太湖水体微囊藻毒素长期(1999—2021)变化特征及健康风险评估

基于1999～2021年期间太湖微囊藻毒素(MCs)已发表文献和近期自测数据,利用Mann-Kendall趋势检验以及风险熵指数等方法,系统分析了太湖近20年以来MCs的长期变化特征与健康风险,以期为进一步加强MCs的监测和风险评估提供支撑。结果显示,自1999年以来,太湖全湖总MC(TMC)、胞内MC(TIMC)以及胞外溶解性MC(TEMC)浓度整体均呈缓慢增加趋势,其中TMC与TEMC月平均浓度的变化范围分别为0.01～19.50μg/L和0.001～6.44μg/L。从季节的历年变化看,春季时3种MC浓度均逐年上升,夏秋两季仅在近几年呈明显上升趋势,而冬季时仅TEMC表现为逐年升高趋势。在不同湖区,TMC与TIMC浓度趋于逐年升高,特别是在湖心及南部湖区和东太湖等水域,近几年升高趋势明显;TEMC浓度仅在贡湖湾逐年升高,但其历年平均浓度在竺山湾最高(0.53μg/L),而在夏秋季节时,以梅梁湾内为最高。健康风险评估结果显示,太湖共出现3个TEMC暴露风险高峰期,其中以2013～2015年期间风险值最高;从不同湖区看,竺山湾MCs暴露风险最高,其次为梅梁湾。以上研究结果可为浅水湖泊...     

基于OMI数据的京津冀地区对流层NO2浓度遥感监测

为了解京津冀地区对流层NO2垂直柱浓度的时空变化,利用Aura卫星上OMI传感器反演获取2005~2016年对流层NO2垂直柱浓度数据进行分析。结果表明：京津冀地区的NO2垂直柱浓度空间分布呈现出从中部和东南平原地区向西北坝上高原地区逐渐降低的趋势,并且发现,京津冀地区的12 a的年均季节空间分布与NO2柱浓度年均空间分布趋势相似;京津冀地区NO2柱浓度月均值呈现出以每年为一个周期的波浪形变化,年均增长率为2.66%。2005~2010年京津冀地区的NO2年柱浓度值处于上升趋势,2014~2015年NO2浓度急剧下降,2016年又开始上升。京津冀地区NO2柱浓度值有季节差异,大体上呈现秋季、冬季高于春夏两季,冬季最高,夏季最低。利用线性拟合发现,京津冀的地面监测NO2柱浓度值和OMI传感器获取的NO2柱浓度值整体上显著相关且相关性很高。 关键词： 对流层NO2浓度;OMI数据;时空变化;京津冀地区     

崇明东滩不同部位的季节性沉积研究

2002年4月至2003年4月,通过对崇明东滩南部、中部和北部的标志桩观测以及实地观测分析,发现崇明东滩在一年中不同季节冲淤变化过程存在很大差异：春季到夏季,南部以冲刷为主,中部和北部以淤积为主;夏季到秋季,南部和中部以淤积为主,北部表现为冲刷;秋季到冬季,南部、中部和北部都以冲刷为主;头一年冬季到次年春季,南部和北部以淤积为主,中部则表现为冲刷。在同一观测路线上,不同季节高、中、低潮滩冲淤也存在一定差异。通过对沉积物粒度、水体含沙量等指标的测试,并借助潮差等资料,探究了影响潮滩季节性沉积的因素,发现潮滩季节性沉积与潮滩基础地貌、水体含沙量、水动力、潮流等有密切关系;但在不同部位不同季节,各因素对潮滩冲淤影响程度各不相同。     

秦岭南北潜在蒸散量时空变化及突变特征分析

根据秦岭南北54个气象站1960～2011年逐日数据,利用FAO Penman Monteith公式计算出各站的潜在蒸散量（ET0）。采用样条曲线插值法（Spline）、气候倾向率、Pettitt突变点检测、相关分析等方法对该区ET0的时空变化特征以及影响其变化的气象要素进行了分析。结果表明：（1）研究区多年平均ET0为9642 mm,空间分布呈东高西低格局。各分区按其大小排序为秦岭以北>秦岭南坡>汉水流域>巴巫谷地。四季ET0分布特征与年尺度上的结论基本一致,4个季节按其大小排序为夏季>春季>秋季>冬季;（2）近52 a ET0下降的站点占本区站点总数的比例排序为汉水流域>秦岭南坡>巴巫谷地>秦岭以北,秦岭以南的广大地区相对于秦岭以北ET0下降更明显,春季大部分（78%）站点ET0上升,夏季绝大部分（91%）站点显著下降,秋季和冬季变化趋势不明显;（3）年尺度和春季ET0突变点集中出现在1979～1981年和1993年,夏季85%的站点发生了突变,其中89%发生于1979年,秋季和冬季的突变特征无明显规律可言;（4）夏季降水与潜在蒸散量变化趋势的空间分布整体上呈相反趋势,呈相反趋势的站点占站点总数的70%,秋季则达到76%。23个站点中绝大多数ET0与日照时数、最高气温、平均气温和平均风速呈显著水平（P<001）的正相关关系,相关系数排序为日照时数>最高气温>平均气温>平均风速。风速和日照时数的降低是导致秦岭南北ET0减少的主导因素,风速和日照时数的下降导致夏季和冬季ET0减少,气温上升导致春季和秋季ET0增加或整体保持稳定     

长三角PM2.5和O3变化特征及与气象要素的关系

依据2017年长三角地区的空气质量小时数据,结合同期ECMWF气象资料,采用GIS空间分析、相关性分析和数理统计研究了区域O3、PM2.5的时空变化特征及其与气象因素的关系.结果 表明:(1)长三角城市群O3浓度在5和9月值最高,O3_8 h日变化特征呈拉伸型S曲线,在19:00、20:00达到浓度峰值,峰值浓度最大的地区是滁州,为111 μg/m3;O3空间分布由北到南逐渐降低,并且春季(136.57 μg/m3)＞夏季(117.35μg/m3)＞秋季(83.23 μg/m3)＞冬季(77.06 μg/m3);O3与其前体物CO、NO2相关性较强;当15＜T≤20℃,100＜PRS≤100.5 kpa时,O3浓度超标最严重.(2)PM2.5浓度月均值呈不规则U型分布,低谷期在7、8月;上海浙江区域日均浓度第一个峰值在9:00～10:00,安徽江苏区域是11:00～12:00,第二个峰值均在21:00;PM2.5空间分布内陆城市高于沿海城市,冬季(62.21 μg/m3)＞春季(44.70μg/m3)≈秋季(44.14 μg/m3)＞夏季(31.33μg/m3);与NO2、SO2相比,PM2.5和CO相关性更强;O3与温度、相对湿度是正相关,与风速、风向、气压、边界层高度、降水量则是负相关,PM2.5与风向、气压是正相关,与其他因素是负相关;当温度低于5℃,100＜PRS≤100.5 kpa时,长三角城市群PM2.5超标率最高.     

崇明东滩不同部位的季节性沉积研究

2002年4月至2003年4月，通过对崇明东滩南部、中部和北部的标志桩观测以及实地观测分析，发现崇明东滩在一年中不同季节冲淤变化过程存在很大差异：春季到夏季，南部以冲刷为主，中部和北部以淤积为主；夏季到秋季，南部和中部以淤积为主，北部表现为冲刷；秋季到冬季，南部、中部和北部都以冲刷为主；头一年冬季到次年春季，南部和北部以淤积为主，中部则表现为冲刷。在同一观测路线上，不同季节高、中、低潮滩冲淤也存在一定差异。通过对沉积物粒度、水体含沙量等指标的测试，并借助潮差等资料，探究了影响潮滩季节性沉积的因素，发现潮滩季节性沉积与潮滩基础地貌、水体含沙量、水动力、潮流等有密切关系；但在不同部位不同季节，各因素对潮滩冲淤影响程度各不相同。     

太湖水质的时空分异特征及其与水华的关系

在大量调查数据的基础上,分析了太湖水质的时空分异特征,探讨了太湖不同湖区、不同季节水质差异的原因。研究结果显示：北部的入湖河口区、几个湖湾、湖心区、西南湖区、东部湖区水体的透明度、高锰酸盐指数、氮、磷、叶绿素等富营养化指标差异显著。入湖河口区的高锰酸盐指数和营养盐含量高于南部湖区数倍,也明显高于北部湖湾区,这反映出太湖西北部入湖河道污染对太湖影响显著。不同季节太湖水质指标也差异显著,冬春期(12～次年5月份)水体的氮含量高于夏秋季(6～11月份)近1倍。水质季节性的显著差异进一步说明了外源输入对太湖水质的影响。研究表明太湖水质的时空异质性既受太湖湖泊形态特征本身的影响,也更多受到外源污染的影响,解决太湖的蓝藻水华问题,首先要在太湖的外源污染控制方面取得突破.     

太湖水质的时空分异特征及其与水华的关系

在大量调查数据的基础上,分析了太湖水质的时空分异特征,探讨了太湖不同湖区、不同季节水质差异的原因。研究结果显示：北部的入湖河口区、几个湖湾、湖心区、西南湖区、东部湖区水体的透明度、高锰酸盐指数、氮、磷、叶绿素等富营养化指标差异显著。入湖河口区的高锰酸盐指数和营养盐含量高于南部湖区数倍,也明显高于北部湖湾区,这反映出太湖西北部入湖河道污染对太湖影响显著。不同季节太湖水质指标也差异显著,冬春期(12～次年5月份)水体的氮含量高于夏秋季(6～11月份)近1倍。水质季节性的显著差异进一步说明了外源输入对太湖水质的影响。研究表明太湖水质的时空异质性既受太湖湖泊形态特征本身的影响,也更多受到外源污染的影响,解决太湖的蓝藻水华问题,首先要在太湖的外源污染控制方面取得突破.     

太湖介形类动物丰度与生物量

2004年9月~2005年8月对太湖介形类动物进行了季节性调查分析,结果表明：太湖中共有15种介形类动物,其年均丰度为1 590 ind/m2,年均生物量为46 495 μg(dwt)/m2,丰度和生物量在9个湖区的分布状态相似,受介形类自身食性及行为方式的影响,高丰度和高生物量主要出现在夏秋两季的太湖东半部分（包括东太湖、东部沿岸带和贡湖）。9个湖区中,除梅梁湖和贡湖外,其它几个湖区中介形类丰度和生物量的周年变化规律较为一致,而太湖中终年出现物种克氏瘤丽星介（〖WTBX〗Physocypria kraepelini〖WTBZ〗）、豆形豆形玻璃介（〖WTBX〗Fabaeformiscandona〖WTBZ〗 cf. 〖WTBX〗fabaeformis）和塔尔薄丽星介（Dolerocypria taalensis〖WTBZ〗）的自身繁殖力是造成梅梁湖和贡湖中介形类丰度和生物量间存在差异的主要原因,但两湖区中介形类丰度和生物量在整个太湖中所占比重有限,所以不影响太湖总体介形类季节变化趋势,四个季节中介形类的丰度和生物量均值总体呈现出秋＞夏＞冬＞春的规律。在15个物种中克氏瘤丽星介和豆形豆形玻璃介的丰度和生物量最高,所以两者为太湖介形类的建群种。介形类丰度、生物量与环境因子间的相关关系分析结果显示,水体中的植被密度、透明度、温度和溶氧量对介形类丰度和生物量分布和变化的影响较其它环境因子大,但因季节不同而有所变化。     

南京方山生态公园不同人工植被土壤动物群落结构时空变化

2009年3月~2010年4月采用干漏斗法和手捡法对南京方山生态公园针阔混交林、茶园、农田等3种典型人工植被生境的土壤动物群落结构及其季节变化进行初步调查。共采得土壤动物样本3 164个,27个类群隶属于5门12纲23目。结果表明：近孔寡毛目（Plesiopora）、弹尾纲（Collembola）和蜱螨目（Acarina）为常年优势类群;双翅目（Diptera）、同翅目（Homoptera）、膜翅目（Hymenoptera）、等足目（Isopoda）、后孔寡毛目（Opisthopora）和鞘翅目（Coleoptera）则为常年常见类群。土壤动物群落类群数和个体数量的季节消长规律分别是夏季>冬季>秋季>春季和夏季>秋季>冬季>春季。不同植被生境的土壤动物个体数量总数依次为茶园>混交林>农田;不同季节、不同人工植被类型以及不同季节和不同人工植被类型之间土壤动物群落的组成具有较大变化,不同类群之间个体数量差异显著。多样性分析表明,土壤动物类群多样性和均匀性指数在夏季时最高;茶园和混交林多样性指数和丰富度指数均高于农田。不同植被类型土壤动物垂直分布特征均表现为具有明显的表聚性,土壤动物的类群垂直分布差异明显,类群数随土层向下逐步减少     

消浪工程对太湖底泥再悬浮及营养盐释放的影响

为了解863消浪工程对太湖底泥再悬浮及营养盐释放的抑制作用,于2005年7月15～17日在工程区投放悬浮物捕获器测定沉积物的再悬浮通量,并分层采集水样进行水体营养盐浓度的垂向分布研究。16日平均风速3 m/s时,测得的再悬浮通量上层最大值为7.22 g/d·m2,下层最大值为41.8 g/d·m2;17日平均风速5 m/s时,测得的再悬浮通量上层最小值24.7 g/d·m2,下层最小值为48.4 g/d·m2,沉积物再悬浮通量与风浪扰动强度关系密切。对比消浪工程区内外沉积物的再悬浮通量表明,消浪工程能够显著减弱风浪对底泥的扰动,抑制沉积物再悬浮,减轻营养盐的内源释放通量。实验结果还表明,太湖水体悬浮物浓度越高,悬浮物的有机质含量就越低,相应地,单位悬浮物中磷的含量也越低。随着风浪扰动的持续和增强,尽管能够将更多的沉积物间隙水中的溶解性磷带入水体,但是,野外观测中发现水体溶解性的磷含量并未相应增高甚至降低,这可能是由于水体中悬浮物浓度越高,对水体溶解性磷的吸附能力也越高,从而使得水中溶解性磷的含量增高不显著甚至降低。     

城市湖泊有机质氮同位素差异及其对水污染的指示作用分析

如何对湖泊生态环境修复效果进行评价是当前湖泊生态修复工作的难点所在,以武汉市内不同修复状态湖泊为研究对象,通过分析湖泊水体营养盐浓度、水质类别、综合营养状态指数TLI（Σ）与湖泊不同有机质δ15N的关系,探讨以水体中某一有机质δ15N指示城市湖泊水污染状态,进而作为湖泊修复效果评价指标的可行性。结果表明：武汉南湖、东湖、内沙湖水质分别为劣Ⅴ类、Ⅳ类、Ⅲ类;水体富营养化程度分别为重度富营养、轻度富营养、中营养;南湖有机质δ15N均值最高为13.193‰（8.394‰~19.380‰）;东湖δ15N次之为8.191‰（5.162‰~13.488‰）;内沙湖δ15N最低为2.940‰（0.001‰~6.433‰）。不同湖泊有机质δ15N与表层水 c(TN)、c(DIN)、c(NH+4-N)、c(TP)、水质类别和TLI（Σ）呈正相关趋势,其中悬浮有机质、沉水植物δ15N与水污染参数的相关性最为显著,均能有效表征城市湖泊水污染状态;为了采样的简便性及样品的通用性,建议以悬浮有机质δ15N作为城市湖泊水污染状态及水环境治理效果的快速评价指标。     

东太湖的由来及其演变趋势

在太湖的历史中,洞庭东山仅仅是太湖中的一个孤岛,由于它周围逐步被淤后和太湖平原连结在一起形成了东山半岛,东山半岛把整个大太湖水面分隔成“东太湖”与“西太湖”。“东太湖”的面积只占整个大太湖总面积的5.6%,而汛期时,其行洪水量却占整个太湖行洪总量的71.9%。治理东太湖,延长太湖的衰亡过程,对太湖地区的防洪抗灾工作有很重要的积极意义。     

太湖西岸出入湖河口氮磷消减特征

河流水体污染物消减作用是降低其入湖通量的重要方式,为探明太湖河流氮磷污染物消减速率时空变化特征,研究采用自主研发的原位培养装置,开展了太湖西岸出入湖河口总氮绝对消减速率(TNR_绝)、总氮相对消减速率(TNR_相)、总磷绝对消减速率(TPR_绝)、总磷相对消减速率(TPR_相)的变化特征研究。结果表明:西北部和西部河流夏、秋季TNR_绝和TPR_绝高于春、冬季,南部河流则为秋、冬季高于春、夏季。夏季西部和西北部河流TNR_绝和TPR_绝高于南部,冬季则相反,春、秋两季空间差异不明显。颗粒态总氮(PTN)浓度及水温是TNR_绝时空差异性的主要影响因素。TP浓度是TPR_绝的季节差异性的主要原因,不同季节TPR_绝空间差异的主要影响因素不同,春、夏、秋、冬四季主要影响因素分别为p H等水体物理性质、TP浓度和SS浓度、SS浓度、TP浓度。TNR_绝和TPR绝及其初始浓度是TNR_相和TPR_相时空差异的主要原因。     

太湖梅梁湾水源地示范区水质改善初探

基于改善环境、恢复生态系统的思路,在太湖梅梁湾水源地实施了旨在恢复水生植物的环境改善和生态修复工程。通过2003 年8月开展的本底调查及2003年9月~2004 年11 月的水质监测资料,对太湖梅梁湾水源地水质改善示范区水质的时空变化趋势和质量状况进行了研究与评价。结果表明,工程实施前示范区内各点位的透明度、总氮、氨氮、总磷、叶绿素a等指标均超标,水质为Ⅳ Ⅴ类,表现为富营养化水平;各项工程措施实施后水质有了明显改善,溶解氧明显升高,全年较2003年8月份升高34%,夏季较2003年8月也升高了17%,10个点透明度平均由0.29 m提高到0.35 m,增加了21%,强化净化区较外围区提高0.05 m。但是,上述水质改善仅是生态工程物理效应的结果,由于水生植物尚未恢复,因此,有些指标的改善并不明显,如叶绿素等。但在可以预见的将来,在水生植物得到恢复后,其水质改善的趋势将更加明显。     

近30年来太湖围湖利用及东太湖网围养殖动态变化研究

利用多期遥感影像从时间、空间和利用类型3个方面分析了近30 a来太湖围湖利用及东太湖网围养殖的时空变化特征。结果表明：1979～2008年,太湖围湖利用面积总计达 16.004 2 km2;其中1979～2001年,太湖围湖利用面积 9.509 0 km2,年均围湖利用面积 0.432 2 km2,围湖利用的主要用途为水产养殖,鱼塘用地占该段期间围湖利用面积的5653%;2001～2008年,围湖利用面积 6.495 2 km2,年均围湖利用面积 0.927 9 km2,围堰取土用地占该段期间围湖利用面积的5228%。1979年以来,东太湖网围养殖规模逐渐增大,1979年东太湖网围养殖面积 8.343 4 km2,2001年网围养殖面积达 100.272 6 km2,占东太湖水面面积的7465%,网围养殖区域的分布逐渐从湖岸边沿处向湖心处扩展,至2006年,除主航道外,东太湖整个湖面几乎遍布网围,并呈现向西太湖扩展的趋势,随着东太湖水环境问题日益突出及太湖整治力度的加大,东太湖网围养殖面积从2006年的 105.873 2 km2 下降为2008年 92.969 1 km2,网围养殖区域的逐渐缩小及自由水域面积的逐渐增大,将真正实现太湖流域经济 资源 环境的可持续发展     

杭州西湖水体光学状况及影响因子分析

2004年10月8日在杭州西湖6个不同湖区共布设10个采样点进行水下光场的测定,并采集水样分析悬浮物、叶绿素a、有色可溶性有机物（CDOM）浓度。结果表明,3类主要光衰减物质总悬浮物、叶绿素a和DOC的浓度分别为3.68~42.76 mg/L、4.64~85.95 μg/L、5.19~9.22 mg/L;CDOM在440 nm波长处吸收系数为0.30~1.46 m-1;PAR衰减系数在1.13~6.04 m-1间变化,均值为4.00±1.69 m-1;对应的真光层深度为0.76~4.08 m,均值为1.54±1.11 m;仅南湖和茅家埠两个湖区真光层深度大于水深,其他湖区由于水深远大于真光层深度,在现有的光照条件和水位下要恢复沉水植物困难较大。对PAR衰减系数、真光层深度、透明度等表观光学参数与主要水色因子进行相关分析发现,水体中浮游藻类和有机颗粒物对西湖水体光学性质影响最大。     

太湖和滇池表层水体水质与水华蓝藻生物质生化性状的关系

根据2010年5～8月对滇池海埂和太湖竺山湖监测点的逐月监测结果,对同时期不同地域湖泊水体的污染状况进行比较研究,并评估了表层水体水质与水华蓝藻生化性状指标之间的相关性。结果表明：滇池水体的富营养化程度较太湖高,从取样月份之间差异来看,滇池表层水体水质指标均呈现先升高后降低再升高趋势,以6月份为最高,而太湖则呈逐月升高趋势。滇池蓝藻生物质中凯式氮、全磷和总养分（N+P2O5+K2O）含量均与太湖相当,但是滇池蓝藻C/N较太湖高,且除As、Cd元素超标外,各样品中其余重金属元素的含量均低于有机肥料行业标准（NY525 2011）。通过进一步的相关性分析表明,无论滇池还是太湖水域,其水华蓝藻中的Pb和Cr之间表现出明显的同源性;此外,表层水体NH+4 N水平可以作为水体富营养化程度的快速指示指标     

望虞河引清调水改善太湖水环境定量分析

以望虞河引清调水实践为背景,利用引水调水现状及实测数据,建立适合太湖的二维水量水质数学模型,并模拟计算调水前后湖体各项水质因子浓度的空间变化规律。结果显示：水利调度影响下太湖湖体中高锰酸盐指数、氨氮、和总氮的浓度大体上有所减小,改善率分别为60%、160%和92%,总磷稍有反弹,其指标恶化了44%,太湖湖体水质总体改善面积37%,主要集中在贡湖、梅梁湖及东部湖区这些引排水水流流经的区域,表明“引江济太”调水工程对改善太湖局部湖区水质、保障太湖供水安全具有重要意义,可为其他类似水域的水污染治理提供科学参考和依据