太湖水草压榨液的IC处理实验研究

针对太湖水草压榨液高有机物浓度的特点,研究采用消化污泥与颗粒污泥的混合泥接种内循环厌氧反应器（IC）处理太湖水草压榨液。启动初期采取快速提升负荷至4 kg/(m3·d)并长期稳定在该负荷,这种启动方式有利于提高污泥的活性,加速污泥颗粒化。调试历时95 d,逐步提高进水负荷,研究发现IC的最大容积负荷可以达到18 kg/(m3·d),为了能够稳定运行IC反应器,降低容积负荷到15 kg/(m3·d),此时COD的去除率在85%以上。研究表明：运用压榨技术处理太湖水草为今后处理各类水草提供了更多的技术选择,使得处理太湖水草不用局限于固体废物领域,将水草进行压榨能够妥善处理打捞上来的太湖水草,实现水草的减量化。     

太湖流域氮磷等大气沉降研究

采用太湖流域常州、无锡、苏州地区六个测点大气沉降一年的监测数据,研究确定太湖流域总氮、总磷及高锰酸盐指数等项目的大气湿沉降率,根据变化趋势图总结变化特征,并从中分析湿沉降率波动的原因.基于相关文献资料的查阅,根据大气湿沉降率测算大气氮磷等通过湿沉降输入太湖湖体的总量,最后初步估算太湖流域大气氮磷等总沉降量.     

太湖表层沉积物重金属的分布、来源与生态风险评价

对2010年太湖表层沉积物样品进行pH、温度、氧化还原电位、含水率、孔隙度、粒径、总磷和烧失量这8种理化指标和Cu、Zn、Ni、Cr、Pb、Ba、Mn、Co和V这9种重金属含量测定分析.结果表明,太湖表层沉积物重金属含量大小为：Mn>Ba>Zn>Cr>V>Ni>Pb>Cu>Co,且各重金属含量均超过背景值,这9种重金属与太湖流域地质作用紧密相连,同时也受到了不同程度人类活动的影响.通过聚类分析和重金属空间分布分析可知,北太湖段和南太湖段重金属含量均从湖岸向湖心有所减少,西太湖段重金属含量从湖岸向湖心有所增高,湖心区重金属含量分布相对均匀.通过相关性分析可知,不同重金属在不同程度上具有正相关性,反映其具有同一污染来源.通过PCA和PMF分析可知,太湖重金属来源多样,交通和工业复合源是最主要的来源,成岩作用是第二主要来源,农业是第三主要来源.此外,收集分析了2000~2020年太湖表层沉积物重金属的污染情况,通过重金属地累积指数和潜在生态风险指数可知,Cu、Zn、Ni、Cr和Pb的污染程度和潜在生态风险均呈下降趋势.这为太湖今后的重金属污染控制提供了有力的理论支撑.     

太湖东部水域浮游硅藻群落特征及其与环境因子关系

对太湖东部水域9个点位浮游硅藻的群落结构进行了分析。结果表明,9个点位的生物多样性处于一般到较丰富状态,其水质为中污染到轻污染;硅藻群落的物种丰富度、生物量和密度因水域地形特点、换水周期等因素出现差异,在半封闭水体中的物种丰富度较差,生物量和藻密度较高,优势种所指示的水质处于中等偏下水平。硅藻相对多度和各项环境因子冗余分析显示,总磷(TP)对群落的组成和分布影响显著。东北部水域浮游硅藻群落主要受到TP和浊度(NTU)的影响,东南部水域浮游硅藻群落受到TP和NTU的影响则很小。     

太湖主要环湖河道沉积物反硝化潜力及其控制因子

河流反硝化作用是水体氮素去除的重要途径,对流域氮负荷削减具有重要意义.为探究河网区河道的反硝化脱氮能力及其主要控制因子,本研究调查了太湖14条主要环湖河道的水质和沉积物特征,通过泥浆培养实验,利用氮氩比的方法和膜接口质谱仪分析技术,测定了14条环湖河道的沉积物反硝化潜力.结果表明,太湖环湖河道的反硝化潜力为-9.93~35.71 μmol·L^-1·d^-1,均值为（20.79±14.79） μmol·L^-1·d^-1,南部河道的反硝化潜力显著低于北部河道,负值代表沉积物的吸附或固氮行为.水柱中的硝态氮浓度、溶解氧、溶解性有机碳（DOC）和沉积物中的碳含量均会对沉积物反硝化潜力产生影响.相关分析结果表明,硝态氮浓度对河道反硝化作用的影响有限,反硝化作用对硝态氮底物的响应遵从米氏动力学模型（R²=0.77）的规律.而在太湖氮负荷严重的西部和北部河道区,水体中的DOC是反硝化潜力的主要限制因素.改善氮的去除环境对促进水体氮去除过程和区域氮管理具有重要意义,在氮负荷严重的流域河道,水体的DOC应该得到更多的关注.     

太湖地区湖水与河水中溶解N2O及其排放

水体是N₂O排放的重要来源.2000-09～2001-09,每月2次采样(重复3次)连续监测太湖地区太湖和大运河水体N₂O排放通量和水中溶解的N₂O浓度,还同时监测不同深度水样中的N₂O浓度.结果表明,太湖N₂O-N的年均排放通量为3.53 μg/(m²·h),而大运河已高达122.5,μg/(m²·h).太湖湖水中溶解N₂O-N浓度为0.36μg/L,大运河河水中浓度高达11.31μg/L,浅水型水体是N2O排放的源.结果还表明,不同深度水中N2O浓度差异不明显,而时间差异显著.水面N2O的排放通量和水中溶解的N2O浓度呈显著正相关关系,二者又都与水温呈显著正相关. .     

太湖不同水域沉积物甲烷释放潜力及其途径分析

为明确太湖不同湖区CH4释放特征与释放潜力差异,采用水-气界面甲烷排放通量测定和室内厌氧培养,结合沉积物理化因子对太湖沉积物CH4释放特征及其释放潜力差异进行研究.结果 表明,不同湖区水-气界面CH4排放通量存在显著差异;不同湖区、不同深度沉积物中CH4释放潜力也存在明显差异,且CH4释放潜力与含水率和总有机碳呈正相关...     

常州地区太湖流域上游水系大型底栖无脊椎动物群落结构特征及其与环境的关系

2003年8月采用半定量采样法调查了常州地区太湖流域上游南河、运南、运北和洮滆水系29个样点的大型底栖无脊椎动物群落多样性,共获得113种大型底栖无脊椎动物,其中,腹足纲18种,瓣鳃纲10种,寡毛纲8种,蛭纲4种,甲壳纲6种,昆虫纲67种.优势种为霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)和梨形环棱螺(Bellamya purificata).该群落平均密度为658 m-2,其中,霍甫水丝蚓密度最高,达400 m-2.观山桥样点大型底栖无脊椎动物群落多样性最高,群落物种数、Shannon-Wiener多样性指数、均匀度和生态优势度分别为54,4.36,0.76和0.08.综合分析结果表明,群落多样性从高到低排序依次为南河水系、洮滆水系、运南水系、运北水系.出现频率在15%以上的24个物种与6种环境因子之间的典范对应分析(CCA)结果显示,总氮、总磷和溶解氧对该地区大型底栖无脊椎动物群落多样性的影响较大.     

湖州合溪新港污染物入湖通量估算与分析

根据2021年5月—2022年4月合溪新港河流水量、水质(TN和TP)的同步监测数据,利用通量模型核算了合溪新港污染物(TN和TP)通量。通过测算合溪新港TN、TP通量与断面降雨强度、水质的响应关系,分析了该区域的污染类型及特点,为后期水质污染调查及通量研究提供了新思路。结果表明：合溪新港流量与降雨量存在明显相关关系,在强降雨期(7—8月)水体流量最高,占监测周期总流量的57.77%;少雨期则流量最低,且会出现湖水倒灌现象(11—12月)。通过分析合溪新港TN、TP通量与流量、水质的相关关系,确定了该流域污染类型为点源污染及农业面源污染共存的混合型污染,且在高强度降雨时污染物负荷量较大。综上,可针对农业面源污染对该流域治理提出相关对策,建立农业面源污染防治体系,以有效降低TN和TP污染物的入湖通量,减少太湖TN和TP污染物负荷量。     

太湖流域肥料施用策略调整对典型作物系统氮磷流失的影响

太湖流域种植业肥料施用强度普遍较高，且以化学肥料为主要形态.因肥料投入不适宜，种植业氮、磷流失问题显著.2015年以来，各地区积极对种植业肥料施用策略进行调整，但当前工作主要基于粮食作物系统且仍停留在化肥施用总量削减和有机肥施用面积提升层面上，缺少菜地、果园、茶园作物系统的相关数据以及对农业环境问题的响应.对此，以苏州市吴中区为太湖流域典型农区代表，研究2019～2021年稻田、菜地、果园和茶园这4类作物系统肥料策略调整对氮、磷流失的影响.结果表明，肥料源养分投入强度的调控是决定氮、磷流失的关键；适宜的有机肥替代比例有助于降低氮、磷流失风险，但有机肥施用需考虑时机并尽可能搭配农用机械.肥料效率是兼顾农业生产过程环境友好、生产主体经济效益的核心，也是后期肥料施用策略调整的导向.稻田系统的肥料施用策略调整应重视养分中不同元素配比，菜地系统应以种植结构调整为抓手，茶园、果园系统可从复合系统视角制定同时满足茶、果生长的施肥策略，助力构建满足农业绿色发展需求的作物系统.