武汉城市湖泊环境地球化学研究--以东湖为例

选择武汉市具有代表性的城市湖泊——东湖，进行湖泊底积物及湖水的环境地球化学研究，主要研究了湖水电导率(Ec)的变化趋势和湖泊底积物中重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Hg等元素含量的变化规律，最后得出：武汉东湖已经开始受到重金属污染，重金属污染是人类活动直接影响的后果。     

城市化对湖泊和港湾环境的影响

全球经济的发展必然经历工业化和城市化。在城市化过程中 ,不可避免地产生工业和生活垃圾。这些垃圾不仅污染土地 ,也污染河流和湖泊 ,特别在湖泊和港湾中 ,由于水流速度变缓 ,污染物容易随着沉积物沉淀下来。又由于气候变化和人类活动 ,湖泊和港湾的沉积物会再次释放污染物而污染水体。这些污染物主要是过量的氮、磷、有毒有机物和重金属 ,由于经济和人文环境的不同 ,在不同地区污染程度有差异 ,目前在发展中国家较为严重。针对这些污染 ,人们用机械的、化学的和生物的方法来治理湖泊和港湾的污染 ,但根本上要从源头控制污染———减少污染物的排放     

让江河湖泊休养生息

编者按:湖泊是淡水资源的重要载体,也是非常脆弱的生态系统.随着工业化和城镇化进程的不断发展,人类活动对湖泊的影响日日益加,湖泊的污染和富营养化也逐渐严重,保护湖泊资源已经成为世界各国面临的重大挑战.     

鄱阳湖流域人为氮磷输入演变及湖泊水环境响应

人类活动导致的氮磷营养盐富集是我国湖泊富营养化问题形成的重要驱动力.鄱阳湖是我国最大的淡水湖泊,随着流域经济社会的迅速发展,湖体营养盐水平上升,降低了鄱阳湖及长江中下游地区的水环境质量.然而,人类对鄱阳湖流域氮磷输入的影响程度尚不明确,湖体氮磷浓度与流域人为氮磷输入的关系也缺乏定量研究.因此,本研究基于人为净氮输入模型(NANI)、人为净磷输入模型(NAPI)和多元统计回归模型,评估了鄱阳湖流域1949—2013年人类活动导致的氮磷输入量,构建了人为氮磷输入与湖泊氮磷浓度的响应模型.结果表明,研究期内鄱阳湖流域的人为净氮输入和人为净磷输入分别增长6倍和15倍,化肥施用是20世纪80年代以来的主要增长因子;鄱阳湖氮磷浓度与流域人为氮磷输入显著相关,根据多元回归模型的可决系数,NANI可解释88%的湖体TN浓度变化,NAPI和湖泊平均水位可解释64%的TP浓度变化.提高氮磷的循环利用率同时维持湖泊生态水位对于降低鄱阳湖富营养化水平具有重要意义.     

洱海流域乡镇尺度上人类活动对净氮输入量的影响

人类活动引起的氮素过量输入已经成为引起水体富营养化及其他生态危害的主要原因.为了研究人类活动对流域氮素的影响,本文基于洱海流域16个乡镇行政单元的统计数据,考虑流动人口的影响,利用NANI模型估算洱海流域乡镇尺度的人类活动净氮输入量(net anthropogenic nitrogen inputs,NANI).结果表明,2014年洱海流域NANI总量为29.81×10~3t,单位面积输入强度(以氮计)为10 986 kg·(km~2·a)-1,显著高于我国平均水平.当地旅游人口带入的食品氮输入为0.26×10~3t,占到了流域居民食品氮输入的8%.从氮素的输入量的构成来看,肥料输入是最大的贡献源,占到了流域净氮输入的47%,其次为食品饲料的净氮输入.在空间分布上,乡镇单元的NANI分布呈现明显区域化特征,从流域整体上看呈现北高南低的特点.耕地或人口集中的乡镇NANI强度偏高,洱海流域具有较大的氮素污染风险.     

东湖沉积物重金属来源与人类活动相关性分析

城市化和工业化进程给城市湖泊带来了很高的重金属污染负荷。为研究湖泊重金属污染的来源以及人类活动对湖泊重金属污染的影响,以武汉郭郑湖为例,测定了沉积物中几种常见痕量重金属元素Co、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni的含量,并采用地累积指数法和归一化法对重金属污染物的污染程度和污染来源进行了分析。研究结果表明,溢流排污口处沉积物重金属污染程度较高,Zn、Cu和Pb的污染程度高于Co、Cr、Ni,为湖泊主要污染物。归一化法分析表明:Zn、Pb、Cu之间呈显著相关,均以人类活动输入为主要来源。在溢流排污口处Ni和Cr受人类活动影响较轻微,Co以自然来源为主;在湖心处Ni、Cr、Co均以自然来源为主。以上结果表明,对郭郑湖的治理应以Zn、Pb、Cu为主。     

人类活动对瑞典中部低地湖泊所造成的威胁之量化分析

该文利用瑞典乌普萨拉县143个汇水区的数据,对人类活动给湖泊生态系统造成的负面影响进行了评估,研究包括①技术性蚕食,即水坝、堤岸等建筑以及排水系统的影响;②污染,即富营养化、酸化和有毒物质的污染;③外地品种的引入;④物种种群的开发利用.陆地排水对湖泊生态系统造成的损害最严重,其次是有毒物质的污染,在较小程度上是外地品种的引入和富营养化.大多数湖泊遭受多种形式的干扰,造成了错综复杂的相互影响,这样要把现象和本质联系起来就非常困难.今后对湖泊的管理应对湖泊水系的所有干扰进行分析,还要用历史的观点看问题,目的是在分析保持生物多样性和生态系统可持续发展过程中能权衡威胁/损害.     

湖泊治理的中国创新:休养生息

水是生命之源,孕育了人类的文明。湖泊是淡水资源的重要载体,维持着自然生态平衡。然而,随着工业化和城镇化进程的不断发展,人类活动对湖泊的影响日益加剧,使湖泊这一生态系统变得越来越脆弱,湖泊污染与治     

滇池流域硝酸盐污染的氮氧同位素示踪

滇池流域硝酸盐污染严重,厘清其来源对硝酸盐污染治理至关重要。本研究在滇池流域收集河水、湖水、井水、雨水样品,分析了无机氮浓度和硝酸根氮、氧同位素比值。总体上,硝酸盐浓度变化范围较大,从低于检测限到高达13.44mg-N/L,显示流域硝酸盐污染存在较大的空间差异。最高浓度出现在流域南部农田区的井水中,井水样品的氮、氧同位素数据大部分落在化学肥料和大气干湿沉降区,表明农业面源和大气输入对流域浅层地下水产生了污染,污染的浅层地下水又是湖泊水体的一个潜在污染源。流域内河流硝酸盐浓度变化范围较大,总体污染程度高于滇池湖泊水体,氮、氧同位素组成表明大部分河流中硝酸盐来自生活污水和人畜粪便。滇池水体的硝酸盐氮、氧同位素组成和河流的相似,说明人畜粪便和生活污水是主要来源。湖泊水体硝酸盐浓度从南向北有逐渐增加的趋势,这与滇池北部紧邻城区(生活污水)、流域南部主要为农田区(面源污染)的空间格局是一致的。总体上,滇池水体的硝酸盐主要来自城市生活污水,农业面源和大气输入。通过地下水途经进入湖泊主要发生在流域南部地区,具体的贡献份额还需要进一步的计算。     

乌伦古湖水量与水质变化特征及其环境效应

于2008年对乌伦古湖开展了湖泊水质水量及水生物资源的综合调查,获取了湖泊水量与水质的基本数据。在此基础上,根据湖区气候变化以及人类活动的特征,将乌伦古湖的变化归纳为4个时期:1956年以前为第一个时期,湖泊基本处于自然演化状态,湖泊的水位波动主要受气候变化影响,乌伦古河为主要补给河流;第二个时期为1956年至1970年,人类活动强度快速增加期,流域开发耗水,入湖水量减少,湖泊水位持续下降;1970年到1995年为第三个时期,在此期间,人类活动除了流域开发耗水有所增加外,乌伦古湖的水位波动主要与人类在湖区开渠建坝等活动有关;第四个时期为1995年以来,湖泊变化相对稳定,水利工程运行平稳且气候较为适宜,湖泊变化转入稳定期。然而,近年来,由于气候和人类活动的影响,湖泊处于较强烈的不稳定阶段。     

矿区湖泊水质富营养化研究模型及应用

湖泊(包括采矿塌陷积水水域),是地表水的重要组成部分。我国东部平原河川纵横,湖泊星罗棋布,随着煤炭工业的发展,人类活动日趋频繁,污染矿区湖泊水质的因     

浅析水生植物在改善湖泊富营养化中的作用

目前,武汉市大部分湖泊已经从中营养状态变为轻度或中度富营养化状态,2020年武汉市轻度富营养湖泊数量占比为59.70%,中度富营养湖泊数量占比为23.90%。湖泊富营养化的根本原因是水体中氮、磷含量超标,相关研究表明水生植物能有效吸收水体中的氮、磷等营养物质。因此,种植水生植物能有效改善湖泊富营养化状态。文章分析了湖泊富营养化原因及危害、水生植物对湖泊富营养化的改善作用,以及水生植物的种植条件等。     

西藏湖泊沉积物重金属元素特征及生态风险评估

为了探究青藏高原湖泊沉积物中重金属的来源以及对生态环境的危害,本文分析了青藏高原共18个湖泊的表层沉积物样品.微量元素Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Co、Ni、As含量采用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS,X-7series)测定,全氮全碳分析仪(Vario Max CN,Elementar,Germany)测定了湖泊沉积物中的总碳氮含量.18个湖泊沉积物中Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Co、Ni、As这8种重金属平均含量分别为24.61、70.14、0.26、25.43、74.12、7.93、33.85、77.69 mg·kg-1.西藏湖泊沉积物中元素含量都要高于南极,但与人类活动频繁地区的湖泊沉积物重金属含量相比却较低,并且除了Cd、Ni和As之外都要低于西藏土壤背景值.运用Pearson相关性分析和主成分分析法分析了湖泊沉积物中重金属元素的来源,结果表明Cu、Zn、Cd、Pb、Co、Ni、As受流域内土壤及大气沉降影响较大,而Cr主要受人类活动的影响.用Hakanson潜在生态风险指数进行生态风险评估并聚类分析的结果显示只有普莫雍错、龙木错和班公错的综合生态污染程度低,其他湖泊生态系统均有不同程度的潜在生态风险,别若则错具有最强的生态风险.     

不同类型湖泊沉积物中氮释放规律研究

通过对武汉市东湖子湖郭郑湖、庙湖以及南湖这3个不同类型的湖泊进行释氮模拟实验,结果表明:(1)在厌氧条件下,不同污染程度的湖泊中沉积物释氮作用均比较明显。为了抑制沉积物向上覆水释氮,控制湖泊富营养化,保持湖泊较高的溶解氧水平是必要的。(2)在厌氧条件下,高温对不同类型湖泊总氮和氨氮的释放均能起到促进作用。(3)沉积物与上覆水间污染物的浓度梯度越大,总氮和氨氮的释放速率与释氮量也越大,此时温度的影响不明显。(4)通过比较3类湖泊沉积物上覆水中总氮和氨氮两者的释放浓度可知,氨氮的释放贡献十分显著,因此控制氨氮的释放量对于控制湖泊氮释放量具有显著效果。     

瑞典中部法伦地区1000年铜生产对环境的影响

瑞典中部的法伦地区在铜生产过程中向大气中排放二氧化硫(SO2)和金属的历史至少有1000年.在17世纪,排放达到高峰,当时,法伦地区铜产量占世界铜供应量的2/3.因此,该地区为研究酸沉降和金属污染的长期效应,包括随后3个世纪降低二氧化硫排放和金属沉降的恢复提供了一个难得的机会.本文对当地二氧化硫的排放进行了1000年的回顾,估算了二氧化硫的大气浓度和干沉降,及对土壤和湖泊的酸化和金属污染.尽管长期以来二氧化硫的沉降超过了临界负荷,但土壤酸化仅局限于矿区西北和东南12km污染最严重的范围内.根据湖泊沉积物中的硅藻分析,14个湖泊中仅有8个为酸化型(0.4～0.8pH单位).可能是由于大量的硫酸盐仍然累积在土壤中,以及土地利用方式发生了变化,这些湖泊目前仍处于酸化状态.     

湖泊 POPS污染的来源与质量平衡

对湖泊POPS污染来源的调查与研究是了解湖泊POPS污染的最初,也是最重要的一项工作,对于制定相应措施消除污染源,控制湖泊POPS污染,具有重要的现实意义。而在此基础上开展的对污染物进出湖泊途径的质量平衡估算与研究,对于从动态上把握湖泊POPS污染的现状,乃至进一步讨论POPS在湖泊的分布、对湖泊生态和周边公众环境安全的影响,十分重要。     

滇池表层沉积物氮污染特征及其潜在矿化能力

利用滇池53个表层沉积物样品,研究了其不同形态氮含量及空间分布特征,探讨了滇池沉积物氮潜在矿化能力及其污染特征,以期揭示滇池沉积物氮污染影响因素及沉积物氮释放风险.结果表明:1滇池全湖表层沉积物总氮(TN)平均含量为3 515.60 mg·kg-1,其中草海北部疏挖区、盘龙江入湖口及海口入湖区域含量较高,宝象河河口疏挖区域TN含量相对较低;总有机氮(TON)含量较高,占TN的85.86%;溶解态无机氮(DIN)含量较低,占TN的14.10%,TON与TN空间分布趋势一致,而DIN则不同;与我国其他湖泊相比,滇池沉积物氮含量已经处于较高水平,其污染程度仅低于污染严重的城市湖泊;2滇池全湖表层沉积物潜在可矿化氮(PMN)平均含量1 154.76 mg·kg-1,占TN的32.90%,潜在释放风险较大;其中草海湖区、外海北部盘龙江入湖口湖区、中部洛龙河和梁王河入湖口湖区及白鱼口湖区显著高于其它湖区;目前滇池p H值有利于其沉积物氮矿化,有机质通过释放NH+4-N影响其沉积物氮矿化;污染较重的水域,滇池上覆水氮浓度受其沉积物氮矿化影响较大,而污染较轻水域,则受影响较小.     

湖泊水污染控制技术(上)

湖泊是地球重要的淡水资源和独特的生态系统,具有供给水量、满足水质、开发水能、承载生物、观赏水景等多种功能.为保障经济社会可持续发展发挥着极其重要的作用.然而,随着工业化和城镇化进程的不断发展,人类活动对湖泊的影响日益加剧,污染和富营养化严重,生态功能退化萎缩,已经引起世界各国普遍关注.     

从富营养化状态中复原：减少对瑞典四大湖磷输入的经验

自20世纪60年代以来,人们一直在研究随着输入的减少韦特恩湖、维纳恩湖、梅拉伦湖以及哈马伦湖中磷(P)和氮(N)的浓度变化.在前两个水更新速度较慢的深水、贫营养湖中,自70年代以来磷输入的急剧减少只是造成较长一段时间内磷浓度的少量减小.同时在水团中出现了非有机氮的积累现象,本文对这一现象的可能原因进行了探讨.在后两个中等营养到高营养的湖中,哈马伦湖中的两个浅盆地由于沉积物释放的氮而显示出恢复较慢.这两个盆地以及梅拉伦湖中的两个盆地有氮缺乏现象,特别是在磷输入减少之前的数年中、而且表明存在固氮现象.在梅拉伦湖的两个盆地中,湖内磷浓度的恢复与用于湖泊从营养物污染中恢复的IMSA模型相比较预期的要好.在其他的5个湖泊/盆地中,20年之后的叶绿素浓度与那些模拟的情况相比类似.     

湖泊富营养化防治研究与展望

对于因人类活动的影响，氮、磷等营养物质大量排入水体并在其中不断积累，引起部分藻类和水生生物过度繁殖，造成湖泊的富营养化现象。成为日益突出的环境问题。着重从控制外源输入、降低内源负荷、去除营养物等3个方面。对现有的湖泊富营养化防治措施进行了概括和比较，时今后可能的发展方向进行了展望，并提出了综合防治策略。