黄州遗爱湖水质及富营养化调查研究

通过综合污染指数的计算,得出遗爱湖湖泊水质的部分水质指标超出了国家Ⅳ类水质标准.三湖区中,西湖的水质状况最差,N,P以及CODMn明显超标,东湖和菱角湖的主要超标物为N,P,针对湖泊的主要污染物,采用综合富营养指数,测算出遗爱湖水体目前处于中等富营养状态.     

珠湖沉积物污染物空间分布特征及污染评价

珠湖是鄱阳湖唯一具有重要饮用水水源供水功能的大型子湖和国家水质良好湖泊,但长期以来对其沉积物中累积性污染缺乏了解.为研究珠湖沉积物污染物积累情况和主要污染物的来源,采集内珠湖、外珠湖7个不同湖区的深层柱状沉积物,研究其营养盐(总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH4+-N)和总有机碳(TOC))和重金属(Cr、As、Cu、Zn、Cd和Pb)的水平与垂直空间分布特征.结果表明:湖泊沉积物TOC和TN含量从底层到表层总体呈增加趋势,而TP和NH4+-N与沉积深度的相关性不显著,TOC和TN的最高含量出现在闸口区(DS1),TP和NH4+-N的最高含量则出现在外珠湖白沙洲湖区(DS2).沉积物中营养盐与6种重金属整体呈现外珠湖高,通道区域次之,内珠湖最低的规律,而在部分湖区表层沉积物Cd、Cr和Pb含量较深层区呈增加的趋势,表明部分湖区表层沉积物中的重金属呈现积累风险.主成分分析和相关性分析表明,珠湖6种重金属受到外源输入影响明显,内珠湖沉积物中Cu和Cr可能来源于农业种植活动,外珠湖沉积物中Pb、As、Zn和Cu中可能来源于水产养殖活动.珠湖沉积物6种重金属污染水平为外珠湖白沙洲湖区>闸口区>外珠湖大塘村湖区>通道区>外珠湖双港湖区>内珠湖腰里湖区>内珠湖团林湖区.在外珠湖白沙洲湖区Cr、Pb累积效应明显,珠湖沉积物中重金属Cr、Pb潜在风险应引起重视.     

青藏高原典型湖泊湖岸带表层沉积物碳、氮、磷分析

在青藏高原地区的尕海、纳木错和羊卓雍错3个湖区的典型湖泊湖岸带采集表层沉积物,测定总有机碳、总氮、总磷含量,分析营养元素间的原子比.结果显示:7处湖岸带表层沉积物有机碳含量介于1.19～46.84g/kg之间,其中尕海糊区的果茫滩最高;总氮含量介于0.26～10.84g/kg之间,尕海最高;总磷含量介于0.05～0.38g/kg之间,尕海最高;纳木错有机碳、总氮、总磷含量均为最低.湖岸带表层沉积物C/N的最大值和最小值均出现在尕海湖区,分别是尕海湖区果芒滩的19.04和尕海湖区尕海的2.85,其他两个湖区的值均在5～10之间;C/P均大于60;N/P值介于8.75～63.17之间;纳木错湖区的N/P和C/P均低于另外两个湖区.可以认为:磷是3个湖区潜在的营养限制因子;尕海存在外源氮输入;果芒滩沉积物有机质主要来源为陆生和水生维管束植物碎屑混合物,纳木错湖区和羊卓雍错湖区则为湖泊自生的水生生物碎屑混合物.     

南四湖表层沉积物中N的形态及其分布特征

采用分级浸取分离法分别对南四湖的7个表层沉积物样品中的离子交换态氮(IEF-N)、弱酸可浸取态氮(WAEF-N)、强碱可浸取态氮(SAEF-N)及强氧化剂可浸取态氮(SOEF-N)进行提取,并将沉积物的N划分为可转化态氮(TTN)和非转化态氮(NTN),对南四湖表层沉积物中各形态N含量及其分布特征和相关环境因素进行了分析。分析结果表明,南四湖上下级湖区表层沉积物中除SAEF-N外,TN及各形态N含量差异显著且上级湖明显高于下级湖区;下级湖表层沉积物中TTN占TN含量的比列明显高于上级湖;南四湖沉积物中N元素成分主要结合在沉积物中的细粒黏土成分中;南四湖上覆水中TN和NH4+-N与表层沉积物中TN和各形态N没有表现出显著的正相关关系,这说明南四湖湖水中的N元素主要来源于入湖河流;沉积物中的氮磷比在1.5～4.5,低于Redfield指数,上覆水中的氮磷比为13.7～24.1,高于Redfield指数,进一步说明南四湖目前水体中的N、P元素主要来自于入湖河流;沉积物中的TN含量在近10 a间下降很大且P仍然是南四湖湖最主要的限制性营养元素。     

江西省不同营养类型湖泊底泥沉积物对磷的等温吸附特征

利用TLI方法将江西省18个湖泊分为中营养型和轻度富营养型两类。在低范围初始磷浓度和高范围初始磷浓度条件下,研究了两类湖泊底泥沉积物对磷的吸附等温热力学特征,并得出其相应的热力学参数特征值,研究结果表明:在低初始磷浓度条件下,两类湖泊对的磷等温吸附线符合Linear模型;在高初始磷浓度条件下,两类湖泊对磷的吸附等温线均能较好的符合Langmuir模型和Freundlich模型,显著水平(P0.05);中营养型湖泊底泥沉积物对磷的最大吸附量Q_(max)、吸附效率m、沉积物本底吸附态磷NAP和磷吸附/解吸平衡浓度EPC_0分别为669.828～833.224 mg/kg、112.006～216.07 L/kg、15.274～25.177 mg/kg和0.071～0.225 mg/L,而轻度富营养湖泊底泥沉积物对磷的Q_(max)、m、NAP和EPC_0分别为718.027～856.822 mg/kg、124.310～148.910 L/kg、22.248～30.838 mg/kg和0.156～0.259 mg/L,从热力学参数的大小方面分析,中营养型湖泊Q_(max)、NAP、EPC_0、K的值均小于轻度富营养型湖泊;中营养型湖泊底泥沉积物的Q_(max)、NAP、EPC_0与TP、IP、Fe/Al-P与OP含量相关性较好;而轻度富营养型底泥沉积物Q_(max)、NAP、EPC_0与IP、Fe/Al-P含量相关性较好,Q_(max)、NAP和EPC_0与沉积物污染程度有关。该研究结果为进一步揭示湖泊富营养化机制提供数据上的支撑。     

溶氧波动对湖泊沉积物氧化亚氮产生和氮物质转化的影响

沉水植物光合呼吸作用能够造成浅水湖泊溶氧(dissolved oxygen,DO)浓度的昼夜变化,并可能对湖泊氮物质转化和氧化亚氮(N_2O)排放产生影响.研究了短期DO浓度变化对富营养化浅水湖泊沉积物N_2O产生和N物质转化的影响.结果表明,相对于空白对照组(DO浓度为3.0~4.0 mg/L时),当处理组水体DO浓度昼夜波动为2.0~12.0 mg/L时,水体N_2O浓度和沉积物N物质含量均出现显著变化,其中处理组N_2O浓度显著高于空白对照组,而氮气(N_2)浓度则明显降低.此外,处理组水体和沉积物总氮(total nitrogen,TN)和氨氮(NH_4-N)浓度均显著降低,而硝态氮(NO_3-N)浓度则呈现增加趋势.实验结束后,处理组沉积物潜在氨氧化率、潜在亚硝酸氧化率、潜在硝化速率和潜在反硝化速率都显著上升.     

武汉小南湖沉积物中不同形态磷的空间分布特征

研究了城市富营养化湖泊小南湖沉积物中不同赋存形态磷的水平空间变化和垂直方向分布。研究表明小南湖沉积物属于重度富营养状态,全湖区表层(0~20 cm)沉积物总磷(TP)的平均含量高达3.29 g/kg,其中位于污水处理厂附近的3#点ω(TP)高达6.42 g/kg,且表现出明显的表层富集现象。采用SMT法分析了沉积物中磷的赋存形态,其中无机磷(IP)是主要组成形式,含量为0.15~2.85 g/kg,约占ω(TP)的70%。受氧化还原条件影响,ω(IP)/ω(TP)的比例随着沉积物深度增加而减少。金属结合态磷以铁铝结合态(Fe/Al-P)为主,其含量在0.21~3.47 g/kg,而钙磷含量为0.09~1.42 g/kg,铁铝结合态磷的含量占总磷比例的60%以上。沉积物中的磷是主要的内源磷负荷,而无机磷是沉积物中可直接利用的磷形态,Fe/Al-P也是生物利用性较高的磷形态。小南湖沉积物属于释放风险较大的內源磷负荷,在将来的湖泊治理过程中应考虑合适的方法处理。     

高原湖泊紫色非硫细菌质粒研究

为得到高原深水湖泊中微生物携带质粒情况,运用分子生物学方法对两个代表性高原湖泊—阳宗海(深水,贫营养)和滇池(浅水,富营养)中的PNSB的质粒进行提取。阳宗海中带质粒的PNSB全部来自13m以上,红细菌属的质粒检出率最高;滇池中,污染程度高的水域中分离的PNSB携带质粒几率高于中度和轻度污染位点,红假单胞菌属的质粒检出率最高。两湖PNSB质粒大小都在10000bp左右,滇池中PNSB质粒检出率(24.3%)高于阳宗海PNSB质粒检出率(7.04%)3倍以上。     

山美水库流域沉积物中重金属污染现状评价

利用地积累指数法和潜在生态风险指数法,对泉州市山美水库流域沉积物中重金属污染进行评价.结果表明,山美水库流域沉积物中主要重金属污染物是Cu,Pb,Zn,Cd;从总体的污染程度分析,重金属污染物的污染程度从大到小排列次序为Cd(偏中度污染),Pb(轻度污染),Zn(轻度污染),Cu(无污染);从重金属污染物生态风险程度分析,重金属污染物构成生态风险程度均属于轻度,从大到小的排列次序为Cd,Pb,Cu,Zn;山美水库流域沉积物中重金属污染程度总体上属于轻度污染,但是其桃溪下游、湖洋溪上游、水库入库口的重金属污染较为严重.     

毛乌素沙地北缘苏贝淖湖滨沉积物磁化率与粒度组份的相关性研究*

以苏贝淖湖滨剖面沉积物为例,研究了沉积物磁化率与粒度的变化特征;并分析了各粒级组份与磁化率大小变化的相关关系。探讨沉积物磁性矿物的可能来源及富集状态,揭示它们在干旱区湖泊沉积物中所反映的古环境信息。结果显示:1沉积物磁化率和粒度自下而上分别经历了由低到高、由细到粗的总体变化趋势,代表了一种由湖滨浅湖相到风成沉积相过渡的沉积环境;沉积物整体粒径较粗,主要为砂(63μm)和粉砂[(4~63)μm],二者的平均含量之和达到99.04%,剖面风成沉积物与现代风成沙的粒度曲线变化具有很好的一致性;2磁化率与砂粒级的颗粒含量呈正相关,而与粉砂和黏土无明显相关关系或呈负相关,说明磁性矿物主要赋存在砂粒级颗粒中,主要原因是沉积物中的磁性矿物以外源为主;3沉积物高磁化率值对应较粗的沉积物颗粒,指示湖区风沙活动较强,气候干旱;低磁化率值对应较细的沉积物颗粒,反映湖区环境相对较湿润。     

渭河宝鸡段表层沉积物营养盐分布特征及污染评价

以渭河宝鸡市区段流域为研究对象,研究了沉积物中总有机质(OM)、总氮(TN)和总磷(TP)的分布特征,分析了沉积物碳-氮-磷两两间的耦合关系,并对渭河宝鸡段沉积物中营养盐的污染状况进行了评价.结果表明:沉积物中OM浓度为0.378%~1.702%,TN浓度为0.031%~0.335%,TP浓度为0.053%~0.100%,沉积物TOC与TN和TP两两间具有显著的相关性(P0.01),且主要来源于藻类和水生生物;通过对营养盐污染评价发现,该河段沉积物有机污染较轻(有机指数均值为0.129),处于较清洁状态,N、P污染相对严重,具有造成较小生态风险的可能性,应注意控制外源氮磷的输入.     

富营养湖泊稳态转换的恢复时间及影响因素模拟研究

为了揭示富营养湖泊恢复时间和负荷削减强度之间的非线性关系及其影响因素, 以典型湖泊为理论分析对象, 基于经典磷循环模型, 通过数值模拟, 计算得到不同负荷削减强度下的湖泊恢复时间, 即不同负荷下, 湖泊从初始富营养状态, P浓度逐渐降低回到清水稳态所需要的时间。通过计算不同参数取值下湖泊恢复时间的变化, 探究湖泊不同方面的特征对湖泊恢复时间的影响及可能的管理契机, 得到如下结果。1) 湖泊由浊水稳态向清水稳态的恢复时间和负荷削减强度之间存在非线性关系。若将外源负荷强度控制在略低于“浊水–清水”转换阈值, 则恢复时间在40年以上, 若加大削减强度, 则可缩短恢复时间; 但随着削减强度的持续增加, 其边际效应将逐渐减弱。2) 湖泊形态和状态会对恢复时间产生明显的影响。在同样的负荷削减强度下, 寒冷地区较深的湖泊恢复时间更短; 沉积物释放较快的湖泊恢复时间更长; 水力停留时间短的湖泊恢复时间也更短。因此, 从理论上讲, 通过生态修复工程措施来降低沉积物P的释放或改善水动力条件, 能够缩短富营养湖泊的恢复时间; 湖泊状态的改善还可降低“浊水–清水”稳态转换阈值, 进而降低治理难度。     

安庆市区湖泊表层沉积物中砷、汞含量分布研究及生态风险评价

为调查安庆市区湖泊重金属污染状况,采集了安庆市区7个湖泊共22点的表层沉积物样品,分析了两种重金属As和Hg的含量分布。结果表明,As,Hg的含量范围分别为13.97~48.21 mg/kg和0.15~1.76mg/kg,均值含量分别为26.84mg/kg,0.58mg/kg。各市区湖泊不同程度的受到重金属As和Hg的污染。地累积指数法评价表明,市区湖泊普遍受到了Hg的轻度污染,而As的地累积指数普遍较低。生态风险评价表明,安庆市区湖泊潜在生态风险主要来自于Hg,东大湖、莲湖及菱湖处于中等的潜在生态风险状态,其他湖泊的潜在生态风险状态较低。     

云贵高原深水湖库环境过程及水源保护途径

认识云贵高原的环境变化在局地、区域和全球三个层面上具有重要意义。不同湖泊沉积物—水界面的生物地球化学过程具有重要差别,因而其水源保护途径也不尽相同。a. 贵州阿哈湖汇水区煤矿开采导致Fe—Mn在沉积物中积累并产生季节性二次污染。缺氧季节硫酸盐还原作用上移至沉积物顶部,导致界面亚扩散层对Fe2+的屏蔽,Fe—Mn循环受沉积物—水地质界面和氧化—还原化学界面的双重控制。控制Fe—Mn释放和降低入湖通量、选取优质水区和清淤处理是污染控制的有效途径。b.1994年秋贵州百花湖出现“突发性”水质恶化,剖析相互关联水质指标表明：“湖泊黑潮”是特定季节、特殊气候条件下,沉积有机质生物氧化作用的耦合;脱氮过程受阻的pH控制导致亚硝酸根浓度增高。随着水体耗氧—复氧平衡、水流输送及天气好转,水质可望在一段时期内复苏。后期观测表明了水质的好转。c.云南洱海沉积物平均堆积速率为0.047 g ·cm-2 ·a-1;沉积物顶部几厘米Pb稳定同位素组成表明其铅来源稳定;沉积有机质主要为陆源,早期成岩过程Corg垂直剖面具“沉降—降解—堆积”三阶段分布。近460年间,δ13Corg小幅度频繁波动及δ13Cinorg和δ18Oinorg同步降低的总趋势表明汇水区人为活动的明显影响。控制陆源有机质的输入通量是保护洱海的基本策略。d.云南程海是一个湖水离子总浓度接近盐湖下限的中度富营养湖泊。沉积物Horg/Corg和Corg/Norg原子比率表明其有机质主要源于内生浮游藻类残骸;沉积记录中210Pbex与Corg的沉积通量显示出良好的同步关系。特别是二者同步增大时段表明：210Pbex沉积通量增加指示湖泊初级生产力增大,这种微粒清洗效应反映了湖泊自然作用对富营养演化的调控作用。     

辽东半岛西部海域沉积物中多环芳烃的分布特征及潜在风险

运用气相色谱-质谱仪(GC-MS)测定辽东半岛西部海域沉积物中16种优控多环芳烃(PAHs)含量,探讨其分布特征、来源及潜在生态风险.结果表明:16种PAHs质量分数为(173.0±20.8)×10-9,呈现出中-南部沉积物PAHs含量高、北部含量低的分布特征;与国内外其他海区沉积物PAHs含量相比,研究区PAHs属轻度至中度污染;北部沉积物中的PAHs主要来源于石油燃烧和原油污染,中-南部PAHs主要来源于草、木材和煤燃烧;Ne5,Ne9,Ne10,Ne11,Ne12,Ne15和Ne18站位沉积物中苊浓度高于效应低值w(ERE),偶尔会产生生态毒性效应,其他站位沉积物中PAHs的潜在生态风险较低.     

东平湖硅藻群落结构特征及其与水环境的关系

东平湖位于淮海经济区北部,是国家南水北调东线工程的关键调蓄湖,其水环境状况对于调水水质安全具有重要意义.硅藻是指示湖泊水环境的敏感指标,在湖泊水质监测中有着广泛应用.为了解东平湖的水环境状况,2011年分季节对东平湖硅藻样品和水样进行了采集分析.研究表明:东平湖硅藻有16属43种,主要以部分附生和浮游种为主;优势属种有Achnanthes minutissima,Aulacoseira ambigua,Aulacoseira granulata,Fragilaria capucina v.vaucheriea,Synedra tenera,Synedra ulna v.acus等.冗余分析(RDA)结果共解释物种数据累计方差的28.1%;Monte Carlo检验表明,东平湖水体中COD,pH值、总P和深度是影响底栖动物群落分布最关键的环境因子(F=2.04~2.85,p0.05).总体来看,目前东平湖整体水质处于中营养及中营养向富营养方向转化之中,今后要特别注意湖区人类活动增强后对湖泊的污染,以确保南水北调输水水质的安全.     

生物组合对浮床污染物净化效能的影响

构建以水生植物(空心菜)单元、水生动物(三角帆蚌)单元及人工介质(微生物)单元组成的组合生态浮床.夏秋两季富营养水体净化实验显示,组合型生态浮床比普通水生植物浮床对NH+4-N,TN,CODMn平均去除效率的提高幅度:夏季水体交换时间5d时分别为22.6%,13.3%,13.7%;秋季水体交换时间7d时分别为19.5%...     

新疆玛依湖区土壤盐渍化过程中土壤粒径分形特征

以新疆玛依湖为研究对象,以不同湖区和不同土层深度的土壤粒径分布数据为基础,利用单重分形方法,分析了土壤粒级与分形维数间的关系以及土壤盐渍化过程中土壤分形维数的变化特征.结果表明:①玛依湖区土壤颗粒的主要组成部分为粉粒,土壤质地类型主要为粉壤土、粉土、砂土和砂质壤土,湖区土壤分形维数D值在1.79～2.71之间,分形维数水平方向上表现为东西向呈直线减小趋势,南北向呈先增大后减小趋势,垂直方向上表现为从表层(0～20 cm)向底层(60～80 cm)呈先降低后升高再降低趋势.②玛依湖区土壤均呈现不同程度的盐渍化,重度盐渍化的占比最大,为37.25%;轻度盐渍化和中度盐渍化的占比相近,分别为30.28%和31.47%.③土壤分形维数可以作为湖区土壤发生盐渍化的指标,当D值大于2.28时,土壤出现中度盐渍化;当D值大于2.38时,土壤出现重度盐渍化.玛依湖是克拉玛依市东部生态屏障的水源地,湖区的生态环境关系着克拉玛依市主城区的生态安全,研究湖区土壤盐渍化过程中土壤粒径分形维数的变化特征,能够为湖区土壤盐渍化治理提供科学指导.     

山仔水库间隙水不同分子质量CDOM来源及分布规律

选择福州山仔水库沉积物间隙水中不同分子质量的有色溶解性有机质(CDOM)为研究对象,基于吸收和荧光光谱并结合平行因子分析法(PARAFAC),研究水库沉积物间隙水中不同分子质量CDOM的来源和分布规律.结果表明,间隙水中不同分子质量CDOM的分布规律与总量的分布总体一致.沉积物间隙水中CDOM的主要成分是腐殖化程度中等的陆源可见光富里酸.水面开阔的库区有利于陆源有机质沉降到库底并释放到间隙水中.库区间隙水中CDOM总量大小依次为水库中游坝前水库上游.水库开阔区域对分子质量5~10 ku CDOM的截留效应显著,导致坝前沉积物间隙水中该分子质量级别的CDOM含量相对较低.     

武汉市菱角湖沉积物中营养元素的分布特征

研究了武汉菱角湖沉积物中N、P元素的水平和垂向分布特征,采集并分析了3个深达0.5~1.0 m的沉积柱.结果表明:全湖沉积物中平均P含量为(0.76±0.23)~(1.32±0.35)g/kg.湖心点沉积物总氮含量最高,高达(10.96±0.83)g/kg,沿岸两个点总磷含量分别为(8.34±0.12)g/kg和(9.26±1.21)g/kg.在垂向呈阶段性变化,N、P呈现阶段性变化,垂向分布上40 cm以内的中表层沉积物的营养元素含量高于稳定层,但表层含量(0~20cm)反而低于中层(20~40 cm).说明对营养元素的外源控制达到了一定效果,沉积物中氮磷元素均有所降低,但沉积物中的高含量的N、P元素仍是湖泊的主要来源.