泥沙沉降对长江水体富营养化相关因素的影响初探

针对三峡库区重庆段蓄水后,泥沙沉降对长江水体富营养化相关因素的影响进行了研究。三峡库区含沙量大,泥沙对水环境的影响不容忽视。为准确预测成库后三峡库区重庆段富营养化的发生,文章通过泥沙沉降对水质影响静态模拟试验,研究了长江原水的泥沙沉降对水体中叶绿素a、透明度、溶解性总磷、溶解性总氮、浊度等指标的影响。结果表明:三峡成库后泥沙更易沉降,引起水体浊度降低、透明度增大,这可能利于藻类的生长,导致叶绿素a的质量浓度增加,同时,泥沙沉降也使水体的溶解性氮磷比增大,对富营养化发生有抑制作用。     

骆马湖水质时空变化特征

于2014年1—12月对骆马湖10个样点水体理化指标开展周年监测,分析水质现状和水体营养状态,并结合聚类分析等多元统计分析方法识别水质时空变化特征。结果表明,方差分析显示透明度、电导率、溶解氧、氮、磷及叶绿素a等多项指标均呈现显著的月份变化,空间差异分析表明仅水深在各样点间差异显著,表明骆马湖水质空间差异较小。各月份总氮、总磷、高锰酸盐指数、叶绿素a质量浓度的样点均值分别为0.71~2.08 mg·L-1、23.82~71.78μg·L-1、1.87~5.09 mg·L-1、4.49~10.83μg·L-1,骆马湖水质为Ⅲ~劣Ⅴ类,总氮是现阶段的主要污染物,综合营养状态指数(TLI)表明骆马湖处于中营养~轻度富营养状态。聚类分析将12个月分为冬春季和夏秋季2个聚类组,冬春季透明度、溶解氧、总氮、硝态氮浓度显著高于夏秋季,而叶绿素a和总磷浓度则呈现相反的变化趋势。聚类分析将10个样点分为北部湖区和南部湖区2个聚类组,总氮、硝态氮浓度和电导率是导致湖区水质差异的主要指标,北部湖区上述指标显著高于南部湖区。     

不同水质对沉水植物马来眼子菜主要生理指标的影响研究

沉水植物生理指标能反映其生长的环境条件变化,建立二者的关系对认识沉水植物衰退机理以及湖泊生态系统修复具有重要的意义。采用原位试验,分析了太湖不同营养状态条件下马来眼子菜(Potamogeton wrightii Morong)叶片内叶绿素含量、过氧化物酶(POD)活性以及游离脯氨酸(PRO)含量的差异,初步探讨了马来眼子菜叶片内主要生理指标对水质的响应机理。结果表明:(1)马来眼子菜分布的不同湖区间水质理化因子、综合营养状态指数(TLI)存在显著的空间差异,马来眼子菜主要生长于中营养水质或富营养状态下;(2)太湖马来眼子菜叶片内主要生理指标存在显著空间差异,其叶绿素、POD与TLI呈显著二次多项式回归关系,中营养水平下,除游离脯氨酸外,其他生理指标均与TLI呈显著相关;(3)中营养水平下,马来眼子菜叶片内各生理指标与水质理化因子之间表现为显著相关性,且与TN、TP及COD_Mn关系最为密切。本试验表明,马来眼子菜比较适合中营养水质条件,水体氮磷浓度、高锰酸盐指数对马来眼子菜的生理影响较大。     

沉水植物净化人工水源湖原水中氮磷和悬浮物的试验研究

水源湖作为城市中重要的人工饮用水水源地,其水质的维持改善至关重要。恢复和构建高等水生植物群落尤其是沉水植物是控制湖库营养盐水平、防止富营养化的重要手段。以上海市人工水源湖——金泽水库为研究对象,开展实际原水浓度下两种不同沉水植物群落净化水体中氮磷和悬浮物质的原位中试试验,研究沉水植物对水源湖体中营养物质的净化效果和影响因素,为水源湖水生植物系统构建和水质维持改善提供科学依据。结果表明,沉水植物对水体中的氮、磷营养物质和悬浮物的净化效果均明显高于对照组,且苦草(Vallisneria natans)和伊乐藻(Elodea nuttallii)组合群落的净化效果总体优于黑藻(Hydrilla verticillata)群落。沉水植物对试验水体的净化效果以PO_4~(3-)-P最高,净化率为42.3%±13.9%;其次为对SS的净化率,为28.1%±7.7%;对NH_4~+-N、NO_3~--N、TN、TP的净化率分别为17.5%±5.1%、11.0%±3.9%、8.2%±3.7%和18.1%±4.1%,植物对磷营养盐的去除效果优于对氮营养盐的去除效果。在试验期间,沉水植物生长总体经历了"快-慢-衰亡"的过程,生物量(干重)峰值为1 153.3 g·m~(-2)。生物量和进水浓度对水质净化效果影响的分析表明,植物对氮磷营养盐的去除效果主要受植物生物量大小的影响,二者表现出显著的正相关关系;同时去除率还与进水氮磷浓度有一定的相关性,进水浓度高,植物对营养物质的去除率也相对较高。     

三峡库区高阳平湖水体富营养化主要驱动因子研究 ——基于主成分分析法

研究各种水质因子(水温、溶解氧、电导率、pH、营养盐等)对三峡库区支流水体富营养化的驱动效果,为库区支流水体富营养化的防控与治理提供科学依据.于2018年11月至2019年10月在三峡库区高阳平湖进行了12次样品采集,获取了水温、水体pH、营养盐、水体溶解氧等指标数据,利用主成分分析法研究三峡库区支流水体富营养化状况,...     

粤西三座重要供水水库沉积物营养盐负荷与重金属污染特征

为揭示粤西3座供水水库（高州水库、鹤地水库、大水桥水库）沉积物营养盐负荷及重金属污染特征,于2008年6月在各水库大坝前湖泊区采集柱状沉积物,运用SMT法、碱性过硫酸钾消解法、烧失法和ICP-MS法分别测定其柱状沉积物中氮磷营养盐、有机质和7种重金属（Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr与Hg）的含量,并采用潜在生态风险指数法对表层重金属污染的潜在生态风险进行评价,同时通过相关性分析重金属的可能来源。结果表明：3座水库沉积物总氮质量分数为1.13~3.37 mg·g-1,有机质为11.83~20.37 mg·g-1,其表层总氮、有机质的质量分数大小顺序为高州水库〉大水桥水库〉鹤地水库,总磷的质量浓度在0.22~0.77 mg·g-1之间,其表层总磷质量分数大小顺序为高州水库〉鹤地水库〉大水桥水库,在垂直剖面上,总氮、总磷与有机质的质量分数在16 cm至表层沉积物垂直断面显著高于其他断面,表明近些年来水库内源营养盐负荷逐渐加重。重金属质量分数平均值均高于广东省土壤环境背景值,总体呈现随深度增加而降低的趋势,但3座水库间重金属质量分数差异较大,其中鹤地和高州水库的Zn和Pb污染相对严重（质量分数分别为Zn：353.15、693.35 mg·kg-1;Pb：74.51、127.91 mg·kg-1）,大水桥水库的Cr和Ni污染相对严重（质量分数分别为Cr：238.69 mg·kg-1;Ni：251.06 mg·kg-1）。潜在生态风险评价表明,3座水库Cd和Hg具有高的生态危害,应引起重视,其他重金属则处于轻微的生态危害等级。同时沉积物高有机质的质量浓度经矿化分解可能加剧水体重金属生态危害。根据相关性分析和其他相关资料可知,粤西农业区大量化肥农药面源污染汇入造成水库初级生产力提高并最终沉降可能是沉积物营养盐、有机质与重金属的主要来源。     

冬季菹草对悬浮泥沙的影响

利用冬季沉水植物菹草构建由浅水到深水的串联系统,含沙水依次流经浅水区和深水区,测定各级菹草对水体悬浮泥沙含量和沉降量的影响.结果显示,菹草系统可以降低水体中悬浮泥沙含量,并随水力停留时间延长而降低程度加大.各运行条件下,菹草系统悬浮泥沙平均沉降量65.7 g·m-2,比对照组高39.4%.菹草表面泥沙的吸附是一个"吸附-沉降-再吸附" 的动态过程,吸附量为3.26～5.69 g·kg-1.菹草对冬季水生态系统的自净功能起着十分重要的作用.     

低水位运行对天目湖水库水质与生态的影响

2008年8月天目湖沙河水库开始进行除险加固施工,施工期间水库平均水位比2004—2008年平均值低1.73 m,对此期间水质、浮游生物等变化情况进行实地监测,研究低水位运行对沙河水库水质和生态的影响。结果表明,2008年9月—2009年8月低水位运行期间,水体对于外源营养盐输入的缓冲能力减弱,ρ(TN)浓度峰值与强降雨过程有关,1次早春暴雨(2009年2月17日—2月27日)即导致水体ρ(TN)由0.92升高到2.09 mg.L-1,直到夏季暴雨期后才回归正常;ρ(TP)主要受浮游植物生物量和悬浮物含量影响,低水位运行对其影响不大;2009年夏季浮游植物中蓝藻门比例明显高于2008年同期,说明整体藻类群落结构向偏富营养化状态转化;2009年6—8月原生动物平均丰度为1 730 L-1,轮虫为4 188 L-1,轮虫丰度较2008年同期增加近1倍,桡足类平均丰度较2008年同期下降21%,枝角类丰度变化剧烈;2009年夏季水库水体Chl-a营养状态指数高于2008年同期。总体而言,低水位运行期间整体生态系统的脆弱性增强,浮游动物、浮游植物、营养盐等生态系统基本要素的波动大大增加,环境条件变化对水库的冲击效果变...     

水生植被恢复对东莞生态工业园区水质改善的影响研究

为促进工业园区水生态环境建设,以东莞生态产业园区水生态系统恢复为研究对象,研究了其建园初期水生植被恢复对重污染水体水质修复的影响,并应用因子分析法对水质与主要生态因子之间的相互关系进行了研究,探讨了水体修复效果与水生植被覆盖率的关系.结果表明：水生植被恢复可使园区生态岛群与月湖主要水质指标（总氮、总磷、氨氮和高锰酸盐指数）从建设初期（2011 年5 月）的劣V 类改善为II-III 类（2012 年）,透明度提高约1 倍,而下沙与大圳埔湿地也从劣V类（2011 年5 月）改善为IV-V 类（2012 年）,透明度提高约50%.10 项水质指标的因子分析表明,园区水质成因可归为综合营养因子（氨氮、高锰酸盐指数、叶绿素、透明度、总磷和总氮）、温度因子（温度、电导率、硝态氮）和光合作用因子（溶解氧和pH）,其中主导指标为氨氮、高锰酸盐指数、叶绿素a、透明度和总磷等.三类因子分别客观反映了修复水体的水质变化特点：氮磷及有机物的含量越低则水体透明度越高,水质越优;温度升高有利于水质改善;藻类光合作用减弱,则水质变优.生态岛群、月湖、下沙、大圳埔湿地的水生植被覆盖率分别为43.8%、22%、4.3%、9.1%,此差异与水质修复效果相关.回归分析显示水质指标与水生植被覆盖率呈极显著的二项式关系（p〈0.01）,根据拟合方程计算得出污染物浓度最低、透明度最高、综合水质最优时的水生植被覆盖率变动范围为30%~35%.因此,生态岛群与月湖的水质改善效果优于大圳埔湿地,大圳埔湿地则又优于下沙湿地;下沙与大圳埔湿地可通过适当增加浮、挺水植物的面积比例,提高水体修复能力.文中所得最适水生植被覆盖率范围可为华南地区工业园区水生态初期修复提供一定的参考价值.     

基于多元统计的引黄水库沉沙条渠泥沙与水质的变异分析

以济南市引黄供水鹊山水库沉沙条渠为研究对象,测定了9个断面（Y1—Y9）表层水体中的含沙量、总有机碳、总磷、总氮、叶绿素a等19个水质指标.运用主成分分析法和聚类分析法分别探讨水体的主要污染因子及监测断面的沿程归类,并通过室内模拟实验分析了泥沙对水体中N、P浓度的影响.结果表明,沉沙条渠中的水质总体特征以Ⅱ类水和Ⅲ类水为主,其中,超标水质指标为TN,达到劣Ⅴ类水标准,P为藻类生长的限制因子.19个水质指标可由6个主成分来反映,其贡献率分别为：F1（TN、NH3-N、NO3--N、NO2--N、总碱度、Br-、硫酸盐）34.41%,F2（含沙量、浊度、色度、电导率）22.78%,F3（pH和UV254）13.95%,F4（TP）6.280%,F5（CODCr）4.990%和F6（Chl-a）4.830%;9个监测断面归为4类,相应地整个沉沙条渠可划分为4个功能区：入渠布水区（Y1、Y2、Y3）、快速沉降区（Y4、Y5）、缓慢沉降区（Y6、Y7、Y8）和出水稳定区（Y9）.此外,水质与泥沙关系的室内模拟实验表明,条渠来水的P浓度随着泥沙颗粒的沉降而降低,TP在0—15 h内快速下降,而后缓慢下降,30 h内基本达到平衡;而泥沙颗粒对水中N浓度基本没有影响.     

河流泥沙对污染河水中污染物的吸附特性研究

泥沙是河流水体的重要组成部分,在迁移过程中吸附一定的氮、磷进入底层或下游,从而改变水中污染物的分布。通过模拟试验,选择粒径76μm以下泥沙研究不同泥沙含量、不同污染程度等条件下,河流泥沙对污染河水中氮、磷等污染物的吸附特性。结果表明:河流泥沙对污染河水的氮、磷及高锰酸盐指数均有一定的吸附效果,特别是对氮、磷的等温吸附比较明显;与对照相比,含泥沙的试验组水体磷质量浓度最大降低值达0.53mg·L-1;水体溶解性总氮随时间延长,含量逐渐下降。污染物含量、泥沙含量、粒径等均会影响泥沙对污染物的吸附,污染物含量越高、泥沙含量越大、粒径越小吸附效果相对越好。泥沙吸附和富集污染物后沉降进入水体底层,离开水相,因而可以降低水中污染物含量,达到净化水质的作用。     

武汉月湖水体营养物质的分布与硅藻的生态指示

通过对武汉月湖2007年1-12月水体理化指标(电导率、溶解氧、pH值、水温、透明度、无机氮、无机磷、可溶硅)、生物指标(硅藻、蓝藻、叶绿素a)的监测,结果表明:月湖水体中无机氮、无机磷含量较丰富,可溶硅含量较低;月湖水体初级生产力较高,湖泊中蓝藻密度远大于硅藻密度;月湖水体中浮游植物与生境因素有着复杂的生态网络关系.月湖水体营养盐结构不合理,在硅藻消亡后,湖泊水域中的营养组合(丰富的氮与磷,但缺乏可溶硅),这种特殊生境刺激蓝藻的生长,进一步导致硅藻的减少,使月湖浮游植物的优势种转变成蓝藻类.可溶硅在湖泊浮游植物群落由硅藻型向蓝藻演变的过程中起着重要的作用,可溶硅起始浓度水平不仅决定硅藻生产量最大值的程度,而且制约着硅藻持续时间,补偿湖泊可溶硅可能是防治湖泊富营养化的新路.     

粤北2座不同营养水平水库浮游植物功能类群的季节演替

于2011年1—12月对广东省韶关市白水礤水库和苍村水库这2座中型居民供水水库进行每月1次、为期1a的采样,利用营养状态指数(TSI)进行水质综合评价,将水库中的浮游植物按功能类群进行分类,并结合水库的水文、水质和浮游植物的生境特征,分析全年优势功能类群的演替特点及其主要的环境影响因子。结果表明,白水礤水库为贫营养型水库,苍村水库为低中营养型水库,全年共检出浮游植物7门45属(种),可划分为16个功能类群,其中,白水礤水库全年以适应低营养盐环境的功能类群占优势,耐富营养化的功能类群仅在丰水期有检出;而苍村水库全年都能监测到耐富营养环境的功能类群,且在丰水期明显占优势,但在枯水期和平水期因营养盐含量的降低,演变为以适应低营养盐环境的功能类群为主。营养盐含量的不同是导致2座水库浮游植物功能类群产生差异的根本原因,而因降水季节的变化所致水体环境因子的变化则是造成2座水库浮游植物功能类群演替不可忽视的因素。     

水体氮质量浓度升高对附着藻生长和元素计量特征的影响

附着藻是浅水湖泊重要的初级生产者,水体氮磷质量浓度升高会影响附着藻的生物量和元素计量特征,从而改变牧食螺类的食物数量和质量,进而影响牧食螺类生长及其与沉水植物之间的相互关系。为了探索氮负荷升高对附着藻生物量和质量的影响,基于受控实验研究了水体氮质量浓度升高(总氮2、4、6、8和10 mg·L~(-1);总磷各处理组均为0.1 mg·L~(-1))对附着藻生长和元素计量特征的影响。实验前测定湖水氮、磷本底质量浓度,通过添加配置的营养盐溶液(氮为KNO_3,磷为KH_2PO_4),使其达到实验设计的质量浓度。每3天换1次水以控制营养盐质量浓度。在每个玻璃缸中放置5片聚乙烯附着基用于采集附着藻。实验结束时测定附着藻生物量、氮及磷含量,并计算附着藻的生长率。结果表明:随着氮质量浓度升高,附着藻的生物量和生长率呈先增加后降低趋势,在氮质量浓度为6 mg·L~(-1)时达到最大值。附着藻氮含量和氮磷比随水体氮质量浓度的升高,亦呈现先增加后降低的趋势,氮含量最大值出现在8 mg·L~(-1)处理组,氮磷比最大值出现在6 mg·L~(-1)组。附着藻氮含量与水体氮质量浓度呈显著正相关(r=0.614,P0.001)。分析认为,附着藻生长率、氮含量及氮磷比在一定范围内随着水体氮质量浓度升高而增加,当氮质量浓度超过一定范围时,三者反而降低。     

苏州河底泥对上复水水质污染影响

研究了上海市苏州河底泥中有机物及营养盐释放对上复水水质的影响,分析了微生物与底栖生物底泥再悬浮对底泥释放过程的影响。研究表明,底泥中化学需氧量与水体中的化学需氧量成正比,底泥中生化需氧量与水体中的生化需氧量呈正比,再悬浮促进底泥中污染物向上复水体释放。底泥SOD与水体中DO成正比,底泥污染是影响苏州河水质的重要因素;对苏州河底泥进行疏浚工程可较好地提高水体中溶解氧的浓度、降低化学需氧量、生化需氧量及氨氮的浓度。     

北京什刹海区域水体富营养化时空演变特征分析

通过现场调研及资料收集,对北京什刹海区域东小村桥、松林闸、后海、前海、北海等5个监测点水体的总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸钾指数(CODMn)、透明度(SD)、叶绿素a(Chl-a)及综合营养状态指数的时空变化趋势进行分析和评价.结果表明,2007—2013年间什刹海区域水体TN和TP浓度偏高,Pearson相关系数分析表明水体TP浓度和综合营养状态指数呈显著正相关,即磷为水体富营养限制性因素.从时间演变趋势角度分析,2008年前后,该区域整体水质良好,营养化水平降低,其后水质状况呈恶化趋势.同时,什刹海水质变化具有显著空间变化特征,生态修复措施较为到位的后海和前海水质明显优于其上下游监测点,而这种空间变化特征主要源于什刹海及其上下游不同区段水体的相对独立性和各段水体受污染的差异性.     

筑坝蓄水对夏季黑河氮磷营养盐空间分布特征的影响

为探究筑坝蓄水对黑河氮磷营养盐空间分布特征的影响,分别于2018年7月、2019年8月选取28个控制断面采集水样及沉积物进行检测,并采用方差分析法和Pearson相关分析法对不同空间尺度上的水体及沉积物氮磷分布特征进行研究。结果表明,黑河上中游水体氮磷含量基本满足Ⅲ类水质标准,其中水体氮素主要以氨氮(NH_3-N)的形式存在,沉积物氮素主要以硝态氮(NO_3-N)的形式存在。从分布特征来看,上游筑坝河段的水体总磷(TP)、沉积物总氮(TN)含量最高,水温、盐度、溶解氧(DO)是影响该河段氮磷分布的关键环境因子;中游自然河段的水体TP含量、沉积物TN含量次之,化学需氧量(COD)、水温、pH值是影响该河段氮磷分布的关键环境因子。畜牧养殖、矿物开采及工农业污水排放是黑河水体及沉积物氮磷营养物质的主要来源,而筑坝蓄水的滞留效应及其引起的环境因子变化是造成氮磷空间分布不均的主要原因。因此,控制人类活动造成的外源性污染源,并针对不同种类污染物的变化特征选择合理的水库运行方式,是改善黑河健康状况的关键。     

粤北三座典型中型水库富营养化与浮游植物群落特征

于2010年丰水期（8月）和枯水期（12月）采集粤北地区3座中型水库（沐溪、苍村和赤石迳水库）的水和浮游植物,分析植物群落与水质,以考察季节性温度差异与鱼类养殖对水库水质和浮游植物群落结构的影响。结果表明,3座水库分别属富营养、中营养和中营养水平,营养盐质量浓度丰水期高于枯水期。共鉴定浮游植物7门56种（属）,群落组成以蓝藻、绿藻和硅藻为主。沐溪水库丰枯两季均以蓝藻为优势类群,其浮游植物丰度和生物量明显高于其余两座水库（p〈0.01）;苍村和赤石迳水库丰水期优势门类均为蓝藻,枯水期均为硅藻。3座水库浮游植物丰度均表现为丰水期高于枯水期,生物量则枯水期高于丰水期,但均无显著性差异（p〉0.05）。RDA（冗余分析）结果表明,透明度、总氮和悬浮物是影响浮游植物群落结构的主要因素;其中,沐溪水库的营养盐和悬浮物与浮游植物群落正相关,苍村和赤石迳水库浮游植物群落则与水深和透明度正相关;温度对浮游植物群落的影响主要体现在种类组成的季节差异上。营养盐和优势种类的季节差异造成了浮游植物丰度和生物量在丰水期和枯水期的不一致。聚类分析将不同季节的3座水库分为2个类区,非养鱼水库苍村和赤石迳水库为第一类区,养鱼的沐溪水库为第二类区。沐溪水库库区内发展鱼类养殖业为浮游植物提供了高质量浓度营养盐（尤其是总磷）,即使在温度较低的冬季仍支持蓝藻种类的优势性。     

太湖沉水和浮叶植被及其水环境效应研究

运用GPS定位技术和常规采样方法,于2004年5月和9月对太湖沉水植物与浮叶植物的种类、群落类型、生物量及其水质状况进行了调查。结果表明:沉水植物与浮叶植物是太湖水生植被的主要类型,沉水植物群落类型主要有6个:微齿眼子菜群落;马来眼子菜群落;伊乐藻群落,穗花狐尾藻群落,金鱼藻群落,苦草群落;浮叶植物群落类型主要有3个:莕菜群落,金银莲花群落,菱群落。在春季,沉水植物占绝对优势,在夏秋季,浮叶植物则逐渐发展,尤其以莕菜生长最快。通过对有草区和无草区水质的比较,发现水生植被能显著提高水体的透明度、降低营养盐浓度和叶绿素含量,改善水质。     

天目湖溶解氧变化特征及对内源氮释放的影响

为弄清水库水体溶解氧(DO)含量的变化规律及其对水质的影响,于2006、2007年对天目湖水体DO和其他水质参数进行调查.结果表明,对于表层水体,在非夏季月份,温度增加会导致DO浓度和饱和度降低;而在夏季月份,由于浮游生物的活动,导致表层DO浓度较高,并可能出现过饱和的现象.对于中、底层水体,温度分层是影响DO浓度的关键因素.温跃层存在期间底层出现缺氧现象,温度分层消失时底层又出现复氧现象,致使在1 a之中底层DO存在缺氧-复氧-缺氧交替循环的现象.水库DO浓度对内源氮的释放有明显的影响,尤其是大坝取水口附近,由于夏季底层水体缺氧,导致沉积物中氨氮向底层水体释放,并导致同期表层水体氨氮浓度也有所升高.对于疏浚前后水体氨氮的调查分析表明,底泥疏浚可以有效地减少夏季内源氮的释放,从而降低了DO浓度变化对氮释放的影响强度.