太湖蠡湖水体和沉积物中元素空间分布特征

通过对蠡湖上覆水和沉积物中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb元素的检测,并分析其空间分布特征。结果表明:上述8种元素在蠡湖上覆水中平均质量浓度为0.13μg/L~45.66μg/L,并总体呈现出东蠡湖高于西蠡湖、河口高于湖区的空间分布特征;在沉积物中质量比为0.28 mg/kg~88.21 mg/kg,并总体呈现东蠡湖普遍高于西蠡湖。元素生态风险评估结果表明:蠡湖上覆水中Cr、Ni、Zn、As、Hg不会产生毒性,Cd和Cu产生毒性的风险较小,Pb产生慢性毒性的可能性较大;沉积物中元素生态风险指数为69.31~292.46,处于低到中风险水平。     

基于气象条件的太湖湖泛预警研究

2007年5月与2008年5月太湖水域产生的湖泛主要是由蓝藻水华引发的,但是蓝藻水华单纯地在湖湾或岸边浅水区大量堆积并不一定引发湖泛。研究发现,2007年5月与2008年5月的湖泛现象存在相同的触发机制:3d以上时间维持高温(平均气温大于20℃),微风(平均风速小于4m/s),风向基本一致(风向平均绝对偏差小于20°);其后,冷空气过境使得风速短时增大,风向调转180°左右,气温迅速降低,并且这种气象条件持续1d以上。在此研究基础上,给出了切实可行的太湖湖泛预警方案。     

太湖浮游植物种类组成时空变化规律

从2010年的3月到2010年的10月,通过春、夏、秋3个季度的采样,对太湖东部的浮游植物种类组成及其变化进行渊查,发现浮游植物92属279种,太湖东部五个采样点位的浮游植物常见种季节变化明显,而各湖区浮游植物种类绀成空间变化较小。通过对太湖东部浮游植物种类组成的时空变化的规律的初步探索,为预警监测及水环境保护提供技术支持。     

微纳米气泡改善太湖入湖河道水质的工程实例研究——苏州南北华翔河水质改善工程为例

太湖入湖河道,在各级政府及部门的努力工作下,经过点源治理、截污、清淤、生态修复等综合手段治理,水质逐年好转,但还存在很大的提升空间,本研究采用微纳米气泡气液分散系统,对人湖河道水体进行原位净化处理,结果表明,CODMn、氨氮、总磷的平均去除率分别为36．8％、42．4％,49．1％。入湖水质达到国家地表水Ⅱ-Ⅲ类标准。     

特殊风场条件对太湖蓝藻水华迁移的影响研究

在高温、微风气象条件下,适宜蓝藻水华形成。在特殊非均一风场的驱动下,太湖蓝藻水华迁移过程与被均匀风场驱动有所不同。选取太湖典型风向进行分析,并采用三维水动力水质模型对表面非均一风场条件下的风生流流场及水质进行模拟,结果表明,在特殊非均一风场的驱动下,当太湖蓝藻浓度较高时,容易在西部湖区特别在竺山湖、梅梁湾湾内、岸边及湾口聚集,形成水华暴发,这有助于研究太湖污染物及蓝藻水华的输移及空间分布和机理。     

东太湖湖滨带近三十年生态环境变化遥感分析与评价

利用Landsat系列卫星遥感影像对东太湖湖滨带1984—2015年生态环境变化状况进行了解译与分析。结果表明,东太湖湖滨带生态环境变化明显,人类活动影响显著;水域湿地面积有一定上升,农田持续减少,建设用地扩张约1倍;湿地类别受水产养殖活动影响较大,20世纪90年代最为明显。2010年后环保部门推动落实生态修复、航道疏浚和清淤工程,有效改善了东太湖湖滨带的水生态状况。     

1987—2016年太湖总氮浓度变化趋势分析

基于可获取的太湖国控监测点位总氮监测数据,分析了1987—2016年太湖总氮浓度变化趋势。结果表明,近30年来,太湖湖体总氮浓度年均值在1.74~3.88 mg/L之间,总体呈先上升、后下降的波动变化趋势,1996年浓度达历史峰值;其变化具体可分为上升期、波动期、下降期三个阶段,约以10年为一个阶段。分湖区分析,西部湖区、北部湖区2000—2016年总氮年均浓度与全湖总氮浓度呈明显的正相关,为影响湖体总氮浓度的主要湖区。总氮多年月均值浓度变化显示,2000—2016年湖体总氮多年月均值年内呈较明显的季节变化规律,月均最大值、最小值分别出现在3月和9月。空间变化分析表明,西部湖区的宜武片区及南部湖区的湖州长兴片区为湖体总氮的两个污染扩散核心。湖体总氮主要受15条主要入湖河流汇入影响,这些河流总氮年均浓度整体高于湖体,是太湖总氮治理的重点。     

厌氧发酵产挥发性脂肪酸实现太湖蓝藻泥的减量与资源化

采用热碱预处理及厌氧发酵技术实现了太湖蓝藻生产挥发性脂肪酸(VFAs)。结果表明,热碱预处理(T=90℃,pH=12)可以促进蓝藻中的固相有机质溶于液相中,溶解性的化学需氧量(SCOD)、碳水化合物和蛋白质相比未预处理分别提高了10.3、12.3和4.8倍。三维荧光光谱(3D-EEM)分析表明,热碱预处理能提高蓝藻可生物利用性,同时降低腐殖酸的含量,有利于后续生物转化。在序批式厌氧发酵产酸运行模式下,平均总挥发性脂肪酸(TVFAs)浓度达到18.64 g·L~(-1),产酸效率(1 g VSS中VFAs的占比)为46%。半连续运行模式下,平均TVFAs可以达到15.56 g·L~(-1),产酸效率为26%。蓝藻中溶解性碳水化合物和蛋白质降解率分别为50.43%和47.04%。同时,蓝藻中总悬浮固体(TSS)和挥发性悬浮固体(VSS)的降解率分别为24.5%和43.4%,达到了很好的减量化效果,但残留物中还存在大量有机物未生物转化。     

太湖北部水体溶解性氨基酸分布特征及其环境意义

为探讨溶解性氨基酸(DAAs)在太湖水体中作为指示有机质来源及降解特征生物标记物的可能性,对太湖北部不同水域2种分子量级(胶体态:1kDa~0.5mm;真溶解态:<1kDa)的DAAs的空间分布、分子量分布、组成变化及对DOM的相对贡献等方面进行了调查研究.结果表明,太湖水体DAAs大多数以真溶解态存在,平均占DAAs的90%.不同湖区DAAs的含量及分子量组成不同,梅梁湾污染河口区、中心区、湾口区及太湖湖心区DAAs的含量分别为14.5, 34.7, 59.8, 24.0nmol/L,其中真溶解态的比例分别为94%, 88%, 89%及90%. DAAs的空间分布说明太湖的浮游生物内源是太湖DAAs的主要来源.组氨酸、精氨酸、赖氨酸、丝氨酸、酪氨酸是现存的主要氨基酸.氨基酸的成分变化能反映有机质从高分子量向低分子量转变的降解趋势,可作为指示溶解性有机质(DOM)降解的生物标记物.氨基酸碳(AA-C)与溶解性有机碳(DOC)的比值可以作为DOM生物降解性的评价参数,反映湖泊水体中与生物活性相关的DOM动态变化.     

不同水深对挺水植物形态和生理指标的影响

中国环境科学研究院研究团队前期确定3种适宜太湖沿岸带生态修复的挺水植物为菰（Zizania latifolia）、再力花（Thalia dealbata）和慈姑（Sagittaria trifolia）.挺水植物对水深要求较高,过高或过低的水深高度都会限制其生长,为探讨不同水深对挺水植物的影响,确定这3种挺水植物最适宜的水深高度,该研究进一步设置不同梯度水深高度——高水深（40 cm）、中水深（20 cm）和低水深（10 cm）,试验历时42 d,收获时测定这3种挺水植物的地上和地下部分形态指标（地上部分干质量、地下部分干质量、叶面积和根系长度）、相对生长速率（RGR）指标和生理指标[总可溶性糖、植物超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）和丙二醛（malonic dialdehyde,MDA）]含量.结果表明:①不同水深对挺水植物性状指标均有显著影响,较高或较低的水深都会影响挺水植物地上和地下部分形态指标、相对生长速率指标和生理指标,且挺水植物可以通过调节形态和生理指标来适应和抵抗水深胁迫带来的不利影响.②在高水深这一胁迫条件下,3种挺水植物都倾向于产生更多的总可溶性糖、SOD和MDA,显示出植物对高水深这一胁迫的生理适应性.③高水深对慈姑具有较强的抑制作用,再力花对水深的耐受性高于慈姑,而菰对高水深的适应性最强.研究显示,不同植物对水深的适应性不同,在实际的生态修复工程中应使用不同挺水植物组合配置以抵抗水深变化.