消浪工程对太湖底泥再悬浮及营养盐释放的影响

为了解863消浪工程对太湖底泥再悬浮及营养盐释放的抑制作用,于2005年7月15～17日在工程区投放悬浮物捕获器测定沉积物的再悬浮通量,并分层采集水样进行水体营养盐浓度的垂向分布研究。16日平均风速3 m/s时,测得的再悬浮通量上层最大值为7.22 g/d·m2,下层最大值为41.8 g/d·m2;17日平均风速5 m/s时,测得的再悬浮通量上层最小值24.7 g/d·m2,下层最小值为48.4 g/d·m2,沉积物再悬浮通量与风浪扰动强度关系密切。对比消浪工程区内外沉积物的再悬浮通量表明,消浪工程能够显著减弱风浪对底泥的扰动,抑制沉积物再悬浮,减轻营养盐的内源释放通量。实验结果还表明,太湖水体悬浮物浓度越高,悬浮物的有机质含量就越低,相应地,单位悬浮物中磷的含量也越低。随着风浪扰动的持续和增强,尽管能够将更多的沉积物间隙水中的溶解性磷带入水体,但是,野外观测中发现水体溶解性的磷含量并未相应增高甚至降低,这可能是由于水体中悬浮物浓度越高,对水体溶解性磷的吸附能力也越高,从而使得水中溶解性磷的含量增高不显著甚至降低。     

太湖底泥中多氯联苯的特征与环境效应

分析了太湖底泥中6种PCB同系物（PCB28、52、101、138、153、180）,其中含量最高的为PCB52,平均为0.983 ng/g,最低为PCB138,平均为0.104 ng/g。表层底泥中,检出率最高的为PCB101,达100%,最低为PCB180,只有58.3%。太湖底泥的多氯联苯含量与底泥中有机质和营养元素几乎不相关,表明大气沉降可能是多氯联苯的重要来源。根据沉积物有关风险评价标准,太湖底泥测定的PCB总量尚未达到毒性评价的低值。尽管底泥中PCBs含量不高,但在底栖生物中可以富集,并通过食物链逐级传递,因而其潜在的危害性仍不容忽视。     

太湖五里湖底泥污染特性研究

五里湖是太湖污染最严重的水域。为对其治理提供依据,在该湖区设置了4个采样点,对底泥的表层样、柱状样、间隙水样和上覆水体作了重金属和营养盐分布测试,并作了数据统计分析。结果表明：以地积累指数评价,五里湖底泥的重金属污染程度为轻度,总体可达到《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）三级标准,根据超出背景值的倍数分析,五里湖重金属含量顺序为Cu>Cd>Pb>Hg>As>Cr。重金属含量表层（0～5 cm）相对较低,第二层（5～10 cm）和第三层（10～20 cm）是主要的污染沉积层,这与底泥沉积特征是相对应的。表层底泥总氮、总磷和有机质含量较高并具有明显的相关性,相关系数介于0.757 6～0.862 2之间,显示了污染物质的同源性。表层底泥和间隙水中营养盐含量明显高于湖水,相对于湖水呈可释放状态,是湖体内源污染之一。     

太湖湖滨带浮叶植物菱(Trapa quadrispinosa Roxb)对氮素再悬浮的影响

大型浅水湖泊沉积物的再悬浮是湖泊生态系统的重要过程之一,也是影响湖泊内源负荷的主要因子之一。大型水生植物在抑制沉积物再悬浮方面有重要作用。通过测定浮叶植物生长区内外的沉积物再悬浮速率、沉积物总氮含量和水中总氮浓度,探讨太湖湖滨带浮叶植物菱（Trapa quadrispinosa Roxb）对沉积物中氮素再悬浮的影响。研究结果发现菱对沉积物的再悬浮有良好的抑制作用,在研究期间,菱生长区内的平均沉积物再悬浮速率为218.46 g dw m-2d-1,生长区外为658.13 g dw m-2d-1。随着沉积物的再悬浮,在生长区内平均每天每平方米有719.63 mg N（每年每平方米262.66 g）被带入水中,在生长区外相应的数字为1 536.14 mg（每年每平方米560.69 g）。另外在研究中发现上层沉积物总氮含量受风浪影响较大,与沉积物再悬浮速率呈负相关。恢复浮叶植物能有效控制湖泊沉积物再悬浮,降低湖水氮负荷。     

船舶螺旋桨射流对湘江河床底泥扰动影响分析

船舶航行时螺旋桨产生的射流会对河道水流产生扰动,这种扰动是否能引起河床底泥的再悬浮需要更深入的论证分析。通过对比分析螺旋桨射流发展规律的研究成果,以湘江典型河段为研究对象,结合实船测量结果和此段河流地质资料,探讨了螺旋桨射流对湘江长株潭段河床底泥扰动的影响,并对此段河床底泥起动和悬浮条件进行了理论分析。结果表明:在周围环境流速较低的条件下,螺旋桨射流初始速度、河床水深及泥沙粒径是决定泥沙是否运动的主要因素。湘江长株潭河段已基本库区化,大部分河道平均水深远大于航道的标准水深2.8 m,河床泥沙平均粒径大于0.87 mm,其中细颗粒泥沙很少,由于螺旋桨射流断面平均流速小于泥沙起动流速,悬浮指标计算值远大于4,因此可以判断船舶正常航行在该段河流时底泥难以起动和再悬浮。     

河口泥沙再悬浮对悬沙中重金属元素的影响

基于1997年3月9日和7月27日长江口南槽定点连续观测资料。分析了河口泥沙再悬浮对重金属元素的影响。研究结果表明，在长江口南槽，近底悬沙浓度和悬沙中重金属含量均随时间变化而变化，且两者具有良好的对应关系；因子分析结果显示对所有金属元素都占绝对优势的F1因子为泥沙再悬浮，泥沙再悬浮现象对本次观测中近底泥沙中重金属含量变化起主导作用。泥沙再悬浮一方面会导致悬沙和床沙的混合。另一方面有可能导致重金属从泥沙中向水体中再释放，在长江口南槽，枯季近底悬沙中重金属含量的变化主要缘于悬沙、床沙的混合；而洪季除悬沙和床沙混合之外，还存在泥沙再悬浮过程泥沙中重金属的释放，这可能与洪季高水温、低溶氧等环境因素以及强烈的水动力条件有关。     

河流底泥冲刷悬浮对水质影响途径的实验研究

进入天然水体的大部分污染物会在河流，湖泊底部形成富含各种污染物的沉积物层，在一定的水流流速及紊动作用下发生底泥冲刷及再悬浮。大量的污染物被重新释放出来造成河湖水体的二次污染，这种情况是外源污染得到治理后影响水质的主要因素。建立这种影响条件下的水质模型需要对沉积物的污染释放机理有充分的认识。采用富含污染物的天然河湖底泥，通过衡温静态培养等手段，在不同的水力条件。瞬彰服，连续悬浮和静止状态下，研究了污染物的释放，并对实验结果进行了分析。确定了底泥冲刷悬浮影响水质的主要途径，即在底泥间隙水污染物浓度接近平衡时，其与上层大水体的混合作用是影响水质的主要作用，其次是下部底泥的静态释放，而悬浮颗粒的污染物扩散释放作用则较小，这为底泥冲刷悬浮影响下的水质模型的建立提供了理论依据。     

底泥悬浮对营养盐释放和水华生长影响的模拟

通过室内模拟实验研究了扰动引起的太湖底泥悬浮对水体氮磷营养盐和蓝藻水华的影响,其中底泥和上覆水均来自太湖,扰动强度以悬浮物浓度表示。实验监测了底泥扰动过程中以及扰动停止后48 h之内水体氮磷营养盐和叶绿素a的变化,采样间隔为6 h。实验结果表明,扰动明显增加了水体中总氮、总磷、活性磷等含量,但是可溶性无机氮的增加不明显,叶绿素a含量没有出现明显的增长。水华没有出现明显增长很可能是氮限制的原因。由此推测太湖一次风浪扰动过程引起的底泥营养盐释放不一定就能够加剧蓝藻水华的暴发。底泥中释放的营养盐对蓝藻水华的影响需要进一步研究     

太湖水质的时空分异特征及其与水华的关系

在大量调查数据的基础上,分析了太湖水质的时空分异特征,探讨了太湖不同湖区、不同季节水质差异的原因。研究结果显示：北部的入湖河口区、几个湖湾、湖心区、西南湖区、东部湖区水体的透明度、高锰酸盐指数、氮、磷、叶绿素等富营养化指标差异显著。入湖河口区的高锰酸盐指数和营养盐含量高于南部湖区数倍,也明显高于北部湖湾区,这反映出太湖西北部入湖河道污染对太湖影响显著。不同季节太湖水质指标也差异显著,冬春期(12～次年5月份)水体的氮含量高于夏秋季(6～11月份)近1倍。水质季节性的显著差异进一步说明了外源输入对太湖水质的影响。研究表明太湖水质的时空异质性既受太湖湖泊形态特征本身的影响,也更多受到外源污染的影响,解决太湖的蓝藻水华问题,首先要在太湖的外源污染控制方面取得突破.     

苏州河环境整治二期工程水质影响数值模拟

简述了苏州河概况、苏州河环境综合整治工程和一期工程所取得的成果,提出二期工程重点。为论证二期重点工程及其目标的合理性和可达性,应用苏州河水系水动力水质模型对二期工程措施的水质影响进行了数值模拟,模拟方案包括截污、底泥疏浚、综合调水等。通过计算和分析对二期工程目标的设定进行了论证,结果表明,二期工程实施后,苏州河水质总体上可以实现既定目标。     

太湖梅梁湾水源地示范区水质改善初探

基于改善环境、恢复生态系统的思路,在太湖梅梁湾水源地实施了旨在恢复水生植物的环境改善和生态修复工程。通过2003 年8月开展的本底调查及2003年9月~2004 年11 月的水质监测资料,对太湖梅梁湾水源地水质改善示范区水质的时空变化趋势和质量状况进行了研究与评价。结果表明,工程实施前示范区内各点位的透明度、总氮、氨氮、总磷、叶绿素a等指标均超标,水质为Ⅳ Ⅴ类,表现为富营养化水平;各项工程措施实施后水质有了明显改善,溶解氧明显升高,全年较2003年8月份升高34%,夏季较2003年8月也升高了17%,10个点透明度平均由0.29 m提高到0.35 m,增加了21%,强化净化区较外围区提高0.05 m。但是,上述水质改善仅是生态工程物理效应的结果,由于水生植物尚未恢复,因此,有些指标的改善并不明显,如叶绿素等。但在可以预见的将来,在水生植物得到恢复后,其水质改善的趋势将更加明显。     

太湖流域水环境演变与人类活动耦合关系

太湖流域水环境与人类活动之间存在相互制约、相互作用的关系。从 2 0世纪 6 0年代起 ,随着经济的发展、工业化与城市化进程的加速 ,流域水环境不断恶化 ,具有表征意义的太湖水体的TP ,TN ,COD浓度不断上升。本文把环境演变的人文驱动因素归纳为人口发展、经济发展、城市化、土地利用等 ,将其与太湖流域水环境耦合 ,得出探讨性结论 :太湖流域人类活动与水环境之间的互动关系大致经历了干预、干预—弱制约、干预—制约、干预—强制约四个阶段 ,每个阶段对应着不同的人类活动特征。流域水环境恶化经历了几十年 ,而水环境修复则需要人类更长时期的共同努力     

太湖水体中悬浮物研究

为了全面了解太湖水中悬浮物的物质组成、变化规律,选取了太湖站近10年来各测点的连续观测资料及2次定点观测资料,分析了太湖水体中悬浮物的无机和有机颗粒成份、时空分布、垂直变化、与风速、风向的关系以及与重要光 学参数的关系。研究结果表明：太湖悬浮物中有机物大概占30%;浓度大小的湖区分布大致是：湖心区＞河口区、梅梁湖、贡湖、五里湖＞东太湖;悬浮物浓度的季节变化是：湖心区冬季、春季＞秋季＞夏季,东太湖冬季＞春季、夏季、秋季,其他湖区则没有明显季节变化;垂直分布是：深层＞表层并且底泥悬浮的临界风速在5~6.5 m/s之间;悬浮物浓度的增加是引起湖水透明度降低和光学衰减系数增大的主要原因。     

太湖蠡湖浮游植物群落特征及其对水质的评价

2007年冬季（1月30日）和春季（3月27日）对太湖蠡湖进行两次全面调查。采用种类相似性指数、优势指数、多样性指数和污水生物系统等多项生物学指标分析浮游植物群落特征;并结合理化指标评价蠡湖水质营养状况。结果表明：蠡湖共检出浮游植物8门,88种;其中以绿藻门种类最多,共48种,占总种数的5455%;硅藻门次之,共15种,占总种数的1705%。两次调查中各个站位的优势种均为绿藻门种类,其中冬季的优势种为小球衣藻〖WTBX〗（Chlamydomonas microsphaera）〖WTBZ〗,优势指数变化在7143%~9628%,春季优势种为小形平藻〖WTBX〗（Pedinomonas minor）和小球藻（Chlorella vulgaris）〖WTBZ〗,优势指数变化在6702%~8259%,优势种非常明显。浮游植物相似性指数测算结果显示,冬季和春季的浮游植物种类组成差异很大,相似性指数仅为030。同时,生物学评价显示,蠡湖冬季水质劣于春季,与化学评价结果相一致;但从评定级别看,生物评价认为,2007年冬、春季节蠡湖水质分别处于重污染和中度污染状态,较化学评价的污染程度重,显示出两种方法的差异性。     

西太湖区域水环境容量分配及水质可控目标研究

西太湖流域产业、人口集聚,水环境污染一直以来是该区域经济可持续发展的制约因素之一,利用2010年的监测数据对西太湖主要入湖河流及湖体的水环境状况进行了分析,通过对研究区域工业点源、城镇和农村生活源、农田面源和畜禽水产污染源排污的分布情况调查,并计算了入河污染物量;利用构建的西太湖区域水量水质数学模型,估算了区域水环境容量,依据水环境功能区的水质目标与水域面积分配到了各市/区,在充分调查现有与规划的各类型污染源总量控制工程措施的基础上,量化出具有空间分布的流域污染削减率,并提出水质可控目标。结果表明:太湖湖体受总氮污染影响总体水质劣于Ⅴ类,研究区域主要入湖河流基本处于Ⅳ类,氨氮超标最严重;进入水体的COD为25 410.2 t/a,氨氮2 795.4 t/a,总氮4 646.4 t/a,总磷313.8 t/a,其中城镇生活源污染物入河量所占的比例最大,各类污染物均在35%~50%,尤以宜兴市和常州武进区负荷较大;各控制单元进入水体的污染物量基本都超过了水环境容量,近期各市/区COD、氨氮、总氮和总磷的削减率分别为8.0%~56.0%,8.0%~62.1%,6.0%~41.8%,8.0%~59.9%,远期污染物削减率更高;最终通过模型推算,定出西太湖湖体各污染因子的可控目标,2015年,COD、氨氮、总氮和总磷分别为4.50、0.80、3.50和0.08 mg/L,2020年进一步达到4.50、0.60、3.00和0.07 mg/L,为西太湖总量控制提供科学依据。     

苏南太湖地区乡镇工业水污染综合防治研究

分析了苏南太湖地区迅猛发展的乡镇工业对水环境造成的污染,并提出了综合防治对策和意见:①利用水环境容量,合理布局乡镇工业;②合理调整行业结构;④积极开展生产全过程的排污控制;④认真进行废水治理,切实加强环境管理。     

太湖水质的时空分异特征及其与水华的关系

在大量调查数据的基础上,分析了太湖水质的时空分异特征,探讨了太湖不同湖区、不同季节水质差异的原因。研究结果显示：北部的入湖河口区、几个湖湾、湖心区、西南湖区、东部湖区水体的透明度、高锰酸盐指数、氮、磷、叶绿素等富营养化指标差异显著。入湖河口区的高锰酸盐指数和营养盐含量高于南部湖区数倍,也明显高于北部湖湾区,这反映出太湖西北部入湖河道污染对太湖影响显著。不同季节太湖水质指标也差异显著,冬春期(12～次年5月份)水体的氮含量高于夏秋季(6～11月份)近1倍。水质季节性的显著差异进一步说明了外源输入对太湖水质的影响。研究表明太湖水质的时空异质性既受太湖湖泊形态特征本身的影响,也更多受到外源污染的影响,解决太湖的蓝藻水华问题,首先要在太湖的外源污染控制方面取得突破.