骆马湖的氮磷平衡及实施截污工程对水质改善效果的研究

骆马湖“九五”期间的氮磷平衡分析结果表明：氮磷在骆马湖湖体中的滞留量分别为1188.89t/a和193.36t/a。根据骆马湖的水质要求，在骆马湖截污工程完成后，没有新的污染进入水体的前提下，对骆马湖水体通过自然净化恢复到要求状态所需的时间进行了详细的数学推导和科学论证，结果表明，在不考虑底泥营养物质的情况下，只需0.19年左右的时间就能恢复，如果考虑底泥的影响。也只需0.59年左右的时间就能恢复，因此得出结论：对骆马湖实施截污是加速骆马湖水体改善的最佳途径。     

骆马湖生态建设

骆马湖为一浅水湖泊，具有典型的过水性特征，其已经处于中一富营养化阶段。通过对骆马湖富营养化发生机制的研究，发现入湖河道携入大量营养物质入湖和水生植物的破坏是骆马湖富营养化进程加快的主要原因。并提出对骆马湖建立自然保护区、建设入湖口人工湿地和建设骆马湖生态湖滨等生态建设的建议。通过生态渔业和生态旅游实现骆马湖的可持续开发。     

3种喹诺酮类抗生素在骆马湖饮用水源地沉积物上的吸附特征

为探究喹诺酮类抗生素(QNs)在饮用水源地的吸附特征,2019年6月于江苏骆马湖饮用水源地采集沉积物样品,用5种动力学方程拟合沉积物对诺氟沙星(NOR)、环丙沙星(CIP)和氧氟沙星(OFL)的吸附动力学过程,并用Langmuir和Freundlich模型拟合以上3种QNs的吸附热力学过程,分析了pH、水土比和不同Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Al~(3+)浓度对吸附过程的影响。结果表明:骆马湖沉积物对3种QNs的吸附在8h达到平衡,准二级动力学方程和Langmuir模型能更好地描述3种QNs的吸附动力学和热力学过程。酸性条件下,3种QNs的吸附效果更好,且在pH=5时平衡吸附量最大。平衡吸附量随着水土比的上升而下降。Na~+对吸附的抑制作用不明显,Ca~(2+)和Mg~(2+)的抑制作用较强,而Al~(3+)对吸附表现为促进作用。应在枯水期和南水北调时期加强对骆马湖饮用水源地(尤其是东北部)QNs污染的关注。     

骆马湖表层水体中32种PPCPs类物质的污染水平、分布特征及风险评估

为评价骆马湖水体中药品和个人护理品(PPCPs)的污染水平、空间分布特征及生态风险,利用高效液相色谱-串联质谱测定了骆马湖水体中22个采样点的32种PPCPs.结果表明,骆马湖表层水体中共检出了23种PPCPs,总浓度范围为892~1 536 ng·L~(-1),其中浓度最高的为诺氟沙星(256~707 ng·L~(-1)),其次是酮洛芬(85~438 ng·L~(-1))、安赛蜜(101~290 ng·L~(-1))及萘普生(1.9~112 ng·L~(-1)).不同采样位点的PPCPs浓度存在一定的空间差异,呈现湖东北部地区较高,西南部地区较低的趋势.房亭河入湖口处PPCPs浓度较高,嶂山闸出湖口处浓度较低.对13种药物类PPCPs生态风险评价结果表明,诺氟沙星RQs为0.26~0.72,对于骆马湖水生生态系统表现为中风险,吉非罗齐在大部分采样点RQs0.01,表现为低风险,其余的化合物RQs0.01未表现出生态环境风险.采用简单叠加模型计算PPCPs的联合毒性风险熵范围为0.29~0.75,整体上看,骆马湖PPCPs对于水生生物表现出中风险.对6种PPCPs的人体健康风险结果表明,RQs均小于1,表明骆马湖PPCPs对人体健康无直接风险.     

骆马湖水体氮污染特征分析

2005年通过对骆马湖水质监测，并结合近几年的监测资料进行了分析，结果表明，氮是骆马湖水体的主要污染物，包括总氮、氨氮和硝酸盐氮，其主要特征是入湖河流、降水、围网养殖和点源带来的污染。     

骆马湖水体中药品及个人护理品的污染特征及风险评估

为评价骆马湖湖区药品及个人护理品(PPCPs)的污染状况和生态风险,利用高效液相色谱串联质谱(HPLC-MS/MS)分析骆马湖表层水体中61种PPCPs的赋存浓度、空间分布特征,并根据风险熵方法进行生态风险评估.结果表明:①骆马湖表层水体中共检出15种PPCPs,其中人用7种,人、兽共用4种,兽用4种,其质量浓度范围为2.67~6 514.91 ng/L.卡马西平(CBZ)、避蚊胺(DEET)、舒比利(SP)、咖啡因(CF)及林可霉素(LCM)检出率均为100%,DEET、甲砜霉素(TAP)及氟苯尼考(FF)的平均值均较高,分别为162.87、61.33和56.72 ng/L.②骆马湖表层水体中PPCPs的空间分布呈北高南低、西高东低的特征.不同类型PPCPs空间分布规律差异明显,人、兽共用PPCPs浓度自北向南逐渐递减,人用PPCPs浓度北部略高于南部,兽用PPCPs浓度在全湖均匀分布.③骆马湖水体中CBZ、CF具有高生态风险,恩诺沙星(ENR)、诺氟沙星(NOR)、磺胺嘧啶(SD)、罗红霉素(RXM)及LCM具有较高生态风险,可见骆马湖生态风险主要来源为人用PPCPs.研究显示,骆马湖表层水体中PPCPs浓度水平中等,但其中DEET污染较重,北部湖区应加强围网、围塘养殖管理.      

骆马湖富营养化调查

骆马湖为一浅水湖泊,具有典型的过水性特征,其已经处于中—富营养化阶段。通过对骆马湖富营养化发生机制的研究,发现入湖河道携入大量营养物质入湖和水生植物的破坏是骆马湖富营养化进程加快的主要原因。并提出了控制骆马湖富营养化的一些措施:控制外源污染物入湖、加强湖滨湿地建设和水生植物的保护、合理的水库调度以及湖泊内部的生物治理。     

大型水生植物对骆马湖氮磷元素及磷酸酶活性的影响

在骆马湖中选择有大型水生植物生长区域及无草对照区，测定主要水质指标，采集沉积物柱状样，分层测定沉积物氮磷元素含量及磷酸酶活性，探讨大型水生植物对骆马湖生态系统中氮磷元素及磷酸酶活性影响特征，结果表明：（1）大型水生植物生长区上覆水透明度明显高于对照(CK)，是对照(CK)19倍；但有草区凯氏氮(KN)、可溶性氮(DN)含量低于对照(CK)，方差分析表明二者差异极显著(〖WTBX〗p〖WTBZ〗≤001)；（2）大型水生植物生长能降低磷酸酶的活性，有草区不同深度沉积物酸（碱）磷酸酶活性总体小于对照(CK)，但沉积物表层磷酸酶活性最强；（3）有草区不同深度沉积物TP含量低于对照(CK)，但有草区表层沉积物凯氏氮(KN)含量高于对照(CK ).     

大型水生植物对骆马湖氮、磷元素的影响

对骆马湖有草区和无草区水体和沉积物中氮、磷元素含量分析,结果表明:无草区水体中总氮、总磷含量高于有草区;有草区表层沉积物总氮含量随时间变化明显,而无草区表层沉积物总氮含量随时间的变化很小;有草区与无草区表层沉积物中总磷含量的时间变化并无明显差异;有草区表层沉积物总氮含量基本上均高于无草区,而有草区表层沉积物总磷含量均要低于无草区。骆马湖有草区与无草区采样点沉积物碱性磷酸酶活性大小在58.41～315.07 mg/(kg.h)范围内变化,有草区的碱性磷酸酶的活性普遍低于无草区的碱性磷酸酶活性。在湖泊中种植大型水生植物确实可以减少水体污染,达到净化水质的目的。     

骆马湖表层沉积物微塑料的分布、来源及储存量

为探求骆马湖表层沉积物微塑料的分布特征,于2019年夏季和2021年冬季收集了20个采样点的样品,使用光学显微镜观察微塑料特征并分类,使用傅里叶变换红外显微镜光谱仪鉴定其聚合物成分,使用扫描电子显微镜分析其表面形态.结果表明,骆马湖夏季和冬季沉积物微塑料的丰度平均值为（513±201） n·kg^-1和（528±263） n·kg^-1.总体而言,60～500μm、纤维、透明和聚乙烯微塑料占比最高,表层沉积物微塑料的储存量分别为111.20 t（9月）和74.16 t（1月）.结果发现,夏季人工泄洪后,闸后小尺寸微塑料的比例均高于闸前30%以上,证明水流剪切力是加速微塑料破碎的驱动力.开始调水后,上游的微塑料丰度平均值从705 n·kg^-1下降到653 n·kg^-1,而下游则从530 n·kg^-1增加到740 n·kg^-1.上游沉积物中消失的是较小和较轻的塑料颗粒,如聚乙烯和聚丙烯.它们随着水流在上游表层沉积物中再悬浮,迁移至下游,并再次沉降.通过探讨人工泄洪...