铈对水体富营养化影响的动态模拟研究

以红浮萍作为供试材料,在聚乙烯塑料板焊接成的水槽中做单稀土元素铈对水体富营化影响的动态模拟实验,以期对长江三峡水库及其上游流域的水体富营养化预防与防治提供基础依据。实验表明：浓度为2501~g／L的稀土元素铈对红浮萍生长和水体富营养化的促进作用受水体流速的影响,流速越快,促进作用越弱。依据所测指标运用相关加权综合营养状态指数法对实验水体进行水质评价,结果表明在实验条件下,静态水体发生“水华”的时间为5～6d;在平行条件下流速为12．5cm／s、25cm／s的动态水体发生“水华”的时间分别为8～9d和12～13d。     

三峡库区优势藻类聚集参数与水华状态函数

在三峡库区最大次级河流嘉陵江现场采集水样,并进行藻类生长试验,探讨了藻类在氮磷比、光照强度和流速条件下的聚集行为.在不同TN/TP和光照强度的静水表层中主要藻类为蓝、绿藻.优势种为蓝藻门的水华微囊藻,总体上蓝藻的聚集参数θ大于绿藻;在流速大于0.03m·s-1的动态水体中蓝绿藻聚集参数迅速下降,优势藻类不再明显.对水质的生态学评价结果表明,水华微囊藻聚集参数θ与生物多样性指数d拟合的可决系数R2在0.81以上,反映出优势藻聚集能力与水体环境质量的反比关系.作为水质污染和营养水平评价依据的指数d不能直接表征水华污染状态,因此.在参数θ的基础上构建了描述水华污染状态的函数G,将函数G应用于对实验结果和实际流域水华污染的评价,结果表明,水华状态函数G确实能有效和半定量刻划水华污染程度.     

水动力条件对藻类生理生态学影响的研究进展

湖泊和水库等水体富营养化通常会引起藻类水华暴发. 已有较多研究总结了光照、温度、营养盐等环境因素对藻类水华发生的影响方面的进展,但缺乏对水动力因素影响藻类生理生态学乃至水华发生等方面的研究总结. 本文通过梳理水动力条件对藻类生长、种群结构的影响及其作用机制,以及临界流速和人工混合对藻类的影响等方面的研究发现:在藻类生理学方面,水动力条件主要影响藻类的生长、细胞形态、营养盐吸收、光合作用活性和酶活性的变化;在藻类生态学方面,不同藻类对应的临界流速有所差异,水动力条件的变化会导致优势种之间的转变;人工混合使局部水体藻细胞密度降低进而改善水质. 对今后的研究热点进行展望:后续仍需进一步研究水动力条件对藻类生理的影响,不仅是酶活性和相关物质的吸收,还应包含胶被、产毒特性和基因序列等方面;应用于实际湖库的临界流速、水体扰动方式、扰动时间、扰动频率和最佳深度的探究,旨在推进藻类水华控制、保障水质安全等方面的相关研究.      

三峡工程运行对洞庭湖水环境及富营养化风险影响评述

洞庭湖的江湖关系受自然因素及人为因素影响,其江湖关系的变化影响洞庭湖水文、水质、水环境容量和营养状态.近年来洞庭湖的富营养化指数不断升高,但水环境变化及富营养化风险变化的原因错综复杂,如何区分三峡工程运行等人类活动和气候变化等自然因素对洞庭湖水环境、富营养化风险的影响是洞庭湖江湖关系研究的难点.根据近年来洞庭湖江湖关系、水环境或富营养化水平的相关研究,对洞庭湖由于三峡工程运行导致的江湖关系变化,以及该变化对洞庭湖水环境、富营养化风险的影响的研究进展进行系统梳理、分析、总结和评述.现阶段研究得出,三峡工程运行导致的江湖关系变化影响洞庭湖不同时段的水环境容量,在一定程度上改善了枯水期和泄水期洞庭湖水质;三峡工程运行后洞庭湖水体中的ρ（TP）有所降低,但洞庭湖湖体ρ（TN）、ρ（TP）仍相对较高,已能够满足藻类生长的需求,水华发生的制约条件是水体透明度和水流流速;江湖关系变化后洞庭湖富营养化风险增大的时段是蓄水期,其他时段富营养化风险减小;流速较低的东洞庭湖湖滩区、蓄水期流速降低明显的南洞庭湖滩区水华发生的风险增大,为水华发生的敏感区域.大型枢纽工程对通江湖泊污染物迁移转化影响的机理分析、对通江湖泊水环境影响的模拟及相关参数研究、对湖泊水环境及富营养化风险的长期影响等方面的研究还有待进一步完善.      

城市景观水体中浮萍对水华的影响分析

为探究城市景观水体中浮萍对水华暴发的影响,于2015年3—9月在4处典型的景观河道进行采样点布设和检测分析。现场观测从2015年4月2日开始,各采样点陆续出现浮萍,且随着时间的延长,发现浮萍和水华是可以同时存在的;再将检测数据与2014年未出现浮萍生长覆盖的数据进行对比分析可知:浮萍对藻类的生长产生了竞争抑制,推迟了水华的暴发时间,减小了水华的暴发次数;对造成该结果的原因进行显著性分析可得:浮萍对藻类的抑制作用不主要表现在光照的遮挡,而主要是对营养盐的竞争,在有大量的浮萍生长覆盖时,TP成为了限制藻类生长的因素,而TN并不是藻类生长的限制性因素。     

嘉陵江出口段硅藻水华发生规律

嘉陵江是三峡库区最大支流,是重庆主城区重要的饮用水源,其主城段硅藻水华的发生预示着水质下降. 2005年8月—2008年3月连续对嘉陵江出口段水体水华硅藻密度进行监测并对数据进行分析. 结果表明:水华优势藻种为星肋小环藻(原变种)(Cyclotella asterocoststs),于每年的冬、春之交(1—3月)发生,生长速度快,发生数量有明显峰值并在总藻比例中绝对占优(0.02＜优势度＜0.28),4月以后水华现象消失直至次年同期再次发生,具有明显的年规律性. 水华发生时,污染物含量较高的磁器口右岸与朝天门右岸2个采样点的水华现象严重,尤其在2008年3月,磁器口右岸小环藻密度达到269×104 L-1,占同期总藻密度的92%. 较短的生活世代(5～7 d)使小环藻在适宜的生境中迅速增殖并在短期内迅速成为嘉陵江出口段富营养化敏感水体水华的优势藻种.      

滇池水华特征及成因分析

滇池水华的规模大,持续时间长。水华的主要种类是蓝藻门的微囊藻属,其中以铜绿微囊藻占绝对优势。每年4～11月为水华发生期,常在外草海南部、海埂、灰湾一带形成大面积水华,盛时可遍及全湖,水体表层藻类叶绿素含量高达5 000 mg/m3。滇池水体中高含量的N和P营养物在水华的形成中起着关键作用,适宜的温度及充足的光照为水华的频发提供了有利条件,并且随着滇池富营养化的加剧及水温逐年升高,将促使水华暴发日趋严重。      

再生水回用于景观水体的富营养化问题和生态修复

由于营养物本底值较高,自净能力差,以再生水为水源的景观水体很容易产生水体富营养化,最终导致水华。文章介绍了国内外再生水回用于景观水体的进展,详细分析了景观水体富营养化的原因。针对水华问题,就近几年生态修复在富营养化景观水体方面的研究进展进行了总结,例如植物修复,动物修复和微生物修复对富营养化水体的修复。     

水动力条件对水体中藻类生长的抑制作用

降低换水周期可以有效抑制水华的发生,但是要达到理论平衡换水周期,城市水体所需换水量将受到当地城市水资源承载力的限制,导致其实用性不佳。为探究更加直接实用的水动力抑藻条件及其应用机理,通过建造环流河道模型,并利用推进装置调控河道模型内水流速度,研究基于指定换水周期的不同流速对水华的抑制机理。基于合肥环城水系的水流状况和通过直流河道模型得到的平衡换水周期,设定环流河道模型的换水周期为10 d时,实验结果表明,河道模型内平衡流速为80 cm/min。说明河道模型中平衡流速是存在的,而且在水华发生的理化因素均满足的情况下,运用水动力条件来抑制水华发生的方法是可行的。根据模拟得到的水动力数据,提出了存在和不存在换水周期两种模式下的水质模型。     

不同水动力条件下间歇微孔曝气对河道底质微生物群落的影响

微孔曝气技术被广泛运用于城市河道治理中,在间歇曝气过程中和曝气停止后微生物群落结构和功能的变化仍不明晰。采用室内模拟试验探究了曝气5 d再静置10 d后,不同水动力条件下水体污染物浓度变化过程以及底质微生物群落结构和功能的响应规律。结果表明:不同水动力条件下间歇曝气过程中和曝气停止后DO均能维持较高水平,但水体污染物浓度在曝气停止后短期内均出现显著性增加,但低流速(v=0.24 m/s)条件下污染物浓度上升最为缓慢。从微生物群落组成方面来看,该现象是由于曝气停止静置10 d后,与有机物代谢相关的氢噬菌属等菌属仅在低流速条件下可成为优势菌属,使得该流速水体中有机物更易降解,污染物浓度上升更为缓慢。从微生物群落功能方面来看,在曝气停止静置10 d后,富营养化水体中的能量代谢、辅酶和维生素代谢等代谢通路更多存在于静止和高流速(v=0.93 m/s)条件下的水体中,解释了这2种流速条件下污染物浓度更高的现象。该研究结果可为通过曝气手段持久性改善河道水质提供理论依据。     

横门围垦对邻近海域水环境影响的数值模拟

用二维水动力数值模型,模拟了横门围垦工程对邻近海域水环境的影响。计算结果表明,工程后流速的改变幅度在-10.15～ 10.03cm/s之间,平均为-3.39cm/s。水位的改变幅度在-5.24～ 8.85cm之间,平均为-0.16cm,大潮期间落潮最大流速时水位的变化幅度,稍大于涨潮最大流速时的变化幅度。围垦工程完成后,邻近海域浅滩处的流速进一步降低,有利于促进淤积,加快浅滩成围速度,而深槽处的流速则略有提高,对河道泄洪没有太大影响。邻近海区水位低潮时将略有下降,高潮时将略有上升,但变化不大,最大不超过10cm,平均不到1cm。     

湖流作用下太湖底泥再悬浮和NH4-N释放规律研究

在矩形水槽中模拟了太湖底泥起动再悬浮规律,分析了湖流流速对太湖底泥再悬浮及NH4-N释放的作用规律.结果显示:当流速小于20 cm/s时,底泥并未发生大量悬浮,水体中浊度及NH4-N浓度变化不大;当流速大于40cm/s时,底泥发生大规模悬浮,水体中浊度和NH4-N浓度显著提高.试验以少量动作为底泥起动的标准,得出太湖底...     

流速与温度的交互作用对铜绿微囊藻生长的影响

试验通过室内模拟,研究了流速与温度对太湖水中铜绿微囊藻生长的影响。试验结果表明：在光照度为3300lx、光暗比为10h：14h、氮磷浓度满足藻类生长需求的条件下。流速、温度对藻类生长的均有一定的影响,但流速的影响作用更为显著。因此,治理湖泊水体富营养化可从改变湖泊水流流态方面着手。     

海洋工程影响下莱州湾海域水动力环境变化特征

本文利用MIKE21FM数值模拟软件模拟了2000年和2014年莱州湾海域的水动力变化。结果表明由于海洋工程的建设,莱州湾内地形和浅滩发生变化,导致2014年湾内整体潮流流速较2000年减小,流向发生一定偏转;在NE向定常风驱动下对比2000年和2014年模拟海流结果可知变化幅度在1~3 cm/s内,莱州湾整体表层海水运动受岸线变化影响较小;纳潮量减少0.1788 km3,为2000年的3.2%;半水交换时间由27.5 d增加到29 d,工程建设对莱州湾水交换影响相对较小。     

钙、镁离子在水流作用下对铜绿微囊藻生长的影响

为了解在"引江济太"过程中大量钙、镁离子的引入对铜绿微囊藻生长的影响,本实验在控制温度和光照条件下,室内模拟不同钙、镁离子浓度在两个特征流速5 cm/s和15 cm/s下微囊藻的生长。实验结果表明,微囊藻藻密度随钙、镁离子浓度的增加而增加,流速在15cm/s下微囊藻最大藻密度(9 236.4×104cell/mL)是流速为5 cm/s下最大藻密度(2 873.72×104cell/mL)的3倍,流速为15 cm/s下微囊藻最大比增长速率均较5 cm/s下的高。这可能是在水流产生的剪切力作用下藻细胞胞外多糖增加,粘附更多的钙、镁离子更利于钙、镁离子迁移到胞内,同时胞外附着的钙、镁离子尤其钙离子形成桥联,使微囊藻细胞形成群体产生微环境利于微囊藻的生长。水流对微囊藻利用钙、镁离子有重要的影响,这为有效调水抑制蓝藻生长提供科学依据。     

Flo—mate2000型流速仪快速测量水体流量的探讨

在日常环境监测工作中,测量水体流量变得越来越重要,而一些常用流量计不能满足各种水体的流量测量,使用流速仪法测量水体流速从而计算出流量成为常用手段。以桂林市环境监测中心站所使用的Flo-mate2000型流速仪为例,阐述如何使用流速仪测量并计算出各种排放方式下的水体流量,以及实际工作中经常遇到的一些问题及解决方法。     

山仔水库富营养化与水华爆发的水文因素分析

文章通过水质主要指标的时空变化及其与水库流量、水位、水滞留时间等关系,研究水动力条件对山仔水库富营养化的影响。研究表明,由于山仔水库蓄水时清库不彻底,总氮、总磷浓度较高,从1997年开始呈现下降趋势,2001年后又有所回升;水库水滞留时间大于2周的年份,相对年均水位低,水库水华爆发的几率大;水库的进口、支流入口的总磷、COD、藻类数量和叶绿素a相对较高;山仔水库与下游塘坂水库因其水库形态、库容、水力交换能力的差异,藻类数量和叶绿素a含量也存在明显的差异,说明了山仔水库水华的发生与水文因素关系密切。     

云贵高原典型湖泊富营养化演变过程及特征研究

选取滇池、洱海和抚仙湖3个云贵高原不同营养水平的湖泊,通过对其不同发展阶段的植物群落结构、水质类别、营养水平及流域人口和经济活动等进行研究,总结了云贵高原湖泊发展演化过程中的特征及差异性.结果表明：滇池、洱海和抚仙湖的植物群落结构、水质类别和营养状态均耦合良好,流域人口和经济活动是湖泊富营养化的重要影响因素.流域人口和...     

修建佛子岭抽水蓄能电站对水质影响的预测分析

修建佛子岭抽水蓄能电站对水质有一定的影响。在此利用数学模型对施工期及运行期的水质进行了预测，并分析得出水库水质能达到所属水功能区要求，只要控制水库上游面源污染及网箱养鱼，水库就不会发生包括富营养在内的污染问题。