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.      

太湖沉积物及孔隙水中氮的时空分布特征

通过2009年4月和9月2次大规模采样监测,研究了太湖沉积物和孔隙水中不同形态氮的时空分布规律. 结果表明:太湖沉积物和孔隙水中不同形态的氮在垂向变化上没有明显的季节性差异. 沉积物中氮在水平分布上表现为w(TN),w(NH₄+-N)和w(NO₃－-N)在北部湖区和东部湖区较高,而在湖心区较低;在深度变化上,w(TN)从下往上逐渐增大,而w(NH₄＋-N)却呈相反的趋势,w(NO₃－-N)没有明显变化. 沉积物中w(有机氮)占w(TN)的80%,二者之间有很好的相关性(R=0.894,P<0.01),w(TN)主要受w(有机氮)影响. 孔隙水中的氮在水平分布上表现为ρ(TN),ρ(NH₄+-N)和ρ(NO₃--N)与沉积物中的氮分布基本一致;垂直变化上,孔隙水ρ(TN)和ρ(NH₄+-N)从下向上逐渐减小,而ρ(NO₃--N)无明显变化规律;孔隙水中ρ(NH₄+-N)占ρ(TN)的50%,二者之间也有很好的相关性(R=0.886,P<0.01),ρ(TN)主要受ρ(NH₄+-N)的影响. 分析显示,2种介质中3种形态的氮有很好的相关性. 对沉积物中不同类型的有机质和各形态氮的相关分析发现,沉积物中有机质的类型和含量是影响氮素迁移转化的重要因素.      

太湖CDOM紫外吸收特性及其分子量时空分布特征

基于2006年8月16日、2007年3月28日对太湖梅梁湾15个样点和2007年11~12月对全湖61个样点的有色溶解性有机物(CDOM)吸收系数观测数据,对CDOM分子量相对大小的时空差异及其影响因素进行了分析.结果表明,梅梁湾地区主要富集的是高分子量CDOM,而大太湖地区则较为复杂,北部地区主要是高分子量的CDOM占据主导地位;而在太湖东西部,主要是低分子量的CDOM;南太湖区域,高分子量的CDOM和低分子量的CDOM相对平衡.不同波长范围内CDOM吸收模型的斜率系数(S)值对CDOM的分子组成的敏感性具有一定的差异性,UVR最为敏感,其次是UV-A,再次为UV-B,UV-C最不敏感.梅梁湾CDOM主要影响因素是陆源,陆源影响的强度随季节的变化具有一定的差异,其中8月份最强,其次是3月份,最弱为11月份.     

太湖沉积物中微生物和磷化氢的时空分布及关系

对2004年春、夏、秋、冬季太湖表层沉积物中微生物群落进行了调查.结果表明,好氧细菌夏季生长较好;放线菌春、秋季生长较好;有机磷细菌夏季分布数最大;无机磷细菌各季节间差异不显著(P>0.05);厌氧细菌春、夏季节分布要略高于秋、冬季节.在空间分布上,好氧细菌在鼋头渚分布最多,贡湖最少;厌氧细菌与好氧细菌分布规律类似;放线菌则与此相反;有机磷细菌为小丁湾>梅园>贡湖>东太湖>鼋头渚;无机磷细菌为东太湖>梅园>鼋头渚>小丁湾,贡湖.磷化氢(PH3)在太湖表层沉积物中含量在(1.71±0.74)～(176.47±0.98)ng/kg之间,最大值出现在冬季东太湖点,最小值出现在春季贡湖点.PH3与微生物的相关性分析表明,PH3与无机磷细菌显著正相关,与厌氧细菌的相关程度次之,与有机磷细菌则无明显的相关性.     

太湖塑料添加剂时空分布和生态风险评价

为揭示新冠疫情背景下太湖塑料添加剂的时空分布和风险水平,研究了典型的双酚类、邻苯二甲酸酯类和苯并三唑类等塑料添加剂在太湖表层水体的赋存情况.对全太湖19个监测点位进行4个季度的监测,并评估其潜在的生态风险.结果表明,自2020年秋季至2021年夏季,双酚A（BPA）、邻苯二甲酸二乙酯（DEP）、邻苯二甲酸二（2-甲氧基）乙酯（DMEP）、邻苯二甲基丁基苄基酯（BBP）和苯并三唑（UV-328）在太湖表层水体中均有检出.DEP、 DMEP、 BBP、 BPA和UV-328的检出率分别为100%、 97%、 58%、 98%和7%.对比近年来的塑料添加剂污染水平可以发现,太湖的各类塑料添加剂污染水平并未随疫情背景下塑料制品用量的剧增而加重,反而因人类活动减缓而呈现下降趋势.太湖塑料添加剂检出浓度有明显的季度差异,春、夏季平均值高于秋、冬季,分别是104.7、 100.3、 30.7和29.9ng·L^-1.其在空间分布上也具有一定的差异性,主要表现为高浓度点位聚集在太湖西南沿岸.生态风险评估结果表明,太湖塑料添加剂的赋存对藻类存在低风险,比例达30%,秋、冬季风险性高于...     

环太湖不同性质河流水体磷的时空分布特征

为了解不同性质河流对太湖水体富营养化的影响,于2009年2月(枯水期)、2009年5月(平水期)、2009年8月(丰水期)对环太湖三类9条河流中不同形态磷的沿程和时间变化特征进行了研究.结果表明,总磷(TP)、溶解性总磷(DTP)和溶解性反应磷(SRP)质量浓度随枯、平、丰水期而呈降低趋势,可酶解磷(EHP)质量浓度随着枯、平、丰水期藻类生物量的升高而升高.受生活污水影响的河流水体中各形态磷的质量浓度都是最高的,但由于此类河流从上游到下游水体自净能力很好,其对太湖富营养化的影响最小.受工业废水影响河流在与太湖交界处各形态磷的质量浓度最大,对太湖富营养化的影响也最大.入湖河流的EHP质量浓度多数情况下远远高于SRP质量浓度,EHP对太湖蓝藻的暴发起关键性作用.     

太湖表层水体典型抗生素时空分布和生态风险评价

采用固相萃取-高效液相色谱串联质谱法对太湖表层水体4类抗生素(磺胺类、喹诺酮类、四环素类和大环内酯类)进行为期1 a的逐月监测,并评估其潜在生态风险.全年18种抗生素在太湖水体中均有不同程度检出,磺胺甲唑、磺胺噻唑、磺胺甲嘧啶、磺胺间甲氧嘧啶和甲氧苄氨嘧啶等5种磺胺类抗生素的检出率均高于50％;喹诺酮类抗生素检出浓度...     

太湖底泥的空间分布和富营养化特征

太湖是一个大型的浅水湖泊，周围有数十条入湖河流，陆地风化物质被携带入湖即形成了底泥，由于湖底地形的差异。底泥在湖中的分布并不均匀，根据浅地层剖面仪的测量，在湖的西部存在一条南北向分布，宽度不等的古河道，底泥主要分布于古河道，在湖的沿岸和东太湖也有分布，根据估算，太湖底泥的蓄积量约为13.5亿m^3。太湖周围人口密集，工农业发达，二十多年来经济的快速发展引起了湖泊的富营养化，太湖底泥中的营养元素不断增高，并在一定的条件下向水体释放，加剧了水体的富营养化，引起连续多年春夏季节的蓝藻爆发，经过政府的源头控制和治理。目前富营养化状况初步得到遏止，并有改善的迹象。但底泥中的营养元素可以在很长时间内释放，因此富营养化的治理将是一个长期的过程。     

基于近红外光谱法的废水COD、BOD5、pH的快速测量

收集了城市生活污水处理厂和养殖废水200个样品,以4cm-1的分辨率,分别用2mm和10mm样品池,用透射法采集800～2500 nm谱区的光谱数据,采用偏最小二乘法(PLS)回归建立了废水的生化需氧量(BOD5)、化学需氧量(COD)和pH的预测模型.该模型的BOD5、COD和pH的预测值与参考值的校正相关系数分别为0.763、0.975、0.966,校正标准误差分别为27.7 mg·L-1、19.9 mg·L-1、0.165,预测相关系数分别为0.6939、0.945、0.927,预测标准误差分别为37.9 mg·L-1、29.4 mg·L-1、0.208.实验结果表明,近红外光谱技术可成为特定废水多指标快速检测的新手段.     

白洋淀沉积物耗氧速率及氧亏效应研究

沉积物耗氧是影响水体溶解氧平衡的重要因素,受到沉积物有机质矿化的影响.本文采用柱培养法测定了白洋淀不同水文地貌分区和生境类型的表层沉积物耗氧速率(sediment oxygen demand,SOD),并基于地表水质量标准评估了白洋淀沉积物耗氧对水体产生的氧亏效应,探讨了白洋淀SOD与有机质(OM)的关系.结果表明,白...     

太湖北部湖区COD浓度空间分布及与其它要素的相关性研究

利用2004年夏季在太湖北部湖区的采样数据,分析了化学需氧量(COD)浓度的空间分布,建立了COD浓度与有色可溶性有机物(CDOM)吸收、荧光、溶解性有机碳(DOC)浓度之间的定量关系.并以2004-01、2005-01、2007-06的数据探讨了COD的来源.结果表明,夏季COD浓度的变化范围为3.77～7.96 mg·L-1,均值为(5.90±1.54)mg·L-1. COD浓度从梅梁湾内往湾口再往大太湖呈现逐渐降低趋势,梅梁湾和大太湖的均值分别为(6.93±0.89)ms·L-1、(4.21±0.49)mg·L-1,梅梁湾的值显著要高于大太湖开阔水域. COD浓度与CDOM吸收、荧光、DOC浓度存在显著的正相关.通过对光学活性物质CDOM浓度的反演,可以外推水体有机物污染程度,为日后利用遥感影像反演和评估太湖水体有机物污染状况奠定基础.夏季COD浓度与叶绿素a浓度存在极显著正相关,而冬季没有相关或这种相关性很弱,并且夏季的值明显要高于冬季的值,反映了除入湖河流带来外源COD的输入外,夏季浮游植物大量生长死亡腐烂后的降解产物也是水体中COD的重要来源.     

巢湖水体可溶态重金属时空分布及污染评价

为了解巢湖水体中可溶态重金属时空分布特征及污染水平,在不同季节对巢湖水体进行了网格化样品采集,采用电感耦合等离子体发射光谱ICP-OES(ICAP6000 series)测试了水样中可溶态重金属As、Hg、Cd、Cu、Pb、Zn、Cr、Ni和Co的质量浓度,研究了可溶态重金属的时空分布特征,并采用单因子污染指数法和综合污染指数法对巢湖水体环境质量进行了评价.结果表明,巢湖可溶态As、Cd、Pb和Cr符合《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中Ⅰ类水质标准,Cu和Zn为Ⅰ~Ⅱ类,Hg为Ⅰ~Ⅲ类,Ni和Co质量浓度远低于标准限值;不同元素质量浓度存在明显的时空差异,Cu、Zn和Ni在夏季最高,Pb和Cr在秋季最高,Co在春季最高;西部湖区尤其是西北部湖区元素平均质量浓度在秋季、冬季和夏季高于中部和东部湖区;元素Cu、Pb、Zn、Cr和Ni之间呈显著的正相关,可能具有一定的同源性;元素Cu、Pb、Zn、Cr、Ni和Co单因子污染指数和综合污染指数均远小于1,为清洁和无污染水平;全年西湖区综合污染指数最高,各湖区元素综合污染指数丰水期平水期枯水期.     

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.     

Influence of Chironomid Larvae on oxygen and nitrogen fluxes across the sediment-water interface (Lake Taihu, China)

The microscale distribution of oxygen,the nitrogen flux and the denitrification rates in sediment inhabited by chironomid larvae(Tanypus chinensis) were measured in eutrophic Lake Taihu,China.The presence of the chironomids in the sediment increased the oxygen diffusional flux from 10.4 ± 1.4 to 12.7 ± 2.5 mmol O 2 /(m 2 ·day).The burrows of the larvae represented "hot spots" and strongly influenced the nitrogen cycles and diagenetic activity in the sediment.The results indicate that the bioturbation effects of Tanypus chinensis chironomid larvae increased the capacity of the sediment as a sink for nitrate and a source for ammonium.Nitrate influx and ammonium outflux were increased 8.8 and 1.7 times,respectively.Under bioturbation,the amount of nitrate consumed was greater than the amount of ammonium released.The total denitrification rate was also enhanced from 0.76 ± 0.34 to 5.50 ± 1.30 mmol N/(m 2 ·day).The net effect was that the bioturbated sediments acted as a net sink for inorganic nitrogen under direct and indirect bioturbation effects compared to the control.     

太湖水中微囊藻毒素的测定及其分布特征

为了调查太湖水体中微囊藻毒素的污染程度,运用固相萃取-高效液相色谱技术测定了微囊藻毒素(MC-RR,MC-LR)的含量水平。该方法线性范围0.2～5 mg/L,相关系数大于0.99,2种藻毒素的最低检测限分别为0.05μg/L(MC-RR)和0.048μg/L(MC-LR)。结果表明,夏季太湖水体中MCs总体含量高于冬季;微囊藻毒素MC-LR的含量大于MC-RR。总体上看来,太湖北部(梅梁湾)水域中藻毒素的污染比其它区域水体严重。     

太湖大型水生植物的管理探讨

太湖是我国的第三大浅水湖泊,其东、西太湖两部分的水体状况、水生植被差异甚大。西太湖大部分水域出现严重的藻型富营养化,许多水生植被消失,水质恶化;东太湖水生植物群落结构发生变化,沼生植物比例增大,湖泊沼泽化严重。针对东、西太湖的具体情况,参考国内外湖泊治理的经验,本文提出了对东、西太湖水生植被采取相应管理措施的建议。     

太湖水体富营养化的演变及研究进展

结合多年来对太湖的实地调查研究及相关文献资料分析，综述太湖近几十年水体体富营养化演变趋势，其主要表现为N，P营养盐的增加，水华的频繁显发，富营养化程度日益加剧等，并就近期开展的太湖营养化及其防治的研究作了介绍。