华南沿海地区小型水库叶绿素a浓度的影响因子分析

在华南沿海地区,小型水库是重要的供水水源.于2006年4月、8月、12月3次对珠海市12座小型水库的叶绿素a(Chl.a)、浮游植物、总氮(TN)、总磷(TP)、透明度(SD)等进行采样测定,分析了叶绿素a浓度的分布、动态及其与浮游植物和环境因子的关系.12座水库叶绿素a浓度分布范围为1.3～33.2 μg/L,抽水水库的叶绿素a浓度在8月份最低,而非抽水水库的叶绿素a浓度在8月份最高.12座水库TN浓度分布范围为0.18～1.76 mg/L,TP浓度分布范同为0.01～0.79 mg/L.总磷与叶绿素a浓度显著相关,In(Chl.a)=0.55961n(TP)+4.5581(R2=0.2337,P<0.01).总氮与叶绿素a浓度呈正相关关系,In(Chl.a)=0.60771n(TN)+2.6199(R2=0.2004,P<0.01).浮游植物生物量为0.135～8.759 mg/L.非抽水水库主要以绿藻、硅藻、甲藻为优势类群,但木头冲水库12月份以蓝藻为优势种类.抽水水库的浮游植物优势种变化较大,叶绿素a浓度与浮游植物生物量呈显著正相关,In(Chl.a)=0.27921n(biomass)+2.1083(R2=0.245,P<0.01).叶绿素a浓度与环境因子的相关性具有明显的季节变化,这主要是由营养盐负荷和水文条件的季节变化所决定.抽水与非抽水水库的叶绿素a浓度与环境因子的相关性具有明显的差别,这主要是由于涮水改变了水体的营养盐负荷和水文节律.叶绿素a浓度与浮游植物生物量具有正相关关系,这种相关性的季节变化随浮游植物组成的变化(特别是优势种类的变化)而变化.图7表1参29     

南亚热带中小型水库沉积物中磷的形态与释放特征

以珠海6座典型中小型供水水库为研究对象,通过对水库沉积物中磷形态和释放速率的测定,分析这些水库沉积物中磷形态特征和释放速率及它们与水体磷的关系,了解库容和调水对沉积物中磷形态特点和释放速率的影响.从库容来看,小型水库沉积物中TP及各形态磷含量明显高于中型水库,且小型水库以无机磷为主,中型水库以有机磷为主.小型水库表层底泥的磷释放速率明显高于中型水库.从调水方式来看,抽水水库沉积物中TP及各形态磷含量明显高于非抽水水库且自表层向下大多有递减的趋势,层间波动较大,说明调水入库河流污染日趋严重以及水库调水量增长,沉积物中磷的含量有增加趋势.6座水库沉积物中PO4-P的释放速率与上覆水体TP的增加量以及沉积物中NaOH-P OP含量呈显著的相关性(r>0.80,p<0.05),说明底泥磷释放对水体中TP有很大贡献,而释放的PO4-P主要来源于沉积物中NaOH-P和OP.     

氧化还原电位及微生物对水库底泥释磷的影响

为了解上覆水环境以及生物作用对水库底泥释磷作用的影响,本研究通过选取石砭峪水库底泥作为贫营养水库底泥代表,在实验室模拟了不同物理化学条件及不同微生物条件下水库底泥静态释磷过程.实验期间调查了上覆水处溶解氧(DO)、氧化还原电位(ORP)、pH等条件的影响,定期监测了上覆水中的溶解性正磷酸盐(PO3-4)、总磷(TP)、亚铁离子(Fe2+),反应开始前与结束后测定了底泥中不同持留形态的磷组分,其中包括铁铝结合态磷(Fe/Al-P)、钙磷(Ca-P)、无机磷(IP)、有机磷(OP)、总磷(TP),同时测定了反应前后底泥中碱性磷酸酶活性(APA).实验证明,ORP0 mV的强还原性条件能够促进底泥中的磷大量释放,同时伴随着大量的Fe2+进入上覆水中.底泥中释放的磷是以Fe/Al-P和IP为主,并且进入水体中的磷大部分是PO3-4,占超过水体中TP的50%以上.底泥中微生物的活动能够促进OP的分解和转化,对底泥中其他形态的磷转化为PO3-4进入水体影响不大.同时微生物也可以吸收上覆水中除PO3-4之外的磷营养进入底泥中储存起来.     

粤北2座不同营养水平水库浮游植物功能类群的季节演替

于2011年1—12月对广东省韶关市白水礤水库和苍村水库这2座中型居民供水水库进行每月1次、为期1a的采样,利用营养状态指数(TSI)进行水质综合评价,将水库中的浮游植物按功能类群进行分类,并结合水库的水文、水质和浮游植物的生境特征,分析全年优势功能类群的演替特点及其主要的环境影响因子。结果表明,白水礤水库为贫营养型水库,苍村水库为低中营养型水库,全年共检出浮游植物7门45属(种),可划分为16个功能类群,其中,白水礤水库全年以适应低营养盐环境的功能类群占优势,耐富营养化的功能类群仅在丰水期有检出;而苍村水库全年都能监测到耐富营养环境的功能类群,且在丰水期明显占优势,但在枯水期和平水期因营养盐含量的降低,演变为以适应低营养盐环境的功能类群为主。营养盐含量的不同是导致2座水库浮游植物功能类群产生差异的根本原因,而因降水季节的变化所致水体环境因子的变化则是造成2座水库浮游植物功能类群演替不可忽视的因素。     

包头南海子湿地冰封期污染物迁移特征分析

为研究寒旱区湿地包头南海子冰封期的污染物迁移特征,于2015年11月—2016年1月冰封期每月中旬在冰冻的湖面上破冰钻孔采集冰样和冰下水样,对样品的pH、溶解氧(DO)、总氮(TN)、总磷(TP)、硝态氮(NO_3-N)、亚硝态氮(NO_2-N)、氨氮(NH_3-N)、溶解性磷(DP)、化学需氧量(COD_(Cr))、叶绿素a(Chl(a))等指标进行检测,分析各项污染物指标在冰体和水体中的浓度特征及迁移规律,并对TN、TP、Chl(a)进行Pearson相关分析.结果表明,湿地水体在结冰过程中,污染物由冰体向水体迁移,迁移率Chl(a)TNCOD_(Cr)TP;冰封期水体中各形态氮分布差异较大,而磷元素的赋存均以不溶性磷为主;通过分析湿地冰封期TN、TP、Chl(a)的相关性,得出三者在冰体中的相关性较水体显著;与非冰封期相比,冰封期水体中污染物的含量均高于非冰封期水体中的污染物含量,过长的冰封期使湿地有机污染趋势加重.     

贫营养型水库中罗非鱼对浮游植物的影响:围隔实验

于2009年9～11月在贫营养型的大型深水水库(流溪河水库)中进行了围隔(体积约为85 m3)实验,分析了罗非鱼对浮游植物的影响.根据水库中现有鱼类的生物量,设置加鱼处理组(2 g/m3)和无鱼对照组两组.每组有3个重复,实验开始后每周采样一次,测定水质与采集浮游生物定性和定量样品.实验结果表明,加鱼处理组和对照组的总氮、可溶性无机氮没有明显差别,实验后期的总磷与正磷有一定差别,处理组略高于对照组.加鱼处理组浮游植物丰度及生物量、叶绿素a的含量显著高于对照组(P<0.05),且透明度低于对照组,个体小于30μm的浮游植物种类的丰度与生物量较明显增加,浮游动物丰度显著低于对照组(P<0.05),但是生物量差异不显著(P>0.05).总的来说,在贫营养条件下,低生物量的罗非鱼对水库浮游植物群落结构仍有着明显的影响,罗非鱼排泄产生的上行效应大于摄食产生的下行效应.     

引滦工程上游浮游动物及其水质评价

对引滦入津输水工程沿线上游水域进行浮游动物种类区系组成、生物量及分布的调查研究。结合历史资料和国内相似水体研究结果并辅以生物多样性指数的分析,对调查水域进行了水生态环境质量评价。结果表明,调查水域整体上可初步划定为贫营养型向中营养型过渡类型,水质状况尚好。但调查水域下游的潘家口和大黑汀水库网箱养鱼的发展一定程度上影响了局部水域,由此引起的水体富营养化趋势应引起足够的重视。     

呼伦湖冰封期N、P时空分布及富营养化特征

利用2015—2017年冰封期呼伦湖监测数据,对呼伦湖冰体(上层冰、中层冰、下层冰)及水体中N、P浓度的时空分布进行分析,并研究了富营养化状态指数、N、P以及Chl.a之间的相关关系.结果表明,近3年呼伦湖冰体中TN和TP的浓度不断增加,上层冰的水质已经超过Ⅴ类水质标准限值,同时受人类活动、外源输入以及湖体自身的影响,发现垂直方向上TN、TP浓度分布为上层冰下层冰中层冰;水体中TN、TP空间分布呈湖心区浓度低,四周浓度高的特点.由于水动力条件的原因使得DIP和DTP在冰层中浓度的垂直方向上满足先减小后增大;水体中DTP浓度范围在0.213—0.509 mg·L~(-1)之间,DIP浓度范围在0.109—0.432 mg·L~(-1)之间,空间分布与TP相似.在以Chl.a、TN和TP为参数,计算呼伦湖各个取样点水体综合富营养化状态指数后,得出其现处于轻度富营养化状态,并分析了Chl.a、TN和TP之间的相关性,发现Chl.a与TP的相关性好,相关系数为0.627,与此同时TN/TP的浓度在4.38—62.3之间,均值在24.49,表明呼伦湖属于一定程度的磷限制性湖泊.     

粤北2座饮用水源地水库的富营养化与浮游植物群落动态

粤北地区的水库以山地型水库为主,其中有不少担负着饮用水源的功能。为了解粤北地区水源地水库的富营养化状态与浮游植物种群的动态变化,于2011年的枯水期（2―3月）和丰水期（6―7月）对花山和白水礤2座中型水库进行了采样调查,对水库的营养盐和浮游植物种群进行了分析。结果表明：2座水库均为贫营养型;浮游植物在枯水期和丰水期的种类变化不大,共鉴定出的浮游植物6门37种（属）,以硅藻为主要优势种群,优势种为小环藻（Cyclotella sp.）和颗粒直链藻（Melosira granulata）。同时,枯水期和丰水期2座水库浮游植物的丰度和生物量都比较低,其值分别为0.65×106～1.95×106cells.L-1、0.11 mg.L-1和0.73×106～8.9×106cells.L-1、0.05～0.50 mg.L-1。在浮游植物种群动态中,2座水库浮游植物丰度和生物量的季节变化主要表现为硅藻丰度和生物量的变化,低浓度的氮、磷营养盐限制是影响这2座贫营养水库浮游植物动态变化主要因素。     

基于酵母报道基因系统检测珠江三角洲水域二噁英污染物的分布蓄积特征

利用酵母报道基因系统,检测广州市内河涌水体、珠江三角洲周围典型淡水、珠江口水体以及对应底泥样品中的二噁英类似物,探讨二噁英污染类似物在珠江三角洲水域的分布蓄积和来源特征.结果表明,广州市区流溪河同德围涌段、荔河芳村码头涌段水体存在较严重的污染,2,3,7,8-四氯代二苯并-对-二噁英(2,3,7,8-tetrachlorodibenzopdioxin,TCDD)毒性当量分别达(50.189 0±5.695 4)ng/L、(13.096 9±0.825 2)ng/L;广州市区河涌底泥污染分布水平表现为荔河涌段番禺涌段天河涌段;珠江三角洲周围水体及对应底泥污染蓄积主要分布在东江惠州段和西江肇庆段,而北江段和潭江段各采样点未见明显污染.研究表明珠江三角洲水域二噁英污染物的蓄积呈非均匀分布,城市和城市周边工业区河涌及其流经珠江河段污染较重,说明污染主要来源于小型加工和化工工业活动.图2表3参19     

粤西三座重要供水水库沉积物营养盐负荷与重金属污染特征

为揭示粤西3座供水水库（高州水库、鹤地水库、大水桥水库）沉积物营养盐负荷及重金属污染特征,于2008年6月在各水库大坝前湖泊区采集柱状沉积物,运用SMT法、碱性过硫酸钾消解法、烧失法和ICP-MS法分别测定其柱状沉积物中氮磷营养盐、有机质和7种重金属（Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr与Hg）的含量,并采用潜在生态风险指数法对表层重金属污染的潜在生态风险进行评价,同时通过相关性分析重金属的可能来源。结果表明：3座水库沉积物总氮质量分数为1.13~3.37 mg·g-1,有机质为11.83~20.37 mg·g-1,其表层总氮、有机质的质量分数大小顺序为高州水库〉大水桥水库〉鹤地水库,总磷的质量浓度在0.22~0.77 mg·g-1之间,其表层总磷质量分数大小顺序为高州水库〉鹤地水库〉大水桥水库,在垂直剖面上,总氮、总磷与有机质的质量分数在16 cm至表层沉积物垂直断面显著高于其他断面,表明近些年来水库内源营养盐负荷逐渐加重。重金属质量分数平均值均高于广东省土壤环境背景值,总体呈现随深度增加而降低的趋势,但3座水库间重金属质量分数差异较大,其中鹤地和高州水库的Zn和Pb污染相对严重（质量分数分别为Zn：353.15、693.35 mg·kg-1;Pb：74.51、127.91 mg·kg-1）,大水桥水库的Cr和Ni污染相对严重（质量分数分别为Cr：238.69 mg·kg-1;Ni：251.06 mg·kg-1）。潜在生态风险评价表明,3座水库Cd和Hg具有高的生态危害,应引起重视,其他重金属则处于轻微的生态危害等级。同时沉积物高有机质的质量浓度经矿化分解可能加剧水体重金属生态危害。根据相关性分析和其他相关资料可知,粤西农业区大量化肥农药面源污染汇入造成水库初级生产力提高并最终沉降可能是沉积物营养盐、有机质与重金属的主要来源。     

三峡水库香溪河库湾氮磷分布状况及沉积物污染评价

为了解三峡大坝蓄水完成之后香溪河库湾水体及沉积物中氮、磷的分布状况以及沉积物污染水平,2013年4月对三峡水库香溪河库湾进行调查采样,测定表层水及沉积物中氮磷含量和形态组成。结果表明,香溪河库湾表层水总磷(TP)含量范围为0.20~0.51 mg·L~(-1),总氮(TN)含量范围为0.54~2.25 mg·L~(-1),TP主要由磷酸盐(PO_4~(3-))组成,TN主要由硝酸盐(NO_3~-)以及氨氮(NH_4~+)组成,TP在空间上呈现从河口向库尾逐渐升高的分布格局,TN分布从河口向库尾逐渐降低。香溪河库湾沉积物中TP含量变化范围为642~1 189 mg·kg~(-1),TN含量变化范围为867~1 718 mg·kg~(-1),沉积物TP含量分布呈现上游高下游低,沉积物TN分布趋势呈现中间高,两头低。沉积物中TP主要由无机磷(IP)组成,有机磷(OP)所占比例较小,其中IP由钙磷(Ca-P)、铁铝磷(Fe/Al-P)组成,三者含量:Ca-POPFe/Al-P,且沉积物TP含量空间变化受到三者影响(P0.05)。采用单一因子标准指数法对香溪河库湾沉积物中TN、TP污染水平进行评价,结果表明,表层沉积物中TN、TP最低级别污染指数平均值为2.0和1.6,表层沉积物中TN、TP污染指数均超过最低污染水平,且TP的严重级别污染指数达到0.5以上。三峡水库三期蓄水完成以后,香溪河库湾表层水体中氮磷含量较初期蓄水有所升高,各样点沉积物中氮磷含量表现出相同的趋势,沉积物中不稳定磷释放对水体富营养化具有影响,香溪河库湾的表层沉积物已经受到一定的污染,磷污染水平较高。     

Predicting water quality data in an unfilled reservoir using microcosm sediment-water simulation

The technique of microcosm sediment-water simulation was used to obtain predictive water quality data for the proposed Jordanelle Reservoir, Heber City, Utah. Sediment-water microcosms were prepared for four sites located in the north arm of the reservoir basin, including two sites located in an abandoned acid mine tailings pond. Data obtained from the tailings pond microcosms indicated that low pH water and high trace metal concentrations may exist in this area of the reservoir. These data suggested that the tailings material should be contained or removed prior to reservoir filling. Other sites in the reservoir basin exhibited water quality considered normal for reservoirs of similar elevation and basin geology. Near the proposed dam, anaerobic conditions could develop rapidly due to available concentrations of organic carbon, and the subsequent release of Zn, Fe, and Mn may pose a water quality problem. At the sampling site near Keetley, simulation data indicated that anaerobic conditions will not develop as quickly or be as severe as conditions expected near the dam. Overall, the availability of nitrogen and phosphorus in the Provo River and Jordanelle sediments indicated that problems with algal blooms may exist in the reservoir. Also presented is a brief discussion of the advantages and disadvantages associated with microcosm sediment-water simulation.     

Study of gas-water properties under high temperature and pressure for water-soluble gas reservoirs

The physical properties of gas and water are important in usage of gas reservoirs with water and water-soluble gas reservoirs. According to the Petroleum and Natural Gas Industry Standards SY/T5542-2009 of the People's Republic of China, by applying the crude oil multistage degassing method from the “Test Method for Reservoir fluid Physical Properties” and the formation water high-pressure property testing method described in the “Theory and Application of Reservoir Fluid Phase”, this investigation employed a Ruska 2370–601A phase analyzer to obtain data regarding gas–water ratios, water volume factors, compressibility coefficients, and densities. The results showed curve trends with changes in the temperature and pressure. The gas–water ratio was compared to the gas content of subsurface samples from the X water-soluble gas reservoir, suggesting that these findings might help in the analysis of water-soluble gas reservoirs.     

Using algal biomass-phosphorus (P) relationships and nutrient limitation theory to evaluate the adequacy of P water quality criteria for regulated monsoon rivers and reservoirs

Different P criteria have been set for lotic and lentic waters where the latter had stricter criteria than the former. The binary P criteria have been developed due to differences in limnological features and this helps avoid unneeded costs with stricter criteria for flowing waters that normally have lower potential of algal blooms. However, if different criteria are warranted, the responses of Chl a to TP and TN:TP ratio should vary distinctively between rivers and reservoirs. Contrary to these predictions, inconsistent and statistically indistinguishable variations have been observed between the two types of waterbody in Chl a yield per unit TP. Additionally, there was no significant difference in the strength of relationship between Chl a and TN:TP ratio between waterbody types, although the mass ratio of TN to TP was significantly higher in reservoirs than in rivers. Hence, the data suggest that there is no scientifically defensible reason that lotic and lentic waters require different TP standards and specifically that lentic waters do not necessarily require stricter P criteria. A more holistic and nuanced approach would aid in developing revised or new TP criteria in which water quality issues can be addressed scientifically as well as pragmatically.     

典型喀斯特高原水库浮游植物与环境因子的关系

浮游植物的生长往往受多种环境因素共同作用,独特的地理特征也是影响其密度与群落结构变化的要素之一。为探索喀斯特高原水库浮游植物与环境因子的耦合关系,以贵州省典型喀斯特高原水库——阿哈水库为例,于2019年春(4月)、夏(7月)、秋季(10月)对水库各支流及库中心区域进行采样调查,探究了喀斯特水库基础水环境指标的量级、浮游植物群落组成、优势种变化及其密度的时空分布,进一步揭示浮游植物与环境因子的耦合关系,为喀斯特高原水库浮游植物研究以及水资源保护提供一定的科学依据。结果显示,阿哈水库浮游植物密度在3.95×10⁴-525.35×10⁴cells·L^?1,之间,以蓝藻、硅藻、绿藻、隐藻居多,伪鱼腥藻(Pseudoanabaena sp.)、水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae)为主要优势种。单因素方差分析(One-way ANOVA)结果表明,浮游植物密度的季节性差异显著(P<0.01),呈夏季>春季>秋季的趋势。由一元线性回归分析可知,在春季,浮游植物密度与溶解氧、pH、钙离子浓度呈极显著线性相关(P<0.01),与透明度、氮磷比具有显著相关关系(P<0.05);然而,浮游植物密度仅与夏季的透明度关系显著(P<0.05),与秋季的所有环境因子均无显著相关关系(P>0.05)。由冗余分析(RDA)可知,影响春季浮游植物群落结构的主要环境因子为pH、钙离子浓度和总磷,夏季为透明度、总磷和氮磷比。秋季浮游植物群落结构可能受低温影响较大。     

官厅流域农田地表径流磷流失初探

农田径流和侵蚀泥沙是磷进入官厅水库的主要非点污染源。针对该流域夏季农田暴雨径流发生的典型情景进行模拟降雨径流试验，对该流域农田地表径流泥沙和磷流失进行了初步的研究，结果表明，本降雨过程径流累积泥沙产量为30．5l～2493．34g／m^2，受雨强、坡度和作物覆盖的影响明显；径流溶解态磷(DP)中绝大部分是生物可利用性磷(DRP)，径流平均DP、DRP浓度都远大于水体允许临界值0．02mg／L，对官厅水体存在直接污染危害。径流累积全磷(TP)流失达O．0439～2．0798g/m^2；估算的流域农田径流全磷(TP)流失水平达2．67kg／(hm^2．a)以上，其颗粒态占969，0以上，可能成为官厅水库浮游生物长期丰富的潜在可利用磷源。降低农田土壤速效磷水平、减少水土侵蚀，是控制库区水华季节性发生和复原库区水体富营养化状态的关键。     

生态修复后九曲湾水库浮游动物优势种演替及生态位特征分析

探究生态修复后九曲湾水库浮游动物优势种生态位特征及主要影响因素,为九曲湾水库及相关饮用水源地水库生态系统的保护、修复提供理论和技术支撑。于生态修复前2014年4月(平稳期)、2014年7月(爆发期),2015—2016年生态修复后12月(枯水期)、4月(平水期)、7月(丰水期)进行数据采集,采用优势度、Levins生态位宽度、Petrailis生态位重叠指数等方法,对九曲湾水库浮游动物优势种演替、生态位特征及主要影响因素进行分析。结果表明,九曲湾水库生态修复前共鉴定浮游动物30种,其中轮虫类26种,桡足类4种,枝角类未检出;生态修复后共鉴定浮游动物50种,其中轮虫类30种,枝角类13种,桡足类7种。生态修复前,平稳期到爆发期优势种的更替率为75%,爆发期到生态修复后枯水期优势种的更替率为80%。生态修复后,枯水期到平水期优势种的更替率为66.6%,平水期到丰水期季节更替率为57.14%,共同优势种为裂足臂尾轮虫(Brachionus diversicornis)、汤匙华哲水蚤(Sinocalanus dorrii)。九曲湾水库浮游动物优势种生态位宽度在0.250—0.931之间,生态修复前和生态修复后广生态位种类占全部优势种的75%、58.33%、70%、33%、0。优势种生态位重叠指数在0—0.998之间,生态位重叠程度差异较大,平稳期、爆发期、枯水期、平水期、丰水期生态位重叠指数大于0.6的分别占53.57%、50%、73.33%、66.67%、66.67%。生态修复前影响浮游动物优势种生态位分化的主要因素是水温(WT)、溶解氧(DO),生态修复后影响浮游动物优势种生态位分化的主要因素是总磷(TP)、叶绿素(Chl.a)。研究表明,生态修复前蓝藻水华发生期影响浮游动物生态位分化的环境因子为物理因子,生态修复后影响浮游动物生态位分化的环境因子为营养盐。     

亚热带水库沉积物钻孔中有机质的历史记录及其环境意义

氢指数(HI)是重要的有机质评价参数,能够反映沉积有机质中脂肪大分子物质的相对含量,并用于反演水生生态系统的历史初级生产力,有助于研究藻类生产力对污染物的富集作用。为了探讨氢指数的环境指示作用,选择了亚热带的3座水库作为研究对象,采用Rock-Eval热解与生物标志物-中性糖方法相结合的研究技术,研究了沉积钻孔有机质的来源与特征;并结合210Pb和137Cs定年技术,综合运用氢指数和总糖含量对水库的初级生产力进行了重建。结果表明:中富营养的增塘和联安水库沉积有机质主要来源于浮游藻类,且受降解的程度较小,而贫营养的新丰江水库钻孔下层有机质主要是受降解作用或陆源高等植物等的影响。近年来,3个水库的HI值都有显著性的增加,且与其对应的总糖含量以及近50年来的滑动平均温度都高度的相关,说明这些水库都经历了气候变暖所引起的初级生产力增长。同时,升高的水库生产力扩大了沉积物剖面中重金属和多环芳烃的累积。