Field experiment on biological contact oxidation process to treat polluted river water in the Dianchi Lake watershed

In this study two types of biological contact oxidation processes (BCOP), a step-feed (SBCOP) unit and an inter-recycle (IBCOP) unit, were designed to investigate the treatment of heavily polluted river water. The Daqing River, which is the largest pollutant contributor to the Dianchi Lake, one of the most eutrophic freshwater lakes in China, was taken for the case study. It was found that the SBCOP had higher adaptability and better performance in the reduction of COD, TN, and TP, which made it applicable for the treatment of polluted river water entering the Dianchi Lake. Nitrification rate was observed to be greatly affected by the influent temperature. During each season, the nitrification in the SBCOP was higher than that in the IBCOP. TN removal efficiency in the SBCOP was higher than that in the IBCOP during the winter and spring but poorer during the summer, possibly due to the inhibition of denitrification by higher dissolved oxygen level in the summer. Moreover, symbiotic algaebacteria growth may be conducive to the removal of pollutants.     

太湖不同湖区轮虫群落结构季节变化的比较研究

2006年7月～2007年6月对太湖不同湖区(河口区、梅梁湾、太湖湖心区和贡湖湾)轮虫的季节变化进行了比较研究.整个研究期间,河口区、梅梁湾、太湖湖心区和贡湖湾轮虫种类数分别为23、15、14和21;河口区轮虫的年平均密度最高,为475个·L-1,梅梁湾最低,为164个·L-1,太湖湖心区为189个·L1-,贡湖湾为338个·L-1.4个湖区优势种不同,河口区轮虫优势种为萼花臂尾轮虫(B.cdyciflorus),梅梁湾为角突臂尾轮虫(B.angularis),太湖湖心区和贡湖湾优势种都是针簇多肢轮虫(P.trigla).食物的不同以及大型浮游甲壳动物的抑制作用,可能是太湖4个湖区轮虫群落结构不同的重要原因.相关分析表明,轮虫数量与枝角类数量、枝角类生物量和桡足类生物量极显著负相关;轮虫数量与透明度显著正相关.结果表明,太湖4个不同湖区轮虫群落结构不同.     

太湖CDOM紫外吸收特性及其分子量时空分布特征

基于2006年8月16日、2007年3月28日对太湖梅梁湾15个样点和2007年11~12月对全湖61个样点的有色溶解性有机物(CDOM)吸收系数观测数据,对CDOM分子量相对大小的时空差异及其影响因素进行了分析.结果表明,梅梁湾地区主要富集的是高分子量CDOM,而大太湖地区则较为复杂,北部地区主要是高分子量的CDOM占据主导地位;而在太湖东西部,主要是低分子量的CDOM;南太湖区域,高分子量的CDOM和低分子量的CDOM相对平衡.不同波长范围内CDOM吸收模型的斜率系数(S)值对CDOM的分子组成的敏感性具有一定的差异性,UVR最为敏感,其次是UV-A,再次为UV-B,UV-C最不敏感.梅梁湾CDOM主要影响因素是陆源,陆源影响的强度随季节的变化具有一定的差异,其中8月份最强,其次是3月份,最弱为11月份.     

Seasonal variation of Microcystis in Lake Taihu and its relationships with environmental factors

In order to monitor the changes of Microcystis along with temporal and spatial variations, seasonal variation of Microcystis in Lake Taihu was investigated by 16S-23S rRNA internal transcribed spacer denaturing gradient gel electrophoresis (16S-23S rRNA-ITS DGGE) and microscopic evaluation. Samples were collected quarterly at four sites (River Mouth, Meiliang Bay, Cross Area, and Lake Center) from August 2006 to April 2007. Results showed that Microcystis dominated total phytoplankton abundance at the four sites in all seasons except winter. The average annual abundance of Microcystis was relatively high at River Mouth and Meiliang Bay, reaching 81.22×106 and 61.32×106 cells/L, respectively. For temporal variations, Shannon-Wiener diversity index (H') according to DGGE profile revealed the richness of Microcystis in summer (H'=1.375±0.034) and winter (H'=1.650±0.032) was lower than that in spring (H'=2.078±0.031) and autumn (H'=2.365±0.032) (P<0.05). While for spatial variations, the richness of Microcystis at River Mouth (H'=2.015±0.074) was higher than at other sites during four seasons (P<0.01). Very few differences of Microcystis diversity in the same season were observed among the other three sites (P>0.05). Canonical correspondence analysis (CCA) was performed to elucidate the relationships between Microcystis operational taxonomic units (OTUs) composition and the environmental factors. Results of CCA revealed that temperature was strongly positively correlated with the first axis (r=0.963), while TSS was negative correlated with the second axis (r=-0.716). Phylogenetic tree based on the sequencing results of target bands on DGGE gel indicated that samples collected in summer and winter constituted two separated clusters.     

洪泽湖表层底质营养盐的形态分布特征与评价

为揭示洪泽湖底质的营养盐空间分布特征,于2008年6月采集了该湖具有代表性的10个点位的表层底质,测定了其有机质、总氮、有机氮、氨氮、硝氮、总磷、无机磷、铁铝-磷、钙-磷等的含量.结果表明,底质中的有机质和总氮有很好的相关性,且有机氮约占总氮的90%,说明碳、氮有同源性;底质中的无机磷约占总磷的70%,而其中钙-磷占无机磷的比重较大;洪泽湖底质有机质与总氮,有机氮,总磷的空间分布特性极为相似,属洪水冲刷型堆积模式(Turbidity Flood Model方式);通过C/N域值得知沉积物中有机物主要来源为生物沉降.通过用有机指数评价法和有机氮评价法对洪泽湖表层底质的分析表明,洪泽湖底质除局部区域如龙集乡北表现为一定程度的有机氮污染外,整体处于清洁至尚清洁范畴.     

衡水湖湿地恢复预案空间模拟及生态风险评价

基于湿地水位、坡度和土地利用/植被覆盖数据3个湿地生境要素,依据湿地生境自然生态单元要素组合和不同湿地恢复策略,在综合考虑水禽生境适宜性和保护区发展现状及未来目标的基础上,对衡水湖国家级自然保护区湿地的生态恢复进行了多预案设计.同时,将目标保护物种纳入考虑范围,通过对湿地恢复预案的生态指数、脆弱度和生态风险值进行评估,构建了一套相对系统的湿地恢复规划与评价体系,并通过对湿地恢复预案实施前后基础设施建设和人为活动导致的生态风险进行评估,揭示了各预案下湿地生态风险在保护区内的空间分布特征.研究表明,以湿地恢复为主的预案1的高风险值区域分布范围最大,以生境改造为主的预案2的高风险值区域分布范围在3个调整方案中最小,湿地恢复与生境改造并重的方案3的高风险值区域在3个调整方案中处于中等水平.结合鸟类适宜生境及其风险分布情况,湿地恢复和生境改造并重的方案值得推荐.     

太湖不同湖区蓝藻细胞裂解速率的空间差异

2009年在太湖蓝藻水华形成初期(五月)、盛发期(九月)和衰亡期(十月和十一月),运用基于颗粒态酯酶,溶解性酯酶以及酯酶衰变常数测定的酯酶活性方法对不同湖区(藻型和草型湖区)蓝藻的细胞裂解速率进行了计算,在测定颗粒态酯酶、溶解性酯酶活性时,同步分析了太湖优势种群中蓝藻叶绿素a的含量.统计分析结果表明,叶绿素a的浓度与颗粒态酯酶、溶解性酯酶活性有很好的相关性,说明以酯酶活性为指标来计算太湖蓝藻细胞裂解速率是可行的.对不同湖区的细胞裂解速率进行比较,可见湖心和西太湖在蓝藻水华形成初期细胞裂解速率分别为0.072,0.048d-1.水华盛发期以及水华衰亡期,湖心和西太湖的细胞裂解速率分别为0.074～0.770d-1,0.014～0.110d-1.太湖湖心磷酸盐浓度比西太湖低,所以蓝藻生长速率慢,导致细胞裂解速率比西太湖高.但是,在梅梁湾和贡湖,衰亡末期磷酸盐浓度比其它月份高,细胞裂解速率也高.4个采样点在衰亡末期的细胞裂解速率比水华形成初期,暴发期和衰亡初期要高,可能的原因是气温和水体温度下降导致蓝藻生长速度减慢.本研究结果表明,太湖蓝藻细胞裂解速率有明显的空间差异,其具体的影响因素很多,营养盐只是其中一个.     

基于基尼系数的水污染负荷分配模糊优化决策模型

从水污染负荷分配涉及的社会、经济、资源、环境和技术管理等领域筛选出6个指标,构建以基尼系数为度量标准的水污染负荷公平分配评价指标体系。基于统计数据信息的模糊性、不准确性以及不同评价指标重要性程度的差异,建立了带有弹性约束和信息熵权的水污染物总量分配模糊优化决策模型,并将其应用于巢湖流域COD和氨氮削减负荷的分摊。研究结果表明,所建模糊优化模型较好地克服了现有基尼系数分配方法的不足,是一种较为理想的分配模式。     

滇池水体总悬浮物散射系数参数化模型

总悬浮物的散射系数是水体非常重要的固有光学量之一,散射系数的参数化研究,对于水体生物光学模型的构建具有非常重要的意义.2009年9月对滇池水体25个样点进行野外采样,对滇池水体水质参数、悬浮物的吸收、散射特征进行分析,并利用乘幂模型对散射系数进行参数化,分析了模型精度与色素颗粒物吸收之间的关系,进而改进乘幂模型.结果表明,在色素颗粒物吸收较强的波段,普通乘幂模型的平均相对误差为0.08,模型改进后相对误差缩小为0.02;在色素颗粒物吸收较弱的波段,会出现模型的过修正,这主要取决于色素颗粒物的吸收,因此,没有必要对乘幂模型进行修正.     

滇池生态安全综合评估研究

湖泊水库的生态安全是湖库区(流)域人民赖以生存和社会经济可持续发展的重要基础.通过深入剖析湖库生态安全的内涵,运用湖库生态安全综合评估模型,从人类活动压力、湖库水体健康和湖库生态服务功能三方面评价了滇池1999~2007年间的生态安全状况.结果表明,通过污染物排放总量的控制,至2007年人类活动对滇池产生的直接压力已有效减轻,然而湖体水质状况却未得以根本改善,多年来滇池生态安全状况处于Ⅳ级,即生态安全状况较差.