滇池表层沉积物氮污染特征及其潜在矿化能力

利用滇池53个表层沉积物样品,研究了其不同形态氮含量及空间分布特征,探讨了滇池沉积物氮潜在矿化能力及其污染特征,以期揭示滇池沉积物氮污染影响因素及沉积物氮释放风险.结果表明:1滇池全湖表层沉积物总氮(TN)平均含量为3 515.60 mg·kg-1,其中草海北部疏挖区、盘龙江入湖口及海口入湖区域含量较高,宝象河河口疏挖区域TN含量相对较低;总有机氮(TON)含量较高,占TN的85.86%;溶解态无机氮(DIN)含量较低,占TN的14.10%,TON与TN空间分布趋势一致,而DIN则不同;与我国其他湖泊相比,滇池沉积物氮含量已经处于较高水平,其污染程度仅低于污染严重的城市湖泊;2滇池全湖表层沉积物潜在可矿化氮(PMN)平均含量1 154.76 mg·kg-1,占TN的32.90%,潜在释放风险较大;其中草海湖区、外海北部盘龙江入湖口湖区、中部洛龙河和梁王河入湖口湖区及白鱼口湖区显著高于其它湖区;目前滇池p H值有利于其沉积物氮矿化,有机质通过释放NH+4-N影响其沉积物氮矿化;污染较重的水域,滇池上覆水氮浓度受其沉积物氮矿化影响较大,而污染较轻水域,则受影响较小.     

基于时空地质统计学的滇池水质时空分布模拟

使用滇池水域10个观测站（外海8个,草海2个）上TN、TP、CODMn、DO、BOD、叶绿素a等6个指标在2a间（2005～2006）每个月的观测数据,利用时空地质统计学计算了各指标的时空变异函数和进行了普通克立格估值。从结果来看,时空变异函数可以较好地刻划环境变量与时空变化之间的关系,能更精确地估计环境变量在时间和空间的分布。从各水质指标的模拟结果来看,滇池的污染严重区域主要为北部的昆明城区、东北部的呈贡、东部的大渔地区。     

基于时空地质统计学的滇池水质时空分布模拟

使用滇池水域10个观测站（外海8个,草海2个）上TN、TP、CODMn、DO、BOD、叶绿素a等6个指标在2a间（2005～2006）每个月的观测数据,利用时空地质统计学计算了各指标的时空变异函数和进行了普通克立格估值。从结果来看,时空变异函数可以较好地刻划环境变量与时空变化之间的关系,能更精确地估计环境变量在时间和空间的分布。从各水质指标的模拟结果来看,滇池的污染严重区域主要为北部的昆明城区、东北部的呈贡、东部的大渔地区。     

利用浮游动物评价滇池的污染状况

应用Sanders氏稀疏曲线法及Shannon-Wiener多样性指数法对滇池不同水域浮游动物种类和数量进行分析,结合指示种的分布情况分析结果表明,①滇池草海和外海的污染状况有明显的不同,草海处于α中污染阶段,外海处于β中污染阶段;②滇池污染的梯度变化:新河>楼外楼>草海中>灰湾>大河尾>观音山中;③草海正趋向于池沼泽化。     

不同水域凤眼莲厌氧发酵产甲烷研究

采集滇池白山湾、滇池草海、太湖(武进段水域)以及江苏省农科院2号塘生长的凤眼莲,进行了批式厌氧发酵对比试验研究.结果发现,凤眼莲的产气潜力和水体氮磷水平有关系.水体氮磷浓度最高的滇池草海凤眼莲产气量最高,为390mL/gTS(498mL/gVS);水质最好的滇池白山湾的凤眼莲产气量最低,为289mL/gTS(334mL/gVS).白山湾凤眼莲的纤维素、半纤维素和粗蛋白等组分的降解率均最低.4个水体凤眼莲产生的有机酸均以乙酸和丙酸为主,草海凤眼莲发酵产生的有机酸浓度最高,可达2466mg/L,白山湾凤眼莲最低,仅为915mg/L.研究发现水体氮、磷浓度影响凤眼莲化学组分含量的差异及结构组成(根冠比),可能是影响凤眼莲厌氧生物降解性能及产气量差异的主要因素.     

滇池水葫芦规模化控养生态环境效应分析

水葫芦规模化控养是"十二五"期间滇池治理的重要措施之一。首先介绍了滇池水葫芦规模化控养现状,比较了滇池草海和外海在水葫芦控养前后水质的变化情况,指出滇池水葫芦规模化控养对草海水体生态恢复效果显著,可以在滇池选择适宜水葫芦生长的水域继续扩大水葫芦控养面积,使水葫芦在滇池生态治理中发挥更大的作用。     

基于ArcGIS的牛栏江—滇池补水工程对滇池水环境改善效果分析

利用2009—2015年滇池水质监测资料,结合ArcGIS空间插值方法,分析评价牛栏江-滇池补水工程对滇池水环境改善效果。结果表明:牛栏江-滇池补水工程运行后,滇池外海的氨氮、总氮、高锰酸盐指数和总磷平均浓度分别下降47.9%、28.3%、22.0%和48.2%,水质明显好转;滇池外海中部、南部水域水质优于北部水域,西部水质优于东部,补水工程对滇池水环境改善效果明显。     

滇池沉积物不同分子量溶解性有机质分布及其与Cu和Pb的相互作用

采用平衡渗析法、离子计和光谱分析等技术研究了滇池表层沉积物中DOM(溶解性有机质)的分子量分布特征及不同分子量的DOM对Cu和Pb的结合能力. 结果表明,草海和外海沉积物中DOM的分子量组成有显著差异. 草海沉积物中DOM主要以分子量为3.5~5.0ku的组分为主;外海沉积物中DOM以分子量为0.5~2.0ku的组分为主. 滇池各级分子量DOM的腐殖化程度(以A3/A4计,A3、A4分别为DOM在300、400nm处的紫外吸光度)在1.57~6.00之间,而且DOM腐殖化程度和芳香性随着分子量的增加而增大. 离子计分析和三维荧光光谱特征表明,Cu趋向于和分子量为2.0~3.5ku的DOM结合,而Pb趋向于和分子量≤0.5ku的DOM结合. 用结合容量和分配系数(K_d)表征Cu、Pb与DOM在两相中的结合能力,分子量为2.0~3.5ku的DOM中的w(Cu)最大,草海和外海分别为717.65和340.27mg/g;分子量≤0.5ku的DOM中的w(Pb)最大,草海和外海分别为2988.84和5073.45mg/g.      

苏州河市区段近10年水质变化分析和评价

对近10年来苏州河市区段断面水质的综合评价显示,苏州河水质改善明显.1998年,苏州河环境综合整治一期工程实施以来,主要的化学指标CODMn、cODcr、BOD5、NH3-N、石油类浓度均有明显下降;DO由1993年的1.0mg/L上升至2002年的2.6 mg/L;近10年的水质综合指数也有明显下降,下游断面的评价指数由重污染变化为基本合格.     

巢湖周边地区表层土壤总氮有机质空间分布特征

采用网格分区法在巢湖周边地区设置了60个采样单元,采取表层土样分析了总氮(TN)、有机质(OM)的空间分布特征。结果表明:(1)表层土壤w(TN)平均值为1 027 mg/kg,变化范围253 mg/kg~2 273 mg/kg,变异系数为46.3%;w(OM)平均值为1.95%,变化范围0.291%~5.48%,变异系数为49.3%。(2)表层土壤w(TN)、w(OM)高浓度地区主要集中在东部的柘皋河、兆河区域,低浓度地区主要集中在西部的派河、南淝河—店埠河区域。(3)巢湖周边地区土壤总氮、有机质空间分布与区域内入湖河流、巢湖水质、巢湖沉积物污染空间分布不一致。     

滇池沉积物内源氮释放风险及控制分区

采用淹水培养法测定了滇池20cm沉积物可释放态氮(EN)、潜在可释放态氮(MN)及稳定态氮(FN)含量,并分析了其空间分布特征,结合沉积物定年数据计算了不同形态氮蓄积量.依据沉积物-水界面氮释放通量、EN蓄积量及MN蓄积量对滇池沉积物内源氮污染状况进行分区,评估了不同区域滇池沉积物内源氮释放风险,并对不同分区提出了污染控制措施.结果表明,滇池沉积物内源氮释放风险:外海南部 >外海北部 >外海中部 >草海,潜在释放风险:外海南部 >外海中部 >草海 >外海北部;滇池沉积物氮污染有由北向南转移趋势;滇池全湖20cm沉积物蓄积TN5757.90t,EN637.72t,MN1320.76t,FN3799.42t.根据沉积物氮污染滇池可划分为高污染区、中度污染区、低污染区及安全区,分别占全湖面积的13.51%、15.02%、46.06%、25.42%,其中高污染区主要分布在草海、外海北部盘龙江附近;中度污染区主要分布在高污染区以下从宝象河到观音山区域及滇池出水口海口等区域;低污染区主要分布在中度污染区以下从广谱大沟到整个外海南部区域.高污染区可采取底泥环保疏浚技术,中度污染区可采取安全生态性高的原位控制技术,低污染区可采取覆盖技术,配合水生植被修复技术.     

基于绝对主成分-多元线性回归的滇池污染源解析

定量解析污染源是湖泊流域水环境管理的重要基础.基于滇池草海和外海多年水质监测数据,采用主成分分析（PCA）方法识别了主要水质指标的污染源类型,利用绝对主成分-多元线性回归模型（APCS-MLR）得到不同污染源对水质的贡献程度.结果表明,草海主要的污染源有农业面源、城市面源和内源3类,外海的主要污染源是农业面源、城镇生活污染源、城市面源和内源4类.与河流水污染源解析结果不同,底泥内源与气象因子对滇池主要水质指标的影响较大.     

滇池沉积物中磷的释放行为研究

滇池分为草海和外海两个水体,且草海污染较外海严重,但是外海的藻类爆发的频率和强度都高于草海。通过实验室模拟,研究了滇池草海与外海沉积物中磷的释放行为及其藻类爆发程度不同的原因。结果表明,两个沉积物中磷的释放动力学都表现了非单一的扩散过程,拟二级动力学模型可以较好描述释放过程。草海比外海总磷高7倍,但是在水中的释放只高2倍。对两个沉积物而言,由于与表面附着的磷有竞争作用,溶解胡敏酸的加入都显著增大了磷的释放。与草海相比,外海的水交换速率慢、水深浅、沉积物有机质含量低、内源磷释放强以及对外源磷缓冲能力弱,这些特征都是有利于藻类爆发的条件。研究表明抑制滇池藻类爆发要同时考虑对外源磷和内源磷的控制。     

滇池水中细菌和古菌氮代谢功能基因的空间分布

氮代谢在滇池水生态系统氮素循环和转化过程中起到重要的作用,不仅真核生物参与氮素转化,原核生物作为氮素循环的主要驱动者,在氮素生物化学循环中的作用更不容忽视.基于16S rDNA高通量测序技术,监测滇池草海和外海区域13个点位,分析滇池水中原核生物氮循环功能关键基因的分布特征.结果发现,滇池水中细菌35门, 427属,主要以变形菌门和拟杆菌门为优势门类;古菌14门, 61属,主要以广古菌门为优势门类;β多样性指数显示滇池整体细菌丰富度指数高于古菌,草海细菌多样性指数高于外海.PICRUSt功能解析表明细菌和古菌具有功能上的丰富性,细菌中有35个参与氮代谢的KO通路,涉及氮异化硝酸盐还原基因nirB、一氧化氮还原酶基因norB和硝酸还原酶基因nasK等关键基因;古菌中有23个参与氮代谢的KO通路,涉及固氮酶基因nifH、nifK和nifD,古菌固氮酶基因拷贝数显著高于其它氮代谢基因,草海中古菌氮代谢能力整体高于外海,滇池水中古菌比细菌固氮潜能更大.本研究从原核生物氮循环中功能基因的角度,探讨滇池不同区域水中细菌和古菌氮循环差异,为进一步揭示氮循环机制,解决氮素污染引起的富营养化提供理论参考.     

世博会期间滇池草海蓝藻清除应急措施

为确保世博会期间滇池草海水体及旅游景观得到明显改善,对滇池敏感水域实施蓝藻清除应急措施。该项目在水资源调控措施、其他污染综合治理工程及行政管理措施的协同作用下,针对各应急区不同的污染特征,采用多种药剂净化、机械除藻、水域围隔、凤眼莲景观化等各种应急措施,以确保达到世博会期间滇池草海及外海北部敏感水域水体及旅游景观明显改善的目标。      

滇池水质1999-2008年时空变化特征

以滇池常规的水质监测数据为基础,运用因子分析法对滇池1999-2008年的水质进行综合评价,并以水质综合评价得分作为监测点位的空间属性值,采用空间插值法定量分析10年间滇池水质的时空变化特征。研究期间内,滇池水质总体呈现不断恶化的趋势,氮磷污染一直是滇池的主要污染类型。滇池南部区域水质一直优于北部和中部区域,尤其是草海和外海交界区域的水质在全湖是最差的。南部片区水质在整个滇池最好,但也呈现出不断恶化的趋势。     

滇池富营养化发展趋势分析及其控制对策

1988～1999年滇池监测数据的统计分析表明,滇池水质在继续恶化,全湖水质超V类,富营养化程度呈上升趋势.近10年来,滇池主体外海TP浓度增加了一倍多,叶绿素a增长了十几倍,营养水平由富营养发展到严重富营养,增加了两个级别,发展趋势近年来尤为明显.P是近10年来滇池水体中增长最快的营养盐,水体中P浓度的持续增     

滇池湖体及其主要入湖河流沉积物中重金属生态风险的时空分布特征评价

为了表征滇池流域20多年来的底泥重金属生态风险,用Hakanson潜在生态危害指数评价法和Muller地积累指数法对滇池湖体及其5条主要入湖河流的重金属污染进行时空特征评价。就空间分析,得出以下结论:(1)对于滇池湖体,两种评价方法结果一致,即草海污染程度大于外海,并且滇池湖体中污染程度最高的重金属为Cd;(2)对于滇池主要入湖河流,两种方法得到一致的污染程度排序:运粮河>新河>船房河>盘龙江>大清河;(3)关于入湖河流中污染程度最高的重金属,潜在生态危害指数法评价为:船房河、大清河、盘龙江是重金属Hg风险最高,而运粮河和新河是重金属Cd的风险最高。而通过地累积指数评价法得到,5条河流均是重金属Cd的污染程度最高。评价结果的差异,主要是由于潜在生态危害指数法较之地累积指数法还另外考虑了污染因子的毒性特征而产生的。就时间变化分析,以1989年和2005年为例,除了重金属Cr有上升趋势,其余金属总体上呈现随时间下降的趋势,说明滇池流域20多年来的污染治理工作取得了一定的成效。     

博斯腾湖大湖区环境因子动态分析研究

为促进干旱区湖泊健康发展,分析了博斯腾湖大湖区湖水多年溶解氧与五日生化需氧量、高锰酸盐指数、总磷、总氮和氨氮的动态特征:1991年-2014年(2009、2012除外)水体溶解氧为6.71~9.20 mg/L,最高值与最低值分别在2005年和2006年,此与2005年水位最高,而后下降的特征一致;五日生化需氧量在0.5~6.99 mg/L变幅较大,并与溶解氧同年出现最高值,且二者符合线性回归关系y=0.213x+7.053;高锰酸盐指数波动明显;总氮和总磷则较平稳;氨氮从0.01 mg/L升至最高值0.45 mg/L.高锰酸盐指数和总氮对水质影响最大.