太湖地区农业源污染核算研究进展

太湖地区水体污染严重,控制太湖污染、改善太湖水质,对发挥太湖的综合服务功能,促进全流域经济可持续发展和社会稳定具有重要的战略意义.充分把握和核算太湖地区农业源污染排放量、入河量及其时空分布是落实太湖地区污染物科学减排从而进一步改善太湖水质的基础.本研究总结和概述了太湖地区农业源污染现有的核算方法、产排污参数、控制途径等,结合太湖地区农业源污染构成、排放与布局的复杂情况,提出综合运用各种核算研究方法,充分考虑各污染来源,确定农业源污染的产污量、排污量和入河量,并通过建立分期、分区、细分类型的农业源污染排放、入河参数,为科学确定农业源污染减排指标以及制定减排措施提供依据.     

太湖沉积物-水界面生源要素迁移机制及定量化——1.铵态氮释放速率的空间差异及源-汇通量

采集柱状芯样,室内静态模拟不同温度下太湖沉积物铵态氮释放.结果表明,经面积加权,5℃、15℃和25℃下氮的交换速率分别为-16.0±17.6mg/穴m2·d雪、12.6±6.9mg/穴m2·d雪和34.1±20.8mg/穴m2·d雪,不同湖区其释放速率差异极大.受外源污染影响较大的水域,氮释放量随温度的升高而增加;受死亡残体沉降和分解影响明显的草藻型湖区,氮的年释放通量较大.全太湖沉积物-水界面NH4 -N的年净通量为9960.3±4960.0t,其中成汇的通量值约为-911±637.9t/a,大部分泥区在一年中至少经过了一次的源-汇转换过程.     

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...     

太湖表层沉积物多环芳烃的空间分布、来源及其风险

随着太湖流域社会与经济的发展,多环芳烃(PAHs)在各种环境介质中逐渐累积,污染日益严重,可能对太湖生态环境及周边人体健康构成威胁。为探究太湖沉积物PAHs的来源及生态风险,于2021年12月在太湖采集30个表层沉积物样品,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)检测样品中16种PAHs含量;利用受体模型和苯并[a]芘(BaP)毒性当量法进行来源解析及生态风险评估,并将各来源贡献与毒性当量浓度相结合,量化源风险。结果表明,太湖表层沉积物中16种PAHs总含量介于124~592 ng/g之间,平均值为294 ng/g,中值为279 ng/g;高环多环芳烃(HMW PAHs)为主要组分,占∑PAHs的67%。高含量区域位于竺山湾、梅梁湾、贡湖湾和西太湖,与国内外其他湖泊沉积物相比,太湖沉积物PAHs含量处于较低水平。源解析的结果表明,太湖表层沉积物中PAHs交通排放源贡献率为29.1%、煤炭燃烧源贡献率为26.7%、生物质燃烧源贡献率为28.7%、石油源贡献率为15.6%。生态风险评价结果表明,交通排放源、生物质燃烧源、煤炭燃烧源和石油源的BaP毒性当量含量(TEQ_BaP)均值分别为19.34、17.81、16.33和9.1 ng/g,均小于70 ng/g,几乎处于无风险水平。西太湖、贡湖湾和梅梁湾的部分区域ΣTEQ_BaP大于70 ng/g属于潜在风险区,具有一定潜在毒性。在后续的污染治理中应重点关注太湖西北部地区污染物的排放。本研究可为沉积物中PAHs污染的研究提供数据支撑,为地方政府精准、高效地管控PAHs污染提供理论依据。     

太湖河蚬时空格局

2006年12月-2007年11月对太湖河蚬种群进行了周年逐月调查.河蚬在分布区的年均密度和生物量分别为265.7ind./m2和100.9g/m2,在夏、秋季均达到高值.根据壳长频数分布的周年变化,太湖河蚬一年一代,繁殖期主要在5-7月份.河蚬主要分布在贡湖湾、马迹山以南区域、西南湖区和小梅港沿岸区域.分析表明,太湖中河蚬的空间分布表现出明显的差异性,这种差异性受到多种因素的综合影响.在北部梅梁湾和竺山湾湖区湖泊中的低溶氧量是限制河蚬生长的最重要因素;在贡湖湾、马迹山以南湖区和西南部湖区,各种生境条件和底质性质适合河蚬的生长繁殖,其密度和生物量的最高值出现在贡湖湾的中心区域(820.0ind./m2,522.9g/m2);在东太湖湖区浮游植物密度较低,底质中有机质较少,食物来源是影响河蚬分布的较重要因素.     

云南星云湖水质变化及其人文因素驱动力分析

星云湖目前存在水污染加重、富营养化进程加快、水体功能受损等问题.以星云湖为研究对象,根据星云湖2005-2015年的水质数据、社会经济统计数据和遥感影像图,运用目视解译、叠加分析、污染足迹模型及主成分分析法,分析了星云湖流域近10年以来水质变化趋势、入湖河流污染物污染足迹及其人文因素驱动力.结果表明:(1)水质数据趋势表明,从月变化看,3月份水质最好,9月份水质最差;从年变化看,2005-2015年间,2008年水质状况最好,2014年的水质状况最差,从2008-2014年水质持续变差,到2015年好转.(2)2015年有机物、氮和磷的污染足迹分别为583.26、705.88和494.11 km~2.污染足迹前4位的入湖河流依次为:大街河东西大河东河渔村河东西大河西河,占星云湖流域总污染足迹的66.21%.污染程度大的大街河、东西大河和渔村河周边土地利用类型为水田、旱地和村庄.(3)星云湖水质影响因素第1主成分(总人口、播种面积、农村人口、化肥使用量、农膜使用量、大牲畜存栏量)与农村生活和农业面源污染有关;第2主成分(人均GDP、第一产业产值、第二产业产值、第三产业产值)与社会经济发展有关.因此,星云湖流域水质变化的人文因素驱动力为农村生活和农业面源污染类和社会经济发展类,其中第1主成分的贡献率是84.389%,农村生活和农业面源污染是水质变化的主要驱动力.     

2009年环太湖入出湖河流水量及污染负荷通量

通过对2009年环太湖水文巡测及同步水质监测数据整理,得到2009年环太湖河流入出湖水量以及污染负荷,并将之与前期文献资料数据进行对比.结果表明,2009年环太湖河道入出湖水量分别为88.40×108 m3、93.27×108m3.入湖水量超过5×108m3的依次为陈东港、大浦港、梁溪河、太滆运河、望虞河.出湖水量最大...     

不同尺度流域地表径流氮、磷浓度比较

选择太湖上游为研究对象,采集了1-400 km2不同尺度小流域产出径流TN、TP浓度实测数据,结合前期开展的地表坡面流人工暴雨实验监测结果,开展不同尺度流域水质监测对水体面源污染产出浓度估算影响的比较研究,探讨流域尺度之间入渗、汇流以及伴随的流域生态系统营养盐调节机制的差异．结果表明,流域监测尺度对土地利用面源污染产出浓度估算有较大影响．地表坡面流由于未经过流域汇流过程伴随的下渗滤过与吸附等过程,产出径流TN、TP浓度一般高于小流域．小流域林地生态系统具有较强的入渗机制、接近自然的生态沟谷汇流网络,对面源污染TN、TP有较强的削减作用．农业生态系统较弱的入渗机制、人工沟渠汇流网络对面源污染TN、TP的削减作用较弱．现代农业造成流域面源污染增加不仅仅是因为人类农业活动对流域局部土体及养分的改变,农业生态系统改变流域自然生态系统整体水文过程及营养盐调节机制也是面源污染增加的重要因素之一,恢复小尺度的生态沟谷网络系统对削减流域面源污染具有重要的意义．     

城市富营养化湖泊的外源污染负荷与贡献解析——以武汉市后官湖为例

为探究城市湖泊富营养化的污染负荷来源及其贡献率,选择长江流域中下游典型富营养化湖泊(武汉后官湖)为研究对象,结合实测法、平均浓度法与排污系数法,解析了后官湖的外部污染来源(包括点源和面源,面源又进一步划分为农村生活、农业种植、水产养殖、畜禽养殖和城市径流).结果表明:化学需氧量(COD)主要来源于点源,入湖贡献为54%;总磷主要来源于面源,入湖贡献为71%.进一步筛选面源中污染物的主要来源发现,总磷主要来自农业种植和水产养殖,入湖贡献分别为41%和30%;面源中COD、氨氮和总氮贡献最大的是城市径流,入湖贡献率分别为61%、53%和37%.行政区污染排放贡献率中,COD、氨氮、总氮和总磷排放贡献率最大的分别为沌口街办(25. 24%)、蔡甸街办(23.28%)、永丰街办(24.04%)和大集街办(26.15%).开展沌口街办和永丰街办的点源治理可有效消减入湖COD与氨氮负荷,而大集街办的农业面源污染防治则是后官湖流域总磷治理的重点.     

太湖霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri Claparède)的时空格局

2005年1-12月对太湖霍甫水丝蚓进行了逐月调查.太湖霍甫水丝蚓年均密度和生物量分别为3273.75 ind./m2和4.697 g/m2,均在2月份达到最大值.根据体长频数分布的周年变化,推测太湖霍甫水丝蚓一年有三代.太湖霍甫水丝蚓密度和生物量在空间上表现出明显的差异性,且随季节变化较小,其高值区域均出现在太湖北部梅梁湾和竺山湾及西部河口湖区,而在其它区域的现存量均较低.分析表明太湖霍甫水丝蚓空间差异可能与营养水平、底质类型、可摄食的食物及生境的稳定性等因素有关.     

Preliminary study on assessment of nutrient transport in the Taihu Basin based on SWAT modeling

With the Taihu Basin as a study area, using the spatially distributed and mechanism-based SWAT model, preliminary simulations of nutrient transport in the Taihu Basin during the period of 1995-2002 has been carried out. The topography, soil, meteorology and land use with industrial point pollution discharge, the loss of agricultural fertilizers, urban sewerage, and livestock drainages were all considered in the boundary conditions of the simulations. The model was calibrated and validated against water quality monitoring data from 2001 to 2002. The results show that the annual total productions of nitrogen (TN) and phosphorus (TP) into Lake Taihu are 40000t and 2000t respectively. Nutrient from the Huxi Region is a major resource for Lake Taihu. The non-point source (surface source) pollution is the main form of catchment sources of nutrients into Lake Taihu, occupied TN 53% and TP 56% respectively. TN and TP nutrients from industrial point pollution discharge are 30% and 16%, and sewerage in both forms of point source and non-point source are TN 31 % and TP 47%. Both the loss of agricultural fertilizers and livestock drainages from the catchment should be paid more attention as an important nutrient source. The results also show that SWAT is an effective model for the simulation of temporally and spatially nutrient changes and for the assessment of the trends in a catchment scale.     

Preliminary study on assessment of nutrient transport in the Taihu Basin based on SWAT modeling

With the Taihu Basin as a study area, using the spatially distributed and mechanism-based SWAT model, preliminary simulations of nutrient transport in the Taihu Basin during the period of 1995:_2002 has been carried out. The topography, soil, meteorology and land use with industrial point pollution discharge, the loss of agricultural fertilizers, urban sewerage, and livestock drainages were all considered in the boundary conditions of the simulations. The model was calibrated and validated against water quality monitoring data from 2001 to 2002. The results show that the annual total productions of nitrogen (TN) and phosphorus (TP) into Lake Taihu are 40000t and 2000t respectively. Nutrient from the Huxi Region is a major resource for Lake Taihu. The non-point source (surface source) pollution is the main form of catchment sources of nutrients into Lake Taihu, occupied TN 53% and TP 56% respectively. TN and TP nutrients from industrial point pollution discharge are 30% and 16%, and sewerage in both forms of point source and non-point source are TN 31% and TP 47%. Both the loss of agricultural fertilizers and livestock drainages from the catchment should be paid more attention as an important nutrient source. The results also show that SWAT is an effective model for the simulation of temporally and spatially nutrient changes and for the assessment of the trends in a catchment scale.     

太湖湖滨带的生态建设

太湖湖滨带是太湖流域重点污染控制区之一。本文根据流域生态学与流域管理学的原理,提出了太湖湖滨带生态建设的途径。（1）发展生态农业,减少农田污染。（2）入湖河道沿岸两侧建设河岸林带,成为农田与河流间的缓冲带。（3）加强沿岸丘陵的水土保持。（4）充分利用湖泊湿地的净化功能,作为治理太湖富营养化的有效措施。（5）选择入湖河道河口,在试验基础上建立人工湿地。推动太湖湖滨带生态建设工程顺利开展的措施：（1）提高全社会的环境保护意识。（2）从组织和制度上加强湖滨带污染控制管理。（3）建立环境监测和信息管理系统。（4）开展湖滨带污染控制工程的试验研究。     

云南阳宗海大气氮、磷沉降特征

大气氮、磷沉降是湖泊水体氮、磷入湖的重要途径之一.为了解阳宗海氮、磷沉降对湖泊富营养化的潜在影响,于2012年5月-2014年4月通过监测阳宗海大气氮、磷沉降,估算氮、磷的大气沉降通量,揭示阳宗海大气氮、磷沉降随时间变化的特征,分析其来源、影响因素等.由于阳宗海是磷限制湖泊,本研究在估算大气氮、磷沉降通量的基础上,特别比较了大气磷沉降入湖量与非点源磷的入湖量,以此评估大气沉降输入磷对湖泊富营养化的潜在影响.研究结果表明:阳宗海总氮年平均沉降通量为248 mg/m~2,春、夏、秋和冬季平均分别为200、306、274和214 mg/m~2,其中夏季沉降通量最大,原因与降雨量增加有关;总磷年平均沉降通量为24 mg/m~2,春、夏、秋和冬季平均分别为18、31、19和27 mg/m~2.大气磷沉降与输入阳宗海的总磷量相比很小,对阳宗海富营养化影响较小.     

太湖污染控制及水生态系统的恢复对策

Taihu Lake is a mutiple-function fresh water lake situated in the delta of Yangtze River. Nowadays, the serious pollution mainly created by industry and residents'' life has made the water quality of the lake decline continuously. Eutrophication is the main characteristic of the water pollution. The water pollution not only affect the several functions of the lake, but also cause the changes of the aquatic biological community.The pollution control strategies to be adopted include the treatment of the industrial waste water and residents'' life sewage, as well as the agricultural non-point polluting source. Ecological engineering is the useful measure for diminishing the nutrition salts in water. On the basis of pollution control, the ecological restoration methods include the transplanting of the emerged and/loading anchored aquatic plants at first and the restoration of the submerged plants in the next.     

太湖不同湖湾中铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)的氮稳定同位素特征

进入湖泊中不同氮源氮稳定同位素值(δ15N)的差异和生物对氮稳定同位素的记忆作用,可以反映流域人类活动输入的污染物对生态系统的影响程度.本文调查了太湖4个湖湾(梅梁湾、贡湖湾、竺山湾和东太湖)中铜锈环棱螺(Bel-lamya aeruginosa)的δ15N值,结果表明环棱螺δ15N值的变幅为6.9‰～18.1‰,平均值为11.2‰,不同湖湾中环棱螺δ15N值差异极显著,从高到低依次为梅梁湾(17.7‰)、贡湖湾(13.2‰)、东太湖(10.2‰)和竺山湾(7.8‰).分析认为,梅梁湾和贡湖湾接纳较多的人类活动产生的污染物,其周边城市如无锡、常州等地的污水处理效率有待提高;竺山湾水体氮素主要来自于农业面源污染,需降低农田化肥的使用量.     

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.     

太湖蚌类现存量及空间分布格局

于2016年10月和2017年10月对太湖全湖8个湖区129个样点的蚌类进行调查,分析蚌类的物种组成、现存量、空间分布及历史变化.共采集到蚌类704个个体,隶属8属14种.全湖蚌类平均生物量和密度分别为4.169±9.337 g/m²和0.164±0.386 ind./m²;各湖区蚌类平均生物量和密度差异较大,东部沿岸区生物量和密度最高,分别为14.975±16.743 g/m²和0.577±0.758 ind./m²;湖心区生物量和密度最低,仅为0.727±1.622 g/m²和0.029±0.071 ind./m².扭蚌（Arconaia lanceolata）、圆顶珠蚌（Unio douglasiae）和背角无齿蚌（Anodonta woodiana woodiana）为太湖现阶段的优势种.基于蚌类平均密度的聚类分析,8个湖区分为3类.与历史数据相比,太湖蚌类资源呈明显衰退趋势,现状不容乐观,需加强对太湖蚌类的保护和资源的有效管理.     

多源水联合调度重构滇池流域健康水循环模式

河湖生态用水被挤占并严重短缺是滇池水污染严重和恶化趋势难以遏制的根本原因之一.在对滇池流域"自然人工"二元水循环结构剖析的基础上,结合滇池治理"六大工程"实施现状及存在问题,以水资源的高效配置和循环利用为核心,提出了重构滇池流域健康水循环的总体框架.在水资源模拟系统MIKE BASIN平台上,通过水力联系将环湖截污、外流域调水与节水、入湖河道整治、农业农村面源治理、生态修复、生态清淤等整合为一个有机整体,以恢复流域自然水系循环为目标,将外流域引调水与本区水库水、滇池水、地下水、城市再生水等多源水资源进行水量和水质统一配置,得到滇池流域水资源总体配置方案.结果表明:在牛栏江向滇池年均补水5.72亿m3的前提下,昆明城市尾水可以全部直接外排至下游作为工业用水,削减滇池入湖污染负荷,从而加速滇池生态环境修复的进程.