太湖水源地水质净化的生态工程试验研究

基于生物净化技术与工程措施相结合的思想,在太湖北部的梅梁湾牵龙口水厂水源地实施了净化水质的生态工程试验.该水域位于太湖梅梁湾的东北岸.调查发现,由于这个地区夏季盛行偏南风,吹程长,风浪较大,导致沉积物易于悬浮,且蓝藻也易于在此堆积;同时该水域水较深、透明度较低.为了能够净化水质,在氮磷营养盐浓度依然很高、恢复沉水植物难以奏效的情况下,选择漂浮植物和浮叶植物为主要内容的水生植物恢复手段,结合消浪、挡藻和控藻等技术措施,使得示范区的环境条件得到改善,并达到了净化水源地水质的目的.同时,在试验区内布设大量用于附着生物富集的人工介质,如渔网.结果显示,试验区的水质得到了显著的改善.与示范区外的参照点相比,各项水质参数改善的程度达30%～60%.说明这种新的方法和思路是有效的.     

人工种植水生植物对淀山湖水质的影响研究

将淀山湖318试验区5 000m2的种植区域,分三块进行水生植物种植.主要种植技术包括竹签扦插法、水泥涵管覆土种植法、麻袋沉栽法和箩筐覆土种植法等.通过水生植物来吸收水体中的氮、磷等营养物质,从而降低水体富营养化水平.试验结果表明,种植水生植物能有效地降低水体中氮、磷的含量,其中总氮含量下降50%,总磷含量下降66%,...     

淀山湖示范工程水质净化效果评价及浮游植物变化分析

在淀山湖318国道与威尼斯别墅邻近水域建立试验区,分别进行了水生植被恢复与鱼类-贝类控藻试验。基于2009年3月-2010年5月的监测资料,依据修正的卡尔森营养状态指数评价了试验区水体营养状态,分析了采用水生植被恢复和物理-生物联合控藻措施对试验区水质的改善情况,并分析了两种措施对试验区水体浮游植物的影响。结果显示：（1）318和威尼斯试验区内样点的卡尔森指数均低于对照样点D和H,表明恢复水生植被和放养滤食性鱼类、贝类可以明显地净化水质、降低水体的富营养化程度;（2）318试验区内样点的年平均卡尔森指数低于威尼斯试验区,表明恢复水生植被比放养滤食性鱼类、贝类相比效果更好。（3）318试验区的藻类密度年均值40.55×104个/L小于威尼斯试验区的藻类密度44.66×104个/L,318试验区平均的藻类多样性指数2.60明显高于威尼斯试验区平均的藻类多样性指数2.49,表明318试验区藻类的多样性水平较高,而藻类密度较小,面临蓝藻爆发的威胁比威尼斯试验区小。     

滦河上游4种水生植物的水质净化研究

在人工模拟自然条件下,对水生植物千屈菜(Lythrum salicaria)、小香蒲(Typha minima)、水葱(Scirpus validus)、黄花鸢尾(Iris wilsonii)及其不同组合配置的水质净化效果进行了研究。结果表明:试验的各水生植物及其组合配置在总氮、硝态氮、总磷、正磷酸盐和化学耗氧量(TN、NO_3~-、TP、PO_4~(3-)、COD)上有净化效果,配置种植的净化效果优于单一种植。研究给出了各水质指标随时间变化的回归方程。千屈菜+黄花鸢尾组合50 d TN去除率和COD降低率分别为73.83%,77.4%,水质净化效果最佳;水葱+黄花鸢尾组合20 d NO_3~-去除率为89.41%;水葱+黄花鸢尾组合对总磷和PO_4~(3-)去除效果最好,50 d去除率分别达88.98%和92.39%,合理选用适应当地生态条件的水生植物及其组合配置,可用于河道水质改良。     

富营养化湖泊开敞水域水质净化的生态工程试验研究

通过生态工程的方法,可以在短时间内迅速改善富营养化湖泊水源地的水质,这在全流域很难实现控源截污和全湖水质难以在短时间内迅速改善的情况下,具有快速见效的作用.以往之所以在开敞水域鲜有湖泊生态恢复成功的例子,原因是过于强调水生植物种植本身,而忽视水生植物及草型生态系统与外部环境条件的关系.影响水生植物恢复和草型生态系统培植的因素,既有物理方面的因素,也有化学和生物方面的因素.只有消除那些对水生植物生长不利的影响,创造有利的环境条件,才能够培植一个具有净化能力的草型生态系统.因此,生态修复应该遵循"先诊断,后治理"和"先环境改善,后生态修复"的技术路线.太湖梅梁湾水源地水质改善生态工程试验正是在这样的思想指导下实施的.本专栏所选录的论文就是这项工作的部分内容.     

多孔混凝土与水生植物综合水质净化效应的试验研究

通过自行设计室内水质净化装置模拟自然水环境,研究水生植物香蒲、荷花和水生动物螺蛳组成的生态系统对水质的净化能力,以及多孔混凝土与该生态系统相结合时整体的水质净化能力和多孔混凝土的生态适应性。试验结果表明,水生生物形成的生态系统对水体中TP、TN、COD的最大去除率分别为85.71%、85.88%、86.66%,与多孔混凝土联合应用后,对TP、TN、COD的去除率分别达到87.50%、88.89%、86.70%,多孔混凝土的应用为水生生物的生长繁殖提供了空间,一定程度上提高了水生植物的水质净化效率。对多孔混凝土综合水质净化效应机理分析表明,多孔混凝土的孔隙结构可为水体生物提供附着生长的空间,通过物理吸附作用、植物吸收作用、微生物生化降解和水生动物滤食作用去除水体中的污染物。提出多孔混凝土可作为生态护坡材料,与水生植物、水生动物结合应用于生态护坡。     

几种水生植物对滇池入湖河道水的净化性能研究

采用滇池入湖河道污水,对香蒲、水芹菜、大、水葱和草等5种水生植物进行了净化河道污水的性能实验研究,结果表明,香蒲、大、水芹菜对污水中CODMn、BOD5、TP和TN均有较好的净化去除作用,去除率可达37%～52%。其中水芹菜对增加河道水中的DO含量也有明显的作用。     

几种水生植物对滇池入湖河道水的净化性能研究

采用滇池入湖河道污水，对香蒲、水芹菜、大藻、水葱和蔗草等5种水生植物进行了净化河道污水的性能实验研究，结果表明，香蒲、大藻、水芹菜对污水中CODMn、BOD5、TP和TN均有较好的净化去除作用，去除率可达37％～52％。其中水芹菜对增加河道水中的DO含量也有明显的作用。     

淀山湖水生态系统的物质循环

为了解淀山湖水生态系统中氮、磷的循环过程与特征,于1990～1995年间在全湖布设的25个样点上调查、测定了淀山湖水生态系统中各营养级的种类组成、生物量、生产力,以及水质和底质情况;并估算了淀山湖氮、磷的主要输入与输出途径和数量。根据湖中生物体内氮、磷的含量建立了淀山湖水生态系统内氮、磷循环模式。氮、磷输入、输出统计表明,磷基本平衡,氮每年约有117.72t积累在湖中。淀山湖目前仍以有机污染为主,处在中营养向富营养湖泊的过渡阶段。各类水生生物对于维持淀山湖水生态系统的物质平衡具有重要作用。     

上海淀山湖水环境容量评估

淀山湖是上海市重要的饮用水源保护区和生态涵养区.近10年来水质富营养化程度急剧增加,藻类水华频发,对上海饮用水源地水质安全构成了巨大威胁.为水污染控制和水质改善提供科学依据,利用已有评估模型评估了不同水质目标情景下淀山湖对COD、TN 和TP的最大容量,结果表明,在保持现状水质条件下,COD、TN和TP的环境容量分别为47213,8337.7,476.3t/a;水质控制目标为II类时,其环境容量分别为46325,1191.1,59.5t/a;水质目标为III类时,环境容量分别为68547,2382.2,119.1t/a.为IV类水质目标时,TN、TP的环境容量分别为3573.3,238.2t/a.     

淀山湖夏季微囊藻毒素分布状况及其影响因素

为了解淀山湖夏季微囊藻毒素的昼夜、区域、垂直分布状况及其影响因素,在淀山湖上选择11个采样点,每个采样点设4个采样深度,进行24h的4次采样．测定水样中总氮（TN）,总磷（TP）,微囊藻毒素（MC）浓度,同时记录采样时的水温（TEM）、pH值、可见度（VDWB）、风向、风速．结果表明,MC分布具有明显的昼夜、区域差异,早晨和下午最高,西南水域明显低于其他区域,体现了光照、空气流动对MC分布的影响,同时MC的分布与总磷、pH值、可见度呈正相关（P＜0.05）,多因素分析显示,除光照、空气流动外,影响湖水MC分布的最主要因素为湖水可见度和水中总磷的含量．表明光照、空气流动、水体总磷含量是影响夏季淀山湖水体MC分布的主要原因．     

淀山湖浮游动物群落时空分布特征及其与环境因子的关系

淀山湖是上海市最大的淡水湖泊,属亚热带浅水湖泊.于2017年对该湖的浮游动物和水质参数进行逐月调查,并结合浮游植物群落数据,采用多元回归树模型(multivariate regression trees,MRT)和主坐标分析(principal coordinates analysis,PCo A)等方法研究了该湖浮游动物群落结构时空分布特征及其与环境因子的关系.结果表明,淀山湖浮游动物群落结构季节差异显著(P 0. 05),但仅在春、夏季节存在空间差异(P 0. 05),其他季节空间差异不显著(P 0. 05).水温、叶绿素a、氨氮以及蓝藻丰度是引起淀山湖浮游动物群落时空变化的关键性因子. MRT分析表明,当水温13. 07℃时,表现为冬季群落特征,当水温在13. 07～19. 57℃之间时,表现为春季群落特征;当水温≥19. 57℃时,叶绿素a浓度≥9. 03μg·L-1,则为夏季群落特征,而当叶绿素a浓度9. 03μg·L-1时,则表现为秋季群落特征.聚类分析将淀山湖浮游动物群落分成3个空间区域;春季时,当氨氮浓度1. 11 mg·L-1时,上游进水区(区域Ⅱ)浮游动物群落与其他两个区域有显著差异(P 0. 05);而夏季当蓝藻生物量≥2. 58 mg·L-1时,区域Ⅰ的浮游动物群落与其他两个区域有显著的空间差异(P 0. 05).     

淀山湖沉积物磷分布特征

本研究分析了淀山湖沉积物中磷空间分布特征.结果表明,淀山湖沉积物含有较丰富的磷,TP变化范围在266～1146mg·kg-1之间,全湖平均含量为572mg·kg-1,空间分布存在显著的异质性.受上游来水影响,淀山湖沉积物TP含量总体上由西北向东南逐步降低,其中以北部湖区沉积物污染程度最高.表明虽然近年仍有大量的外源污染物进入淀山湖,但淀山湖总体存在一定的自净能力.以全湖平均来看,淀山湖沉积物中磷存在形态由高到低顺序为HCl-P>NaOH-P>OP>Ex-P.Ex-P含量最低,不足TP的1%.沉积物NaOH-P与TP相关性良好,表明沉积物中TP含量的增加,主要来自于NaOH-P.在空间分布上,西北部湖区TP主要以NaOH-P为主,东南部TP主要以HCl-P为主.OP在表层沉积物中分布较平均,在垂直分布上,各样点底部有机磷所占TP的比例普遍高于上层,暗示近年来生源磷沉积处于下降趋势.     

淀山湖沉积物-水界面氮磷通量及其生态环境效应研究

底泥营养盐释放对淀山湖湖区造成的内源污染不容忽视.采用室外采样和室内模拟实验方法,对春夏两季淀山湖沉积物-水界面氮磷释放速率进行了研究.结果表明春季氨氮、硝态氮、可溶磷的的通量变化范围分别为-692.79~315.82 mg/(m2?h)、-19.04~5.29 mg/(m2?h)和-1.35~2.31 mg/(m2?h),平均值分别为76.65 mg/(m2?h)、-3.29 mg/(m2?h)和0.64 mg/(m2?h).夏季三者变化范围分别为-74.15~91.91 mg/(m2?h)、-70.71 mg/(m2?h)~8.65 mg/(m2?h)和-10.02~18.86 mg/(m2?h),平均值为4.85 mg/(m2?h)、-42.16 mg/(m2?h)和9.47 mg/(m2?h).淀山湖区春夏两季总氮(TN)、总磷(TP)的交换总量分别为-1769.22 t,1539.40 t,淀山湖底泥可以有效去除上覆水体氮负荷,但却是水体磷的释放源.     

应用生态系统模型研究淀山湖富营养化控制方案

由于淀山湖上游污染负荷以及周边污水的排放,淀山湖已经严重富营养化。通过建立淀山湖生态系统模型,基于大量现场实测数据,对生态系统模型进行率定和验证,并利用生态系统模型对淀山湖N,P营养盐时间变化规律和藻类生长演替进行了系统研究,对各污染负荷削减的富营养化控制方案的效果进行模拟。模拟结果显示:该生态模型较好地模拟了常规水质和藻类的动态变化;淀山湖污染负荷主要来自于上游负荷,削减上游负荷对水质改善效果明显好于其他污染源削减方案;削减上游负荷95%以上,才能有效抑制蓝藻水华;P对蓝藻生长的控制效果好于控制氮。     

淀山湖水环境污染探析

淀山湖是上海市最大的天然淡水湖泊,也是黄浦江上游的重要水源保护地,其水质、水量状况对上海市饮用水水源安全具有重要作用。近年来,淀山湖水体质量不断下降,2008年,淀山湖水质有了一定程度的好转,特别是湖体氮磷营养物的大幅度减少,从一定程度上降低了淀山湖富营养化的水平。基于此背景,本文对淀山湖2008年水质状况进行了相关性的研究,为进一步地保护好淀山湖的水质环境提供科学依据和技术支持。