巢湖水体悬浮物含量与光谱反射率的关系

利用高光谱地物光谱仪在巢湖进行了反射光谱测量和同步水质采样分析，在分析巢湖水体反射光谱特征的基础上，分别研究了悬浮物浓度与水体光谱反射率和光谱反射率的一阶微分之间的关系，结果表明在近红外波段范围，单波段反射率和一阶微分光谱反射率都与悬浮物的浓度有较好的相关性，而且利用微分光谱估算内陆水体悬浮物浓度有较大潜力。     

太湖有色可溶性有机物4种光谱模型的对比

利用指数函数、幂函数等4种模型对太湖2006-2007年50个站点250个样本的有色可溶性有机物(CDOM)光谱吸收系数进行拟合,发现其他3种模型都比传统的取自然对数进行线性回归的模型拟合效果好.统计检验显示,幂函数模型的光谱拟合效果最好,平均决定系数为0.999 0,大于其他3种模型,而平均相对误差、均方根误差则小于其他3种模型.利用幂函数模型计算得到,在280～500 nm光谱范围内,CDOM吸收光谱斜率均值为(6.66±0.40) nm-1,变异系数6.08%,其频率基本上遵循正态分布.对于太湖CDOM吸收光谱斜率值,在空间分布上,梅梁湾显著小于大太湖开阔水域(P< 0.001);时间分布上,最大值出现在春季,最小值在秋季,夏季值小于冬季值.CDOM吸收光谱斜率与吸收系数呈显著负相关,相关性随波长增加而增强.     

浅谈高悬浮物废水处理研究中存在的不足

结合现场实践经验,指出了目前处理高悬浮物废水存在的悬浮物浓度与有机药剂用量不成比例等矛盾.通过分析混凝理论的研究历程,总结出高浓度范围下的絮凝作用机理为包裹机理,目前该机理仅处于定性描述阶段,对其进行定量描述具有重要意义;结合动力学发展过程,了解到以悬浮物浓度为研究对象的动力学模型较多,但特别针对高悬浮物范围下的絮凝动力学方程尚无人研究.并针对高悬浮物废水的处理,提出了今后重点研究方向.     

基于高光谱技术的土壤镉污染分级评价研究

提出一种利用高光谱技术进行土壤镉污染分级评价的方法。以FieldSpec 3地物光谱仪采集厂矿区土壤光谱反射率175份,随机分成校正集（135份）和检验集（40份）。光谱经小波去噪和标准归一化（SNV）处理后,以主成分分析法（PCA）降维。将降维所得的前5个主成分数据为输入变量,分别采用Fisher线性判别、Byes逐步判别、模糊模式识别、BP-ANN判别以及SVM 5种方法建立了土壤镉污染分级评价模型,并利用40个未知样对模型进行检验。结果表明：Fisher线性判别准确率为77.5%,Byes逐步判别与模糊模式识别预测为80.0%,BP-ANN模型预测精度为82.5%,SVM模型预测精度最高,达85.0%。说明采用高光谱技术进行土壤镉污染分级评价是可行,其中SVM是建模的优选算法。     

基于高光谱数据藻类水华重要参数——叶绿素a的定量反演模型研究

水库富营养化导致的水华问题严重影响了饮用水的利用和保护,而水体叶绿素a在营养化水体中比例稳定,可以在很大程度上反映水体的营养状况,是水华监测的重要参数。目前,大多数研究集中在较为典型的富营养化水体,对中/贫营养化水体的研究较少。以莆田东圳水库为研究区,随机选取112组叶绿素a浓度数据和高光谱数据中的72组数据进行模型构建,剩余40组数据用于模型验证。在对叶绿素a浓度和光谱反射率曲线进行相关分析的基础上,通过对水体光学特性的分析和统计分析,筛选出单波段、波段比值、三波段、四波段、荧光峰高度、荧光峰位置、峰谷距离等特征参数建立反演模型。通过模型精度验证的对比分析,确定了最优叶绿素a浓度的反模型。结果表明,经过900 nm处归零化预处理的单波段模型和四波段模型对东圳水库水体叶绿素a浓度的反演效果最佳,其决定系数R²均为0.91,平均绝对误差MAE分别为1.82μg/L和2.81μg/L,MAPE分别为22.53%和21.53%。对于叶绿素a浓度较低、跨度较小的库区水域,波段算法类模型建模精度优于荧光算法类模型。该研究结果可以为后续东圳水库的常规水质监测和水华预警提供一定...     

不同底质和透明度下马来眼子菜的表型可塑性研究

马来眼子菜(Potamogeton malaianusMiq.)是目前太湖沉水植物优势种之一。文章比较分析了3种不同底质和透明度情况下马来眼子菜的生长特征,探索其在太湖不断扩展的原因及其适应性。分别选取粘土质粉砂、粉砂和下蜀黄土底质上生长的马来眼子菜进行观察试验。结果表明,这3种底质在粒度组成、营养盐和分布特征上具有显著差异。在太湖粘土质粉砂和粉砂底质上马来眼子菜的生物量比下蜀黄土底质上的马来眼子菜高,其生物量随着底质营养盐的增加而增加。马来眼子菜与觅光相关的形态指标,如高度、节间距、节数、叶数、叶长及叶面积均随着底质营养盐的增加而显著增加。马来眼子菜的冠层高度与水体的透明度呈显著负相关,表明其对剧烈变化的湖泊光环境具有很强的适应能力。马来眼子菜在不同底质上的形态可塑性是其优先占据湖泊资源成为优势种的重要原因。     

氨氮弱吸附滤料筛选与基于氮素资源化的沼液悬浮物过滤预处理研究

在去除沼液悬浮物(SS)的同时,最大程度地保留其氮素养分是提高沼液资源化利用价值的关键。通过静态吸附-解吸试验筛选出弱吸附氨氮的过滤介质,然后利用滤料填充柱动态过滤试验分析筛选滤料填充柱对沼液SS和氨氮浓度的影响。结果表明,在海砂(SSD)、沸石(ZLT)、石英砂(QSD)和氧化铝废渣(GRM)4种供试滤料中,QSD对溶液氨氮的吸附能力最低,脱附率接近SSD,且远小于ZLT和GRM。按2.4 L·h~(-1)流量进水,沼液经QSD滤料填充柱动态过滤处理后,SS去除率最高可达86.1%,0.5～1 mm粒径QSD填充柱对SS去除率普遍高于3～5 mm粒径QSD填充柱,两种粒径QSD填充柱对沼液氨氮的去除效果无明显区别;运行24 h时滤料填充柱自进水端开始出现堵塞现象,32 h后3～5 mm粒径QSD填充柱堵塞严重;若要达到沼液SS相同去除效果,0.5～1 mm粒径QSD填充柱较3～5 mm粒径QSD填充柱具有运行时间更持久和滤料层填充高度更小的优势;0.5～1 mm粒径QSD填充柱对SS去除率超过80%,且未显著吸附截留沼液氨氮,适合作为沼液SS过滤预处理单元且有利于后续氮回收。     

九寨沟世界自然遗产地湖泊水质参数的高光谱定量反演模型

湖泊水质参数的高光谱反演是实现水质高光谱遥感快速监测的重要前提.着眼于九寨沟世界自然遗产地水环境的高光谱遥感监测,通过开展实地调查取样,结合水体理化参数测定、地面测量光谱形态特征分析等,采用逐步回归方法,开展水质参数的高光谱定量反演研究.结果 表明:(1)九寨沟水体的光谱曲线符合内陆湖泊等Ⅱ类水体的特征.(2)通过3大...     

2016—2022年太湖胥口湾水质变化及对水温、水位的响应

明确太湖胥口湾水质特征及对环境变化的响应有利于维系区域水资源安全。研究追踪2016—2022年胥口湾水质变化趋势,分析了水质指标对水温和水位的响应。结果显示,胥口湾水质环境总体稳定,且总氮(TN)、氨氮(NH₃-N)、总磷(TP)浓度和COD_Mn均呈下降趋势。但胥口湾水温年均值呈现快速上升趋势,上升幅度大于0.086℃·a^-1,对该区域生态稳定性形成威胁。冗余分析显示,虽然水温和水位对胥口湾水质环境波动的贡献率低于5%,但水温变化显著影响了水质环境(P<0.01),而水位波动不能有效解释水质变化过程。尽管如此,TN、NH₃-N浓度及COD_Mn、pH值对高水温(>30℃)较为敏感,而高水位(>3.8 m)显著影响了NH₃-N、TN、TP和叶绿素a浓度。总体而言,胥口湾水环境总体稳定趋好,但受水位尤其是水温影响较大。研究结果可为极端天气下水质管理提供借鉴。     

珠江悬浮物对0号柴油的吸附与解吸实验

通过室内实验,分析了悬浮物对0号柴油乳化油吸附、解吸的基本规律,并对泥沙浓度和温度因素影响进行了研究。实验结果表明,悬浮物对0号柴油的吸附和解吸过程符合一级动力学过程;悬浮物的平衡吸附量随着液相平衡浓度的升高而趋于平缓,Langmuir方程和Freundlich方程都能较好的反映珠江广州段泥沙的吸附规律;固相平衡吸附浓度随着悬浮物浓度的升高而降低,而液相解吸平衡浓度则随着悬浮物浓度的升高而增加;此外,温度的升高不利于柴油吸附过程而更有利于解吸过程。     

普萘洛尔在太湖沉积物上的吸附特征

主要研究了pH、离子强度、腐殖酸和沉积物有机质对普萘洛尔在太湖沉积物上吸附行为的影响.结果表明,沉积物对普萘洛尔具有一定的吸附能力.在强酸环境下,由于H+与带正电荷的普萘洛尔之间的竞争作用使得普萘洛尔的吸附量较小,随着pH的增大,吸附量逐渐增大至基本稳定,但当pH＞9时,吸附量明显下降.K+、Na+和Ca2+的存在会减...     

太湖入湖河流中精神活性物质污染特征与生态风险

精神活性物质是一类摄入人体后对中枢神经系统具有强烈兴奋或抑制作用的新型污染物,其在水环境中的存在可能对水生生物、水生态系统甚至人体健康产生潜在的危害。为评价太湖中精神活性物质的污染水平和生态风险,利用超高效液相色谱-质谱联用法检测了太湖19条入湖河流中13种典型精神活性物质的质量浓度和空间分布规律。结果表明,在太湖19条入湖河流中除苯甲酰牙子碱(BE)和去甲氯胺酮(NK)外,其余11种目标物均有检出,质量浓度范围为n.d.～43.2 ng·L~(-1)。其中麻黄碱(EPH)的检出率和中间浓度最高,分别为100%和11.0 ng·L~(-1);其次为甲基苯丙胺(METH),检出频率为58%,浓度中值为1.0 ng·L~(-1);苯丙胺(AMP)在东部湖区均未检出。大部分精神活性物质浓度水平较高的河流分布在竺山湾和西太湖,而海洛因(HR)的高值区主要在南太湖。运用风险熵方法对其进行风险评估,结果显示,太湖流域地表水中检出的13种精神活性物质的风险熵值均<0.1,生态风险较低,但其对水生生态系统的长期和综合风险值得关注。     

Variability of Water Column Transparency,Volume Flow and Suspended Solids Near San Diego Sewage Outfall (California): 15 Years of Data

The spatial and temporal variability of transparency measured for 15 years at 7 stations near the San Diego sewage outfall has been investigated and compared to the temporal variability of sewage suspended solid discharge and flow rate. the purpose of the time-series analyses was to distinguish natural from human (sewage discharge) causes of temporal changes in transparency. the results show that: 1) variations in transparency are highly correlated over the entire area, but there is a gradient in means and variability in the direction perpendicular to the coast; 2) there are no long term trends for increase or decrease in the water clarity at any of the stations; 3) most of the variance of transparency is contained in the seasonal frequency band; 4) over the same time period sewage discharge has significantly increased and suspended solids decreased; 5) most of the variance of these human-caused properties is in the interannual frequency band; (6) there is no correlation at any time-lag between water clarity and suspended solid discharge or flow. These results lead to the conclusion that these anthropogenic properties are not affecting transparency, while natural factors such as seasonality and distance from coast do.     

Variability of Water Column Transparency, Volume Flow and Suspended Solids Near San Diego Sewage Outfall (California): 15 Years of Data

The spatial and temporal variability of transparency measured for 15 years at 7 stations near the San Diego sewage outfall has been investigated and compared to the temporal variability of sewage suspended solid discharge and flow rate. the purpose of the time-series analyses was to distinguish natural from human (sewage discharge) causes of temporal changes in transparency. the results show that: 1) variations in transparency are highly correlated over the entire area, but there is a gradient in means and variability in the direction perpendicular to the coast; 2) there are no long term trends for increase or decrease in the water clarity at any of the stations; 3) most of the variance of transparency is contained in the seasonal frequency band; 4) over the same time period sewage discharge has significantly increased and suspended solids decreased; 5) most of the variance of these human-caused properties is in the interannual frequency band; (6) there is no correlation at any time-lag between water clarity and suspended solid discharge or flow. These results lead to the conclusion that these anthropogenic properties are not affecting transparency, while natural factors such as seasonality and distance from coast do.     

太湖五里湖背角无齿蚌体内滴滴涕和六六六的残留

作为建立淡水"贝类观察"体系的初步尝试,选定2003年3月采自太湖五里湖水域的背角无齿蚌(Anodonta woodiana)为研究对象,测定其体内滴滴涕(DDT)和六六六(HCH)含量.除β型外,α型、γ型和δ型HCH异构体及p,p'-DDE,o,p'-DDT,p,p'-DDD,p,p'-DDT均在蚌样本中明显检出.∑DDTs湿重含量5.86～14.13 ng·g-1[平均(9.27±3.04) ng·g-1],高于∑HCHs湿重含量2.45～6.46 ng·g-1[平均(4.00±1.22) ng·g-1].p,p'-DDE、p,p'-DDD与α型、γ型HCH异构体分别为∑DDTs和∑HCHs的优势组分,说明太湖五里湖水域目前DDT的污染源可能很少,但存在较明显的新输入HCH.各蚌样的残留水平没有超过农业部、美国食品与药品管理局(FDA)和联合国粮农组织(FAO)颁布的最大限量.     

太湖不同湖区生态系统健康评价方法研究

基于长期的监测资料,计算了表征湖泊生态系统健康的系统能(Ex)、系统能结构(Exst)和生态缓冲容量(|β|)指标,以及湖泊营养状态指数(Its)。结果表明,太湖不同湖区生态系统健康状况差异明显,1998—2001年太湖典型湖区健康状况由好到差的相对顺序为:东太湖、贡湖和湖心区、梅梁湾、五里湖。在此基础上,提出了富营养化浅水湖泊生态系统健康指标阈值和湖泊系统能量健康指数(IEx)及其健康状况分级。经2002、2003年太湖不同湖区实测检验表明,所提出的湖泊系统能量健康指数及其健康状况分级适用于评价太湖不同湖区生态系统健康的区域分异状况。     

流速对太湖铜绿微囊藻生长的影响

通过室内模拟试验研究了不同流速条件对太湖水中铜绿微囊藻生长的影响.结果表明:在温度为25 ℃、[光]照度为3 300 lx、光暗比为10 h: 14 h的条件下,流速在0～75 cm·s-1范围内,适合藻类生长的最佳流速条件为u=30 cm·s-1,当流速u＜30 cm·s-1或u＞30 cm·s-1时,藻类生长均受到不同程度的影响.尤其当流速u≥50 cm·s-1时,藻类生长受到明显限制,数量无明显增加.     

太湖藻类抗逆性的初步研究

分析太湖鲜底泥和干底泥中活体藻类的种类和数量,以及几种太湖水华优势藻类经过低温、低光处理后的变化,探讨了太湖水华中的优势藻类对湖泊不良环境的适应。研究结果表明,在鲜底泥中检测到11种活体藻类。经低温(5~6℃)处理的底泥中检测到8种活体藻类,总细胞密度为2100个·mL-1,比常温(10~28℃)下保存的底泥中的活体藻类种类(4种)更多,总细胞密度(1090个·mL-1)更高。长期干旱处理也不能使底泥中的藻类完全失去生命力;经过低温、无光处理7个月的微囊藻(Microcystisaeruginosa)和斜生栅列藻(Scenedesmusobliquus)依然保持良好的生长能力,只是微囊藻的对数生长期比对照出现的晚一些。它们在湖泊中广泛存在,在水华中的爆发的特性是与它们对不良环境的适应性和抗性密切相关的。     

太湖不同湖区生态系统健康评价方法研究

基于长期的监测资料，计算了表征湖泊生态系统健康的系统能（Ex）、系统能结构（Exs1）和生态缓冲容量（｜β｜）指标，以及湖泊营养状态指数（Its）。结果表明，太湖不同湖区生态系统健康状况差异明显，1998-2001年太湖典型湖区健康状况由好到差的相对顺序为：东太湖、贡湖和湖心区、梅梁湾、五里湖。在此基础上，提出了富营养化浅水湖泊生态系统健康指标阈值和湖泊系统能量健康指数（IEx）及其健康状况分级。经2002、2003年太湖不同湖区实测检验表明，所提出的湖泊系统能量健康指数及其健康状况分级适用于评价太湖不同湖区生态系统健康的区域分异状况。