江苏省浅水湖泊表层沉积物中重金属污染特征及其风险评价

为揭示江苏省浅水湖泊表层沉积物重金属污染特征,采集江苏省8个浅水湖泊的表层沉积物,测定了8种重金属的含量,并利用地积累指数法和潜在生态风险指数法对沉积物重金属的污染现状以及潜在生态风险程度进行评价。结果表明:江苏省8个浅水湖泊表层沉积物中Mn、Zn、Cr、Ni、Cu、As、Cd、Pb的平均含量分别为634~1 031、66~138、76.0~97.5、39.2~56.3、25.2~50.1、9.9~27.1、0.15~2.98、24.6~51.6mg/kg。地积累指数法评价结果表明,Cd是江苏省8个浅水湖泊表层沉积物中最主要的污染物,Zn、Cu、As、Pb、Ni在一些湖泊为轻度污染,Mn和Cr处于无污染水平。Hkanson潜在生态风险指数法评价结果显示,各湖泊综合潜在生态风险程度的高低顺序为:长荡湖石臼湖白马湖滆湖高邮湖洪泽湖澄湖骆马湖,长荡湖达到严重生态风险水平,石臼湖存在重生态风险,白马湖与滆湖处在中等生态风险水平,而骆马湖、洪泽湖、高邮湖以及澄湖重金属污染则处于低生态风险水平。     

太湖蓝藻水华灾害程度评价方法

通过对太湖蓝藻水华灾害分析,借鉴赤潮灾害评价指标,采取蓝藻水华面积和Chla浓度作为灾害程度分级评价指标,应用层次分析法确定权重,结合隶属度函数,采用模糊综合评价建立太湖蓝藻水华灾度分级评价方法,定量描述蓝藻水华灾害程度.结合2008年太湖蓝藻水华灾害事件对该方法进行验证.结果表明,2008年太湖蓝藻水华灾害规模主要为小型、中型和大型,无重大和特大蓝藻水华灾害发生;其中小型蓝藻水华灾害在各月都有分布,中型和大型蓝藻水华灾害主要分布在5月和7~9月.评价结果表明该方法具有一定的科学性和适用性.     

鄱阳湖枯水水位及流速时空分布模拟

大型通江湖泊鄱阳湖水文节律独特,水位和流速是其生态系统功能维持的关键因子。为探究其水位和流速时空特征,基于EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)模型,利用五河及湖口水文数据、气象数据及湖底高程作为输入条件,模拟出鄱阳湖的枯水水文统计年(2010-07-01~2011-06-30)水位和流速时空变化过程。模拟结果表明:(1)星子等4个站点拟合程度较好(r20.85),达到了复杂湖库水动力模拟的精度。(2)高水位期,湖区水位空间分布无明显差异,水深直接受湖底高程影响,自上游至下游呈逐级递增;低水位期,鄱阳湖水位在空间上出现明显差异,湖区外缘水位至入江水道逐级递减,水深分布空间差异不大,仅入江水道处水深明显高于其他水域。(3)流速也包括一系列时空变化特征,如高水位时期流速小于低水位时期;除大水面时期外,深水道流速大于主湖区;高水位时期上游流速略高于下游,但其他月份,北部入江水道流速均大于南部湖区等。(4)流速与水位关系密切,且不同水位对应流速大小及分布有所差异。鄱阳湖枯水水位和流速模拟分析可为大型湖库枯水水情管理提供科学参考和辅助决策支持。     

太湖流域养殖池塘的氮磷污染负荷估算

太湖流域平原区河网密集、渔业发达,其中池塘养殖是渔业的主要模式,而养殖池塘的污水排放是其周边河湖富营养化与蓝藻水华的重要原因之一,因此,精细化估算流域养殖池塘的氮磷污染负荷,对区域氮磷污染来源的精准解析与科学防控具有重要意义。以太湖流域养殖池塘为研究对象,通过解译2019年的高分辨率遥感影像,获取养殖池塘的空间分布,同时发展了基于归一化植被指数区分养殖池塘类型的方法,估算了两种类型养殖池塘(鱼塘和虾蟹塘)的面积与分布;采用氮磷污染排放系数法,估算了养殖池塘的氮磷污染负荷,分析其空间差异。研究结果表明:2019年,太湖流域养殖池塘总面积为1 308.6 km²,其中鱼塘872.6 km²,虾蟹塘436.0 km²,养殖池塘氮排放量为11 013.5 t,磷排放量为1 626.8 t。养殖池塘污染负荷空间分布和养殖池塘规模分布比较一致,太湖南部的湖州市辖区、吴江市和德清县是养殖池塘氮磷污染较为严重地区,其氮污染负荷分别为1 214.8、1 004.4和792.2 t,磷污染负荷分别为179.7、146.3和117.7 t,主...     

太湖流域土地利用变化及洪涝灾害响应

根据1986年和1996年土地资源调查和土地详查资料,分析了太湖流域土地利用的数量变化和空间变化,揭示了该区土地利用变化的幅度、速度、区域差异,以及土地利用变化的驱动力。根据1991年汛期(5～9月)降雨,分别计算了1986、1996年下垫面状况下的产水量,比较了二期产水数量和空间分布的差异,分析了20世纪90年代以来流域水位连续偏高的原因,进而分析洪涝是如何对土地利用的变化作出响应的。太湖流域土地利用变化的特征是耕地面积快速减少和建设用地迅速增加,土地利用变化的驱动力是政策因素、经济发展和人口增长。太湖流域10年间土地利用变化使流域产水量增加,洪涝过程缩短,增加的产水分布在流域的上游,加重了流域的洪涝灾害。     

含磷基材固化/稳定化铅污染土的铅形态演化和浸出特性

采用过磷酸钙-水泥(SSPC)及水泥(OPC)固化稳定铅(Pb)重金属污染土。通过无侧限抗压强度(UCS)、毒性浸出(TCLP)试验研究了铅污染土固化体的力学和浸出特性,并通过形态提取(BCR)分析了固化体中铅赋存形态,结合重金属形态分布特征,运用风险评价编码法(RAC)评价了重金属的潜在风险程度。试验结果表明:过磷酸钙-水泥(SSPC)和水泥均可显著降低固化体中铅浸出特性,过磷酸钙-水泥(SSPC)固化体的浸出浓度远低于水泥固化体,当过磷酸钙添加量分别为5%和10%时,固化体中铅浸出浓度低于GB/T 5085. 3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》。形态提取试验表明:水泥(OPC)和过磷酸钙-水泥(SSPC)均可促使Pb从活性态(弱酸提取态)向较稳定态(可还原态、残渣态)转化,但过磷酸钙-水泥(SPCC)固化体中残渣态Pb的含量较高。基于改进BCR法获得F1(弱酸态)的基础上,运用风险评价编码法评价了固化后污染土中铅的生态风险等级,对比未固化土,生态风险等级大幅降低。     

太湖蓝藻水华灾害风险分区评估方法研究

通过对太湖蓝藻水华灾害风险分析,构建太湖蓝藻水华风险评估指标体系,结合风险评估概念,建立太湖蓝藻水华灾害风险评估方法.在此基础上,以2008年为基准年,结合太湖9个分区,评估各湖区蓝藻水华灾害危险性、易损性、脆弱性和综合风险.结果表明,综合风险最大的区域集中在太湖的北部,尤其作为水源地的贡湖风险最大,为重度风险;竺山湖、梅梁湾和西部沿岸由于其危险性较大,而总体风险较大,为中度风险;其他湖区风险较小,胥湖、南部沿岸和大太湖为轻度风险;太湖的东南部湖区箭湖东茭咀和东太湖由于水体富营养化程度较低,植物覆盖率较高,蓝藻水华发生危险性较小,综合风险指数较小,为轻微风险.     

流域生态风险评估方法研究——以太湖流域为例

在分析流域生态风险发生机理的基础上,根据风险评估框架,从风险评估三要素风险源-生境-受体出发,构建了危险度-脆弱度-损失度流域生态风险评估技术体系,主要包括综合模型的构建、指标体系选取、等级体系划分与评估单元确定等内容,并以太湖流域为例进行实证分析, 结果表明:太湖流域生态风险整体以中等风险为主,呈升高趋势,与2000年相比,2008年高、较高生态风险所占面积比分别增加了0.39%和5%.实证分析基本验证了模型及方法的科学性和可操作性.     

太湖流域西部圩区陆地生态系统维持和调节功能量化评估

圩区是南方平原水网地区一种重要的地理单元,圩区陆地生态系统维持和调节功能的研究对于圩区内的土地利用优化、生态环境保护与恢复等都有重要的意义。研究选取太湖流域西部地区的圩区,采用物质量评估的方法,对陆地生态系统的水量调节、净化环境、土壤保持和生境维持等4 种类型的生态服务功能进行了量化评估,研究结果表明：①圩区陆地生态系统年可调节水量43.71×10⁸ m³,削减总氮6 079.72 t,削减总磷734.99 t,保持土壤150.76×10⁴ t,景观综合指数介于0.96~1.11 之间,体现出较大的服务价值;②圩区陆地生态系统维持和调节功能的总量和单位面积量在空间上都存在差异性。从总量来看,宜兴、溧阳和金坛各市区较高,武进、丹徒和丹阳的服务功能总量较低,地形及水系分布是造成这一差异的主要原因;从单位面积的服务功能量来看,丹徒和丹阳较高,金坛、溧阳和宜兴处于一般水平,武进最低,圩区内土地利用方式的不同是造成这一差异的主要原因;③圩内生态系统服务功能的管理和恢复应参考服务能力大小,因地制宜区别对待。生态服务功能较强的市区,应发挥其生态功能的优势;生态服务功能较弱的地区,应采取一定的措施对其生态服务功能进行恢复;④研究成果对于圩内生态环境保护与恢复、土地利用结构优化等也具有参考价值。     

基于二维湖泊藻类模型的洪泽湖藻类空间动态模拟

将洪泽湖分为北、东、西3区,基于二维湖泊藻类模型构建洪泽湖藻类空间动态模型.利用水文、气象、水质数据初始化模型、设定边界条件,并用2012年逐月叶绿素a实测浓度校正模型参数,模拟出洪泽湖2012年叶绿素a浓度连续变化过程.从时间维度看,叶绿素a浓度变化多呈“双峰型”趋势,分别在4月和8月左右出现峰值;湖心和出湖口站点呈单峰型或无明显峰值;颜圩站点出现多个浓度峰值.从空间维度看,西区叶绿素a平均浓度最低且空间差异不明显;北区因湖水流动性差,浓度分布均匀,且靠近湖岸地区浓度较高;东区叶绿素a浓度受过水通道影响较大,空间差异显著.虽然受大型浅水湖泊模拟不确定性等因素影响,个别点位模拟误差偏高,但不会影响整体分析结果,模拟结果具有较高可信度.