2000—2020年淀山湖富营养程度变化分析

2000—2020年，对淀山湖12个断面开展水体富营养化监测。主要指标高锰酸盐指数、总氮、总磷等呈现先恶化后好转趋势，高锰酸盐指数全湖均值在2004年达到最高，总氮、总磷在2005年达到最高，分别达到7.4、5.3、0.23 mg/L,由最初的《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅳ类、劣Ⅴ类、Ⅴ类分别提升至Ⅱ类、Ⅴ类、Ⅳ类。2007—2020年，随着高锰酸盐指数、总氮、总磷浓度降低，水体富营养化总体呈减轻态势，但7—9月仍是水华高发期。针对当前淀山湖总氮、总磷不能稳定达标的现状，建议结合年内变化趋势，加强区域合作，进一步削减氮、磷的入湖总量，同时开展长期的生态修复，促进生态良性循环。     

Establishing eutrophication assessment standards for four lake regions, China

The trophic status assessment of lakes in different lake regions may provide important and fundamental information for lake trophic state classification and eutrophication control. In this study, a region-specific lake eutrophication assessment standard was established through a frequency distribution method based on chlorophyll-a concentration. The assessment standards under the oligotrophic state for lakes in the Eastern plain, Yungui Plateau, Northeast Plain and Mountain Mongolia-Xinjiang regions are total phosphorus of 0.068, 0.005, 0.011, 0.005 mg/L; total nitrogen of 1.00, 0.16, 0.37, 0.60 mg/L; Secchi depth of 0.60, 8.00, 1.55, 3.00 m; and CODMn of 2.24, 1.00, 5.1 l, 4.00 mg/L, respectively. Moreover, a region-specific comprehensive trophic level index was developed to provide an understandable assessment method for the public. The results indicated that the frequency distribution analysis based on chlorophyll-a combined with trophic level index provided a useful metric for the assessment of the lake trophic status. In addition, the difference of eutrophication assessment standards in different lake regions was analyzed, which suggested that the sensitivities of algae to nutrients and the assessment standard of trophic status possessed significant regional differences for the four lake ecoregions. Lake eutrophication assessment standards would contribute to maximizing the effectiveness of future management strategies, to control and minimize lake eutrophication problems.     

基于叶绿素荧光成像技术的藻毒性检测法的建立及在环境监测中的应用

应用新型大面积调制叶绿素荧光成像系统(Maxi-Imaging-PAM),以蛋白核小球藻作为指示生物,以典型的光合作用抑制剂敌草隆和莠灭净为测试物质,建立了微孔板式藻毒性检测方法,确定了实验参数对结果的影响,并将该方法应用于检测石油废水的藻毒性.结果表明,最适实验条件为:藻细胞的暴露浓度在3.45×10~6～5.28×10~6 cell·mL~(-1)范围内,暴露时间为2 h时,毒性检测最灵敏,获得的敌草隆和莠灭净的半最大效应浓度(EC_(50))分别为(4.33±0.38)μg·L~(-1)和(3.87±0.27)μg·L~(-1).将该方法成功应用于某石油废水的藻毒性检测,确定其EC_(50)值为1.03%±0.07%(稀释百分数),相当于414.96μg·L~(-1)的敌草隆的毒性.本研究建立的微孔板式藻毒性检测方法具有灵敏度高、所需样品量少、可大批量测试等优点,对毒理学发展具有重要意义.     

香溪河库湾春季pCO2与浮游植物生物量的关系

测定了春季香溪河库湾的水温(WT)、pH、HCO3-浓度、溶氧(DO)及叶绿素a(Chl-a)浓度等参数.根据化学平衡和亨利定律计算二氧化碳分压(pCO2),以薄层扩散模型计算碳通量.结果表明,香溪河库湾春季表层水体pCO2在8.34～168.70μatm间波动,平均为49.01μatm.空间上,pCO2自上游到河口呈明显上升趋势,Chl-a浓度则逐渐下降.时间上,昼夜pCO2在74.43～168.70μatm间波动,平均为117.92μatm,Chl-a浓度在2.22～4.55 mg.m-3之间,平均为3.04 mg.m-3.香溪河库湾春季表层水体pCO2与Chl-a浓度之间存在极显著的负相关关系(r=-0.844,P<0.01),浮游植物光合作用是pCO2的主要影响因子.香溪河库湾春季是CO2的汇,CO2吸收速率为-35.17 mmol.(m2.d)-1.     

太湖苕溪流域氮磷的生物学阈值评估

水体富营养化与氮、磷含量过高密切相关,本研究从悬浮、底栖叶绿素a限值及其与氮、磷的响应关系入手,选择干、支流清晰的太湖苕溪流域作为研究区域,建立河道氮磷阈值评估方法. 90个点位的监测数据表明,苕溪流域总氮污染超标比例高;悬浮叶绿素a与总氮、总磷存在显著相关性,而底栖叶绿素a只与总氮存在显著相关性,与总磷的相关性不显著;根据回归分析、El-Shaarawi经验方程,以及对应的目前公认的悬浮叶绿素a和底栖叶绿素a的限制值(悬浮叶绿素a≤ 5 μg·L^-1,底栖叶绿素≤100 mg·m^-2),苕溪流域干流和支流的总氮阈值相差较大,支流(1.3 mg·L^-1)大于干流(0.9 mg·L^-1),总磷阈值相差不大,约为0.05 mg·L^-1.干、支流有区分的氮磷阈值的限定有利于改善苕溪河流整体水质,对其他类似苕溪、支流较多的河流面源污染控制同样具有借鉴意义.     

基于HJ1A-CCD数据的高光谱影像重构研究

遥感影像高光谱重构可以从较少的光谱波段还原出丰富的高光谱信息,为水环境遥感提供更加适用的数据源,对内陆水体水色遥感具有重要意义.利用2009年6月13日获取的HJ1A-HSI和HJ1A-CCD数据,构建HJ1A-CCD数据的高光谱重构模型,重构结果表明:①与地面实测数据相比,重构数据和HJ1A-HSI数据在660～900 nm波长范围内的平均相对误差分别为0.305 1和0.337 7;②重构影像信息熵和平均梯度都高于HJ1A-HSI影像.此外,分别利用HJ1A-HSI数据和重构数据建立叶绿素a浓度的三波段反演模型,发现重构数据能得到更高的反演精度.     

基于集合均方根滤波的太湖叶绿素a浓度估算与预测

叶绿素a浓度作为表征水质状况的重要参数之一,反映了水体富营养化程度和藻类含量,是决定水体的反射光谱特征的重要因素,也是水质遥感领域研究较多的一项水质参数.研究叶绿素a浓度的遥感定量反演可以为湖泊水质监测与评价提供新的思路和方法.本研究发展了一个基于集合均方根滤波和风生流的污染物扩散模型的数据同化方案,并结合2010年5月20日的太湖3个浮标观测站点的观测数据进行了同化实验.首先对太湖叶绿素a浓度进行同化估算,然后利用优化后的估算结果对太湖叶绿素a浓度进行了为期6 h的预报.在同化阶段,均方根误差分别从1.58、1.025、2.76降低到了0.465、0.276、1.01,平均相对误差也从0.2降低到了0.05、0.046、0.069.在预报阶段,均方根误差从1.486、1.143、2.38降低到了0.017、0.147、0.23,平均相对误差也从0.2降低到了0.002、0.025、0.019.结果表明,利用集合均方根滤波的数据同化方法可以有效地提高太湖叶绿素a浓度的估算与预报精度.     

毒死蜱对斜生栅藻急、慢性毒性效应的研究

为了解有机磷农药毒死蜱污染对本土水生敏感性物种斜生栅藻的毒性效应,在实验室条件下采用静态毒性实验,研究了毒死蜱对斜生栅藻96 h急性毒性效应,并在急性试验基础上进行慢性试验,分析了不同浓度毒死蜱存在14 d后斜生栅藻叶绿素含量、可溶性蛋白以及丙二醛含量。结果表明,毒死蜱96 h EC50为8.4 mg/L;毒死蜱对斜生栅藻叶绿素a无明显毒性效应;但在前期短时间,低浓度作用下能促进可溶蛋白、MDA含量的上升,但在后期长时间胁迫作用下,总体可溶蛋白、MDA含量呈下降趋势;这说明,可溶蛋白和MDA这两个指标对毒死蜱敏感,可作为生物标志物来指示有机磷农药污染物对水生生物的影响,研究结果可为本土水生敏感性物种的保护和农药安全使用标准的制定提供理论依据。     

红树林原位生态保育系统中叶绿素a的动态变化及其影响因素

根据2012年8月对广西防城港“红树林原位生态保育系统”示范基地8月1日、8月8日、8月15日3天24小时连续水质监测资料,讨论该系统叶绿素含量的周日变化情况与其他环境因子的关系,分析水质的变化情况。     

斜生栅藻对草甘膦异丙胺盐的毒性响应

为了解有机磷农药毒死蜱污染对本土水生敏感性物种斜生栅藻的毒性效应,在实验室条件下采用静态毒性实验。研究了草甘膦异丙胺盐对斜生栅藻96 h急性毒性效应,并在急性试验基础上分析了不同浓度草甘膦异丙胺盐存在14 d后斜生栅藻叶绿素含量、可溶性蛋白以及丙二醛含量。结果表明:草甘膦异丙胺盐的96 h EC50为619.12 mg/L,属低毒农药;草甘膦异丙胺盐对斜生栅藻叶绿素a抑制作用显著,故叶绿素a可作为毒性评价敏感性指标;斜生栅藻在前期短时间低浓度胁迫作用下能促进可溶蛋白、MDA含量的上升,但在后期长时间高浓度的胁迫作用下,对斜生栅藻产生实质性的损伤至死亡,以胁迫作用后期可溶蛋白含量和MDA含量的下降体现出来。