丹江口水库入库河流总氮通量监测

针对丹江口水库总氮超标问题,对作为主要集水区的汉库入库各河流进行了一整年的水量和水质同步监测。结果表明:(1)主要河流入汉库总氮量共24503t/a,湖北和陕西两省入库总氮量比例总体上与水资源量比例相当,其中,汉江干流上游陕西来水入库总氮量占68.2%,湖北主要支流包括十堰堵河(18%)、神定河(7%)、泗河(4%)、官山河(0.9%)、浪河(0.7%)剑河(0.5%)和天河(0.5%)。(2)入汉库总氮总量月变化与入库总水量变化一致,总氮入库量主要集中在5~9月,占全年的77%。(3)根据各河流水环境容量和纳污特征,可将入库河流划分为容量型、点源污染型、农业面源型和混合型等四种类型。建议对不同类型河流应采取不同控制对策,点面结合,综合防治。     

丹江口水库浮游植物分布特征及影响因子

为研究丹江口水库浮游植物的群落特征,探讨影响浮游植物时空分布的环境因子,2014年9月对丹江口水库浮游植物群落进行调查。9月共采集浮游植物26种,隶属于6门18科24属,其中蓝藻6种,绿藻10种,硅藻6种,隐藻2种,甲藻1种,金藻1种。9月总生物量10.36mg/L,总密度4.25×107个/L。丹库总生物量大于汉库总生物量。     

2010年洱海全湖氮负荷时空分布特征

为探讨不同来源的氮负荷对洱海水体富营养化的贡献,对洱海入湖河流、干湿沉降和沉积物内源等来源的氮的负荷、形态及其时空变化特征进行了研究. 结果表明:与2008年相比,2010年洱海入湖TN负荷下降了28%. 入湖河流是TN负荷的主要来源,占总入湖负荷的37%;入湖河流TN负荷与ρ(TN)、ρ(Chla)呈极显著正相关;入湖河流TN负荷以NO₃--N为主,占39%. 入湖河流氮负荷季节性变化明显,7月最高;区域性差异较大,北部3条河流是主要来源,其中弥苴河入湖TN负荷占入湖河流TN负荷的57%. 沉积物内源TN负荷占总入湖负荷的29%,NH₄+-N负荷占内源TN负荷的98%,并且与水体ρ(Chla)呈显著正相关. 沉积物中TN和NO₃--N扩散通量北部湖区最高,NH₄+-N扩散通量南部湖区最高;TN扩散通量9月最高、12月最低. 干湿沉降入湖TN负荷以NH₄+-N为主,季节性变化明显,6月最高. 控制洱海外源入湖氮负荷,应以雨季之初为关键时期,以弥苴河及其流域为重点区域,兼顾坝区农业种植结构调控,同时应加强湖泊水体生态修复,控制内源释放.      

2017~2020年长江流域水体污染物通量时空变化特征分析

基于2017~2020年长江流域重要水系节点各污染物监测数据,在时空尺度下开展对长江流域干、支流水系通量变化规律的研究,从断面水量和水质及通量等方面分析其空间变化响应、年际变化趋势和通量相关性关系分析,揭示长江流域上游、中游和下游污染物通量时空贡献特征.结果表明,4年来长江流域主要污染物浓度整体呈下降趋势,总磷(TN)和氨氮(NH⁺₄-N)浓度下降较为明显,干流总氮(TN)和总磷(TP)浓度均在空间分布上呈现自西向东逐渐增高趋势,上中下游高锰酸盐指数在2017~2020年分别下降18.5%、16.0%和14.0%,以上游下降幅度最高.径流量空间分布年均值从466亿m³显著增大到9923亿m³,支流河湖水系中两湖流域水量贡献最大,主要污染物中高锰酸盐指数、总磷(TP)和总氮(TN)通量年均呈现先增后减的趋势,岷沱江、嘉陵江和中游两湖地区污染物通量对入江贡献较大,不同区域水环境下通量存在差异性.相关性和层次聚类分析结果表明,高锰酸盐指数和总磷(TP)通量与水量呈极显著性相关,通量关系间生化需氧量(BOD₅)与总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(COD)有显著相关性,主要污染物在汛期和非汛期差异性较强,在7~9月汛期反应强烈.研究结果可为长江流域水环境统筹管理与精准化防治等方面提供科学依据与理论支持.     

丹江口水库及其入库支流水体中微塑料组成与分布特征

微塑料污染是当前环境科学关注的研究热点.为探究国家一级水源保护区丹江口水库中微塑料的赋存状况,以水库及其入库支流表层水体为对象,于2019年丰水期进行采样调查分析,研究该区域的微塑料丰度、形状和类型,并结合丹江口水库的水文水动力条件揭示其微塑料空间分布特征.结果表明,丹江口水库水体中微塑料颜色各异,主要形状有颗粒、碎片...     

滇池河流氮入湖负荷时空变化及形态组成贡献

为给进一步实施滇池入湖污染控制及小流域污染治理提供依据,以滇池环湖28条河流入湖水量及水体中不同形态氮的质量浓度逐月调查数据为基础,研究了滇池河流不同形态氮的入湖浓度(ρ)和入湖负荷的时空变化,并探讨了不同形态氮的入湖负荷贡献. 结果表明:①滇池河流入湖ρ(TN)在2.91～94.01 mg/L之间,以ρ(DIN)(DIN为溶解性无机氮)最高,而ρ(DON)(DON为溶解性有机氮)和ρ(PN)(PN为颗粒态氮)均较低. ②滇池河流氮入湖负荷总量为6 908.47 t/a,绝大多数河流以DIN负荷为主,平均贡献为67.15%;DON和PN入湖负荷贡献相近,平均分别为17.86%和14.99%. ③不同形态氮入湖负荷贡献的季节性差异明显,DIN入湖负荷较高值出现在春夏季(3—9月),平均贡献达74.01%;DON入湖负荷较高值则出现在秋冬季(9月—翌年1月),平均贡献达33.42%;PN入湖负荷贡献月份变化差异较小,最高值出现在2月,贡献为40.19%. ④滇池河流氮入湖负荷不仅要考虑DIN的贡献,也应重视DON和PN负荷,控制滇池河流氮入湖负荷需要考虑不同河流不同形态氮负荷组成及其季节性差异,有针对性地采取相应措施.      

南湖及周边水体中氮的时空分布、影响因素及控制对策

嘉兴南湖水体总氮(TN)浓度长期居高不下,影响着南湖总体水质情况和水体富营养化水平。根据历史调研资料及现场调查结果,分析了南湖及周边水体不同形态氮的时空分布特征及其影响因素。结果表明,南湖水体TN浓度为3.81~4.99 mg/L,高值出现在入湖河道附近,水体TN浓度整体超过GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类水质标准,且季节变化特征为冬季>春季>夏季>秋季;南湖周边水体TN浓度为1.39~8.82 mg/L,高值多出现在包括苏州塘、杭州塘、长纤塘以及新塍塘等的西、北部河道。南湖水体TN浓度显著高于我国长江中下游部分湖泊。南湖及周边水体氮的组成特征显示,溶解态氮占绝对优势。据此,应通过截污治污、入湖河道整治、湖区生态修复实现对南湖氮污染源头管控—过程拦截—湖体修复扩容的全程控制,达到降低水体氮浓度的目的。     

从无机氮形态及时空分布研究河流污染和自净程度

以ＮＨ３－Ｎ／ΣＮ，ＮＯ３－Ｎ／ΣＮ表示河流的自净程度，并从正常时序和经验频率两方面研究河流污染，自净程度的时空分布，研究结果在水污染控制，水资源规划等环境管理，决策领域具有现实意义。     

三峡库区非点源污染氮磷负荷时空变化及其来源解析

三峡库区是我国重要水源保护区,也是长江流域经济迅速发展区域之一.非点源污染是库区水环境恶化的主要原因,因此研究库区非点源污染状况对于区域的生态安全以及可持续发展具有重要意义.研究采用改进输出系数模型,估算库区1990～2015年的非点源氮磷污染负荷总量,分析非点源氮磷污染的时空变化特征,并通过计算各污染源的贡献率确定主...     

红枫水库水-气界面二氧化碳分压及扩散通量的时空变化

红枫水库是我国西南喀斯特地区典型的人工湖泊,具有特殊的水文地质特征。准确估算其CO_2排放通量,对了解该水库碳循环具有重要意义。因此,于2017年7月至2018年4月采用走航式监测对库区(南湖和北湖)水气界面二氧化碳分压(pCO_2)和水质参数的时空变化进行了调查。结果表明,红枫水库pCO_2的分布具有明显的时空差异。库区秋、冬季表层水体pCO_2均超过大气pCO_2,表现为CO_2的净排放;春、夏季则相反,表现为CO_2的净吸收。从空间分布上来看,春、秋季北湖pCO_2要明显高于南湖,特别是秋季更为明显。另外,基于高频的走航监测数据,计算得到红枫水库全年CO_2的排放均值约为613mmol/(m~2·d)。     

丹江口水库氮磷内源释放对比

利用柱状沉积物采样器在丹江口水库采集不同点位原位柱状沉积物,通过静态培养释放实验及间隙水分子扩散模型两种方法获取沉积物-水界面N和P释放速率,分析水体N和P释放特征.结果表明,不同采样点N和P界面交换速率差异显著.静态培养条件下,5个点位NH_4~+-N和PO_4~(3-)-P释放速率分别为13. 07～24. 88 mg·(m~2·d)~(-1)和3. 06～6. 02 mg·(m~2·d)~(-1);分子扩散模型条件下,5个点位NH_4~+-N和PO_4~(3-)-P释放速率分别为2. 67～7. 25 mg·(m~2·d)~(-1)和0. 04～0. 18 mg·(m~2·d)~(-1). N和P释放速率总体呈北高南低的趋势,支流N和P最低释放速率分别是主库区最高释放速率的1. 48和1. 57倍.两种方法均表明郭家山支流N和P的释放速率最高,具有较大内源N和P释放风险.比较两种方法发现,利用Fick定律计算出的界面N和P释放速率明显小于柱样模拟方法得出的结果,N和P的R/F值分别为3. 43～4. 98和29. 67～72. 88,这表明用分子扩散模型法进行内源释放速率估算时,偏离真实情况较大,而原柱样静态模拟实验则较贴近真实情况.     

丹江口水库浮游细菌和氮磷循环基因垂直分布特征及其驱动因素

丹江口水库作为南水北调中线工程水源地,不同深度浮游细菌群落组成、 氮磷循环功能及其驱动因素尚未清晰. 选取丹江口水库5个生态点位,采用宏基因组学研究表层、 中层和底层垂直分布浮游细菌群落组成,分析预测氮磷循环功能及其驱动因素. 结果表明,丹江口水库主要由变形菌门、 放线菌门和浮霉菌门等优势种群组成,不同深度来源的浮游细菌群落结构具有显著差异,水温（T）、 氧化还原电位（ORP）、 溶解氧（DO）和Chla是影响浮游细菌群落组成的主要因素. 氮循环功能基因分析表明,主要涉及生物固氮过程、 硝化作用、 反硝化作用和异化硝酸盐还原作用等7个主要途径的gltB、 glnA、 gltD、 gdhA和NRT等39个氮循环功能基因. 磷循环功能基因分析表明,主要涉及有机磷矿化、 无机磷溶解、 调节等6个主要途径的pstS、 ppx-gppA、 glpQ和ppk1等54个磷循环功能基因. 聚类分析表明不同深度是影响氮磷循环功能基因组成和丰度的主要因素,表层和底层氮磷循环功能基因丰度高于中层样品. 奇异球菌属、 嗜氢菌属、 Limnohabitans和棍状杆菌属等是氮磷循环的关键物种. DO、 pH、 T、 总溶解性固体（TDS）、 电导率（EC）和Chla与氮磷循环功能基因显著相关,以上环境因子随丹江口水库深度增加浓度降低或升高,导致浮游细菌氮磷循环功能基因呈明显的垂直分布特征. 通过揭示丹江口水库不同深度浮游细菌群落组成、 氮磷循环功能及其影响因素,可为丹江口浮游细菌生态功能和多样性保护发挥潜在的作用.     

丹江口水库总氮监测与综合分析

在优级化布点基础上对丹江口水库汉江子库总氮浓度进行监测与综合分析。近几年丹江口水库总氮浓度稳定,进一步下降趋势不明显,2008年全库区总氮浓度仍超过GB3838-2002Ⅲ类标准限值,在湖北省地表水环境监测网水库中相对较高。其中,丰水期最高,平水期最低,库尾最高,面积较大的库湾最低。来自河流的外源污染是汉库总氮超标主要原因,与上游水土流失、农业面源污染、工业和城镇生活污染有关。建议进一步加强库内和集水区综合污染防治,加强包括该库底质在内的环境监测。     

丹江口水库浮游植物群落时空动态及其多样性指数

通过对丹江口水库2009～2010年的水质和浮游植物进行调查,分析了浮游植物群落的时空动态,利用典型对应分析法（CCA）研究了影响群落时空格局的环境因素,同时运用细胞密度及群落多样性指数等进行了水质综合评价.结果表明,浮游植物群落种类组成中硅藻门占51.08%,其次是蓝藻（18.39%）;浮游植物群落结构、密度及生物多...     

丹江口水库调水前后表层沉积物营养盐和重金属时空变化

旨在探明中线工程调水前后(2011~2016年)丹江口水库表层沉积物中营养盐和重金属的时空分布特征和环境风险,对丹江口水库5个典型生态位点表层沉积物中p H值、有机质(OM)、总磷(TP)、总氮(TN)及铬(Cr)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、镉(Cd)和铅(Pb)这6种金属元素的含量及时空变化特征进行研究,同时采用加拿大淡水水生环境沉积物质量指导值(CCME)为标准来进行潜在生态风险评价.结果表明,丹江口水库表层沉积物中OM、TP和TN含量分别为25.85、0.57和1.34 g·kg~(-1);Cr、Mn、Cu、Zn、Cd和Pb这6种重金属的含量分别为57.96、521.78、13.91、195.74、0.37和12.92 mg·kg~(-1),6种重金属的含量除Zn和Cd处于土壤环境质量二级标准,其他重金属元素含量均低于土壤环境质量一级标准.TN、Mn和Zn在调水后呈上升趋势,TP及其余重金属元素在调水后呈下降趋势.除p H值外,丹江口水库表层沉积物营养盐和所测重金属含量在生态空间上分布差异均达到极显著水平(P0.01).沉积物中OM除与TN和Pb呈负相关外,与其他指标均呈正相关性.潜在生态风险评价结果显示,丹江口水库表层沉积物中Cd、Cu和Pb均不会对生物产生不良效应;OM、TN、Cr和Zn为低生态风险;TP介于无生态风险与低生态风险之间;但库心和黑鸡嘴点位Cr、Zn和TN在部分时间有较高生态风险,需引起重视.     

丹江口水库淅川库区大气磷沉降特征

大气磷沉降是向地表水体输送营养元素的重要途径.以丹江口水库淅川库区为研究区,在库区周围设置了6个采样点,于2020年1—12月期间采集并分析了大气总磷干、湿沉降样品,探讨了总磷沉降的时空分布特征及其对库区水体外源磷输入的贡献.结果表明：研究区大气 总磷沉降量为1.19 kg·hm^-2·a^-1,其中,干沉降占比为49.73%,湿沉降占比为50.27%;总磷干、湿沉降量在空间上均具有显著差异性（p_s<0.05）, 湿沉降量在季节上具有极显著差异性（p<0.01）;总磷干沉降量受到气温、气压和风速的显著影响,湿沉降量受到降雨量的显著影响;总磷年沉降量为65.17 t·a^-1,占河流总磷入库量的42.18%.     

丹江口水库典型入库支流氮磷动态特征研究

重污染的神定河(接收城市污染)、中污染的大柏河(接收城镇污染)以及轻污染的五龙池(接收轻微农业面源污染)是丹江口水库3条典型入库支流.在2010年4月～2011年4月对这3条入库支流及其河口水质监测的基础上,分析了水中氮、磷的动态变化特征,并利用综合营养状态指数法对其营养状态进行评价.结果表明,神定河的TN、TP全年浓度均值分别为11.63 mg.L-1、0.93 mg.L-1,与五龙池(TN为4.41 mg.L-1,TP为0.076 mg.L-1)相比分别超过3倍和12倍;大柏河的TN、TP全年浓度均值分别为4.79 mg.L-1、0.15 mg.L-1,略高于五龙池中TN、TP浓度均值.3条支流及其河口中营养盐的时间差异为TN浓度在丰水期低于枯水期,而多数支流中TP浓度在枯水期低于丰水期.神定河中NH4+-N占TN的质量分数高达69%,其它支流及河口中NH4+-N占TN的质量分数均低于20%.NO3--N浓度变化范围为1.3～2.7 mg.L-1,SRP占TP的质量分数为30%～45%.神定河及其河口氮、磷营养元素比例关系研究表明神定河总体处于氮限制状态,河口总体处于磷限制状态.综合营养状态指数评价显示3条典型污染入库支流及其河口都处于富营养化状态,轻污染的五龙池的入库河口(东库湾)处于轻度富营养化状态.     

丹江口水库迁建区土壤重金属分布及污染评价

为了解丹江口水库迁建区表层土壤重金属污染水平及其潜在的生态风险,对丹江口水库迁建区表层土壤中6种重金属(Cd、Pb、Cu、Zn、Cr、As)的含量及空间分布分别进行了研究,并分别采用综合污染指数法和潜在生态危害指数法对其中重金属污染程度及潜在生态危害进行了评价.结果表明,丹江口水库迁建区表层土壤中Cd、Pb、Cu、Zn、Cr、As的平均含量分别为0.61、23.11、58.25、22.65、58.99、16.95 mg.kg-1;与河南省土壤元素背景值及全国水系沉积物平均值相比,6种重金属元素除Zn外均有一定程度的富集,其中,Cd富集程度最为严重,重金属污染形势不容乐观.Cu、Zn、Pb的空间分布趋势基本相似.与国内典型的水库沉积物中重金属含量相比,丹江口水库迁建区表层土壤中Cd、As的富集程度较严重.6种重金属之间的相关性表明,元素Pb与Cu、Zn两两之间均呈显著性正相关性,Cr与Pb、As之间亦分别呈现显著的正、负相关关系.由2种评价方法可知Cd为丹江口水库迁建区表层土壤中最主要的污染元素,且具有较强的生态危害.