沉水-挺水植物镶嵌组合的水体氮磷去除效果研究

水生植物组合净化法被认为比单一物种净化富营养化水体的效果更佳。以4种沉水-挺水植物先锋种的镶嵌组合方式开展了富营养化水体的氮磷净化动态模拟实验研究。结果表明,水菖蒲-金鱼藻组合6d和18d分别能使V类水体的TN、NO_3~--N、TP、PO_4~(3-)-P的去除率达到44.15%、45.71%、40.80%、44.48%和86.27%、92.59%、90.99%、97.67%,水菖蒲-穗花狐尾藻组合分别为52.32%、57.89%、41.70%、45.75%和88.25%、95.06%、91.94%、98.63%,狭叶香蒲-金鱼藻组合分别为47.64%、49.68%、48.99%、52.87%和96.59%、97.69%、95.48%、98.78%,狭叶香蒲-穗花狐尾藻组合分别为52.96%、61.74%、55.02%、57.44%和97.46%、98.57%、96.52%、99.09%。4种氮磷污染物的吸收呈时间依赖的非线性响应特征,最终试验确定了乡土种穗花狐尾藻+狭叶香蒲的镶嵌组合为不同生活型水生植物组合净化氮磷效果最优模式。研究证实,不同生活型的水生植物物种的合理镶嵌组合所形成的水生植物群落,比单一生活型水生植物氮磷除去率更高,且净化效果更为稳定。     

常见沉水植物对东湖重度富营养化水体磷的去除效果

采用人工模拟方法,选取武汉市东湖的春季优势种金鱼藻、伊乐藻和菹草,夏季优势种类金鱼藻、狐尾藻和苦草,在春夏两个季节分别对东湖重度富营养化水体磷的去除效果进行了比较研究。结果显示：5种沉水植物在春夏季节生长良好,其中金鱼藻生物量增长率最高（春季为12888％,夏季为5833％）。5种沉水植物均能较好地吸收上覆水中的磷,其中金鱼藻在春夏两季对水体总磷的去除率均为最高（春季为9175％,夏季为9244％）。同时5种沉水植物还可抑止底泥中磷的释放,均使上覆水中各形态磷浓度保持较低水平。结果表明,金鱼藻在春夏季节均表现出较好的生长和净化水体磷的能力,且其耐污能力强,有可能成为以东湖为代表的重度富营养浅水湖区植物修复的先锋种之一。     

不同密度螺-草结构对养殖尾水净化效果的比较研究

为减少水产养殖污染物排放,以苦草为对照组,构建环棱螺螺 草生态系统净化池塘养殖尾水,比较不同密度螺 草结构对养殖尾水的净化效果,同时探讨螺草互作对水质的影响。结果表明不同密度螺 草组合对养殖尾水均有较好的净化效果,以中密度组（螺密度50 ind/m3）的去除效果最优,25 d对Chl a、CODMn、TN、TP、NH4+ N、NO3- N和浊度的去除率分别达到98%、39.7%、44.2%、86.9%、58.2%、82.3%和91%,其中以17~25 d的营养物质去除率最高,水质由原来的Ⅳ类、Ⅴ类水提升为Ⅲ类水;环棱螺 苦草互作对水体的净化效果与苦草对照组差异不显著,表明其互利关系不明显;环棱螺 苦草组合对CODMn和TN的去除效果不是很理想,可能是由于实验中以黄土为底泥,其中的异养微生物较少引起的     

云南高原典型湖泊水样氮磷含量随低温储存时间的变化

总氮(TN)、总磷(TP)是评价湖泊水体富营养化的主要指标,而实验分析中的总氮、总磷含量的测定结果受诸多因素(如水样储存方式、储存时间和氮磷赋存状态等)的影响,易造成分析数据的不稳定性。对于云南典型喀斯特地区湖泊水体氮磷含量分析而言,特别是在采样点距实验室距离远、样品数量多的情况下,不能按实验分析标准要求时间完成分析。该研究针对云南九大高原典型湖泊的特殊性和在大批量样品采集、远距离搬运、实验分析需要一定时间的实际情况,选择3个氮磷含量差异较大的抚仙湖、阳宗海和滇池为研究对象,对采样后样品在低温储存条件下随测定时间而发生变化进行分析,探讨样品TN、TP和溶解态氮(DN)、溶解态磷(DP)含量的变化特征,以确定最佳的实验分析时间。研究结果表明:(1)采样后即进行氮磷含量分析结果显示:3个湖泊水样氮磷含量差别明显,同时存在状态不相一致,滇池样品中氮磷含量最高,其TN含量为2.44 mg/L,DN含量为1.47 mg/L,占总氮的60%,TP含量为0.13 mg/L,DP含量为0.02 mg/L,占总磷的15%;阳宗海次之,其中TN含量为0.73 mg/L,DN含量为0.60 mg/L,占总氮的82%,TP含量为0.04 mg/L,DP含量为0.03 mg/L,占总磷的75%;抚仙湖最低,其中TN含量为0.32 mg/L,DN含量为0.28 mg/L,占总氮的90%,TP含量为0.02 mg/L,DP含量为0.01 mg/L,占总磷的50%;(2)样品在低温室(3℃～4℃)随着静置时间的增长,TN、TP含量均呈现降低趋势,说明静置时间对其有影响;其中滇池和阳宗海水样总氮总磷含量降低幅度较大,而抚仙湖较小;(3)样品经过滤后,滇池阳和宗海的水样氮磷含量呈现降低趋势,而抚仙湖则无明显变化。样品储存时间、过滤处理对氮磷含量低的湖泊水样影响较小,对氮磷含量大的湖泊影响较大,尤其是颗粒态氮磷含量较高的样品。由于水样中氮磷存在多种形态,湖泊营养程度不同,在对水样进行氮磷含量测定时,应当考虑水样储存时间和氮磷赋存状态等因素。     

长江上游典型季节性河流富营养化评价及污染成因分析

全面掌握水体富营养化现状对水环境的长效治理至关重要,但目前针对季节性河流富营养化时空变化特点和污染成因分析的研究还少有报道。基于岷江流域(眉山段)2019年1月至2020年12月的13项水质指标的监测数据,联合使用富营养化指数、地理信息系统和多元统计方法,阐明了流域内岷江干流及主要支流的营养盐时空变化特征、富营养化状态和主要污染因素。结果表明：(1)时间上,总氮(TN)浓度在夏季最高,达到5.33 mg/L。总磷(TP)和氨氮(NH₃-N)在春季最高,分别达到0.22和0.65 mg/L。空间上,TN浓度在思蒙河最高,达到7.09 mg/L。TP和NH₃-N浓度在体泉河最高,分别达到0.27和0.96 mg/L;(2)富营养化指数排序为：春季(69.10)>夏季>(67.06)冬季>(65.93)秋季(65.91);体泉河(76.06)>思蒙河(70.39)>毛河(70.02)>金牛河(63.14)>岷江干流(62.19);(3)主成分分析提取4个主成分,累计解释71.11%的方差变量,识别出影响该流...     

大薸对水体氮磷去除效果的初步研究

通过大薸在模拟富营养化水体中的培养试验,研究其在不同程度富营养化水体中对N、P的去除效果。结果显示：在总氮（TN）、总磷（TP）初始浓度分别为245～941 mg/L和044～153 mg/L的3种富营养化水体中,大薸均可正常生长。经过21 d的生长,大薸鲜重达16433～1934 g,干重达857～1053 g,大薸鲜重的特定生长率为044%～119%/d,大薸干重的特定生长率为046%～14%/d,大薸的分株速率为133%～362%/d。3种富营养化水体中的N、P去除量分别为6920～31860 mg和1560～6600 mg,大薸的N、P吸收量分别为3520～20821 mg和899～4837 mg,且随水体初始N、P浓度的升高而增加。大薸吸收对水体N去除的贡献率为5326%～6524%,对水体P去除的贡献率分别为5958%～7419%。由此可以看出,大薸对氮磷具有较好的去除效果,在富营养化水体中种植大薸可起到改善水质的作用     

中华鳖养殖池塘中的浮游甲壳动物群落结构研究

浮游动物常作为水体富营养化程度的指示生物,但多集中于湖泊和水库等大型自然水体中。基于放养密度和搭配水生植物不同,中华鳖有不同的池塘养殖模式,而呈现出不同的水生态环境。通过调查鳖-单养、鳖-莲、鳖-生态和鳖-菱4种主要的池塘养殖模式水质指标和浮游甲壳动物的群落结构,了解不同养殖池塘中浮游甲壳动物的群落结构与富营养化程度之间的关系。研究结果显示,鳖-单养模式DO、NH_4~+-N、NO_2~--N、TN、TP、COD、Chl a、综合营养状态指数(TLI)均显著高于鳖-莲、鳖-生态和鳖-菱模式,SD显著低于鳖-莲、鳖-生态和鳖-菱模式(P0.05);养殖池塘中共记录枝角类6属7种,哲水蚤3属3种,剑水蚤6属6种,共同优势种为毛饰拟剑水蚤(Paracyclops fimbriatus)、广布中剑水蚤(Mesocyclops leuckarti)和台湾温剑水蚤(Thermocyclops taihokuensi);聚类分析结果显示鳖-单养模式单独聚为一类,鳖-莲、鳖-菱和鳖-生态模式聚为一类;线性回归分析显示枝角类丰度和TLI呈负相关(P0.05),哲水蚤丰度和TLI呈正相关(P0.05),剑水蚤和浮游甲壳动物丰度与TLI呈显著正相关(P0.05);RDA显示Chl a、NO_2~--N、SD、WT和COD显著影响了浮游甲壳动物组成(P0.05)。该研究不仅可以为中华鳖池塘养殖模式的开发提供技术指导,而且可以为渔业生产影响淡水生态系统结构与功能的研究提供理论支持。     

富营养水体中浮游植物生长的营养限制研究

选取位于武汉城郊汤逊湖畔的30个养殖池塘作为研究对象,运用营养盐加富试验评价了浮游植物生长的氮磷限制类型。研究发现这些池塘的氮磷含量均较高,尤其是TP,绝大部分都在0.4 mg/L以上,TN/TP(原子比)变化范围为1.7~20.3。相关分析显示,浮游植物的生物量与氮素(TN,TDN,NO3-,NH4+,NO2-)显著正相关(r=0.402~0.677,P<0.05);但与磷素(TP,TDP,PO43-)无显著相关性(P>0.05)。营养盐加富试验显示浮游植物群落对加N的响应程度要显著大于加P;受N限制的池塘数量占50%;P限制的占13.3%;N、P共同限制的占23.3%;而不受N、P影响的仅占13.3%。这些结果表明:在富营养的水体中,当TP浓度>0.4 mg/L且TN/TP<20时,N是限制浮游植物生长的主要因子,P处于第二位。     

玄庙观水库表层沉积物磷形态及正磷酸盐释放风险特征研究

在高磷矿区域深大水库缺乏相关研究与报道的背景下,为给深大水源水库的管理提供科学依据,对宜昌市黄柏河流域玄庙观水库的沉积物及其上覆水的理化特征进行了研究。结果表明:(1)玄庙观水库表层沉积物总磷(TP)含量变化范围为5 356.0~9 631.5 mg/kg,各磷形态含量表现为:钙磷(Ca-P)"有机磷(OP)"铁铝磷(Fe/Al-P),其中,Ca-P为TP的主要成分,占TP的86.4%~93.0%;(2)受外源磷矿输入的影响,TP和总碳(TC)表现出相同的整体变化趋势,即从库首到库尾逐渐增大,而有机质(TOC、TN、OP)的来源类似于深大湖泊,主要源自内生生物的沉积作用,各采样点无显著性差异;(3)沉积物-水界面存在明显的正磷酸盐(PO_4~(3-)-P)浓度梯度,释放通量为0.41±0.09~0.86±0.14 mg/(m~2·d),数据统计分析表明内源磷释放通量与TP、Ca-P浓度具有显著正相关性,且为该区域的第一主成分因素。     

淀山湖底栖动物群落结构及其与沉积物碳氮磷的关系

2009~2010年对淀山湖底栖动物和沉积物碳氮磷含量进行了季度调查,探讨了它们之间的关系,并对水环境质量进行了评价。共鉴定底栖动物3门5纲17种,优势种为背蚓虫、寡鳃齿吻沙蚕和河蚬,群落密度以前两者为主(占81.2%),生物量以后两者贡献较大(75.0%)。沉积物有机碳(TOC)、总氮(TN)和总磷(TP)分别为7.91、1.02和0.79 mg/g,两两间均无相关性。多变量分析显示,淀山湖底栖动物群落物种组成无显著空间差异;多配对非参数检验表明,现存量(密度和生物量)、多样性指数(香浓指数H’、辛普森指数D、丰富度指数d、均匀度指数J)和沉积物碳氮磷中,仅总氮含量存在显著空间差异。相关分析显示,现存量与TN显著正相关,多样性与TP显著负相关,且均不与TOC相关。使用底栖动物Carlander、H’和d指数、ABC曲线及沉积物氮磷相关的指标,评价了淀山湖表层底质的环境质量,总体表明该湖处于中度—严重污染程度或中营养—富营养状态。淀山湖底栖动物总密度及寡毛类密度低、多毛类和河蚬占优的结构特征与该湖为近距离经江通海湖泊及其底泥为有机质含量低的粉砂质粘土有关。     

白马湖水污染特征及其成因分析

为揭示白马湖水污染特征及其成因,在历史监测数据收集的基础上,于2016年11月初对白马湖25个采样点的水质指标进行了分析。结果表明:近年来白马湖水质波动较大,2010~2014年期间,白马湖水体水质总体处于Ⅳ类;2015年好转为Ⅲ类;2016年又下降为Ⅴ类。白马湖水体富营养化综合指数(TLIc)呈显著增加趋势,由最初的轻度富营养化水平演变到目前的中度富营养化水平(TLIc:66.66)。采样期间,白马湖水体主要以氮污染物为主,其次是磷污染物和耗氧污染物。湖泊水体污染程度依次为:北部湖区东部和中部湖区南部湖区。湖水中总氮(TN)约83%以溶解性总氮(TDN)的形式存在,氨氮(NH+4-N)占TDN的65%,其次是NO3--N(25%);总磷(P)约60%以溶解性总磷(TDP)的形式存在,正磷酸盐(PO3-4-P)占TDP的55%左右。北部湖区TDN/TDP比值最高(50.51±19.16)(p0.05),P是北部湖区藻类生长的限制因子;中部、东部和南部湖区TDN/TDP比值均已适应藻类生长。陆域外源污染源输入是引起白马湖水质空间异质性和水质下降的主要因素,湖内水生植被消亡和水产养殖污染引起的生态功能退化也是造成白马湖水质下降的一个原因。研究可为当下白马湖水质演化研究及水环境治理提供新的理论基础。     

长湖水生植物多样性与生态位的季节性变化研究

根据2015年1、4、7、10月对长湖水生植物的调查结果,按季节分析了长湖水生植物的优势种、物种多样性、生态位宽度和重叠值的季节性变化.菹草(Potamogeton crispus)、微齿眼子菜(P.maackianus)和狭叶香蒲(Typha angustifolia)是冬、春季相对重要值前3的物种;夏、秋季荇菜(Nymphoides peltatum)和凤眼莲(Eichhornia crassipes)的相对重要值增加.长湖水生植物多样性指数夏季最高(H'=2.946、D=0.940),冬季最低(H'=0.931、D=0.428).菹草的生态位宽度最大,分别为冬季0.523、春季0.363和夏季0.273,其他物种的生态位均小于0.2,长湖水生植物倾向于特化种,其分布具有一定局限性.长湖发生生态位重叠的物种较少,冬季为7对,春季为19对,夏季为23对,秋季为17对.其中轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)与马来眼子菜(P.malaianus)、菱(Trapa bispinosa)与穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、满江红(Azolla imbricate)和槐叶萍(Salvinia natans)以及红蓼(Polygonum orientale)与水蓼(P.hydropiper)的生态位重叠值较高,表明其生态习性相近,对资源的生态要求相似性较高.菹草是发生生态位重叠最多的物种,冬季4对,春9对,夏季7对,秋季1对,这与其生态位宽度较宽一致.生态位能较好地解释长湖水生植物的物种组成、分布特点及多样性变化,结果表明长湖处于水生植物种类组成较简单,种群结构稳定性较差的状态.     

怀洪新河太湖新银鱼国家级水产种质资源保护区生境及渔业群落多样性研究

根据2014年6月和12月在怀洪新河太湖新银鱼国家级水产种质资源保护区现场调查数据,对保护区生境及渔业群落进行了研究。保护区主要水质指标达到Ⅲ类标准,TN为制约因素。保护区共分布有水生维管束植物24种,其中沉水植物、挺水植物、漂浮植物和浮叶植物分别占41.67%、33.33%、16.67%和8.33%。现场调查共采集到鱼、虾类37种,包括鱼类33种、虾类4种,分别隶属于8目15科35属。群落结构以淡水定居性物种及杂食性物种占优,夏季优势种为日本沼虾、红鳍原鲌和刀鲚,冬季为鲫、鲢和鳙。夏季各种网具中采集的渔获物均重变幅为0.12~114.32 g,冬季为4.07~696.70 g。保护区成鱼(虾)资源密度为20.18万尾/km2和10 440.8 kg/km2,幼鱼资源密度为534.58万尾/km2和587.8 kg/km2。冬季资源密度显著低于夏季,数量及重量密度仅分别为夏季的6.94%和30.93%。基于渔获尾数的多样性特征值为:丰富度指数(R)3.812 0,信息指数(H’)1.496 0,优势度指数(D)0.409 9,均匀度指数(E)0.124 0。克氏原螯虾在保护区内广泛分布,对其危害性应加以重视。     

鄱阳湖蝶形湖泊水体氮磷等的变化及污染初步评价

分别于2014年夏季7月和冬季12月对鄱阳湖蝶形水域的9个湖泊进行了采样,并对湖泊水质基础性指标TN、TP、NH_3-N、NO_3~--N、NO_2~--N、溶解性磷酸盐、TOC、COD_(Mn)和叶绿素a进行了测定与分析。据此同时运用单因素评价法、均值型指数综合评价法和营养状态指数法对鄱阳湖蝶形水域的地表水水环境的污染现状和污染程度进行了评价,以更全面和准确地反映鄱阳湖蝶形水域的水质状况。结果显示:(1)鄱阳湖蝶形水域水质总体符合GB3838-2002III类水标准;(2)7月水质总体优于12月水质。12月总氮含量和总磷含量基本都高于7月,叶绿素a含量除中湖池12月值略低于7月外,其它点位12月值均高于7月。7月总氮值为0.6~1.3 mg/L,总磷值为0.02~0.15 mg/L,叶绿素a为2.2~6.7 mg/L;12月总氮值为0.6~2.0 mg/L,总磷值为0.04~0.19 mg/L,叶绿素a为3.8~34.7 mg/L;(3)7月和12月水质营养状态介于中营养和轻度富营养,水体主要污染物质为总氮和总磷。7月蚌湖营养状态为轻度富营养,其它点位为中营养,12月除常湖、梅溪湖和大汊湖营养状态为中营养,其它点位均为轻度富营养;(4)位于南部的象湖、常湖、白沙湖和大汊湖水质整体较其它蝶形湖泊差,主要是受到工业废水、生活污水和农业面源污染的赣江和饶河的污染输入影响所致。基于以上调查测试结果提出保护和改善鄱阳湖水环境的可行性措施,以促进鄱阳湖蝶形水域水资源的开发利用,实现经济与环境及资源的协调可持续发展。     

基于CE-QUAL-W2模型的龙川江支库富营养化预测

支库水体由于流速缓慢、水温高且营养物质易于富集,较主库更易发生富营养化。通过立面二维水动力学和水质模型(CE-QUAL-W2)对金沙江乌东德水库蓄水(2020年)后龙川江支库的富营养状况进行了预测。结果表明:在水位较高的春季4月和汛末蓄水期8~9月,大于60%河段的表层水体中Chl-a浓度均超过64mg/m3,该时期富营养化风险较大;而在水位快速下降的泄水期5~7月及水温较低的冬季12~2月库区Chl-a值均未达到26mg/m3,富营养化风险相对较小。在此基础上,对影响支库藻类生长的主要因素进行了分析,在库区营养盐浓度均较充足的4月和8月,由于靠近河口段表层水域存在较为明显的水温分层及缓慢的流速,藻类在此区域大量聚集,且汇口处Chl-a浓度较上游库尾处来流分别提高了近70倍和100倍;干流对支流的倒灌影响有时会为支库提供有利于藻类生长的水动力和水温条件,并其也是龙川江支库营养盐的一个主要来源。通过对乌东德单独运行时的调度情景和削减入流营养盐的数值模拟表明,采用降低水库运行水位或"双重营养盐削减"的措施,均能够有效的达到制约支库库区富营养化的目的。     

三峡库区万州段不同类型消落带土壤磷形态贮存特征

三峡水库成库以来,消落带土壤磷流失已成为水体富营养化的重要来源。通过对三峡水库消落带万州段长江干流及回水区苎溪河和密溪沟土壤磷形态分析,研究了不同水力特征和人类活动对消落带土壤理化性质及土壤磷形态分布的影响。结果表明：万州段消落带土壤pH值、有效磷(A P)含量分布特征为长江干流>苎溪河>密溪沟,阳离子交换量(CEC)分布特征为苎溪河>长江干流>密溪沟,有机质(SOM)含量分布特征为密溪沟>苎溪河>长江干流,总氮(TN)含量分布特征为苎溪河>密溪沟>长江干流,总磷（TP）分布特征为密溪沟>长江干流>苎溪河。土壤水溶态磷（H2O P）、盐酸提取态磷（HCl P）、氢氧化钠提取态磷（NaOH P）、碳酸氢钠提取态磷（NaHCO3 P）、残渣态磷（Residual P）分布特征为：Residual P(65514 mg/kg)> H2O P（5177 mg/kg)>HCl P(3999 mg/kg)> NaOH P(2588 mg/kg)> NaHCO3 P(2224 mg/kg),以Residual P和H2O P为主,在干湿交替的条件下H2O P将继续向水体迁移。人类农业及旅游开发活动或将影响土壤理化性质进而影响保肥性能,土壤氢氧化钠提取态有机磷（NaOH Po）和碳酸氢钠提取态有机磷（NaHCO3 Po）所占比例大小顺序为长江干流>苎溪河>密溪沟。消落带土壤磷各形态中氢氧化钠提取态无机磷（NaOH Pi）、碳酸氢钠提取态无机磷（NaHCO3 Pi）、NaHCO3 Po、H2O P均与有A P存在极显著相关性,其来源具有同源性。密溪沟氮磷污染不同源,密溪沟有农村居民且开发旅游,人类生活废水是磷素的主要来源,而氮素主要来源于农业施肥的流失。