基于环境一号卫星的太湖流域地表温度与地表类型的关系分析

利用我国新发射的环境一号小卫星数据,以2010年3月26日环境一号卫星的红外波段为例,尝试根据同步MODIS数据反演大气水汽含量参数,采用Jimenez-Munoz和Sobrino的普适性单通道算法反演地表温度,经MODIS地表温度产品验证,地表温度反演精度满足要求. 将人工目视解译的2009年太湖流域土地利用、地表温度和归一化植被指数作相关性分析. 结果表明:当林地和农田、草地植被指数相同时,林地的地表温度比农田和草地低,因此林地比农田和草地的调节温度效果好,在城市中增加林地的面积,对缓解城市热岛效应的作用最大.      

太湖湖滨湿地降解有机物兼性厌氧菌群的筛选及其降解效果

利用梯度间歇曝氧新技术,从太湖湖滨湿地沉积物中筛选出高效降解有机物的土著兼性厌氧菌群,分离纯化、鉴定出优势菌,并研究了接种兼性厌氧菌对湖滨湿地微生物群落结构及有机物降解效果的影响.结果表明,筛选出的兼性厌氧菌群中没有严格好氧菌或严格厌氧菌混杂,筛选后期对沉积物中TOM的去除率为21%.分离出优势菌FA4,FA10和FA14,其16S rDNA鉴定结果分别为Pseudomonas sp.,Flavobacteriaceae bacterium和Haematobacter sp..分别接种优势菌及混合菌群后的湖滨湿地沉积物中兼性厌氧菌数和菌活性ETS值比对照组显著增高.对照组兼性厌氧菌菌群数〔lg(MPN/g),以干质量计,其中MPN为最大概率可能数量〕和ETS(以INTF计,干质量)值分别为4.9和85 μg/(g·2 h),而试验组的兼性厌氧菌菌群数都在5.4以上,ETS值都在240 μg/(g·2 h)以上.筛选出的兼性厌氧菌及菌群能很好地适应环境,有效降解有机物,7 d内将湖滨湿地沉积物中的BOD₅降低了90%以上,而未接种的对照组仅减少了56%;其TOM去除率是对照组的2.0～2.6倍,3 d内对照组TOM去除率为5%,而FA4,FA10,FA14和菌群(FAG)试验组TOM去除率分别为10%,13%,10%和12%.      

太湖、巢湖沉积物中重金属污染的总量特征及其区域性差异

选取太湖、巢湖污染较为严重的区域为研究对象,采集季节性沉积物柱状样,以0.5cm的间距高精度分割样品,分析其中的Fe,Mn,Cu,Zn等重金属元素的含量,对沉积物中重金属的总量特征及季节性变化特征进行了分析,得出以下结论:太湖、巢湖沉积物中重金属的总量均呈现出Fe>Mn>Zn>Cu的特征,季节性变化幅度为Mn>Fe>Zn>Cu,重金属元素的地球化学性质对其季节性变化有很大的影响.同时,不同的区域背景差异(如元素丰度、污染状况等)导致了太湖、巢湖采样点沉积物中重金属元素季节性特征的差异.     

青海湖区紫花针茅草原封育导致的土壤养分时空变化特征

封育导致的生态系统恢复会体现在土壤恢复.以不同封育年限的青海湖区紫花针茅草原为对象,研究封育导致的土壤养分时空变化特征.结果表明:同一样地速效氮、速效磷和速效钾都表现为表层含量最高,显著高于第Ⅱ层,下面几层之间差异不显著;封育对速效养分含量影响不同,对速效钾含量影响不大,而速效磷含量大多显著提高,封育样地速效氮含量稍微高于对照样地.全量养分相比较,封育对土壤全钾和全磷含量影响不大,随土层加深全氮含量降低,封育导致土壤表层全氮含量升高(提高了19.9%).有机质含量随土层加深而降低,长期封育导致土壤有机质含量增加.相关分析表明,速效钾和全钾含量之间相关不显著,速效磷和全磷、速效氮和全氮含量都表现出显著相关,有机质和全量养分之间只有全氮表现出了显著相关.封育后土壤pH值略有升高;随着土层加深,土壤容重升高,但土壤容重变化不大.封育使草原土壤养分含量增加,但是养分的增加是一个非常缓慢的过程,对草原的保护还需继续加强.     

升温过程对藻类复苏和群落演替的影响

采用模拟升温方法培养太湖的冬季底泥,培养温度从5.5~30℃设计为8个水平,在各温度水平显微观察藻类群落组成,计算比生长速率,同时采用荧光法分析光合色素的浓度变化.结果表明,绿藻和硅藻在9℃时开始复苏,蓝藻在12.5℃开始复苏.虽然蓝藻复苏较晚,但是蓝藻复苏后的比生长速率高于绿藻和硅藻.12.5℃以后,藻类群落主要由蓝藻、绿藻、硅藻组成.在12.5℃和16℃时绿藻占优势;蓝藻在19.5℃以后占优势.叶绿素a浓度在9℃和16℃均明显升高,而藻蓝素浓度仅在16℃时明显升高.光合色素浓度的升高与绿藻和硅藻的复苏同步进行,但滞后于蓝藻的复苏.     

太湖地区湖水与河水中溶解N2O及其排放

水体是N₂O排放的重要来源.2000-09～2001-09,每月2次采样(重复3次)连续监测太湖地区太湖和大运河水体N₂O排放通量和水中溶解的N₂O浓度,还同时监测不同深度水样中的N₂O浓度.结果表明,太湖N₂O-N的年均排放通量为3.53 μg/(m²·h),而大运河已高达122.5,μg/(m²·h).太湖湖水中溶解N₂O-N浓度为0.36μg/L,大运河河水中浓度高达11.31μg/L,浅水型水体是N2O排放的源.结果还表明,不同深度水中N2O浓度差异不明显,而时间差异显著.水面N2O的排放通量和水中溶解的N2O浓度呈显著正相关关系,二者又都与水温呈显著正相关. .     

太湖TCIPP和TCEP的人体健康水质基准及风险评估

有机磷酸酯作为溴代阻燃剂的替代物,在各种环境介质及生物体中不断被检出,因其可能具有生殖毒性、内分泌干扰效应和致癌性等效应,受到人们的广泛关注.本文以太湖流域为研究对象,选择两种典型有机磷酸酯磷酸三（2-氯异丙基）酯（TCIPP）和磷酸三（2-氯乙基）酯（TCEP）,开展人体健康水质基准研究.基于太湖流域的人群暴露参数和生物累积系数,推导出太湖流域TCIPP和TCEP的非致癌效应人体健康水质基准值分别55.62 μg·L^-1和35.43 μg·L^-1,TCEP的致癌效应人体健康水质基准值为1.266 μg·L^-1.健康风险评估结果表明,太湖水体中TCIPP和TCEP的非致癌健康风险均处于可接受水平,但TCEP存在致癌健康风险,值得关注.本研究可为我国有机磷酸酯的环境风险管理及相关水质标准修订工作提供技术支持.     

太湖主要环湖河道沉积物反硝化潜力及其控制因子

河流反硝化作用是水体氮素去除的重要途径,对流域氮负荷削减具有重要意义.为探究河网区河道的反硝化脱氮能力及其主要控制因子,本研究调查了太湖14条主要环湖河道的水质和沉积物特征,通过泥浆培养实验,利用氮氩比的方法和膜接口质谱仪分析技术,测定了14条环湖河道的沉积物反硝化潜力.结果表明,太湖环湖河道的反硝化潜力为-9.93~35.71 μmol·L^-1·d^-1,均值为（20.79±14.79） μmol·L^-1·d^-1,南部河道的反硝化潜力显著低于北部河道,负值代表沉积物的吸附或固氮行为.水柱中的硝态氮浓度、溶解氧、溶解性有机碳（DOC）和沉积物中的碳含量均会对沉积物反硝化潜力产生影响.相关分析结果表明,硝态氮浓度对河道反硝化作用的影响有限,反硝化作用对硝态氮底物的响应遵从米氏动力学模型（R²=0.77）的规律.而在太湖氮负荷严重的西部和北部河道区,水体中的DOC是反硝化潜力的主要限制因素.改善氮的去除环境对促进水体氮去除过程和区域氮管理具有重要意义,在氮负荷严重的流域河道,水体的DOC应该得到更多的关注.     

太湖渔业环境优化技术初探

根据对东太湖养殖区主要水化学指标进行的跟踪监测结果,系统分析研究了N、P等主要营养物质的变化趋势。结果显示,TP网围内的周年平均值为0.034mg/L,网围外周年平均值为0.042mg/L,TN网内周年平均值为0.72mg/L,网外周年平均值为0.73mg/L。并依据试验及监测结果,估算了太湖养殖渔业对水体的营养贡献份额(N、P),现有养殖状况每年通过水产品可带出湖中19.51tN和6.62tP。通过调整、优化养殖模式,大力推广应用轮牧式网围养殖,大幅降低放养量,合理搭配滤食性鱼类,在养殖区普及种植太湖优势水生植物,移植本湖底栖动物,利用水生植物和底栖动物既可有效净化养殖环境,又能作为养殖对象的适口饲料这种作用和功能,同时充分利用湖区低值鱼资源作为河蟹的饲料,最终将水草、螺、低值鱼等转化成水产品,并通过水产品的形式将营养物质带出湖区,从而达到优化改善渔业环境的目的。     

无机矿质颗粒悬浮物对富营养化水体氨氮的吸附特性

利用蒙脱土、高岭土和太湖沉积物矿质组分3种材料,模拟研究了水体悬浮矿质颗粒物对富营养化水体中氨氮的吸附特性.实验表明,30min内3种材料对氨氮的吸附基本可达到平衡;等温平衡吸附均符合Henry吸附模式,在无机矿质颗粒悬浮物浓度1000mg/L,初始氨氮浓度1.0mg/L,pH=7.00实验条件下,吸附分配系数分别依次为548.30,287.36,191.27L/kg.相同实验条件下,随着pH、盐度和温度的增大或升高,矿质颗粒对氨氮的平衡吸附量均有不同程度的减小趋势,pH的影响较显著.随着悬浮颗粒物浓度在1000mg/L以下范围增大,固相氨氮平衡吸附量显著减小.