宜兴太湖防护林对农业面源污染的减源增汇作用浅析

为探讨太湖沿岸防护林宜兴段对农业面源污染物的控制效果,通过在宜兴市太湖防护林采集土壤样品,测定其中营养元素含量,结合周边农业生产施肥概况,初步分析了该区域防护林对农业面源污染的减源—增汇效应.结果表明,2009年10月份防护林地上部分固定的C、N、P和K分别为2439.48、18.34、2.48和13.42 g/m2;2011年5月份固定量分别为3114.12、23.42、3.16和17.13 g/m2;而2013年8月份固定量分别为4722.46、35.53、4.81和25.99 g/m2.可见C、N、P和K的固定量是逐年增加的,相比2009年,分别增加了93.6%、93.7%、94.0%和93.7%.结果说明宜兴段太湖沿岸防护林对农业面源污染的控制效果较显著,有助于太湖水污染的治理.     

太湖水体氮素污染状况研究进展

氮是引起湖泊富营养化的关键要素之一.传统观点认为氮缺乏时,湖泊生态系统可以通过生物固氮作用从大气中获取氮来满足自身的需求,因此认为淡水湖泊水体的生产力主要受磷限制.但随着进一步的研究,发现氮限制与氮和磷共同限制更为普遍,且氮的限制常常伴随着水体的富营养化,因此了解富营养化湖泊水体的氮素污染状况具有重要意义.本文介绍了太湖水体氮素的污染状况及其发展趋势,从外源、内源两大方面介绍了太湖水体中氮素的来源,着重分析和比较了河道输入、大气输入以及沉积物释放不同污染源的输入比例.太湖水体氮素污染存在很大的空间差异,其中西部和北部污染较重而东南部相对较轻,入湖河道输入的外源污染是造成太湖水质空间分布差异的主要原因,其中农业面源污染及生活污染在太湖外源污染中占据了相当的比重;湖泊底泥所造成的内源释放也是氮素污染的一个重要原因,但目前对释放量的估算主要是基于底泥悬浮引起的总量估算,关于这些释放量能有多少比例可以被浮游植物利用还不清楚,尤其是有机颗粒物在水体中停留期间的矿化再生值得进一步研究;在氮素的生物转化过程中,生物固氮目前对太湖氮素输入的贡献很小,反硝化作用是太湖水体氮素自净的主要途径.     

太湖地区河网水体石油类浓度预测

利用完全混合系统水文动力学模型,对太湖地区河道改造后,由于船型及船流量发生变化而导致的水体石油类浓度的变化进行了预测。通过类比分析得出：预测结果基本符合实际。     

太湖地区西苕溪流域营养盐污染负荷结构分析

污染负荷研究是实施污染物总量控制、保护水质的基础,由于非点源污染一直是水环境研究的一个难题,致使河流污染负荷估算缺乏合理的估算方法.本项研究针对太湖的富营养化问题,选取太湖上游西苕溪流域,采用GIS的流域分析方法,选取单一土地利用类型的小流域,分析流域土地类型与径流量及流域出口浓度的统计关系,获取不同土地利用类型营养盐污染的产出率,合理估算了西苕溪流域的非点源营养盐污染负荷,并根据西苕溪流域社会经济统计数据及已有的污染产出率研究成果,估算了西苕溪的点源营养盐污染负荷,在此基础上估算了西苕溪流域的营养盐污染总负荷量,分析了不同污染源在总负荷量的比例.最后通过比较估算的总负荷量与实测负荷量,计算了西苕溪流域河网体系对营养盐的降解能力.研究得出, 林地产出径流浓度总氮0.715mg/L、总磷0.039mg/L,耕地产出径流浓度总氮为2.092mg/L, 总磷0.166mg/L,西苕溪流域总氮负荷量为3143.43t/a,非点源污染负荷量为1589.52t/a;总磷负荷量为226.32t/a,非点源为108.36t/a,西苕溪流域河网体系对总氮、总磷的年降解率分别为 35.39%、21.48%.     

小流域农业面源污染监测断面设置与污染物通量估算研究进展

流域尺度面源污染的监测是系统认识农业面源污染的发生、迁移及转化过程,并对其进行有效控制的重要基础.当前,田块尺度的面源污染监测方法比较成熟,而流域尺度的监测,尤其是监测断面的布设及采样频率设置等方面的研究较少.本文详细梳理了小流域采样断面布设、采样频率优化和河流断面通量估算3方面的主要进展.1)从小流域样点布设来看,包括常规监测采样设计、针对性监测采样设计和融合前两种类型的监测采样设计3种类型,点位布设方法上有遗传算法、模糊逻辑法、熵值法和模型法等,样品采集方式包括随机采样、复合采样、综合采样以及连续采样4种类型,其中复合采样应用广泛;2)从采样频率来看,1～2周一次的采样频率即可精准获取污染负荷通量,若需要进一步提高精度,可在水文/水质变异大的时期提高监测频率及在特殊断面加密布点;3)在通量估算上,当前主要的计算方法有平均法、插值法和回归/曲线法3类方法,其中流量加权的浓度估计法、插值算法和LOADEST法是简便且精确的方法,方法的选择上也可根据不同时期流域污染源特征进一步优化.     

太湖沿岸区浅层底泥重金属污染分析及生态风险评价

近年来太湖底泥重金属污染越来越受到各方关注.为了解太湖沿岸区底泥重金属污染状况,基于2018年太湖全湖污染底泥勘察项目中重金属监测数据,对梅梁湖、竺山湖、西部沿岸区、南部沿岸区、东太湖、贡湖6个太湖沿岸湖区浅层(0～30 cm深度区间)底泥中Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni 8种重金属元素含量进行分析,运...     

太湖沉积物重金属和营养盐变化特征及污染历史

通过对太湖北部开阔湖区沉积岩芯粒度、营养盐、重金属元素等指标的分析,结合硅藻分析结果,讨论了该湖区近100年来沉积环境变化特征、营养演化规律及重金属元素污染历史.结果表明,20世纪20年代前后,流域人为活动方式的改变及强度加大使沉积物特征开始发生变化,沉积物粒度变粗,重金属元素及TP含量减少.20世纪50年代～20世纪70年代末期,受人为污染影响,沉积物及水体TP含量逐渐增加,湖泊处于中等营养水平.20世纪70年代末期以来,沉积物中TOC,TN含量升高,C/N比值增大,沉积物中人为排放的外源有机成分所占比例增加,沉积物及水体中TP含量明显升高,硅藻组合以富营养型种属为主,湖泊水体发生显著富营养化;同期,随着重金属元素人为污染程度的加重,Cu,Mn,Ni,Pb和Zn等元素总量及有效结合态含量升高,并具有一定程度的潜在生物毒性.     

环太湖河流进出湖水量及污染负荷(2000-2002年)

天然水域,尤其是富营养的浅水湖泊,沉积物中磷的释放是蓝藻水华发生、形成和持续生长的重要因素．分析沉积物中磷的赋存形态转化及其潜在生态效应,有助于理解沉积物中磷的迁移转化过程及其与湖泊富营养化之间的关系．本文综述国内湖泊水域中磷的主要形态、来源和转化过程以及其生物有效性的研究进展．重点讨论了近5年来中国东部浅水湖泊沉积物磷的形态分析、转化和生物有效性评估的现状,以及沉积物中磷形态与浅水湖泊富营养化之间的潜在联系．     

基于土地利用动态变化的太湖地区景观生态风险评价

在GIS和RS技术支持下,以遥感数据和土地利用数据为基础,以行政区划为评价单元,定量分析太湖地区1990-2008年土地利用变化及其转化关系;从土地利用变化和景观结构角度构建景观生态风险评价模型,定量评价了研究区内景观生态风险的时空动态变化特征.结果表明:太湖地区景观生态风险分布与区内土地利用方式和强度具有较高关联.景...     

2007年以来太湖总磷污染负荷质量平衡计算与分析

磷是太湖富营养化的关键性指标,为了解太湖总磷内、外源变化趋势及特征,从总磷污染负荷动态平衡角度分析太湖总磷主要来源与总磷浓度高位波动的原因,本研究基于2007年以来长时序水量水质监测资料和调查数据,开展了太湖进出各途径的总磷负荷质量平衡估算及分析。结果表明,2007—2020年入湖河道输入总磷负荷为1835～2799 t,占太湖总磷负荷的55%～73%,是外源输入最主要的途径;大气干湿沉降输入353～1380 t,占太湖总磷负荷量的12%～38%,是太湖总磷外源输入的第二大途径;太湖水体中总磷负荷量约占8%～15%。出湖河道输出总磷负荷量为516～906 t,占太湖总磷负荷量的13%～30%;水生动植物捕捞总磷负荷量为115～312 t,占太湖总磷负荷量的4%～12%,水厂输出占2%～3%左右;约41%～74%的总磷负荷量滞留于太湖湖体中,成为影响太湖总磷浓度的重要内源。同时,太湖地区气温升高、太湖水体流动速度加快一定程度上又加速了内源污染释放,使其成为总磷改善的限制性因素。     

太湖流域非点源污染特征与控制

太湖流域非点源污染已经相当严重,直接威胁太湖流域的水环境安全.本文综述了太湖流域非点源污染来源于:农业生产的化肥、农药污染;畜禽水产养殖污染;城市地表径流面源和道路线源污染;城镇、农村生活污水的非达标排放;大气的干湿沉降等.并分析了太湖流域非点源污染的影响因素以及时空分布特点,最后从控制非点源污染源和污染物输移过程提出控制和治理非点源污染的措施.     

太湖诱变剂污染调查分析

应用蚕豆根尖细胞微核试验监测太湖水污染,结果表明太湖诱变剂污染轻,分布面积小,限于西北湖区,污染分布及程度受水位状况影响较大。微核指标和其他理化性质指标互为补充,被用于评价太湖水质,并就太湖水湖保护及污染控制提出了若干建议     

太湖近代沉积物中重金属元素的累积

利用210Pb、137Cs定年技术,对来自太湖不同生态和沉积特征的三个湖区的沉积物柱状样品进行了定年,用ICP—AES分析了沉积物中重金属等元素的含量,分析了太湖沉积物中重金属的累积特征及其成因.污染较重、蓝藻水华暴发频繁的梅梁湾沉积物中的重金属含量在近25年来逐年增加;太湖上游风浪较大的夹浦湖区表层10cm沉积速率大、粒度粗,除表层1cm外,1—10cm沉积物中各种重金属含量都较低,且层间变化剧烈;下游湖区正逐渐草型化的胥口湾除表层3cm外,沉积物中重金属的含量自底层向表层大致呈不断下降的趋势.研究表明,不同年代的太湖沉积物中重金属含量差异很大,明显大于不同湖区间沉积物重金属平均含量间的差异.水动力作用引起的沉积物粒度分异很可能是影响沉积物中重金属积累的一个重要因素.总体上太湖沉积物中重金属的污染比较轻微,但已经有一定程度的Cd污染,梅梁湾沉积物中自上世纪70年代开始明显积累Cd,其他重金属元素的积累也逐渐增加,值得关注.     

太湖地区的圩及其对洪涝的影响

本文介绍了圩的概念,太湖地区圩区的现状,以及修圩筑提对太湖流域洪涝形势的影响,筑圩有效地抵御了洪涝,但对太湖流域的洪涝形势产生了影响;（１）洪涝调蓄水面积减少,流域调蓄能力下降;（２）河网的自然状况被破坏,引起洪涝泄流不畅;（３）人类活动影响了流域的交,汇流情况,排涝动力的增加使圩内汇流时间缩短。     

基于发展权价值评估的太湖东部水源保护区生态补偿标准

生态补偿是协调环境保护与区域发展机会公平的重要手段.太湖东部湖区是苏州市、嘉兴市和上海市重要饮用水源供给地.本文分析了苏州市滨湖地区水源地水质保护行为与发展权价值损失的关系.应用区域比较法,在地理要素修正的基础上评价了太湖东部水源保护区发展权价值损失,以此作为生态补偿的标准.研究表明,2009年太湖东部地区水质保护行为的发展权损失为42.39亿元,地方财政收入损失占75.88%;农民收入损失占13.58%;城镇居民收入损失占10.53%.为了缩小城乡居民的收入差距,应优先对农民实施生态补偿.水质保护行为产生的外部收益超出了水源供给价值,需要在更大范围内统筹生态补偿问题.     

环太湖江苏段入湖河道污染物通量与湖区水质的响应关系

基于2008-2018年环太湖江苏段入湖河道污染物通量及湖区水质数据,从时空变化及相关关系两个方面探讨了入湖污染物通量与湖区水质的响应关系,并分析了污染物进入湖体影响水质的主要因子.结果表明:太湖污染减排已见成效,氨氮、总氮、高锰酸盐指数和化学需氧量入湖污染物通量整体呈下降趋势,年均下降率分别为8.0%、2.0%、1.6%和2.2%,湖体氨氮和总氮时间格局响应较好,年均下降率分别为2.1%和2.3%.湖体氨氮、总氮、总磷、高锰酸盐指数和化学需氧量与入湖污染物通量整体由西北部、西部湖区向东南部、东部湖区递减,空间格局上响应基本一致.全湖区年尺度总氮、氨氮浓度与入湖河道污染物通量分别呈显著正相关、极显著正相关关系;影响湖区总氮、氨氮的主要因子为入湖河道的总氮、氨氮浓度,其次为入湖河道浓度与原湖区水质差值,因此亟需加强入湖河道水质浓度的控制.     

Variation characteristics of heavy metals and nutrients in the core sediments of Taihu Lake and their pollution history

The sedimentary environment change, trophic evolution and heavy metals pollution history of the northern Taihu Lake in the last 100 years are studied according to the sedimentary geo-chemical proxies of the core sediments, such as grain size, nutrients, heavy metals, diatom, etc. The nutrients in the sediments depended mainly on the lake internal circulation and the heavy metals were from natural geogenic sources before the 1920s, which were not influenced by human activities generally, and grain size was one of the key factors influencing heavy metals content in the sediments. The alternation of manner and strength of human activities in Taihu Lake catchment before and after the 1920s made the lake sediments coarser, and hence heavy metals and TP content decreased contrasted with that before the 1920s. TP content in sediments and water increased from the 1950s to late 1970s due to anthropogenic pollutants discharge, and the lake belonging to mesotrophic state. TN and TOC content and C/N ratio increased due to the increasing external pollutants into Taihu Lake by human activities, TP content also increased obviously in water and sediments, and the diatom association was dominated by eutrophic species since the late 1970s, indicating the eutrophication state of Taihu Lake in this period. Meanwhile the increasing in heavy metals content, such as Cu, Mn, Ni, Pb and Zn, and their proportion of valid fractions in the sediments indicates that they all result from human pollutants since the late 1970s. The heavy metals in the surface sediments have certain potential biological toxicity due to the higher SEM/AVS ratio.     

太湖流域长荡湖近百年生态环境演变过程

社会经济转型产生的多重人为驱动力对太湖流域的生态环境和服务功能造成了深远的负面影响.湖泊沉积记录有助于探索流域人与环境长期相互作用过程,为生态修复提供理论支撑.本研究通过对太湖流域长荡湖沉积岩芯有机质、营养盐和重金属元素等指标的系统分析,在210pb定年结果的基础上,结合地球化学标准化方法以及流域人类活动资料,解析了近...