喀斯特地区供水水库营养演化历史重建

利用²¹⁰Pb-¹³⁷Cs年代学方法,结合洪水事件沉积层,综合建立了红枫湖沉积岩芯准确的年代学模型.在此基础上,通过测定沉积物多种地球化学指标（LOI、TOC、TN、C/N比、δ¹³C_org、BSi）,结合历史文献记录和已有的水质监测数据,重建了1960~2016年红枫湖营养状态变化历史.结果表明,建库以来红枫湖水体经历了多次营养状态的显著转换.其中,1991年开始水体逐渐从中营养转向富营养化状态,主要是人类活动引起的内、外源营养物质输入显著增加所致,特别是网箱养鱼活动可能起到重要作用;2000年开始,水体逐渐转向中营养化,主要是一系列保护和治理措施的实施;2004年开始,水体再次逐渐恶化,转向富营养化状态,主要是外源污染物输入增加,加上内源底泥营养物质的重新释放;2009年以来,水质逐渐改善,处于中营养化状态,主要是外源污染得到有效控制,但表层营养物质含量较高,现阶段在减少外源污染物输入的同时,应重点加强底泥污染物的治理工作.     

中国湖库营养状态现状调查分析

近年来,随着经济的高速发展,我国湖库氮、磷污染负荷增加,富营养化问题有增无减,已经成为我国湖库面临的重大环境问题。以2005年-2007年我国大陆地区各省(自治区、直辖市)183个湖泊、541个水库的调查资料为基础,采用单项指标评价和综合评价方法,分析了我国湖库富营养化状况。结果表明:我国湖库受营养盐污染的形势十分严峻,富营养化成为我国湖库共同面临的主要环境问题;总体而言,水库的富营养状态要优于湖泊,但水库的富营养化污染也不容乐观;总磷超标情况要重于总氮,透明度超标比例相对较小。     

淀山湖百年营养演化历史及营养物基准的建立

富营养湖泊生态系统的修复必须建立在历史营养演化过程、营养本底状况认识的基础之上.对上海市郊淀山湖不同湖区的4个沉积钻孔进行了210Pb/137Cs放射性年代、含水量、烧失量、沉积物总磷、总氮、总有机碳、沉积硅藻等古湖沼学分析,各指标均具有较好的一致性,反映了淀山湖相对稳定的沉积环境.过去百年来沉积硅藻群落发生了显著的变化,随着人类干扰的加强,硅藻由贫营养的属种如Cyclotella bodanica、C.ocelata、附生种Achnanthes minutissima、Cocconeis placentula varlineate、Cymbella sp.及底栖种Fragilaria piata、F.brevistrata、F.construens var venter等占优的组合过渡到近年来的以富营养的浮游类型属种Cyclotella meneghinena、Aulacoseria alpigena、C.atomus、Stephanodiscus hantzschi、Thalassiosira visurgis等为主的组合,揭示出明显的富营养化过程.利用区域硅藻-总磷转换函数结果,重建了淀山湖过去近100年来的湖水总磷变化的历史.已有的监测数据与硅藻重建的总磷值对比结果表明硅藻-总磷转换函数能较准确地描述水体总磷浓度的变化趋势,是一种有效的水体总磷重建手段.根据淀山湖多个沉积柱对比研究及重建的硅藻-水体总磷浓度结果,提出淀山湖治理的营养物基准水体总磷值为50～60μg.L-1,而沉积物中N、P浓度的基准值为500 mg.kg-1和550 mg.kg-1.     

湖泊沉积物古DNA揭示气候环境变化和生态演化

广泛分布的湖泊为连续沉积和保存历史时期多样化生物核酸分子提供了绝佳的自然档案。随着近年来古DNA提取和测序技术的进步以及组学技术的发展,利用湖泊沉积物古DNA重建古生态演化及其对气候变化和人类活动的差异性响应得到广泛而深入的研究。本文回顾了古DNA研究的历史背景、理论基础,以及湖泊沉积物古DNA保存的影响因素和生物信息学分析流程;重点评述了湖泊沉积物古DNA在揭示气候环境变化、生物多样性及流域生态系统演化、物种定殖与外来物种入侵、人类活动影响、环境生态功能基因演化及其在细胞器基因组和古生态时间序列分析研究中的诸多应用和进展。同时还介绍了当前研究面临的局限和挑战以及组学技术在古DNA研究中的发展概况,分析了当前研究尚存的不足,并展望了未来可能的努力方向。     

浅谈湖泊水库富营养化问题成因及防治对策

目前我国大量的湖泊水库处于富营养化的状态,富营养化是除了一般水污染之外又一重要的水污染问题。文化通过阐述,水体富营养化的概念入手,探析了湖泊水库出现富营养化问题的原因危害,最后对此提出一些防治措施,希望对我国防治水体富营养化提出理论基础。     

阜新市八座水库营养状态的模糊综合评价

在对阜新市八座水库进行水质监测的基础上 ,采用改进的模糊综合评价法对其富营养化程度进行了评价 ,通过建立评价的因子集、评价集、隶属函数和权重集 ,摈弃最大隶属度原则 ,而用加权平均原则确定水质富营养化程度的模糊综合指数 ,从而表明水体的营养状态。结果表明 :阜新市八座水库均处于中富营养状态 ,总磷是主要污染因子。采用改进的模糊综合评价法 ,其评价结果符合阜新市八座水库的实际情况 ,且更加客观全面。     

水源水库沉积物中营养元素分布特征与污染评价

为了揭示水源水库沉积物中的营养元素分布对水体富营养化的影响,以周村水库为研究对象,采用现场取样及实验室分析方法,探究了沉积物中营养元素的分布特征,并对TOC与TN、TP的相关性进行了分析,同时参考沉积物质量评价指南并采用综合污染指数对沉积物的污染状况进行了评价.结果表明,周村水库研究区域沉积物TOC含量均随深度增加而下降,而沉积物中氮负荷有增加的趋势,磷则表现出表层富集现象,表明周村水库沉积物营养盐负荷在加重;TOC与TN、TP存在较好的相关性,相关系数分别为r=0.68(P0.01)、r=0.89(P0.01),TOC/TN值表明,纤维束植物碎屑是水库沉积物有机质的主要来源;综合污染指数评价结果表明,3个采样点表层沉积物均达到重度污染程度,表层沉积物中TN、TP含量分别为3 273~4 870 mg·kg~(-1)、653~2 969 mg·kg~(-1),TOC含量为45.65~83.00mg·g~(-1),均超过沉积物质量评价指南规定的引发最低级别生态毒性效应的标准值,周村水库沉积物存在较大安全风险,水体面临富营养化威胁.     

河北水库及湖泊沉积物中DDT农药的残留特征与风险评估

分析了河北省主要湖泊水库沉积物中有机氯农药(DDT)的残留特征与生态风险.2004年秋季采集了河北12个水库和2个湖泊的表层沉积物样品,利用GC-ECD测定DDTs农药的含量,在此基础上分析了其残留与组成特征以及生态风险.结果表明:1)河北省主要湖泊水库沉积物中DDTs的平均含量为3.328 ng·g-1,其含量范围为1.014～9.022 ng·g-1;并且,不同样品中DDTs的含量的差异较大,变异系数均超过65%.2)临城水库、陡河水库、龙门水库3个样点的表面沉积物中wDDT/(wDDD wDDE)＞1,表明有新的DDT输入;岗南水库、邱庄水库、黄壁庄水库3个样点的表面沉积物中wDDD/wDDE＞1,说明DDD降解环境为厌氧条件;其余8个样点wDDD/wDDE＜1,说明DDD降解环境为好氧条件.3)所有样点中DDT、DDD和DDE浓度均低于ERM,并且大部分小于ERL,表明其生态风险大多低于10%;但11个样点的DDTs含量介于ERL和ERM之间,表明其生态风险大多介于10%～50%.     

近百年来滇南双龙水库沉积物中氮的赋存特征变化

为研究沉积物中氮形态及其质量分数对湖库水体富营养化的影响,在滇南双龙水库采集沉积柱样,分析TN、TIN(可转化态氮)、IEF-N(离子交换态氮)、WAEF-N(弱酸浸取态氮)、SAEF-N(强碱可浸取态氮)、SOEF-N(强氧化剂可浸取态氮)质量分数的剖面特征.通过Pearson相关、RDA (冗余分析)和回归分析探讨沉积物理化性质对氮迁移转化的影响,并结合TLI (综合营养状态指数)和ON (有机氮)指标评估水库氮引起的富营养化程度.结果表明:①柱芯(70 cm)的沉积年代为1871—2011年.②沉积物中w(TN)范围为0.832～5.744 mg/g,其中w(IEF-N)和w(SAEF-N)范围分别为0.027～0.142和0.033～0.131 mg/g,且随深度的增加均呈下降趋势; w(WAEF-N)和w(SOEF-N)范围分别为0.044～0.108和0.114～0.586 mg/g,且随深度的增加均波动变化.③单因子分析表明,各形态氮质量分数与粒度呈负相关,与w(TOC)呈极显著正相关(P<0.01),pH与各形态氮(WAEF-N除外)质量分数存在极显著负相关;综合...     

基于地理分区及神经网络的湖泊水库富营养化研究

构建了一个基于地理分区及神经网络的湖泊水库富营养化综合评价体系.以美国环境保护署Nutrient Criteria Database数据库为参照对象,有针对性地研究我国湖泊水库的情况,首次提出了基于地理分区的简易评价标准,对不同地理特征的水体富营养化临界值进行了定量研究.同时本研究还建立了基于神经网络的富营养化评价模型...     

Eutrophication development and its key regulating factors in a water-supply reservoir in North China

Yanghe Reservoir is an important source of drinking water for Qinhuangdao City,North China;however,in recent decades this water source has been eutrophic with recurrent summer cyanobacterial blooms.The trophic grade of the system in summer was mesotrophiceutrophic in 1990 and became hypertrophic in 2011.The nutrient availability is extremely high during the entire year,and the water temperature should be the primary driver of the summer blooms.In May-October of 2010 and 2011,abrupt variations were observed in the Secchi depth(SD) and chlorophyll a(Chl-a),and both the correlated analysis of Chl-a-SD and trophic status indices(TSI) deviation(TSI Chl-a-TSI SD) showed that algal cell density dominated light attenuation.During the algal bloom outbreak,the microcystin concentration was found to vary between 0.35-2.12 μg/L in 2010 and 0.11-1.86 μg/L in 2011.The maximum microcystin content was more than two times the safety limit required for drinking water.Inflow discharges were most concentrated in the summer,with periods of lower residence time and the largest water level fluctuation over the entire year.When a high availability of nutrients promoted a high Chl-a concentration in the whole system,it appeared that the instability caused by the decrease in residence time could not produce effective changes in the cyanobacterial abundance.The results indicated that nutrient enrichment in the aquatic systems of Yanghe Reservoir is the most serious problem and that the status would not been modified effectively by increasing hydrological fluctuations(e.g.,decreasing the residence time).Therefore,decreasing the nutrient concentrations is the only route to improve the water quality of this reservoir.     

变权综合营养状态指数(TLICW)评价方法及其在三峡库区支流龙河的应用

针对加权平均综合营养状态指数〔TLI(Σ)〕评价方法对叶绿素a(Chla)、总磷(TP)、总氮(TN)、透明度(SD)、高锰酸盐指数(COD_Mn)5项评价指标取平均值导致评价结果存在偏差的问题,分析了不同评价指标在不同湖泊状况(氮限制、磷限制、氮磷协同效应)时表达营养水平的效力,提出了选择Chla、TP和TN作为评价指标,通过比较显势和潜势营养状态指数得到综合营养状态指数的变权综合营养状态指数(TLI_CW)评价方法,并在三峡库区支流龙河库湾进行评价应用。结果表明,TLI_CW方法(多湖响应关系)评价的多年平均营养状态为轻度富营养,TLI(Σ5)方法为中营养,TLI_CW评价结果更能突出富营养化状态风险特征;采用多湖响应关系确定的TLI_CW评价结果较采用龙河响应关系确定的TLI_CW高1个营养等级,且龙河响应关系确定的TP和TN营养物浓度临界阈值分别是多湖响应关系的2.75和3.00倍,说明多湖响应关系用于龙河富营养化评价存在明显的过保护问题。     

查干湖富营养化状况高光谱遥感评价研究

通过分析查干湖水体水质参数与其高光谱反射特征之间的响应关系,采用单波段与波段比值等算法分别建立了湖水水质的高光谱定量反演模型;同时结合修正营养状态指数(TSIM)模型,针对水质参数的实验室数据和高光谱模型模拟数据,对查干湖富营养化程度进行了监测和评价,并进行了验证.结果表明:1)利用高光谱监测模型对湖泊富营养化状况进行监测和评价,能够获取较为准确的评价结果;2)单项指数评价法由于只针对一个指标进行评价,不适合用来进行水体富营养化评价,采用修正营养状态指数TSIM(AVE)方法,可以对查干湖水体富营养化程度进行正确的评价.评价结果显示,查干湖水体处于富营养化状态,需要采取措施防止进一步恶化.     

秦淮河流域句容水库农业流域水体沉积物的反硝化作用

2007年5、8、11月和2008年2月,在秦淮河流域句容水库农业流域的河流和水库中,采用自行设计制作的无扰动采样器采集了沉积物柱样,使用乙炔抑制法进行培养试验,并测定了沉积物上覆水的温度(T)、铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO-3-N)和总溶解性氮(TDN)的浓度,以及沉积物有机质(OM)和全氮(TN)含量,研究了沉积物反硝化潜势的季节变化及其影响因素.结果显示,水体沉积物反硝化潜势存在显著的季节差异,河流沉积物的反硝化潜势范围在8.85～64.04pμg·m-2·h-1之间、水库沉积物的反硝化潜势范围在5.01～28.18μg·m-2·h-1之间.沉积物反硝化潜势的季节变化与上覆水的温度、NH4+-N、NO-3-N和TDN的浓度,及沉积物的OM和TN含量的季节变化有关.     

六都寨水库夏季富营养化状况与浮游植物分布特征研究

六都寨水库是湖南省邵阳市重要的备用水源地,本文在2012年夏季对六都寨水库水体理化指标和浮游植物群落结构进行调查,评价水库富营养化状况.结果显示六都寨水库氮、磷浓度较高,TN和TP平均值分别为0.88和0.04 mg·L-1,部分点位超过Ⅲ类水标准.调查期间库区浮游植物总细胞密度变化范围为3.68×106~5.84×106cells·L-1,水库中心区域以绿藻为主,靠近坝首处则以蓝藻为主.各点位Shannon-Wiener多样性指数(H')介于2.19~3.17之间,Chl.a浓度范围为3.64~20.24μg·L-1,综合营养状态指数(TLI)为38.51~48.11,六都寨水库水体已处于中营养状态.要从根本上控制六都寨水库水体富营养化进程,防范蓝藻水华风险,需通过长期科学监控和综合防治.     

泥沙沉降对水库富营养化指标的影响

为监测成库后三峡库区重庆段富营养化的状况,通过泥沙沉降对水质影响静态模拟试验,研究了长江原水的泥沙沉降对水体中Chla、SD、TP、TN、浊度等指标的影响.结果表明,三峡成库后泥沙更易沉降,引起水体浊度降低、SD增大,这可能利于藻类的生长,导致Chla的质量浓度增加,同时,泥沙沉降也使水体的TN/TP增大,对富营养化的发生有抑制作用.     

湖泊水库水体氮、磷允许纳污量定量研究

在充分考虑湖库水体污染物实际自净能力、并分析其出流污染物浓度分布规律的基础上,根据风险分析理论和Monte Carlo模拟方法,提出了湖库水体氮、磷允许纳污量计算方法,指出:在满足湖库水体污染物浓度达标率90%以上的条件下,所对应的水体污染物降解量才是湖泊水库水体氮、磷允许纳污量.通过实际算例对水库总氮、总磷允许纳污量的计算,说明了所提出的计算方法的适用性.     

大伙房水库表层沉积物重金属污染分析与评价

辽河流域大伙房水库是抚顺、沈阳两市重要的生活饮用水水源地,因其汇水区内的矿山开采活动而面临严重的重金属污染问题.为了解该区域的重金属污染状况,对大伙房水库表层沉积物中重金属Cr、Cu、Pb、Zn、Cd的含量及空间分布进行了研究,并采用地累积指数法、潜在生态危害指数法及基于多方的沉积物质量基准法对水库重金属污染程度及潜在...