太湖湖体富营养化治理工程方案初步研究

太湖湖体富营养化治理工程主要有大型水生植被恢复，底泥疏浚，水源地水质保护的物理－生态工程，人工养殖污染控制，藻类收集与利用，环湖绿化生态保护，五里湖，梅梁湖截污和换水等。上述工程的实施每年约需投资１０１３４万元，每年可从水体中去除氮１２７６．６ｔ，磷１８２．６ｔ；从底泥中去除氮３１９６ｔ，磷３４０８ｔ；拦截湖周地表径流携入的氮２３５０．８ｔ，磷４２．１７ｔ。太湖水体富营养化得到明显改善，水源保护区     

环境治理工程对蠡湖水体中磷空间分布的影响

为评估水环境治理工程措施对蠡湖水体营养状态的影响,2012年4月对湖体与环湖河口调查分析,研究了蠡湖磷元素空间分布特征及其影响因素.结果表明:蠡湖水体总磷浓度介于0.03~0.31mg/L之间,平均为0.06mg/L,呈由西向东逐渐递增的趋势,且环湖河口磷含量明显高于湖体;沉积物中总磷空间分布趋势类似于水体,湖体总磷含量在321.77~1062.08mg/kg之间,平均为593.75mg/kg,而环湖河口总磷含量在523.38~1396.39mg/kg之间,平均为784.51mg/kg;结合历年监测数据可以看出,一系列水环境治理工程使得蠡湖水质有了大幅度的改善,水体中总磷的年均值由治理前0.18mg/L下降到0.06mg/L,但仍没有完全从根本上解决水体的富营养化问题.主要原因是沉积物中总磷对水体影响较大,相关性分析表明磷的扩散通量与沉积物总磷和可交换态磷成显著正相关.     

呼伦湖自净功能及其在区域环境保护中的作用分析

在大量详实资料和调查基础上,论述了呼伦湖富营养化状况,找出了该湖富营养化的影响因素,以及其较强自净功能的成因。呼伦湖地处内陆区高纬度、半干旱气候地区,属牧业污染型,氮入湖量主要来源于点源污染(河流的输入),磷入湖量面源(主要是降尘)大于点源。经多年观测发现,氮和磷的变化并不明显,反映出湖体有较强的自净功能,这是和湖体特殊的地理位置分不开的:①该湖系构造湖与河流沟通的吞吐湖,面积大,水较深,使得湖体自净功能显著;②地处高纬度、半干旱地区,气温低,对湖体浮游生物有一定的抑制作用;③湖体构造特殊,露出30余个泉点,有大量地下水的补给。呼伦湖是一个较大的水体与其周围湿地构成的淡水湖泊生态系统,在维持生物多样性和丰富的生物资源方面发挥巨大作用,且有明显的调蓄洪水的功能,在区域环境保护中具有特殊的地位。     

阳宗海外源氮磷负荷入湖量分析

湖泊的氮、磷入湖负荷解析是湖泊富营养化防治的前提,为有针对性地采取治理措施提供依据。在对阳宗海流域的工业废水、城镇和农村生活污水、外流域引水、化肥施用量、畜禽养殖、农业固废和生活垃圾等进行全面调查的基础上,测算了2010年流域内各污染源的总氮(TN)和总磷(TP)入湖负荷。结果显示:阳宗海流域2010年TN入湖量为293.30 t,TP为40.11 t;污染源以面源为主,面源TN和TP分别占其总入湖量的78.9%和95.5%;最大污染源为化肥,肥料氮和磷入湖负荷分别为1 33.66、26.10 t,分别占其总入湖量的45.6%和65.1%,减少化肥的使用是湖泊富营养化防治的关键;以磷负荷所占比例排序,畜禽粪便为其次,再次是农村生活污水,二者贡献的磷负荷分别占总入湖量的16.1%和1 2.5%,所贡献的氮负荷分别占总入湖量的8.1%和23.6%;外流域引水贡献的TN和TP分别占其总入湖量的19.8%和3.5%;阳宗海为磷限制湖泊(N:P为20.4:1),但输入负荷中N:P为7.3:1,磷的占比较高,因此富营养化风险高。     

星云湖、杞麓湖磷污染来源比较

通过对星云湖、杞麓湖水体磷含量变化情况、流域产业结构和磷入湖途径的比较分析,认为近年来星云湖水体磷含量水平的大幅提高,使星云湖水质由Ⅲ类在大约5a的时间里下降为V类、劣V类,与星云湖流域及周边磷化工产业的快速发展息息相关。而杞麓湖由于流域内无磷矿资源也没有大的磷化工产业,其磷含量水平得于稳定。     

星云湖、杞麓湖磷污染来源比较

通过对星云湖、杞麓湖水体磷含量变化情况、流域产业结构和磷入湖途径的比较分析，认为近年来星云湖水体磷含量水平的大幅提高，使星云湖水质由Ⅲ类在大约5a的时间里下降为Ⅴ类、劣Ⅴ类，与星云湖流域及周边磷化工产业的快速发展息息相关。而杞麓湖由于流域内无磷矿资源也没有大的磷化工产业，其磷含量水平得于稳定。     

基于ABR-MBR组合工艺优化反硝化除磷性能的研究

基于ABR-MBR一体化反应器,以低C/N比生活污水为研究对象,结合厌氧折流板反应器(ABR)微生物相分离的特性,通过优化与ABR优质供碳和脱氮除磷相耦合的膜生物反应器(MBR)硝化液回流比以实现高效反硝化除磷,并对ABR-MBR污泥回流比进行优化.结果表明,在ABR段有机负荷为2.0 kg·(m3·d)-1、系统的水力停留时间(HRT)为9 h、泥龄(SRT)为15 d,系统获得最优的处理效果时的硝化液回流比和污泥回流比分别为300%和100%.其中TN和溶解性PO3-4-P平均去除率分别达84%和94%,ABR中反硝化除磷量可达系统总去除量的87%,平均出水TN和溶解性PO3-4-P浓度分别为12.98 mg·L-1和0.43 mg·L-1.     

太湖洗衣粉排磷贡献率的研究

在太湖流域地区洗衣粉排磷量调查的基础上,结合太湖地区其它途径入湖磷量的资料分析,对太湖流域地区洗衣粉排磷及入湖总磷量的贡献率进行了分析。     

基于Visual MODFLOW的景观湖防渗方式评估及优化设计

为探究景观湖生态设计方法,基于Visual MODFLOW模型,对景观湖4种防渗方式进行模拟分析,从水资源、水生态和成本方面进行定量评估,提出了优化复合防渗方式,并探究不防渗景观湖的影响因素和设计条件。研究发现:湖底土工膜和岸坡黏土压实防渗方式能够减少59. 89%的渗漏,降低9. 82%的成本,复合方式较之单一方式更能兼顾生态环境、防渗效果和经济成本;当景观湖不采取防渗时,在湖体水位、湖体面积和区域水文条件因素中,湖体水位变化、面积变化对景观湖渗漏量影响更大,湖体面积变化则对周边潜水水位的影响更加明显,而区域水文条件的改变则会影响地下水对景观湖的补充。     

太湖洗衣粉排磷贡献率的研究

在太湖流域地区洗衣粉排磷量的基础上，结合太湖地区其它途径入湖磷量的资料分析，对太湖流域地区洗２衣粉排磷及入湖磷量的贡献率进行了分析。     

东部平原不同类型湖泊沉积物中有机磷的特征

以选自东部平原3种不同类型8个浅水湖泊的18个表层沉积物样品为研究对象,运用分级提取法,研究了沉积物中有机磷（OP）质量分数、形态及其分布状况,并探讨了OP组分与湖泊富营养化的关系. 结果表明:东部平原湖泊沉积物中w（OP）为65.2～539.2 mg/kg,占w（TP）的19.9%～40.6%,污染程度高的沉积物w（OP）高于污染程度较轻的沉积物. 沉积物中各形态有机磷主要以中活性有机磷（MLOP）与非活性有机磷（NLOP）为主,不同类型湖泊沉积物中各形态w（OP）顺序均为城市湖泊>大型养殖型湖泊>大型自然湖泊. 城市湖泊与养殖型湖泊以NLOP为主,其相对含量达到50%以上;而大型自然湖泊以生物有效性有机磷（LOP+MLOP）为主,其相对含量为54.6%～61.6%,表明沉积物中有机磷分布状况与湖泊污染程度和人类活动紧密相关. 酸提取有机磷质量分数〔w（HCl-P_o）〕为10.5～200.9 mg/kg,在不同污染程度湖泊沉积物中差异明显,其和总有机磷（P_o）的比值〔w（HCl-P_o）/w（P_o）〕与湖泊水质指标呈显著正相关（P<0.01）,与沉积物w（TP）,w（OP）,w（LOP）及w（MLOP）也均呈显著正相关（P<0.01）,即沉积物中的HCl-P_o可能是湖泊水体磷的重要来源,沉积物中w（HCl-P_o）/w（P_o）可以反映湖泊的富营养化程度.      

太湖沉积物磷形态及pH值对磷释放的影响

对太湖不同营养水平和不同特征的 4 种沉积物的总磷、磷形态、粒径组成、化学组成进行了分析,模拟研究了不同 pH 值对上覆水体中总溶解性磷和溶解性活性磷含量的影响.结果表明,太湖沉积物样品总磷含量在 336.1～3408.01mg/kg,属于中富营养化到极富营养化水平.pH 值是影响磷释放的重要因素,碱性条件下,促进NaOH-P 的释放;酸性条件下,促进 HCl-P的释放.严重富营养化湖区沉积物的磷主要由无机磷组成,其中主要是 NaOH-P,该区中 pH值增加会导致磷释放量的大幅度增加,而 pH值下降对磷释放量的影响较小.中富营养化湖区沉积物的无机磷组成中,部分湖区 NaOH-P 含量高,部分湖区 HCl-P 含量高,所以该区中 pH 值变化对沉积物磷释放的影响,由于 NaOH-P 和HCl-P 含量不同而存在差异,NaOH-P含量较高,pH值增加会导致磷释放量的大幅度增加;HCl-P 含量较高,pH值下降会导致磷释放量的大幅度增加.     

荣成天鹅湖水体有机磷的生物有效性和时空分布

磷是滨海湿地生产力的关键限制因素之一,有机磷的矿化分解是湿地活性磷的重要补充途径。本文以滨海荣成天鹅湖湿地为研究对象,通过采集不同季节、不同点位的表层水样,利用酶水解技术研究了天鹅湖水体有机磷的生物有效性及其时空变化规律。研究表明:(1)天鹅湖已经出现轻度富营养化。有机磷是天鹅湖水体总磷(TP)重要组成部分,其中溶解态有机磷(DOP)的含量为0.039～0.123 mg/L,占水体TP的29%～74%,颗粒态有机磷(POP)的含量为0.011～0.073mg/L,占水体TP的11%～25%。(2)在有机磷中,24%～31%的DOP和41%～82%的POP是潜在的生物可利用磷。(3)天鹅湖DOP遵循春夏高而秋冬含量低的特点。有机磷空间分布非均一性,DOP主要分布在湖中区和入河口区。POP集中分布在北部入河口和湖心区及其北部沙滩区域。另外,通过相关性分析表明,有机磷与水环境因子关系密切,DOP和溶解态酶水解有机磷(DEHP)的含量可以指示水体富营养化程度。总之,水体有机磷循环供磷可能是造成水体富营养化的重要原因。因此,在富营养化的防治过程中应该采取有效措施防治有机磷的矿化。     

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.     

长江中下游与云南高原湖泊沉积物磷形态及内源磷负荷

为揭示长江中下游与云南高原湖泊沉积物磷形态及沉积物-水界面磷负荷特征,探讨其区域差异性及主要影响因素,分析了区域内9个湖泊100个沉积物样品总磷(TP)及不同形态磷含量,比较了不同湖泊沉积物-水界面磷负荷.结果表明,云南高原湖泊沉积物ω(TP)为(1256±621)mg/kg,高于长江中下游湖泊[(601±76)mg/kg];前者沉积物磷形态以钙结合态磷(HCl-P)为主,主要受水土流失等影响,湖泊较高的矿化度易于磷埋藏,且沉积物有机质含量较高,减缓了磷的移动能力,其沉积物-水界面磷负荷为0.17~1.07mg/(m2·d),对湖泊富营养的贡献较小;而长江中下游湖区湖泊沉积物磷形态以可还原态磷(BD-P)等形态为主,主要由面源及浮游植物生长调控,其中可移动磷(Mobile-P,除残渣态磷(Res-P)和HCl-P以外的所有形态磷之和)相对含量占ω(TP)的60.60%,约为云南高原湖泊的2倍,其沉积物-水界面磷负荷为0.002~1.32mg/(m2·d),对湖泊富营养化贡献较大.由此可见,长江中下游湖区湖泊应该加强流域面源污染等外源治理,修复退化水生植被,而在云南高原湖泊则应重点加强流域水土流失治理,施行农田最佳施肥等措施.     

东湖沉积物中氮磷形态分布的研究

武汉东湖是具有代表性的城市浅水型湖泊.在2004年采用现场调查、布点检测和实验室化学性质分析等方法,对东湖西南部的子湖--庙湖的沉积物柱芯的氮和磷进行了形态分析,对其垂直剖面分布和季节性变化进行了调查.研究表明,沉积物中氮的赋存特征和变化规律为:总氮平均含量1.62～3.17g/kg,在垂直剖面上表现为随沉积深度的增加而降低的趋势;其含量随季节变化有周期性的规律,春季沉积物中总氮的含量是1 a中最少的,夏季开始增加,秋冬季总氮量达到最大.因受沉积物总氮和埋藏环境的双重影响,沉积物中铵态氮平均含量的季节性变化规律与总氮相似,春季铵态氮的含量最少为117.66mg/kg,夏秋季含量达到最大为216.20mg/kg,冬季稍有减少.沉积物中各形态磷的垂直赋存特征为:在0～10em沉积深度内,总磷(TP)含量0.255～3.36g/kg、不稳态磷(LP)含量0.192～11.00mg/kg、铁结合磷(Fe-P)含量13.47～1379.91mg/kg和铝结合磷(Al-P)含量7.77～317.64mg/kg,均有明显的"表层富积"现象,其含量随深度的增加而迅速减少,通常>10 cm后这些磷形态的含量保持稳定.结果表明,造成湖泊水体富营养化的污染源有外源和内源,当外源截污后,内源沉积物中的营养盐仍可能使湖泊处于富营养化状态;磷仍然是东湖最主要的限制性营养元素,春季湖区沉积物中铁结合磷比例最大,占沉积物TP的44.30%,说明庙湖水域污染程度严重.     

某城市湖泊中磷的循环特征及富营养化发生潜势

通过对浙江省临海市东湖水体磷元素的输入与输出途径与通量、磷元素在湖泊环境中的循环特征以及磷循环对水温上升的响应分析,并基于对该水体从2000年开始隔年进行各参数的观测,表明2000年以来磷输入年平均增量为0.007～0.009mg/L,水中叶绿素a平均年增0.14～0.56μg/L,透明度年平均下降0.38～0.49m,溶解氧年平均下降0.21～0.71mg/L.并依此建立了反映湖泊富营养化发生潜势的这些主要代表性参数与湖水中总磷含量之间的相关关系,揭示了可以通过从磷物质单因子的变化预测所引起的其它因子变化之间的关系来综合判断湖泊的营养状态,从而为减少湖泊富营养化的发生、提高湖泊水质提供科学依据.