应用蚕豆根尖细胞微核技术监测太湖水质的研究

应用蚕豆根尖细胞微核技术对太湖水质进行监测,测定太湖各样点水样的蚕豆根尖细胞微核千分率（MCN‰）及污染指数（PI）,并进行F检验。结果表明,各样点MCN‰有显著性差异,39个样点中有6个采样点的PI在2以上,和对照组相比有显著差异（p＜0.05）,表明太湖部分区域水质受到不同程度的污染。     

Study on the water quality of the Taihu Lake using geonotoxicological methods

--The micronucleus(MCN) test of Vicia faba root tip cell     

多维度水质安全评价方法探讨——以太湖为例

基于太湖水污染特征,筛选了包括水质、富营养化、水华发生、健康风险方面的指标,构建了包含4个二级指标、21个三级指标的多维度水质安全评价指标体系;提出以层次分析法(analytic hierarchy process, AHP)确定指标权重,以水质安全指数评价水质安全等级的方法,并利用2012年调查数据对太湖水质安全进行了评价。结果表明:2012年太湖整体水质安全等级为及格,除湖东区水质安全等级达到中等外,其余湖区均为及格,其中竺山湖、西北区水质安全状况较差,水质安全指数分别为50.78和52.45;对评价结果进行分析表明,富营养化水平、水华发生状况是影响太湖水质安全的主要因素。     

太湖内源营养盐负荷状况及其对上覆水水质的影响

以太湖沉积物-上覆水界面为研究对象,于2013年夏季采集46个样点的沉积物柱状样,分析表层沉积物孔隙水中营养盐(正磷酸盐、氨氮、硝氮)的浓度空间分布,估算表层沉积物中磷、氮的扩散通量,明确营养盐在沉积物-水界面的分布规律,以探明内源营养盐负荷对太湖上覆水的污染贡献,并为沉积物-水界面氮磷的转移过程理论补充证据.结果表明:太湖西北部区域的表层沉积物孔隙水中正磷酸盐和硝氮浓度较高,分别达到1.11 mg·L~(-1)和1.25 mg·L~(-1)以上;大部分湖区的氨氮浓度超过2 mg·L~(-1).全湖区范围内,从表层沉积物的上覆水到孔隙水,氨氮含量呈现升高趋势而硝氮含量呈现降低趋势.北部3个湖湾区的沉积物营养盐扩散通量最高,正磷酸盐为2.69~4.60 mg·m~(-2)·d~~(-1),氨氮为17.8~45.7 mg·m-2·d~(-1),而湖岸河口区是沉积物硝氮内源释放显著的区域.沉积物向上覆水释放正磷酸盐和氨氮的年内源污染负荷分别为64.6 t·a~(-1)和1756 t·a~(-1);而上覆水向沉积物汇入硝氮的年负荷为1102 t·a~(-1).氨氮的内源污染负荷与外源污染负荷之比高达18.7%,氨氮、总磷和总氮内源污染为上覆水贡献的浓度分别为0.361、0.013和0.134 mg·L~(-1),表明自由扩散带来的内源负荷会使太湖水中营养盐污染恶化,需引起重视.     

地统计学在太湖水质研究中的应用

在采样数据的基础上，应用地统计学的理论与方法，尝试研究太湖水质参数空间的分布特性。结果显示，太湖水质量参数的空间结构变异性是客观存在的，各水质参数都具有块金效应，对太湖参数进行克立格插值。并进行污染水平分类，可以提供更为直观的环境信息，研究结果对太湖的水环境有一定的参考价值。     

人工复合生态系统对太湖局部水域水质的净化作用

根据不同生态类型水生高等植物的净化能力及其微生境特点,设计建造了由漂浮、浮叶、沉水植物及其根际微生物等组成的人工复合生态系统（artificialcomplexecosystem;AcE）,并在太湖五里湖中桥湖湾内以动态模拟试验,从群落水平研究了多种水生植物镶嵌组合的人工复合生态系统对富营养化湖水的净化能力。结果表明,富营养化湖水经该系统净化后,藻类生物量（以Chla计）下降58％,氨氮下降66％,总氮下降60％,总磷下降72％,可溶性磷酸盐下降80％,水质得到明显改善。与以该湖湾湖水为水源的水厂出水相比,人工复合生态系统出水的氨氮比水厂出水的氨氮平均低45％,总氮低37％,可见经人工复合生态系统处理的湖水部分指标优于同源的自来水。     

东太湖水质污染特征研究

2008年8月至2009年7月研究了江苏东太湖网围养殖区、东茭咀、油车港等12个典型湖区的水环境特征,运用主成分分析法研究东太湖水质的空间异质性及主控因素.结果表明,东太湖水质在各区域存在显著差异,季节变化明显,主要表现为丰水期水质优于枯水期. 12个水质指标简化成2个主成分,主成分I代表水体的总磷、溶解性总磷和磷酸盐水平,是东太湖水域最主要的污染因子;主成分II主要反映水体的有机污染状况,叶绿素a和高锰酸盐指数的贡献率较大.利用主成分得分进行聚类分析,将12个采样点分为4类,北部由于受东山镇生活污水影响,各入湖河道口污染较为严重,特别是油车港;网围养殖区由于人工栽植的水草较为茂盛,水质较好,同东茭咀、太浦河口等水域的水质一样.     

太湖中微囊藻毒素的遗传毒性研究

应用Ames试验、小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验、小鼠精子畸形试验,对从太湖蓝藻水华中提取的微囊藻毒素进行测试.结果表明,太湖蓝藻水华中提取的微囊藻毒素对鼠伤寒沙门氏菌组氨酸缺陷型TA98菌株直接作用呈现致突变性,而经S9代谢活化作用后未呈现致突变性;可明显增强小鼠骨髓嗜多染红细胞的微核率,并呈现一定的剂量反应关系;但未引起小鼠精子畸变率的改变.      

太湖周边典型区域水体污染的遗传毒性研究

 应用SOS/umu法对太湖周边12个典型区域水体的遗传毒性进行研究,结果表明:各采样点水样的遗传毒性诱导率IR与提取物的水样体积呈较明显的剂量-效应关系,其中,T1、T2、T3、T7、T8、T9、T10水样提取物有遗传毒性效应;各区域水体遗传毒性随水情期大小排序为:汛前期>汛期,对于污染源较稳定的区域,水体遗传毒性在各水期变化较小.     

基于中巴地球资源1号卫星的太湖表层水体水质遥感

利用CBERS 1的CCD数据和准同步地面监测数据,结合水体组分的光谱特征,建立了太湖表层水体叶绿素a和总氮的遥感信息模型.将模型用于2000 09 16太湖表层水体,所得结果较客观地反映了叶绿素a和总氮的分布趋势,表明利用CBERS 1的CCD数据进行湖泊表层水体水质指标监测具有重要的现实意义和应用前景.由于地面监测站位有限,模型在浅水草型湖泊———东太湖的适用性受到一定限制,说明同步性好、覆盖广的地面监测对于水质遥感信息模型的准确性和适用性至关重要.     

太湖流域双酚AF和双酚S人体健康水质基准的研究

作为双酚A(Bisphenol A, BPA)的替代物,双酚AF(Bisphenol AF, BPAF)和双酚S(Bisphenol S, BPS)在工业中被广泛使用.近年来,BPAF和BPS在水环境中不断被检出,由于其难降解特性和较高的毒性效应,可能会对水生态系统和人体健康造成不利影响.基于此,本文以太湖流域为研究对象,开展太湖的人体健康基准研究,依据本土化人体暴露参数、水质参数、BPAF和BPS的生物累积系数等相关数据,推导出太湖流域BPAF和BPS基于人体健康风险的水环境质量基准值(Ambient Water Quality Criteria, AWQC)分别为0.4455μg·L~(-1)和10.02μg·L~(-1).此外,通过对特殊人群和普通人群的人体健康基准值进行比较,发现特殊人群的基准值均低于普通人群的基准值.该研究推导的BPAF和BPS基于人体健康风险的水环境质量基准值,可为我国双酚替代物的环境风险管理、人体健康基准研究和水环境质量标准的修订工作提供技术支持.     

太湖水质变化与经济发展关系研究—基于环境库兹涅茨曲线(EKC)方法

本文利用1979-2010年五项太湖水质指标时间序列数据,通过拟合太湖水质环境库兹涅茨曲线对太湖水质与经济发展之间关系进行了实证分析。研究结果表明:总磷、总氮和高锰酸钾指数与经济发展之间存在典型的倒"U"型曲线关系,叶绿素a和化学需氧量与经济发展之间的关系则可以用倒"N"型三次曲线的右半部分刻画。二十世纪末以来开展的一系列太湖流域污染治理措施对水质环境库兹涅茨曲线拐点的出现甚至提前起到很大的作用。     

应用遥感技术监测和评价太湖水质状况

利用遥感信息和有限的实地监测数据建立了太湖水质参数预测模型 ,该方法可以用于太湖水质污染的预测、分析和评价 ,能够较好地反映水质的空间分布特征 ,尤其适合于大范围水域的快速监测 .研究结果表明 ,利用单波段、多波段因子组合以及主成分分析等手段可以使遥感信息得到更充分的利用 ,从而使预测结果更加精确 .预测结果显示 ,太湖流域已经呈现了严重的富营养化趋势 ,且空间分布不均衡 .东太湖以及靠近无锡和苏州的湖体附近相对污染更为严重 .     

太湖流域企业的水风险评估体系

基于世界自然基金会（WWF）和德国投资与开发有限公司（DEG）开发的企业水风险评估体系,进行太湖流域企业水风险评估体系本土化研究.根据太湖流域的水环境现状、企业管理方式、相关标准及法规,修订了部分指标,建立了包括物理风险指标9项、监管风险指标4项和声誉风险指标9项的太湖流域企业水风险评估体系.采用层次分析法（AHP）计算指标权重.评估指标的分级延续了原来的评估体系的5级5分制,采用综合指数加权求和法计算综合评分值.选取了一家化工企业进行实例研究,评估结果表明,该企业2015年综合水风险评价值为2.61,风险等级为Ⅲ级,属中等风险.实施7项水风险削减方案后,2016年综合水风险评价值降至1.94,风险等级为Ⅱ级,属低等风险.该评估体系可为太湖流域企业进行水风险评估及削减提供参考.     

太湖东部湖湾大型水生植物分布对水质的影响

调查了太湖东部湖湾(贡湖湾、光福湾、渔洋湾)秋季沉水与浮叶植物的种类组成、覆盖度及水体理化性质,分析了大型水生植物的生长与分布对湖水总氮、总磷、透明度与叶绿素(Chl-a)等水质因子的影响.结果表明,太湖东部不同湖湾大型水生植物的分布状况具有明显差异,其分布频度在4.8%~95.2%,并以马来眼子菜分布频度最高.大型水生植物的生长对水体营养盐含量、理化因子等具有较为明显的影响,水生植物生长区湖水不同形态营养盐含量均低于无水生植物生长区,其总氮与总磷平均含量分别低约39%与51%.此外,蓝藻水华首先会在有水生植物生长的区域堆积,且沉水植物生长优势区蓝藻水华堆积程度要高于浮叶植物生长优势区,表现为该区域Chl-a平均浓度最高,达11.15mg/L,而浮叶植物区Chl-a平均浓度为9.98μg/L,无水生植物区的水华堆积程度最低,其Chl-a平均浓度为7.19mg/L.因此,针对不同水生植物生长区,其水体富营养化治理策略亦不同.     

太湖流域水污染对太湖水质的影响分析

从太湖地区(苏州、无锡、常州、杭州、嘉兴和湖州)的污染物排放量、水质监测结果，以及工农业发展、人口变化、人民生活水平的提高、东太湖萎缩，底泥中营养物的变化和湖泊生态系统失衡的特点入手，分析了太湖流域水污染现状。结果表明，工业废水排放量高于城镇生活废水排放量；太湖湖体、环湖河流水质与省、市边界断面主要超标项目分别为：总磷、总氮和氨氮；水体水质演变是由工农业迅速发展、人口过度增加、污染防治措施相对滞后，以及太湖水生态系统失衡等原因造成的。     

环太湖河流水质时空分布特征

针对太湖流域所划分的5个污染控制区,对各区共29条主要环太湖河流水质指标进行了测定,分析其时空变化特征,旨在为合理预防和治理太湖水体富营养化提供依据. 结果表明,北部重污染控制区内河流污染最为严重,并呈现出北部重污染控制区＞湖西重污染控制区＞浙西污染控制区＞东部污染控制区的趋势. 对比10年来历史数据表明,环太湖河流水质呈好转趋势,但现状仍不容乐观. 入湖河流污染问题依然严峻,而削减氮入河量是太湖入湖河流治理的重中之重.      

太湖水体固氮速率时空变化

使用乙炔还原法及原位模拟对太湖水体的固氮作用进行季节性研究.结果表明,太湖水体的平均固氮速率为1.53 ng·L~(-1)·h~(-1),年固氮量为10.73 t.比较不同湖区的固氮速率可发现:梅梁湾、竺山湾等北部湖区是水体固氮作用的热点区域,而其他如湖心区、贡湖湾等水体的固氮作用较微弱.太湖水体固氮作用表现出明显的周期性季节特征,4个季节的固氮速率分别为0.10 ng·L~(-1)·h~(-1)(春季)、5.88 ng·L~(-1)·h~(-1)(夏季)、0.14 ng·L~(-1)·h~(-1)(秋季)和5.62×10-5ng·L~(-1)·h~(-1)(冬季).太湖水体中固氮蓝藻生物量是导致固氮速率空间差异的主要原因(p0.05);同时,固氮速率与水温之间的极显著正相关关系(p0.01)也证明了温度对固氮速率季节差异的影响.     

Composition analysis of colored dissolved organic matter in Taihu Lake based on three dimension excitation-emission fuorescence matrix and PARAFAC model, and the potential application in water quality monitoring

Taihu Lake is one of the five biggest lakes in China. Surface water samples from 26 sampling sites of Taihu Lake were collected. Furthermore wet chemical analysis (CODCr and BOD5) and measurement of three dimensional excitation-emission matrix (3DEEM) spectra in the laboratory have been conducted. Using parallel factor analysis (PARAFAC) model, three components of colored dissolved organic matter (CDOM) have been identified successfully, based on the analysis of 3DEEM data. The characteristics of the three components also have been described by comparing them to some components of CDOM, identified in earlier researches. Meanwhile, spatial variations of concentration for the three components in Taihu Lake have been analyzed, and the result indicates that the concentration of component 1 depends more on the situation of wastewater pollution and can be used as the indicator of wastewater pollution. The relationship between the concentrations of the three components and results of the wet chemical analysis show that none of the three components can be used as indicators of gross organic matter in water. However, the concentrations of all the three components have obvious linear relationships with the BOD5 value, especially for component 1 (r=0.72878). Finally, the potential applications of the composition analysis based on 3DEEM and PARAFAC model in water quality monitoring have been illuminated.