东太湖湖区水源地水环境影响机制探究

以东太湖吴江市第一水厂取水口为例,鉴于近期水厂取水口水质屡屡受到台风、蓝藻等各类因子影响的情况。通过对各项影响因子的探究与甄别,得出湖区污染底泥的掀起和营养物质的释放是水源地水质恶化的重要原因,通过对底泥掀起及释放机制的进一步研究,得出风是东太湖底泥掀起的重要影响因子,浅水湖泊水源地存在风掀起底泥,加速底泥掀起及释放的污染模式,为进一步制定水源地水环境保护措施提供科学依据,为浅水湖泊区域水质的保护具有较好的借鉴意义。     

镧改性沸石对太湖底泥-水系统中磷的固定作用

考察了不同反应时间、pH值、硅酸根离子浓度、DO浓度、老化时间以及初始磷浓度等条件下一种新型底泥改良剂-镧改性沸石对太湖底泥-水系统中磷的固定作用.当水中磷浓度很低时,太湖底泥和镧改性沸石改良太湖底泥均释放出磷.镧改性沸石改良太湖底泥的释磷量少于太湖底泥.镧改性沸石改良太湖底泥中金属氧化物结合态磷(NaOH-P)和钙结合态磷(HCl-P)等较为稳定形态磷含量多于太湖底泥,而镧改性沸石改良太湖底泥中氧化还原敏感态磷(BD-P)这种不稳定形态磷含量少于太湖底泥.太湖底泥和镧改性沸石改良太湖底泥对水中较高浓度磷酸盐的吸附平衡数据均可以采用Langmuir等温吸附模型加以描述.镧改性沸石改良太湖底泥对水中磷酸盐的吸附能力明显高于太湖底泥,且吸附能力随老化时间的增加而降低.被镧改性沸石所吸附的磷酸盐主要以NaOH-P和HCl-P等较为稳定形态磷存在,不容易被重新释放出来.上述结果表明,采用镧改性沸石对太湖底泥进行原位改良可以增强太湖底泥对磷的固定能力,减少太湖底泥磷的释放.     

镧改性沸石对太湖底泥-水系统中磷的固定作用

考察了不同反应时间、pH值、硅酸根离子浓度、DO浓度、老化时间以及初始磷浓度等条件下一种新型底泥改良剂-镧改性沸石对太湖底泥-水系统中磷的固定作用.当水中磷浓度很低时,太湖底泥和镧改性沸石改良太湖底泥均释放出磷.镧改性沸石改良太湖底泥的释磷量少于太湖底泥.镧改性沸石改良太湖底泥中金属氧化物结合态磷(NaOH-P)和钙结合态磷(HCl-P)等较为稳定形态磷含量多于太湖底泥,而镧改性沸石改良太湖底泥中氧化还原敏感态磷(BD-P)这种不稳定形态磷含量少于太湖底泥.太湖底泥和镧改性沸石改良太湖底泥对水中较高浓度磷酸盐的吸附平衡数据均可以采用Langmuir等温吸附模型加以描述.镧改性沸石改良太湖底泥对水中磷酸盐的吸附能力明显高于太湖底泥,且吸附能力随老化时间的增加而降低.被镧改性沸石所吸附的磷酸盐主要以NaOH-P和HCl-P等较为稳定形态磷存在,不容易被重新释放出来.上述结果表明,采用镧改性沸石对太湖底泥进行原位改良可以增强太湖底泥对磷的固定能力,减少太湖底泥磷的释放.     

小清河底泥污染物释放对西水东调水质的影响研究

采用静态和动态试验方法研究了小清河底泥污染物释放对其水质的影响。研究结果表明：将小清河底泥置于清洁的自来水中，底泥与自来水之间存在着浓度不平衡，底泥污染物发生了静态、动态释放，造成清洁水体污染，使Ⅱ类水质变为劣Ⅴ类水质，不利于西水东调。底泥污染物的释放程度与底泥污染物含量、河水流速、污染物的种类有关。为此，我们提出了防止小清河底泥污染物释放污染水体水质的措施，以解决好底泥污染问题。     

太湖水质时空分布特征及内源释放规律研究

将太湖 2 0 0 1～ 2 0 0 2年的水质监测数据与空间数据相结合 ,采用基于因子分析的主成分分析方法将太湖的水质参数概括为 5个主成分 ,提取并反证了湖泊水质各个主成分的科学内涵 ,分别为 :水体营养指数 (F1)、富营养化指数 (F2 )、水体溶解氧指数 (F3 )、水体色度指数 (F4)和水体酸碱指数 (F5 ) ;研究了各主成分的空间分布特征和随时间的变化规律 .在室内环形水槽内模拟了水动力条件下太湖底泥的起动规律 ,得到了太湖底泥在 3种不同起动标准 (个别动、少量动、普遍动 )下的起动流速 ,并利用泥沙起动的理论模型给予了验证 ,最后得出太湖底泥在 3种不同起动标准下的起动流速分别为 :3 7.9cm·s- 1 ,46 7cm·s- 1 ,5 9 8cm·s- 1 .通过考察上覆水中TN、TP浓度的变化 ,建立了底泥中TN、TP释放率与水体流速的定量化关系 .并将太湖水量水质的同步监测资料应用在数学模型中 ,解决了以往模型中底泥释放率取为常数的不足 ,取得了较好的效果     

围网养殖对洪湖水质的影响分析

文章从围网养殖对洪湖水质影响的角度出发,依据1990～2006年在洪湖实测的水质数据分析了洪湖水质的时空变化过程及趋势,并发现水质指标中总氮的超标量变化明显。利用环境污染综合指数法,通过围网内和围网外以及围网前和围网后不同水文期的水质情况对比,对洪湖水质变化进行综合评价。结果表明围网内的环境污染综合指数在枯水期要远大于围网外的,围网养殖对湖泊的局部污染严重;围网前水质基本可以达到Ⅱ类水质标准,开始围网后洪湖水质逐步恶化,且围网养殖面积与水质恶化的程度有着相同的变化趋势,总氮的含量变化尤为明显,随着围网养殖规模面积的扩大急速增加。     

湖泊底泥黑臭因子分析及其消除的关键因子调控策略

对安徽省安庆市东大湖和西小湖黑臭底泥进行了特征因子分析,发现酸性缺氧环境下,底泥中致黑臭因子的特征是:从排污口往下游,COD浓度总体下降,ORP值总体上升,TN和TP浓度下降趋势较平缓,对ORP值影响较小;COD一方面通过厌氧代谢直接影响氨氮、硫化物、Fe~(2+)和Mn~(2+)等黑臭生成物的形成,另一方面通过改变ORP值影响这些物质的生成;TN和TP不是引起底泥黑臭的主要原因;距离污染源较远的湖体中,气象、水文、地形等自然因素对ORP值的影响变得明显;严重黑臭的水体中底泥厌氧菌的数量及其分泌的有关酶类活性是底泥黑臭的关键因子。研究表明治理底泥黑臭污染应抑制底泥厌氧菌活动及其相关酶活性,改变沉积物在底泥中的代谢方向。     

深水型湖泊底泥NH4+-N释放的环境因子影响实验研究

通过对深水型人工湖泊(以福州市山仔水库为例)底泥NH4 -N释放特性进行实验研究,该实验在厌氧状态下进行,主要是以氨态氮溶出为主,这是一个物理过程,是由于分子的扩散造成的,分析了环境因子对底泥NH4 -N释放特性的影响及其原因.得出了温度、上覆水本身NH4 -N浓度和底泥粒径对底泥NH4 -N释放影响的动力曲线.同时说明了湖泊底泥NH4 -N释放对湖泊水质存在着潜在的危险性.为城市深水湖泊底泥疏浚和富营养化治理提供依据.     

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。     

太湖水质与水生生物健康的关联性初探

分别利用内梅罗指数法和底栖动物完整性指数法评价2008~2012年太湖水质和水生生物健康状况.结果表明,太湖全湖水质受到污染,水生生物健康基本处于亚健康状态.水质评价和水生生物评价结果在较大的尺度上呈现相同的趋势:从全湖尺度上看,水质和水生生物评价都显示东太湖的水生态健康状况总体上好于太湖其他部分.从时间上看,2008~2012年太湖水质等级和水生生物健康状况均低于20世纪60年代的水平.两种评价结果在短时间尺度和某些点位间存在差异,这是由于:①两种评价方法关注的时间尺度有所差异;②水生生物健康不仅与水质有关,还与水体生境有关.有机污染物和过剩营养盐是影响太湖水质和水生生物健康状况的主要因素,因此降低太湖及其入湖河流中有机污染物和营养盐的浓度是改善太湖水质和水生态功能的有效方法.     

Three decades of changes in water environment of a large freshwater Lake and its relationship with socio-economic indicators

Tai Lake (Ch: Taihu) has attracted international attention forcyanobacteria blooms. However, the drivers of cultural eutrophication, especially long-term socio-economic indicators have been little researched. The results of research demonstrate how socio-economic development affected quality of water and how it has been improved by anthropogenic activities. This study described variability in indicators of water quality in Tai Lakeand investigated thedrivers. Significant relationships existed between concentrations of annual mean total nitrogen (TN), total phosphorous (TP), chemical oxygen demand (COD) and biological oxygen demand (BOD), and population, per capital gross domestic production (GDP) and sewage discharge (p?<?0.05). However, mechanisms causing change varied among TN, TP, COD and BOD. Before 2000, the main contributors to increases in concentrations of TN were human population, GDP and volumes of domestic sewage discharges. After 2000, discharges of industrial sewage become the primary contributor. After 1998, the regressions of annual mean TN, TP and COD on per capital GDP, population and domestic sewage discharge were reversed compared to the former period. Since 1999, an apparent inverted U-shaped relationship between environmental pollution and economic development has developed, which indicated that actions taken by governments have markedly improved quality of water in Tai Lake. The statistical relationship between BOD and per capital GDP didn’t conform to the Kuznet curve. The U-shaped Kuznet curve may offer hope for the future that with significant environmental investments a high GDP can be reached and maintained without degradation of the environment, especially through appropriate management of industrial sewage discharge.     

太湖湖滨带底泥氮、磷、有机质分布与污染评价

采集了环太湖湖滨带表层(0~10cm)底泥,研究分析了湖滨带底泥中有机质(OM)、总氮(TN)、总磷(TP)的空间分布特征,并对太湖湖滨带底泥进行营养评价.结果表明,湖滨带底泥中OM含量在1.42%~9.96%之间,空间分布趋势为:东太湖>竺山湾>贡湖>梅梁湾>南部沿岸>东部沿岸>西部沿岸; TN含量在458~5211mg/kg之间,空间变化趋势为东太湖>竺山湾>东部沿岸>贡湖>南部沿岸>梅梁湾>西部沿岸; TP含量在128.56~1392.16mg/kg之间,空间变化趋势为竺山湾>梅梁湾>东太湖>南部沿岸>贡湖>东部沿岸>西部沿岸,OM与TN分布趋势相似,TN与OM之间极显著正相关(r = 0.903, P<0.01),TP与OM之间弱相关(r = 0.073, P<0.332).结合综合污染指数和有机指数评价法可知,太湖湖滨带底泥环境质量整体较好,氮、磷污染除东太湖和竺山湾属重度污染外其他各区属轻中度污染;有机污染除东太湖外大部分区域属较清洁区.     

三峡工程截流后洞庭湖水体污染及风险分析

通过对2003-2009年的监测数据进行分析,得出:洞庭湖TN、TP污染较严重,TN在东洞庭湖污染最严重,西洞庭湖较轻,南洞庭湖最轻;TP在东洞庭湖污染较严重,南洞庭湖和西洞庭湖较轻。2009年Cu、Zn、Pb、Cd、As、Cr各重金属都达到了国家地面水环境质量Ⅰ类标准。三峡工程截流前后污染物浓度值变化情况显示,应增加城镇污水处理厂脱氮除磷的工艺,降低TN和TP给湖区带来的富营养化风险,同时还必须加强污染严重河段的底泥清淤。通过污染风险分析可知,TP仍是对洞庭湖污染风险贡献率最大的污染物,其次是Cu,其他各污染物的风险值均比较小。各监测点都属于轻微的生态危害。西洞庭湖污染风险最大,东洞庭湖、南洞庭湖相对较小。     

基于因子分析的太湖湖湾污染物分布特征

根据太湖三大湖湾的水质监测数据,运用因子分析(Factor analysis)方法对该湖湾7种污染物成分进行了统计分析,并讨论了水体中污染物的来源。结果表明:梅梁湾第一污染因子主要是TN、TP和Chla,第二主因子主要代表NH4+-N和高锰酸盐指数,NO3--N对第三主因子贡献明显;贡湖湾第一污染因子为TN、TP、高锰...     

武汉水果湖水质特征变化研究

为探索城市湖泊受人类活动影响水质变化规律,以武汉水果湖为例,于2012年5月至2013年4月选取水果湖有代表性的6个采样点,对总磷、总氮、COD水质指标进行监测,采用综合污染指数法对水质现状进行评价,并分析了其变化与气象因素的关系。结果表明:水果湖总磷浓度在8月份较高,最高达到2 mg/L,总磷变化与同期月平均气温和日照在整体变化趋势上较为一致;总氮浓度在4月和1月份最高达3 mg/L,全年呈波浪起伏状,且总氮含量与同期风速有一定的相关关系;COD浓度在5~7月最高达85 mg/L。整体各月水质情况4~8月水质为劣Ⅴ类,1月和11月Ⅴ类,其余月份为Ⅳ类。从空间情况看与东湖连通之处水质相对较好,为Ⅴ类,与沙湖连通处为劣Ⅴ类。     

鄱阳湖表层沉积物有机质和营养盐分布特征

通过历史数据分析及沉积物样品测定,研究了鄱阳湖表层沉积物OM、TN和TP的时空变化特征。结果表明：鄱阳湖表层沉积物中OM(0.420%~3.175%)和TN浓度(0.026%~0.235%)以“五河”尾闾最高,其次是湖心,而TP浓度(0.010%~0.094%)最高值出现在赣江、抚河及信江尾闾,并且均由南向北至长江入湖口呈降低趋势。丰水期“五河”来水量的增加显著提高了湖心及北部湖区沉积物中OM、TN和TP浓度,尤其以北部湖区增加较明显。但南部尾闾区沉积物TN浓度在枯水期明显高于丰水期。1992—2008年鄱阳湖沉积物中OM、TN和TP浓度均呈明显的增加趋势,尤其是OM和TP浓度增幅较大。2008年鄱阳湖沉积物中OM、TN和TP污染水平已经达到或超过富营养化湖泊沉积物的污染水平,与其他四大淡水湖泊相比,尽管鄱阳湖目前水质相对较好,但呈下降趋势,高氮磷营养底质则增大了其富营养化风险。     

洞庭湖表层沉积物营养盐空间分布及来源解析

在洞庭湖设置20个采样点,测定表层沉积物中总氮(TN)、总有机碳(TOC)和总磷(TP)浓度,分析营养盐浓度的空间分布特征,采用有机指数评价沉积物有机污染水平,并根据碳氮比(C/N)、 ¹⁵N同位素比例(δ ¹⁵N)解析沉积物中有机质来源。结果表明:洞庭湖表层沉积物TOC、TN及TP浓度平均值分别为13 260、1 046和368.85 mg/kg,不同营养盐浓度空间分布存在明显差异,但均呈现自西洞庭湖向东洞庭湖和南洞庭湖递减的趋势;洞庭湖表层沉积物20%采样点存在有机氮污染,但表层沉积物整体为清洁至尚清洁,未达到有机污染水平;表层沉积物C/N均值为13.22,沉积物中有机质主要来自外源输入;δ ¹⁵N解析进一步表明,陆域土壤中有机质是沉积物有机污染的主要来源,建议加强陆域土壤有机质流失的控制。     

太湖水体及表层沉积物磷空间分布特征及差异性分析

通过对水体不同程度富营养化湖泊——太湖全湖40个位点的高密度采样分析,得到太湖水体及表层沉积物各污染因子在太湖的空间分布特征图,结果表明,太湖水体中SRP、TP、TN及沉积物中TOC、TN、TP及P的各形态等在空间上表现出明显的分异性,水体中污染物主要分布于竺山湾、五里湖、梅梁湾及太湖西部等湖区,TN、TP最低值为0.05、0.88mg·L-1.沉积物中Fe-P的分布与水体中TP类似,含量在29.13～258.31mg·kg-1之间变化.Ca-P除主要分布于南部太湖及东太湖外,西北部湖区也见大量蓄积,最高值达357.68mg·kg-1.OP的高值分布于西北部湖区,最高值达371.91mg·kg-1.沉积物中IP占TP的含量高于OP,最高值高出OP含量约50%.IP中Fe-P的比例虽然低于Ca-P,但与水体中SRP、TP之间的高度相关性(R为0.49、0.64),指示Fe-P的内源释放为太湖水体中磷的重要来源之一.而沉积物中TOC与C/N、TN、TP及P的各形态之间的显著相关性,表明了高有机质含量更利于对营养盐的蓄积埋藏.太湖水体及表层沉积物各指标空间上表现出如此明显的区域性差异,除受不同湖区入湖污染源直接作用外,还和各参数不同的生物地球化学行为有关.     

南四湖表层底泥有机质及氮磷时空比较分析

依据2006、2007、2010和2011年4次南四湖水质与底质空间分布监测数据,采用综合统计与比较方法对南四湖表层底泥有机质及氮磷的时空变化特征进行分析研究。结果表明,南四湖湖区底泥有机质、TN和TP含量的平均值依次为4.12%、0.27%和0.088%,南四湖底泥有机质、TN和TP含量总体处于较高水平。2010-2011年比2006-2007年枯水期南四湖湖区底泥有机质和TN含量有所下降,但底泥TP含量有所升高;南四湖分湖区底泥有机质、TN和TP含量的平均值都呈现由北向南递减趋势,但底泥有机质和TN含量在昭阳湖(下)出现最小值而后回升再递减,底泥TP含量递减幅度较小;老运河和洸府河口底泥有机质、TN和TP含量的平均值远高于其它河口及湖区平均值;2011年监测南四湖入湖河口底泥有机质、TN和TP含量的平均值与湖区底泥相应含量的比值依次为0.63、0.50和0.96,湖区平均高于入湖河口底泥的相应含量,说明南四湖湖内底泥对有机质、TN和TP的富集作用比较突出。     

2009-2018年太湖大气湿沉降氮磷特征对比研究

为了研究太湖2009-2018年大气湿沉降的时空变化特征,于2009年8月-2010年7月及2017年8月-2018年7月进行了两次环太湖大气湿沉降逐月调查,并从降水中ρ（TN）和ρ（TP）、湿沉降率及沉降通量三方面,对比分析了太湖大气湿沉降的时空变化特征.结果表明:①2009年8月-2010年7月降水中ρ（TN）、ρ（TP）平均值分别为3.170、0.077 mg/L;2017年8月-2018年7月降水中ρ（TN）、ρ（TP）平均值分别为3.160、0.056 mg/L;T检验结果表明,两次调查ρ（TN）、ρ（TP）污染水平差异显著,主要是由于2017年8月-2018年7月较高污染浓度降水事件的减少,全年降水中ρ（TN）、ρ（TP）变异较小.②与2017年8月-2018年7月相比,2009年8月-2010年7月太湖TN、TP湿沉降率平均值分别下降33%和53%,且TN、TP湿沉降空间分布更均匀.③与2009年8月-2010年7月相比,2017年8月-2018年7月太湖流域大气TN、TP沉降通量分别为7 641和131 t,分别下降30%、47%.研究显示,两次调查降水中ρ（TN）平均值均远高于水体富营养化阈值（0.2 mg/L）,因此大气湿沉降中的营养盐对太湖富营养化的贡献不可忽视.