引水调控改善太湖湖湾水环境及其效果预测

在总结太湖水污染问题的基础上,分析得出水流缓慢、动力掺混能力弱、水流交换不畅、水体自净能力差、纳污能力小、入湖污染负荷量大且远超过湖湾的纳污能力是梅梁湖湾水污染严重的主要原因,提出区域水污染综合治理、入湖污染物总量控制、引水调控等水污染防治策略及其关键控制技术,利用数值模拟技术给出了太湖梅梁湖湾入湖污染物排放总量控制定额,并结合引江济太调水试验,采用平面二维水流水质数学模型模拟预测引水调控对梅梁湖湾的水环境改善效果及大流量集中调水和小流量维持性调水的水环境     

太湖主体湖区对梅梁湾藻类影响定量化研究

针对太湖梅梁湾独特的地理位置和富营养化严重的问题,利用太湖水量水质模型和梅梁湾藻类生长模型,在对模型进行了率定、验证的基础下,模拟了在东南风和西北风两种常见风向的条件下,太湖主体湖区对梅梁湾内营养盐浓度和藻类浓度的影响情况,并将其影响定量化。本次模拟较好地反映了太湖主体湖区在两种常见风场的条件下对梅梁湾内水质影响情况。模拟得到以下结果：在不考虑风场和流场的情况下,梅梁湾内部2001年8月藻类平均浓度为43.18 mg/m³,总氮浓度为2.48 mg/L,总磷浓度为0.248 mg/L,只考虑东南风引起流场的情况下,藻类浓度为41.92 mg/m3,总氮浓度为2.07 mg/L,总磷浓度为0.231 mg/L;考虑东南风风场和流场两个因素的情况下,藻类浓度为53.86 mg/m3,总氮浓度为2.06 mg/L,总磷浓度为0.229 mg/L;同期,只考虑西北风风场的情况下,藻类浓度为42.55 mg/m³,总氮浓度为2.19 mg/L,总磷浓度为0.232 mg/L;考虑西北风风场和流场两个因素的情况下,藻类浓度为50.71 mg/m³,总氮浓度为2.17 mg/L,总磷浓度为0.233 mg/L。结果表明,梅梁湾内部的氮、磷等营养盐浓度受到由太湖主体湖区的风场变化引起的湖流扰动的一定影响;太湖主体湖区对梅梁湾内部藻类浓度的影响主要是由藻类漂移引起的,由营养盐浓度改变而引起的藻类浓度变化非常小。     

应用MODIS监测太湖蓝藻水华时空分布特征

利用波段比值算法对经几何校正和大气矫正后的MODIS/Terra L 1B数据进行处理，获取了2004～2010年天气晴好条件下太湖及各分湖区蓝藻水华的面积与时空分布，并在此基础上对太湖蓝藻水华的时空变化特征进行了分析。结果表明：2004～2010年太湖地区共暴发蓝藻水华539次；2004～2007年太湖蓝藻水华首次暴发时间逐年提前，暴发频次逐年增加，2007～2010年太湖蓝藻水华首次暴发时间逐年推迟，暴发频次逐年减少；2004～2010年3～8月份蓝藻水华暴发次数有增加的趋势，8～12月份蓝藻水华暴发次数有减小的趋势；2004～2010年太湖蓝藻水华主要发生在北部和西部湖区，东部和南部湖区发生次数较少，各分湖区蓝藻水华暴发概率大小的顺序为：西部沿岸>大太湖>梅梁湾>南部沿岸>竺山湖>贡湖     

附着生物对富营养化水体氮磷的去除效果

以太湖梅梁湾“863示范工程”水草恢复区原位湖水以及该区渔网围隔上的附着生物为材料，通过室内静态培养试验，研究了附着生物对富营养化湖水的氮、磷去除效果。结果表明，附着生物对水体中的氮有显著的去除效果，半个月内，附着生物对水体中总氮的累积去除率可达60%，在有附着生物的水体中总氮浓度从5 mg/L左右下降到2 mg/L左右；附着生物对水柱中氮的累积去除率和水柱中氮的浓度、附着生物的生物量以及附着生物作用时间密切相关。从培养过程中水体磷的浓度变化来说，培养初期，水体中磷的浓度比较高，附着生物对其有一定的去除作用；培养后期，水柱中磷的浓度比较低，附着生物不但不去除水中的磷，而且还向水柱中释放磷，这可能与附着生物向水体分泌碱性磷酸酶密切相关。     

Composition, sources, and potential toxicological significance of PAHs in the surface sediments of the Meiliang Bay, Taihu Lake, China

Twenty-five surface sediment samples were collected from Meiliang Bay, Taihu Lake, China, in 2003. The concentrations of 16 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), identified as priority pollutants by the USEPA, were determined by gas chromatography equipped with a mass spectrometry detector (GC-MS). Total concentrations of the PAHs ranged from 1207 to 4754 ng/g dry weight. Sediment samples with the highest PAH concentrations were from the northern site of the bay, which is in proximity to the incoming PAH source; the PAH levels in the southern part were relatively low. The observed PAH levels were higher than those in river sediments in China but were lower than those found in sediments of urban areas and harbors. According to the observed molecular indices, PAHs originated largely from the high-temperature pyrolytic process, whereas the petrogenic process was more commonly responsible for PAH contamination in harbors. A good correlation existed between the benzo[a]pyrene level and the total PAH concentration (r=0.97), making benzo[a]pyrene a potential molecular marker for PAH pollution. According to the numerical effect-based sediment quality guideline (SQGs) of the United States, the levels of PAHs at most studied sites in Meiliang Bay, except some sites in the northern part of the bay, should not exert adverse biological effects. In the northern part of the bay, the PAH levels at sites 21 and 22 exceed the effects range low (ERL) and could thus cause acute biological impairments, in comparison with the sediment quality guidelines. The total PAH levels were expressed as the B[a]P toxicity equivalents (TEQs(carc)) and compared to the contaminated sediments from Guba Pechenga, Barents Sea, Russia.     

望虞河引清调水改善太湖水环境定量分析

以望虞河引清调水实践为背景，利用引水调水现状及实测数据，建立适合太湖的二维水量水质数学模型，并模拟计算调水前后湖体各项水质因子浓度的空间变化规律。结果显示：水利调度影响下太湖湖体中高锰酸盐指数、氨氮、和总氮的浓度大体上有所减小，改善率分别为60%、160%和92%，总磷稍有反弹，其指标恶化了44%，太湖湖体水质总体改善面积37%，主要集中在贡湖、梅梁湖及东部湖区这些引排水水流流经的区域，表明“引江济太”调水工程对改善太湖局部湖区水质、保障太湖供水安全具有重要意义，可为其他类似水域的水污染治理提供科学参考和依据     

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     

Health effects of recreational exposure to Moreton Bay, Australia waters during a Lyngbya majuscula bloom

A survey of residents in an area subject to annual toxic cyanobacterial blooms was undertaken to examine potential health effects of cyanobacteria toxins. The survey assessed the health of marine recreational water users in Deception Bay/Bribie Island area in northern Moreton Bay, Queensland, which is exposed to blooms of the nuisance and potentially harmful cyanobacterium Lyngbya majuscula. A postal survey was mailed to 5000 residents with a response rate of 27%. High numbers of people (78%) responding to the survey reported recreational water activity in Moreton Bay. Of those having marine recreational water activity, 34% reported at least one symptom after exposure to marine waters, with skin itching the most reported (23%). Younger participants had greater water exposure and symptoms than older participants. Participants with greater exposures were more likely to have skin and eye symptoms than less exposed groups, suggesting agents in the marine environment may have contributed to these symptoms. Of those entering Moreton Bay waters 29 (2.7%) reported severe skin symptoms, 12 of whom attended a health professional. Six (0.6%) reported the classic symptoms of recreational water exposure to L. majuscula, severe skin symptoms in the inguinal region. Participants with knowledge of L. majuscula were less likely to report less skin, gastrointestinal and fever and headache symptoms. In conclusion, high numbers of participants reported symptoms after exposure to waters subject to L. majuscula blooms but only a small number appeared to be serious in nature suggesting limited exposure to toxins.     

太湖梅梁湾水源地示范区水质改善初探

基于改善环境、恢复生态系统的思路,在太湖梅梁湾水源地实施了旨在恢复水生植物的环境改善和生态修复工程。通过2003 年8月开展的本底调查及2003年9月~2004 年11 月的水质监测资料,对太湖梅梁湾水源地水质改善示范区水质的时空变化趋势和质量状况进行了研究与评价。结果表明,工程实施前示范区内各点位的透明度、总氮、氨氮、总磷、叶绿素a等指标均超标,水质为Ⅳ Ⅴ类,表现为富营养化水平;各项工程措施实施后水质有了明显改善,溶解氧明显升高,全年较2003年8月份升高34%,夏季较2003年8月也升高了17%,10个点透明度平均由0.29 m提高到0.35 m,增加了21%,强化净化区较外围区提高0.05 m。但是,上述水质改善仅是生态工程物理效应的结果,由于水生植物尚未恢复,因此,有些指标的改善并不明显,如叶绿素等。但在可以预见的将来,在水生植物得到恢复后,其水质改善的趋势将更加明显。     

附着生物对富营养化水体氮磷的去除效果

以太湖梅梁湾“863示范工程”水草恢复区原位湖水以及该区渔网围隔上的附着生物为材料，通过室内静态培养试验，研究了附着生物对富营养化湖水的氮、磷去除效果。结果表明，附着生物对水体中的氮有显著的去除效果，半个月内，附着生物对水体中总氮的累积去除率可达60%，在有附着生物的水体中总氮浓度从5 mg/L左右下降到2 mg/L左右；附着生物对水柱中氮的累积去除率和水柱中氮的浓度、附着生物的生物量以及附着生物作用时间密切相关。从培养过程中水体磷的浓度变化来说，培养初期，水体中磷的浓度比较高，附着生物对其有一定的去除作用；培养后期，水柱中磷的浓度比较低，附着生物不但不去除水中的磷，而且还向水柱中释放磷，这可能与附着生物向水体分泌碱性磷酸酶密切相关。     

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.     

太湖流域农田生态系统管理与非点源污染控制

太湖是我国的五大淡水湖之一,正面临着严重的水体富营养化问题。随着点源污染得到逐步治理,农田非点源污染已成为太湖水体富营养化的主要污染源。概述了太湖流域农田生态系统管理与非点源污染控制,指出随着流域内化肥用量以及农田氮磷盈余量的不断增加,流域内农田非点源污染负荷将进一步加大。农田中的氮磷通常通过农田排水和地表径流等途径进入地表水体。为有效控制农田非点源污染,应实施科学合理的农田生态系统管理：避免氮磷肥的过量使用,适当增施有机肥和钾肥,推广应用测土配方施肥,加强微生物肥和控效肥等新型肥料的研制和推广,实行保护性耕作,合理安排农事活动时间,以此减少非点源污染物形成;调整土地利用方式,优化土地资源配置,对潜在的非点源污染物进行有效的截留。     

太湖介形类动物丰度与生物量

2004年9月~2005年8月对太湖介形类动物进行了季节性调查分析,结果表明：太湖中共有15种介形类动物,其年均丰度为1 590 ind/m2,年均生物量为46 495 μg(dwt)/m2,丰度和生物量在9个湖区的分布状态相似,受介形类自身食性及行为方式的影响,高丰度和高生物量主要出现在夏秋两季的太湖东半部分（包括东太湖、东部沿岸带和贡湖）。9个湖区中,除梅梁湖和贡湖外,其它几个湖区中介形类丰度和生物量的周年变化规律较为一致,而太湖中终年出现物种克氏瘤丽星介（〖WTBX〗Physocypria kraepelini〖WTBZ〗）、豆形豆形玻璃介（〖WTBX〗Fabaeformiscandona〖WTBZ〗 cf. 〖WTBX〗fabaeformis）和塔尔薄丽星介（Dolerocypria taalensis〖WTBZ〗）的自身繁殖力是造成梅梁湖和贡湖中介形类丰度和生物量间存在差异的主要原因,但两湖区中介形类丰度和生物量在整个太湖中所占比重有限,所以不影响太湖总体介形类季节变化趋势,四个季节中介形类的丰度和生物量均值总体呈现出秋＞夏＞冬＞春的规律。在15个物种中克氏瘤丽星介和豆形豆形玻璃介的丰度和生物量最高,所以两者为太湖介形类的建群种。介形类丰度、生物量与环境因子间的相关关系分析结果显示,水体中的植被密度、透明度、温度和溶氧量对介形类丰度和生物量分布和变化的影响较其它环境因子大,但因季节不同而有所变化。     

大型浅水湖泊太湖霍甫水丝蚓次级生产力的研究

作为湖泊底栖动物优势种类的霍甫水丝蚓在长江中下游湖泊分布广泛,在湖泊生态系统的能流和物流中占有十分重要的地位。为了了解霍甫水丝蚓在大型浅水湖泊中的种群动态规律、生活史和周年生产量等的状况,于2005年1~12月对太湖霍甫水丝蚓进行周年的研究,以期为了解太湖这一优势种类的生产力状况及合理利用这一资源提供理论依据。研究发现,2005年太湖霍甫水丝蚓年均密度和生物量分别为3 274ind./m~2(0~13 800ind./m~2)和4.70g/m2(0~29.15g/m~2),一般均在冬季达到高峰,空间分布上霍甫水丝蚓密度和生物量呈现出明显的差异性,在太湖北部梅梁湾和竺山湾及西部河口湖区分布较高,而在其它区域的现存量均较低。根据体长频数分布的周年变化特征,推测太湖霍甫水丝蚓约为一年三代,繁殖可能发生在3、7和11月份期间。2005年太湖霍甫水丝蚓年生产量为480.21g·m~(-2)·yr-1,P/B为14.17,与同类研究报道相比属于较高水平。分析表明太湖霍甫水丝蚓的高世代数导致其高P/B系数,而高周年生产量与其所处的营养水平相对较高有关,这对于太湖渔产潜力具有显著意义。     

近30年来太湖围湖利用及东太湖网围养殖动态变化研究

利用多期遥感影像从时间、空间和利用类型3个方面分析了近30 a来太湖围湖利用及东太湖网围养殖的时空变化特征。结果表明：1979～2008年，太湖围湖利用面积总计达 16.004 2 km2；其中1979～2001年，太湖围湖利用面积 9.509 0 km2，年均围湖利用面积 0.432 2 km2，围湖利用的主要用途为水产养殖，鱼塘用地占该段期间围湖利用面积的5653%；2001～2008年，围湖利用面积 6.495 2 km2，年均围湖利用面积 0.927 9 km2，围堰取土用地占该段期间围湖利用面积的5228%。1979年以来，东太湖网围养殖规模逐渐增大，1979年东太湖网围养殖面积 8.343 4 km2，2001年网围养殖面积达 100.272 6 km2，占东太湖水面面积的7465%，网围养殖区域的分布逐渐从湖岸边沿处向湖心处扩展，至2006年，除主航道外，东太湖整个湖面几乎遍布网围，并呈现向西太湖扩展的趋势，随着东太湖水环境问题日益突出及太湖整治力度的加大，东太湖网围养殖面积从2006年的 105.873 2 km2 下降为2008年 92.969 1 km2，网围养殖区域的逐渐缩小及自由水域面积的逐渐增大，将真正实现太湖流域经济 资源 环境的可持续发展     

流域过境水对流域水循环的影响——以太湖流域地表水平衡为例

流域水循环是流域生态系统的核心,其中流域过境水是流域水循环的一个重要要素。通过对大量有关太湖流域水文资料的流域水平衡分析,初步探讨太湖流域过境水对流域水循环的影响。结果显示太湖流域是长江流域中受过境水强烈影响的一个子流域。在太湖流域,流域过境水的引入扩大了流域水循环总的通量,影响了流域水循环的路径,改变了流域水循环水的配置格局。同时水循环作为流域内物质运输的介质,流域过境水的引入对太湖流域内物质的运输有不可忽视的影响,其中最重要的就是影响了污染物的运输,增加了污染物在太湖当中的沉积与滞留     

背角无齿蚌(Anodonta woodiana)在五里湖中的重金属富集

通过对2003年2～3月采自五里湖水域代表样点的背角无齿蚌(Anodonta woodiana) 及用于对照的水样、底泥中重金属的测试,初步得出了Zn、Cu、Pb、As和Cd在这3类样本中的浓度范围。虽然水样中各重金属均未超过国家渔业水质标准（GB11607 89）,但底泥和背角无齿蚌的结果显示出Pb,特别是Zn、As的污染比较明显。背角无齿蚌作为生物指示物观察和评价该水域Zn、Cu、As、Pb、Cd的污染状况是可行的。结果反映该水域已不适用于渔业生产。作为食用贝类,其Pb、Cd,特别是Zn、As的残留有可能带来毒性影响。     

内陆水体有色溶解有机物的变化特征

有色溶解有机物(CDOM)是水体中的光学活性物质,其光化学变化对水体中碳循环过程具有重要作用。评价分析不同纬度、不同营养状况下内陆水体的CDOM吸收特性,对建立不同水体的固有光学特性数据库具有重要意义。基于太湖、石头口门水库、巢湖和鄱阳湖的现场CDOM吸收系数,分析aCDOM(412)时空变化特征,并基于不同波段拟合光谱斜率S,利用SA/aCDOM(412)判断了研究区CDOM的不同来源。结果表明,不同纬度、不同营养状况的CDOM吸光特性差异显著,高纬度水体的CDOM含量高于低纬度水体,而浮游植物大量生长的富营养化水体的CDOM吸收大于贫瘠营养水平的水体。受藻类的影响,巢湖部分样点的CDOM吸收光谱特征发生改变,在320nm和600nm处有明显的吸收峰;aCDOM(412)与SA呈较好的负相关关系;并且SA/aCDOM(412)可有效判断研究区CDOM的不同来源。     

基于鱼类完整性指数的黄浦江水生态系统评价

黄浦江是连接太湖与长江口的一条多功能平原感潮河流,流经上海市中心城区,干流长113.4 km。为从生态学角度揭示其污染程度,采用鱼类生物完整性指数(F-IBI)对其水生态系统的健康状况作了评价。2013年11月和2014年7月,采用地笼网、三层刺网和拖网对黄浦江7个断面作了相同努力量的样本采集,共获鱼类8 816尾。经鉴定有38种,隶属于6目12科,其中鲤形目24种,鲈形目7种,鲇形目4种。通过区分度分析和关联度筛选,构建了由9个指标组成的F-IBI评价体系。结果表明,黄浦江上游水生态系统总体上处于"好"状态,中游及河口处于"一般"至"差"之间,而下游则较"差"。春季各有3个江段"好"或"差",1个江段"一般";秋季有4个江段"一般",2个江段"差",仅有1个江段"好"。评价还表明,黄浦江上游的3大支流中,由于承接太湖来水的斜塘呈"差",导致了为上海市提供约30%原水的松浦大桥断面呈"差"或"一般"状态。因此,保护淀山湖乃至太湖水质,是确保黄浦江上游水源地原水安全的关键。