CE-QUAL-W2模型在福建山仔水库的应用

利用二维横向平均模型CE-QUAL-W2对山仔水库进行水力学和水质模拟,运用半年野外采样监测和室内实验分析数据校正模型主要参数并进行验证.选取2006年4月7日至6月7日的模型输出模拟结果,进一步运用李祚泳修正的营养状态指数法结合层次分析法对山仔水库出水水质进行富营养化评价,评价结果表明:山仔水库存在富营养化状况,其中5月12日营养状态指数最高,接近80;第一次大规模水华爆发从4月29日持续到6月初.通过设定三种情景(原始流量、降低水位、增加出流量)进行模拟分析表明,降低水位以及增加出流量都有利于改善对山仔水库下游取水口水质.     

模拟扰动条件下太湖表层沉积物磷行为的研究

利用恒温震荡器构筑的模拟扰动环境,研究了太湖水－沉积物界的磷释放和吸附行为。结果表明：表层沉积物的磷酸盐释放作用在模拟扰动条件下并不十分明显,在低强度的扰动条件下未观察到释放现象,模拟高强度扰动后,出现一个相对较强的释放过程,最大释放时沉积物上覆水浓度约为低强度扰动时的3倍,最大释放时间（Tmax)可能受磷酸盐形态分布的不同而有所差异,相比较而言,磷酸盐的吸附作用表现得十分明显迅速,沉积物上覆水磷酸盐浓度在0．5h后分别0229mg/L和l0.215mg／L下降为0．05mg/L和0.013mg/L,可以看出当上覆水磷酸盐浓度较高时,吸附作用的强度远大于释放作用,在25℃,模拟中等强度（100rpm)的模拟扰动条件下,当初始磷酸盐浓度为1．01mg/L时,梅梁湾和五里湖的表层沉积物吸附容量分别为每克千重吸附0．04mg和0.050mg磷酸盐,这种较高的吸附能力对浅水湖泊的磷酸盐缓冲作用能起到积极作用。     

福建省富营养化水库沉积物磷形态及对水体的贡献

采用 SMT 法结合 X 射线荧光和 X 射线衍射分析了福建省发生富营养化的山仔深水库表层沉积物的磷赋存形态 及对水体的贡献．分析结果表明，山仔水库表层沉积物总磷含量在400-750 mg/kg 之间，铁/铝结合态磷和有机磷是沉积 物磷的主要赋存形态，分别占总磷含量的47%和37%左右．沉积物水-土界面存在明显的活性磷梯度，在一定条件下活 性磷可以从沉积物间隙水扩散到上覆水体，从而一定程度上影响山仔水库水体的营养水平．     

天津于桥水库沉积物磷赋存特征及其环境意义

研究天津于桥水库沉积物中磷形态的空间分布特征和垂直分布特征对了解水源型水库富营养化现状及其过程具有重要的现实意义.利用抓斗式采泥器及柱状采泥器分别采集表层沉积物样品及柱状沉积物样品,采用Psenner提出的连续提取法对沉积物磷形态进行分级测定,揭示整个水库沉积物各形态磷的空间分布特征以及不同区域垂直方向上的分布规律.结果表明:于桥水库表层沉积物总磷(TP)含量为303.7~997.8 mg/kg,各形态磷含量大小顺序依次为:钙结合态磷(Ca-P)铁结合态磷(Fe-P)残渣态磷(Res-P)铝结合态磷(Al-P)有机态磷(Org-P)可交换态磷(Ex-P).表层沉积物中Fe-P、Al-P、Ca-P与TP含量由东至西逐渐递减,主要受到黎河河水夹带的外源性磷输入的影响;Res-P含量由东至西逐渐递增,与活性磷的分布规律相反,表明水库下游比上游的水质更好.垂直分布上,南部区域底层与表层沉积物相差不大,说明从1960s以来磷的沉积量就比较大;西部区域沉积物中Fe-P和Org-P含量较高,随深度的增加有明显降低的趋势;中心区域的各形态磷和TP含量均较低,且随着深度增加逐渐降低,现阶段沉积物中的磷以滞留为主,释放潜力较小.     

-座富营养化水库—福建山仔水库夏季热分层期间浮游植物垂向分布

对福建省水温分层型富营养化山仔水库夏季大坝断面垂向水体的物理化学参数进行了监测分析,并应用荧光分析法结合显微镜细胞计数法,对垂向分层水体和沉积物中的浮游植物生物量、群落组成及丰度进行了分析.结果表明,水库的水温分层能够引起水化学指标的分层.夏季大坝断面水体中的浮游植物以蓝藻门微囊藻属占绝对优势,垂向分布表现为表层的浮游植物细胞数量高于底层,温跃层以下细胞数急剧减少,水温分层可能决定着浮游植物的垂向分布,底泥中的浮游植物将为水体的水华提供"种源".     

密云水库沉积物内源磷负荷的研究

在对密云水库沉积物分布和物理化学性质及其间隙水的特性进行研究的基础上, 在实验室模拟了库底的沉积环境, 分别得到2℃和8℃时沉积物总磷的释放通量为0.018 mg·cm^-2·d^-1和0.821 mg·cm^-2·d^-1, 并通过计算得到年释放总量为11.34 t. 又用间隙水扩散法, 得到水库总磷的年释放总量为11.56 t, 两结果比较接近, 说明实验模拟得出的结果具有一定的可靠性. 从而得出以下结论: (ⅰ) 水库沉积物内源磷负荷对入库总量的贡献量约为27.9%, 沉积物内源磷污染不容忽视. (ⅱ) 温度升高有利于沉积物总磷的释放.     

藏南沉错钻孔沉积物金属元素分布特征及其与粒度的关系

从沉积物磷的化学形态特征、沉积物-水界面的环境条件和水库的水文参数等角度探讨了山仔水库沉积物磷对上覆水体的磷浓度贡献,并从沉积物间隙水与水体垂向溶解性磷的浓度梯度估算对水体磷浓度的贡献大小．结果表明：山仔水库沉积物具有大的释放磷的潜力,沉积物间隙水和水体之间存在着明显的溶解性磷的浓度梯度,沉积物的溶解性磷释放通量在0．0420—0．167μg／（cm^2·d））之间,沉积物磷对水体营养贡献大小在0．7％-6％之间,其中秋冬季节沉积物磷对水体的贡献大于春夏季节,当外源减少时,沉积物磷负荷在一定时间内将成为水库营养状态的重要贡献因子。     

岩溶峡谷型水库沉积物磷形态分布及污染评价——以万峰水库为例

开展岩溶峡谷型水库沉积物磷形态分布、影响因素及污染风险研究,对区域水环境治理和水生态系统管理具有重要意义。研究选取典型岩溶峡谷型水库——万峰水库为研究对象,在分析沉积物磷形态分布特征基础上,识别沉积物磷形态空间分异影响因素并进行磷污染评价。结果表明,(1)沉积物总磷(TP)含量为79.37~438.04 mg/kg,无机磷(IP)占比为73.26%~78.84%,IP是沉积物磷的主要赋存形态。铁铝结合态无机磷(Fe/Al-Pi)含量为16.86 ~91.82 mg/kg,是IP的主要赋存形态;弱吸附态有机磷(H₂O-Po)含量为0.27~8.03 mg/kg,是有机磷(OP)的主要赋存形态。(2)残渣态磷(Res-P)、弱吸附态无机磷(H₂O-Pi)、钙结合态无机磷(Ca-Pi)、潜在活性无机磷(NaHCO₃-Pi)、Fe/Al-Pi是TP空间分异的主要影响因素。沉积物的厚度对于TP具有多重作用,与其他因素的共同作用影响显著。(3)生物有效性磷(BAP)含量为66.97~201.46 mg/kg,占TP的55.6%~59.6%;磷污染指数均值为0.53,生物有效性指数均值为0.81。表明沉积物磷污染程度整体为轻度污染,但仍存在潜在的内源磷污染上覆水体风险。建议岩溶峡谷型水库在控制外源磷输入的同时,也应加强对内源磷的管理,以降低内源磷释放污染上覆水体的风险。     

白洋淀沉积物氮磷赋存特征及其内源负荷

白洋淀环境整治对区域生态文明建设具有重要意义,然而,目前对加剧白洋淀富营养化的内源氮、磷污染负荷依然缺乏系统的研究.本研究以野外调研和室内培养实验相结合形式,在白洋淀主要水域内采集原位柱状沉积物样品,详细地研究了白洋淀沉积物中氮、磷赋存形态、间隙水中氮、磷剖面特征以及沉积物-水界面氮、磷交换特征.结果表明,白洋淀沉积物总氮、总磷含量分别为1230.8~9559.0 mg/kg（均值2379.5 mg/kg）和344.4~915.4 mg/kg（均值608.4 mg/kg）,氮、磷累积污染量大.沉积物中铵态氮赋存量大（3.2~175.8 mg/kg）,由此导致间隙水中铵态氮浓度较高,最高达到28.8 mg/L.沉积物磷形态以Ca-P和Fe-P为主,分别占总量的38.3%~76.1%和3.98%~18.0%,间隙水中磷酸盐浓度已接近甚至高于国内外典型富营养湖区.间隙水中高浓度的铵态氮和磷酸盐导致沉积物-水界面氮、磷交换通量较高,铵态氮平均释放和扩散通量分别为106.37和12.42 mg/（m²·d）;磷酸盐平均释放和扩散通量分别为15.06和2.33 mg/（m²·d）,沉积物内源氮、磷污染负荷较高,已严重威胁到白洋淀水环境质量,迫切需要整治.其中,北部河口区域以及中部府河入湖区和人口密集活动区沉积物氮、磷内源负荷尤为突出,应成为白洋淀沉积物内源污染整治的关键区域.     

模拟水体pH控制条件下太湖梅梁湾沉积物中磷的释放特征

采用缓冲溶液控制水体pH值,模拟研究了太湖梅梁湾沉积物扰动悬浮状态下水体磷的释放规律(48h),分析了实验前后沉积物中磷的赋存形态组成及变化特征.结果表明,pH条件对沉积物磷释放具有显著影响,强酸性(pH=2.0)及碱性(pH=9.5,11.8)条件下皆利于磷的释放,但强酸性水体磷含量随时间逐渐降低,而碱性水体磷呈持续释放状态;中性条件(pH=7.2)磷的释放释放作用不明显,磷释放达到稳定状态(14b)后,碱性条件下(pH=9.5,11.8)磷释放量为酸性(pH=2.0,4.6)及中性(pH=7.2)条件下的4倍以上,通过对比释放前、后沉积物中磷的形态组成可知,酸性条件主要为钙结合态磷的释放;碱性条件主要是铁结合态磷释放,部分可发生再沉淀,转化为钙结合态磷,研究表明,梅梁湾沉积物中铁结合态磷的解析是沉积物磷的主要释放源,是水体内源磷增加的重要贡献者.     

四种常见湖泊沉积物氮磷通量估算方法对比分析

湖泊沉积物-水界面营养盐释放是研究湖泊环境行为的重点关注对象,但目前对于湖泊通量的估算方法选择缺乏横向定量比较.以南京莫愁湖为研究对象,在冬春夏3季采用静态释放培养法、机械搅拌培养法、流动培养法和间隙水浓度扩散模型法4种常见的湖泊通量培养方法进行氮磷释放对比实验.结果表明,非扩散模型法（静态释放、机械搅拌、流动培养）在冬季存在负通量,随着气温升高,夏季通量估算值为正,且该3种方法通量数值差异不显著.间隙水扩散模型法在三季实验中结果数值无负值,对比非扩散模型组具有显著差异,约低一个数量级.不同方法在培育过程中溶解氧和pH变化差异显著,流动培养法最为稳定.4种方法的通量结果在不同季节变化趋势具有显著相关性,非扩散模型法估算结果作为表观通量值,适用于计算湖泊沉积物营养盐释放总量,其中静态释放法结果稳定性较差,平行组相对标准偏差最高达70%;流动培养法稳定性最好,平行组相对标准偏差最高仅21%.扩散模型法估算结果作为理论释放值,在估算浅水湖泊通量时低于实际释放通量,适于探究深水湖泊沉积物间隙水动态释放过程,有助于分析湖泊沉积物性质.不同培养方法,有其侧重点,根据不同湖泊状况,应选取合适方法进行通量估算.     

贵阳市"两湖一库"不同季节硫酸盐还原菌分布变化

基于MPN法对贵阳市"两湖一库"——阿哈水库、红枫湖、百花湖不同季节沉积物中硫酸盐还原菌(SRB)分布规律及其影响因素进行了研究.结果表明,"两湖一库"SRB含量及分布季节差异显著,冬季SRB含量明显低于夏、秋季节.冬季,SRB含量峰值主要集中在沉积物中部,而在夏、秋季节,SRB含量峰值主要集中在沉积物上部.在受到酸性矿山废水污染的阿哈水库,硫酸根含量远高于红枫湖和百花湖,但沉积物中的SRB含量整体上和其它2个未受硫酸盐影响的湖泊差异不大,仅在夏、秋季节表层沉积物中明显升高,表明"两湖一库"丰富的有机质及适宜的pH为硫酸盐还原菌提供了良好的生长环境,硫酸根含量没有成为SRB含量的主要限制因素.     

三峡水库出水断面磷通量及形态研究(1998-2019年)

总磷是长江流域备受关注的污染物。来自长江上游的物质输送对长江中下游、对入海口水域水生态都具有重要影响。研究了1998—2019时期长江上游和中下游之间的衔接断面暨三峡水库出水断面的磷通量及形态变化。整个研究时段分为3个阶段:1998—2002(阶段Ⅰ,三峡水库运行之前),2003—2013(阶段Ⅱ,作为过渡时期)及2014—2019(阶段Ⅲ,三峡水库实现175m正常蓄水位且金沙江下游段向家坝和溪洛渡水库运行后),以阶段Ⅰ、Ⅲ为重点时段进行对比分析。研究表明,2014—2019年总磷年通量平均为5.67万t/a,比1998—2002年减少了38.0%;溶解态磷年通量为4.02万t/a,增加了60.0%;颗粒态磷年通量为1.67万t/a,减少了74.9%。磷的主导形态由颗粒态变为溶解态,溶解态磷通量占比由27.5%上升为70.9%;相应地,颗粒态磷通量占比由72.5%下降为29.1%。总磷、溶解态磷和颗粒态磷通量均表现为丰水期>平水期>枯水期。近20年来,水沙关系发生了巨大变化,含沙量(SS)与水量(Q)正相关性大幅下降,其拟合方程的斜率由1.44下降为0.10,R^2...     

Chemistry of sediments from the Dobezyce Reservoir, Poland, and the environmental implications

Sediments samples of the Dobczyce Reservoir(South Poland) were taken in three successive years(2004-06) at 17 points,analyzed for 12 elements by atomic absorption spectrometry.Substantial variations in elemental composition due to hydrological and environmental reasons were found.The use of statistical and chemometric tools enabled objective and effective analysis of the data obtained,both in case of long term observations as well as in terms of interpretation of incidental changes in metal concentrations.T...     

鄱阳湖沉积物和水界面磷的交换通量

采用扩散模型法与实验培养法对鄱阳湖沉积物和水界面间可溶性总磷和可溶性磷酸盐的界面交换过程进行研究,并探讨了其影响因素.结果表明,利用2种方法得到鄱阳湖各站点可溶性总磷和可溶性磷酸盐在沉积物与水界面间的交换方向不完全相同,大部分站点沉积物是磷的源,其中,利用扩散模型法估算的可溶性总磷和可溶性磷酸盐平均扩散通量分别为0.052和0.047 mg/(m~2·d),而实验培养法测得可溶性总磷和可溶性磷酸盐的平均交换通量则分别为0.25和0.24 mg/(m~2·d),且各站点利用扩散模型法测得磷的交换通量均小于实验培养法的计算结果.此外,上覆水溶解氧浓度及水体温度对可溶性总磷和可溶性磷酸盐的交换过程均具有一定的影响,表现为温度越高,溶解氧浓度越小,可溶性总磷和可溶性磷酸盐的交换越强烈.     

The role of sediments in the phosphorus cycle in Lake Lugano. I. Geochemical approach

The bottom sediment from three coring stations in Lake Lugano (Lago di Lugano) show major differences in their role in the P-cycles related to their geochemistry and characteristics of sedimentation. In the northern basin, the deepest sediment may be considered practically inactive, due to a permanently reduced condition at the sediment-water interface. In the southern basin, the sediments are active with respect to P-recycling with strong seasonal variations. One of the sites (Figino) behaves as a sink for P due to a high iron content and an important rate of detrital sedimentation.     

Dynamics of phosphorus in sediments of a naturally acidic lake

The mechanisms which controls the fixation and/or release of P in sediment of an extremely acidic lake（pH = 2.0 to 3.0） and its response to the influence of eutrophic urban waste water were investigated.The results,in the chemical composition,in the mineralogy of the sediment and in the material as obtained from sediment traps,show that the lake sediments are mainly volcanic material reflecting volcanic features of the basin.The sedimentation rate calculated for the lake(2.5×10^-2 mg m^-2 day^-1) was higher than that observed in other similar glacial lakes in both Andean Patagonia and also elsewhere in the world.The Total Phosphorus concentration in sediments was higher than figures reported by other authors for mining acid lakes,and the main fraction of P was found associated with organic matter.There was no control by Fe or Al on P,because both are in solution at pH < 3.0.It was concluded that changes in the natural input of nutrients（derivatives of Copahue volcano fluid,the discharge of sewage,or basin run-off） are responsible for a high concentration of SRP and N-NH₄⁺ in the lake.Laboratory experiments showed that sediments have no ability to retain phosphorus and a continuous release of P from the sediments into the water column was observed.The assays where the pH was artificially increased showed that the P still remains in solution until at least pH 7.0.It was concluded that changes in the natural input of nutrients due to:1) the volcanic fluids,2) the increase in sewage charges,or 3) surface runoff upstream,maintain a high trophic state with high concentrations of dissolved P and N-NH₄⁺,although the threshold of neutral pH in the lake is exceeded.This study will enable a better understanding about of the mechanism of release/fixation of phosphorus in acidic sediments in order to assist in making decisions regarding the conservation and management of this natural environment.