太湖蠡河小流域水质的空间变化特征及污染物源解析

为了解太湖流域河流中污染物的来源及时空变化特征,于2014年在太湖湖西区蠡河小流域开展水质监测,对从上游到下游的5个监测点汛期和非汛期水体中的总磷(TP)、氨氮(NH_4~+-N)、化学需氧量(COD)浓度的变化规律及其影响因素进行了研究.结果表明,监测期间流域水体中TP、NH_4~+-N、COD的浓度均值为0.176、1.075、10.626 mg·L~(-1),水质状况总体较好,未超过Ⅳ类水标准.从上游到下游TP、NH_4~+-N浓度逐渐升高,下游水质较差,均属于劣Ⅴ类水质;而COD浓度较低,未超过Ⅳ类水标准.受降雨的影响,污染物浓度在汛期略高于非汛期.在非汛期,污染物浓度从上游到下游逐渐升高,而在汛期,各监测点污染物浓度没有明显的变化趋势.随着居民地面积的增加,林地面积的减少污染物浓度逐渐升高.流域人口密度、畜禽养殖与水体中污染物浓度显著相关.蠡河流域农业面源污染的主要来源是生活源和畜禽养殖源.     

Sediment nutrient flux in a coastal lake impacted by diverted Mississippi River water

The internal nutrient load from bottom sediment to the water column of a Louisiana Barataria Basin lake (Lake Cataouatche) receiving diverted Mississippi River water was determined. Dissolved reactive phosphorus (DRP), ammonium (NH₄-N) and nitrate (NO₃-N) flux from sediment to water column were measured. The DRP flux averaged-0.22 mg m^-2 d^-1 under aerobic water column conditions, as compared with that 3.29 mg m^-2 d^-1 under anaerobic conditions. The average NH₄-N released under anaerobic conditions (1.42 mg m^-2 d^-1) was significantly greater than rates under aerobic conditions (-0.02 mg m^-2 d^-1), indicating a strong relationship between nutrient flux and oxygen availability in the water column. The average NO₃-N flux was 2.13 mg m^-2 d^-1 under aerobic conditions as compared with-0.24 mg m^-2 d^-1 under anaerobic conditions in the sediment-water column. When the water column maintained under anaerobic conditions was switched to aerobic conditions, the DRP, NH₄-N, and NO₃-N concentrations in overlying water decreased rapidly over a short period of time. The mean annual internal DRP and NH₄-N load from the sediment to the overlying water was estimated to be 69.26 and 29.9 tonnes (Mg) yr^-1 respectively, which represents a significant portion of the total nutrient load to the Lake. Results demonstrate that the internal flux of nutrients from sediments can contribute a significant portion of the total nutrient load to the water column and should be considered in decisions on impact of nutrient in diverted Mississippi River on water quality of Barataria Basin.     

环境因子对底泥污染物化学钝化修复的影响研究

通过模拟试验研究了环境因子扰动、p H值以及溶解氧水平对底泥钝化剂钝化效果的影响规律。结果表明,不同扰动状态下,PAC对COD,TP,TN的抑制效果均随着扰动程度的加强而增大;不同p H值条件下,PAC对COD,TP,TN均有一定的抑制效果,抑制效果随酸性的增强而降低,也随碱性的增强而降低,在p H值为6~8时抑制效果相当,且弱碱性条件下效果最好;不同溶解氧水平下,PAC对TP的释放抑制效果明显,对COD和TN有一定的抑制作用。     

草海湿地小流域土地利用与景观格局对氮、磷输出的影响

识别主要污染物和污染源对草海湿地生态系统的保护与管理具有重要的现实意义.基于2012年5—10月6个小流域的水质观测数据、土地利用结构与景观格局指数,研究了草海湿地入湖小流域氮、磷输出的时空变化规律及其与景观格局的关系,以期为草海湿地综合治理提供参考.结果表明,草海湿地北面建设用地面积比例呈西北、东南方向逐渐降低和景观破碎度逐渐减小的趋势,具有明显的城市-城郊-农村的景观格局梯度,景观格局影响流域水质.多元统计分析表明,小流域氮磷输出受景观组成属性和空间属性综合影响,城镇建设用地百分比与TN、TP和COD呈显著正相关关系(r分别为0.995、0.978和0.996,p0.01),景观破碎度(CONTAG、ED、MPS)和多样性(SHDI)与水质(TN、TP、COD)具有显著的相关关系,CCA的第一排序轴解释了建设用地面积比例、景观指数与水质指标相关性的96.0%.可见,威宁城镇化快速发展威胁了草海湿地生态安全,需进行草海周边城镇化进程的调整和控制.     

北固山湿地土壤氮磷及重金属空间分布

通过研究北固山湿地四个典型区域土壤中全氮、全磷及重金属元素空间分布规律,探讨湿地土壤中全氮、全磷及重金属元素的空间分布与周围环境之间的关系。结果显示,湿地虉草区各层的全氮、全磷含量均高于芦苇区;大东沟排放口表层土壤全氮、全磷含量明显高于其他区域,是水体富营养化的重点控制区;湿地土壤中的重金属污染物主要分布在0～15cm,且虉草区的有效Mn、Zn、Fe含量普遍高于芦苇区。研究结果表明,植被对调整湿地氮、磷及重金属的空间分布有一定作用,可以选择适宜的植物对湿地进行生态修复。研究为湿地生态修复和生态清淤提供理论依据。     

北固山湿地植物对氮磷元素吸收能力的研究

湿地作为一种高效低耗的污水处理技术,其在脱氮除磷方面的应用倍受人们的关注。为研究北固山湿地植物对氮磷元素的吸收能力,以该湿地优势植物芦苇(Phragmites australis)和虉草(Phalaris arundinaceaLinn)为研究对象,测定3月至11月期间,其地上生物量以及各组织中总氮、总磷的含量,分析其氮磷积累的动态变化规律。结果表明,(1)芦苇、虉草的地上生物量均呈先增加后减少的趋势,且茎的生物量远大于叶和穗。(2)芦苇、虉草叶中的氮、磷含量均高于同期芦苇茎中的含量。芦苇对氮、磷的积累在8月份达到最大值,分别为38.97g·m-2、18.22g·m-2。而虉草对氮、磷的积累在5月份达到最大值,分别为23.19g·m-2、6.32g·m-2。(3)芦苇、虉草对氮、磷的吸收均呈单峰值曲线,对氮的吸收都远大于磷,且芦苇对氮、磷的吸收能力较好。(4)适时收割芦苇、虉草,可从北固山湿地中移除1248.90kg总氮和381.8kg总磷,同时还可以将其作为纸浆来源,创造一定的经济价值。     

凤眼莲死亡对湖泊水质的持续性影响分析

凤眼莲是优良的污水净化植物,凤眼莲死亡后残体对水质的影响制约了其应用.在凤眼莲衰亡后,调查研究凤眼莲死亡对自然水体水质的影响,结果表明,在凤眼莲的衰亡期,其对富营养化水体的透明度、CODMn、TN、TP、NH4 -N等指标仍然具有改善作用;在后续影响期(次年春季),在有凤眼莲死亡腐烂的水体中,除了水体TN浓度呈现增加趋势外,其他主要水质指标的浓度变化均不明显.     

FAMS对水体的净化率研究

对FAMS系统的不同种类组合进行试验，探求不同种类配置的FAMS净化率，结果表明，FAMS能提高水体对COD的净化率，COD去除率提高最大为28．4％，平均为11．9％，FAMS对总氮（TN）和总磷（TP）的去除效果更明显，TN的去除率提高最大为58．8％，平均为22．98％，TP的去除率提高最大为68．1％，平均为46．1％，试验结果还表明，具有两层次群落结构的FAMS系统能改善植物在污水中对环境的适应，使原来无法存活的一些敏感种类能在污水中存活，且发挥FAMS的正常净化功能。     

北固山湿地虉草氮磷积累和转移能力的研究

通过研究镇江北固山湿地中优势种虉草(Phalaris arundinaces Linn)的生物量以及不同时期各器官总磷/总氮含量及氮/磷累计的动态变化规律,探讨了虉草对氮磷的转移能力.结果表明:1)虉草生物量呈先增加后减少的趋势,茎的生物量远大于叶和根.2)叶中的氮含量大于茎和根,在4月份时达到峰值33.02 mg·g-1;根中的磷含量远大于叶和茎,在8.94～9.83 mg·g-1之间.3)各器官对氮的累积以茎为最高,在5月份时达峰值,为16272 mg·m-2;根中的磷累积最高,茎其次,峰值分别为3196 mg·m-2、5097 mg·m-2.4)相关性分析结果提示氮/磷的去除量与植物的生物量成正相关,适时收割虉草可以从湿地中转移氮和磷.     

洞庭湖区典型内湖表层沉积物中氮、磷和重金属空间分布与污染风险评价

为了解洞庭湖区内湖表层沉积物中氮、磷和重金属污染空间分布及其生态风险,分别对南湖、黄盖湖、冶湖、鹤龙湖、洋沙湖、湘阴东湖、华容东湖等7个内湖进行现场调查及表层沉积物采样,采用主成分分析法、相关分析法分析了氮、磷和重金属的来源,同时运用综合污染指数法（FF）、地积累指数法（I_geo）与潜在生态风险指数法（RI）评价内湖的污染现状及其生态风险.结果表明:①南湖w（TN）高于洞庭湖区土壤背景值,累积倍数为0.03倍;华容东湖、南湖、冶湖、湘阴东湖、洋沙湖、黄盖湖w（TP）均高于洞庭湖区土壤背景值,累积倍数分别为1.94、1.63、0.84、0.53、0.28、0.26倍;各内湖中w（Cd）、w（Hg）、w（Cu）、w（Pb）、w（Cr）、w（Zn）、w（Ni）均高于洞庭湖沉积物背景值,累积倍数平均值分别为1.09、2.29、1.24、1.62、0.66、0.44、1.78倍.②主成分分析与相关性分析表明,第1主成分TN、Cu、Cr、Ni的质量分数主要受农业生产及养殖业影响,第2主成分Cd、Hg、Pb、Zn的质量分数受工业活动影响最大,第3主成分TP、As、Sb的质量分数主要受生活污染影响.③综合污染指数表明,南湖表层沉积物氮、磷面临重度污染,华容东湖、黄盖湖面临中度污染,湘阴东湖、鹤龙湖、洋沙湖面临轻度污染.④地积累指数表明,南湖表层沉积物重金属面临严重污染,黄盖湖、鹤龙湖面临重污染,湘阴东湖、华容东湖、冶湖面临偏中度污染,洋沙湖面临轻度污染.⑤潜在生态风险指数表明,南湖、湘阴东湖表层沉积物重金属面临较高风险,其余5个内湖面临中等风险.研究显示,洞庭湖区内湖表层沉积物不同程度受氮、磷及重金属污染,南湖综合污染尤为严重,内源污染应引起重视.