“十二五”太湖富营养化控制与治理研究思路及重点

在总结“十一五”太湖富营养化治理成效、存在问题的基础上,提出“十二五”期间水体污染控制与治理科技重大专项太湖富营养化控制与治理项目的总体设计思路. 项目以综合示范区水质改善为目标,重点研发园区化乡镇企业工业废水中难降解含氮、磷有机物的深度削减技术,农田种植业和农村分散式生活污水的控源减排技术,“湖荡湿地-入湖河流-湖滨缓冲带”为一体的生态拦截与修复技术;以湖泊水生态安全保障为目标,研发湖泛与水华灾害应急处置技术及建立水资源优化调度决策平台. 选择太湖流域重污染型竺山湾小流域、面源污染主控型苕溪小流域和城市化型太湖新城三大典型综合示范区,通过控源减排和生态修复关键技术的研发、集成和综合实施,实现综合示范区污染负荷得到有效控制、示范区水环境质量得到改善和规模化蓝藻水华发生得到有效控制的目标.      

Phosphorus removal by a fixed-bed hybrid polymer nanocomposite biofilm reactor

Eutrophication is one of the main challenges regarding the ecological quality of surface waters, phosphorus bioavailability being its main driver. In this context, a novel hybrid polymer nanocomposite (HPN-Pr) biofilm reactor aimed at integrated chemical phosphorus adsorption and biological removal was conceived. The assays pointed to removal of 1.2 mg P/g of reactive phosphorus and 1.01 mg P/g of total phosphorus under steady-state conditions. A mathematical adsorption–biological model was applied to predict reactor performance, which indicated that biological activity has a positive effect on reactor performance, increasing the amount of reactive phosphorus removed.     

水体富营养化驱动因子粗糙分析

基于水质污染因子及其污染特性存在不确定性的特点,将粗糙集理论应用于水质污染因子及特性分析,建立污染因子评价粗糙集数学模型.该模型仅依赖于数据本身提供的信息,挖掘污染因子之间不确定的分类关系,计算其对水体污染或水质富营养化的重要性即贡献率大小,科学、快速和客观地揭示水体污染中起主导作用的污染来源,为水体污染控制提供理论依据.应用数学模型分析巢湖12个监测点的水质数据,确定巢湖主要污染因子及其导致湖泊富营养化的贡献率,结果显示TP、COD、TN等是导致巢湖水体富营养化的重要因子,今后应控制巢湖入湖水体的总磷及其有机污染物含量,以改善巢湖水质富营养化状况.     

滇池近岸水体微塑料污染与富营养化的相关性

内陆淡水湖泊微塑料污染受到广泛关注,但与水体富营养化的相关性尚不明晰.在滇池沿岸布设24个采样点,研究了近岸表层水体微塑料丰度、聚合物成分、粒径、颜色及形态,同步测定富营养化相关水质指标并计算富营养化状态指数.结果表明,滇池近岸水体微塑料丰度在800~6000 n·m^-3之间,平均为2867 n·m^-3,检出的聚合物类型主要是聚对苯二甲酸乙二醇酯（polyethylene terephthalate,PET）、聚醚型聚氨酯（polyetherurethane,PEU）、聚丙烯（polypropylene,PP）、聚乙烯（polyethylene,PE）和聚醋酸乙烯酯（polyvinyl acetate,PVAc）.微塑料粒径以0.2~0.5 mm为主,纤维状微塑料是最主要的检出形态,其次为碎片和薄膜.24个监测点中,处于重度、中度、轻度富营养化和中营养水平的样点数分别占8.33%、58.33%、29.17%和4.17%,主要污染物为总氮（TN）.相关性分析发现滇池近岸水体微塑料丰度与TN质量浓度呈极显著正相关（P<0.01）,与叶绿素a（Chl-a）呈负相关,但未达到显著性水平（P>0.05）,靠近昆明市主城区的北岸水体中微塑料丰度和TN质量浓度均显著高于其他三岸,主要来源于污水处理厂尾水排放.     

北京市景观水体嗅味污染特征

以北京市9处典型景观湖泊水体为研究对象,对其嗅味污染特征进行深入分析,并结合相关水质指标对水体嗅味污染特征进行初步解析. 研究发现,北京市景观水体中主要的嗅味污染物为土臭素(geosmin),2-甲基异莰醇(2-methylisoborneol,2-MIB)以及β-紫罗兰酮(β-ionone),其质量浓度平均值分别达613.84,1 319.57和143.00 ng/L. 通过对水质参数进行深入分析发现,北京市主要景观水体富营养化问题严重,TP是北京市景观水体的限制性水质因素,且有机物污染程度较高〔ρ(DOC)≥5.17 mg/L〕. 在研究的景观水体中,玉渊潭、福海和北海嗅味污染较为突出,前海和西海嗅味污染较轻. 北京市主要景观水体中嗅味污染与水中ρ(TP),ρ(DOP)和ρ(DOC)表现出显著相关,说明水体中存在的大量DOP和有机污染物是水体富营养化和嗅味污染的主要原因.      

嘉陵江出口段硅藻水华发生规律

嘉陵江是三峡库区最大支流,是重庆主城区重要的饮用水源,其主城段硅藻水华的发生预示着水质下降. 2005年8月—2008年3月连续对嘉陵江出口段水体水华硅藻密度进行监测并对数据进行分析. 结果表明:水华优势藻种为星肋小环藻(原变种)(Cyclotella asterocoststs),于每年的冬、春之交(1—3月)发生,生长速度快,发生数量有明显峰值并在总藻比例中绝对占优(0.02＜优势度＜0.28),4月以后水华现象消失直至次年同期再次发生,具有明显的年规律性. 水华发生时,污染物含量较高的磁器口右岸与朝天门右岸2个采样点的水华现象严重,尤其在2008年3月,磁器口右岸小环藻密度达到269×104 L-1,占同期总藻密度的92%. 较短的生活世代(5～7 d)使小环藻在适宜的生境中迅速增殖并在短期内迅速成为嘉陵江出口段富营养化敏感水体水华的优势藻种.      

深圳湾海域营养盐的时空分布及潜在性富营养化程度评价

根据深圳湾海域2008年2、5、8、11月4个航次的海水中营养盐监测数据,分析了深圳湾海域海水中营养盐的时空分布特征,应用Si：N：P比及潜在性富营养化评价模式对整个海域水质富营养化程度进行了评价。结果表明：深圳湾海域氮磷营养盐污染严重,劣于四类海水水质标准;且受珠江口水系夏季带来的高氮低磷低硅的海水的影响,整个深圳湾海水中氮磷硅营养盐的时空分布不尽相同：夏季DIN的分布由湾口向湾内逐渐降低;冬、春、秋3季DIN的分布和4个季节PO43--P、SiO32--Si的分布都是由湾内向湾口逐渐降低;受陆源输入的影响,秋季DIN和PO43--P表现出由西岸向东岸逐渐降低的趋势;受海底沉积物交换的影响,夏季SiO32--Si表现出由西岸向东岸逐渐升高的分布趋势。冬季整个海域都处于氮限制状态,基本无赤潮发生风险;春季整个海域基本处于富营养状态,是赤潮的高发期;夏季整个海域从湾内到湾口由氮限制逐渐过渡到磷限制状态,处于赤潮发生的危险期;秋季整个海域处于轻微的磷限制状态,也是深圳湾赤潮的高发期,但危险性较春季有所降低。     

上海大莲湖水域浮游植物群落结构特征及水质评价

分别于2009年春、夏、秋、冬4季对上海大莲湖水域浮游植物和水质进行了4次采样调查,应用Pielou均匀度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Margalef物种丰富度指数及优势度等指标分析了不同季节大莲湖水域浮游植物的群落结构特征;并结合理化指标,对大莲湖水域的水体营养状况进行了综合评价。结果表明,大莲湖水域检出浮游植物共计7门40属64种,其中,以绿藻门种类数最多,其次是蓝藻门和硅藻门;浮游植物密度变化范围为0.35×106~10.87×106L-1;浮游植物优势种季节性变化明显,优势种种类较多,为9~14种,优势度不高,变化范围为0.02~0.60。依据浮游植物密度、优势种等群落结构特征评价得出,大莲湖水域水质介于中营养化至富营养化状态之间;由Pielou均匀度指数、Shannon-Wiener多样性指数及Margalef物种丰富度指数得出的评价结果差异较大,其中利用Pielou均匀度指数获得的评价结果与依据理化指标、浮游植物密度及优势种获得的评价结果基本一致,说明该指数适用于大莲湖水域水体营养状态的评价。     

ASSESSMENT OF PREDICTORS FOR STREAM EUTROPHICATION POTENTIAL1

ABSTRACT: Predicting stream eutrophication potential from non-point source nutrient loading across large temporal and spatial scales is a significant problem. In this paper we describe how two physiological indicators of P stress of stream bioflims, alkaline phosphatase activity (APA) and stored (surplus) P relate to two predictors of P loading: annual P loading predicted by the watershed model SIMPLE, and stream concentrations of soluble reactive P (SRP) in eight subbasins in the illinois River basin in Oklahoma. Data for APA, surplus P, nutrients and water chemistry were obtained at watershed outlets once during the cold season and twice during the warm season. There was a negative curvilinear relationship between APA and both predictors. Best fit was achieved by APA vs. annual predicted P loading. Both SRP and P. load are potentially useful to identify subbasins requiring no pollution abatement and to establish a regional target for P-load reduction. Surplus P is not as useful as APA in establishing these thresholds.     

大亚湾水体营养盐分布特征及其生态环境效应

2019年秋季和2020年春季在大亚湾海域开展了生态环境现状调查,调查要素包括水温、盐度、pH、溶解氧、化学需氧量(COD)、溶解无机氮(DIN)、磷酸盐(DIP)、叶绿素a等。秋季DIN和DIP平均浓度分别为(5.00±3.36)、(0.31±0.56) μmol/L,春季分别为(3.12±1.97)、(0.13±0.05) μmol/L,春季DIN和DIP含量低于秋季。秋、春季DIN和DIP高值区均位于淡澳河入海口、哑铃湾和范和港湾口以及渔业养殖和港口交汇海域,且呈现自湾顶至湾口逐渐减小趋势,主要受入海径流、外海水入侵、渔业养殖、污水排放等多重因素影响。大部分海域处于贫营养化状态,仅湾顶局部海域为中度富营养化水平。春季叶绿素a平均值为(2.10±1.07) μg/L,大于秋季[(0.83±0.54) μg/L],秋、春季叶绿素a空间分布大体与营养盐相同,即湾顶高,湾中和湾口逐渐降低,秋、春季N/P平均值分别为30.52±20.09和26.68±17.70,湾顶浮游植物繁殖的主要限制因子为磷,湾口的主要限制因子为氮。