淀建立种植芦苇及香蒲的围隔实验区,研究挺水植物对水质的影响。从2011年7月到8月每周采样一次,共7次。测定水中溶解氧(DO)、透明度(SD)、高锰酸盐指数(CODMn)、总氮(TN)、总磷(TP)。实验结果表明:实验围隔内水质明显好转。在实验组中,香蒲高密度围隔实验区对于水质改善作用最为明显,对DO、SD、TN等改变率分别达到120%、81%、29.41%。而对于水中CODMn、TP去除,第三组中密度芦苇围隔实验区相对更好,其改变率分别达到20%、36%。第七组香蒲与第三组芦苇富营养化指数分别为41.64和44.07,低于同期对照组54.43。因此,在水体修复中可选择种植高密度香蒲、中密度芦苇净化水质,这对于改善白洋淀水质有着重要的意义。     

白洋淀水环境状况与治理保护对策

 由于连年干旱和人类活动的干扰,白洋淀面临生态缺水、水环境污染、水体富营养化及水生生物多样性破坏等生态危机。近几年,白洋淀水体多为V类或劣V类,处于轻度富营养状态,主要污染指标为化学需氧量与总磷。研究表明,白洋淀生态环境遭到破坏,失去自净与生态修复能力的主要原因有：上游修建大量水利工程截断水源,导致入淀水量减少;工业废水与生活污水大量流经府河汇入白洋淀;淀区养殖业与旅游业发展加快了污染进程;而紧绕白洋淀规划的雄安新区对入淀污染负荷有潜在贡献。针对白洋淀生态环境现状与水体恶化原因,为使白洋淀恢复生态自净与循环能力,提出了污染源治理与生态保护对策。     

三仙湖氮磷污染现状与问题诊断

 三仙湖湖区水质好坏及水量多寡关乎湖南南县及周边地区的战略饮用水安全。三仙湖流域水质与底质的调查结果表明：三仙湖湖体水中总磷平均质量浓度为0.18 mg/L,总氮平均质量浓度为1.26 mg/L,总体水质为V类,总磷超标严重,对比国内重要湖泊水质总氮均值依次表现为三仙湖 < 洞庭湖 < 鄱阳湖 < 太湖,总磷均值为鄱阳湖 < 洞庭湖 < 三仙湖 < 太湖。沉积物中总氮污染较重,总磷生态效应较总氮低,对比国内重要湖泊底质总氮均值表现为洞庭湖 < 三仙湖 < 鄱阳湖 < 太湖,总磷均值表现为三仙湖 < 鄱阳湖 < 洞庭湖 < 太湖。分析表明,目前存在农业面源污染严重、湖内底泥淤积、内源污染释放风险较大、散养牲畜进入湖区放养现象突出、受精养塘等渔业污染严重等问题。     

白洋淀浮游植物的生物量、叶绿素含量和生产量

研究了白洋淀几个主要淀区春季浮游植物的生物量、叶绿素含量和生产量。各淀区浮游植物生物量（ｍｇ／ Ｌ） 平均为４５．２６１,以寨南最大（１１３．１３８）,藻 淀最小（０．８６２）;叶绿素含量（μｇ／ Ｌ） 平均为７．５７３ ３,其中南刘庄最大（１７．６９０ ４）,藻 淀最小（０．２４５ ７） ;最高生产层以碳计的日产量（ｇ／（ｍ３ ·ｄ））平均为０．２８５,其中南刘庄最大（１．０５５）,藻 淀最小（０．０１５） ,水柱日产量（ｇ／（ｍ２ ·ｄ）） 平均为０．４３１,其中寨南最大（１．００１）,藻 淀最小（０．０１３）。     

白洋淀次表层水温分布研究

白洋淀是华北地区重要的淡水湖泊,对该地区生态环境的影响巨大.利用开发的数字化软件对白洋淀进行数字化,计算出了3-9月白洋淀内次表层水温的分布及其变化规律,从而为白洋淀的管理及相关学科的发展提供借鉴和参考.结果表明,白洋淀次表层水温变化与季节变化密切相关,3月份次表层开始出现温度差异,温差为3℃;4-7月,随着气温的回升,水温也逐渐上升;次表层水温的年最高值出现在8月,其值为14℃;9月份温度开始回落,温差也减小到2℃.