冰封期湖泊溶解氧变化特征及代谢速率

冰封期湖泊与大气的气体交换受冰盖阻碍,影响湖泊溶解氧含量,进而影响湖泊水质.为探究冰封期湖泊溶解氧和新陈代谢速率变化特征及影响因素,本研究通过监测典型季节性冰封湖泊不同深度的溶解氧(DO)、水温和光合有效辐射(PAR),结合水质检测结果,分析冰封期湖泊DO变化及代谢速率影响因素,对湖泊日新陈代谢速率计算方法进行改进并估算冰封期湖泊新陈代谢速率.结果表明：2021年1—3月间,岱海DO浓度平均值为15.49 mg/L,并出现昼夜变化和分层现象.DO在冰封期变化趋势呈现出先逐渐升高,然后保持稳定,进入消融期(2021年3月2—11日)分层现象逐渐消失的规律.岱海冰封期净初级生产力和生态系统呼吸速率平均值分别为0.11和0.10 mg/(L·d),在水温未出现分层时净初级生产力呈现较高水平;之后水温沿水深方向出现分层,净初级生产力明显下降;当冰层融化后,PAR显著上升,净初级生产力又逐渐恢复至0.10 mg/(L·d).统计分析表明,岱海冰封期DO与水温、PAR、总氮等变化具有一定相关关系,且由于湖泊流域生态环境条件及冰封期物候特征不同,岱海与内蒙古其他湖泊相比,冰封期DO变化趋势存在一定差...     

东巢湖沉积物水界面氮、磷、氧迁移特征及意义

以东巢湖近城市湖湾沉积物为研究对象,在沉积物氮、磷营养盐分析的基础上,采用沉积物柱状芯样静态释放模拟法定量评估研究区域沉积物—水界面氨氮、溶解性活性磷酸盐营养盐释放潜力,利用微电极非损伤测定技术获得沉积物—水微界面溶解氧(DO)剖面分布及微界面DO消耗和扩散特征.结果表明:东巢湖近城市湖湾沉积物氮、磷污染物蓄积量较高,受TN、TP污染程度较重.沉积物内源氨氮、磷酸盐释放明显,平均释放速率分别达到32.44 mg/(m~2·d)和1.25mg/(m~2·d),区域内沉积物已成为水柱中氮、磷营养盐的污染源.研究区域上覆水体处于好氧状态,沉积物—水微界面平均DO穿透深度(OPD)达到5.3 mm,平均DO扩散通量为4.56 mmol/(m~2·d),表现出良好的DO扩散能力.沉积物内源氨氮和磷酸盐释放能力与表层沉积物TN/TP物质含量及沉积物—水微界面DO穿透深度有关,在沉积物氮、磷污染较重的情况下,DO穿透深度越低越有利于氮、磷污染物从沉积物向上覆水体释放.     

藏北色林错流域的水文特征

本文报道了1997年降1998年夏季对藏北色林错等水体水文特征的考察情况,结果表明,色林错是一个大型深水湖泊,表层水温在下午4：30左右达到最高,清晨7：30左右时最低,浅水区域表层湖水在6月份的极端最高水温为21．2℃,极端最低水温为11．0℃,而日平均水温变幅仅5．6℃,其幅度大于在同一时段湖区内不同区域之间表层水温的变化,色林错湖水的pH值较高咪9．19－9．66;表层水的pH昼夜变化较小,仅0．15,最高值出现在凌晨,同时水体不同区域及深度的pH值基本一致,其溶解氧变化在4．62－5．12mg/L,而且不同深度水层之间的变幅较小,仅0．03－0．35mg/L;但其湖汊浆东如瑞溶解氧的昼认变幅为4．58－5．59mg/l;盐度的日变幅为1．60％－2．20％,考察表明,藏北水体的盐分有一个从河流到湖泊、以及由流水向静水富集的趋势;鱼类的分布与水体盐分的含量密切相关,即鱼类随着水体盐分的增加而消失,代之以嗜盐性卤虫的出现及大量繁衍。     

基于FVCOM的太湖梅梁湾夏季水温、溶解氧模拟及其影响机制初探

水体中的溶解氧是表征水生生态系统健康与否的重要参数之一.本研究基于太湖2008年8月16 20日的风速、风向、短波辐射等气象场资料以及实测的相关水质参量,利用FVCOM(即非结构化网格有限体积近海海洋模型)模式对太湖梅梁湾三维水温以及水体中溶解氧进行模拟,模拟结果与实测值基本吻合,水温的验证回归方程为y=1.02x,R²为0.690;溶解氧的R²为0.760.同时对溶解氧浓度的时空分布,梅梁湾溶解氧的"源"和"汇"及其贡献进行了分析.结果表明:太阳辐射、风速是影响水温日成层现象的重要因子;受水温和光照的影响,夏季梅梁湾的溶解氧存在垂直差异,呈现出"双峰双谷"的日变化特征;浮游植物光合作用制氧是水中溶解氧的最重要来源,水下光衰减直接控制着初级生产力的垂直分布;浮游植物呼吸及死亡是溶解氧的最大消耗者,余下依次为底泥耗氧、碳化需氧、细菌呼吸耗氧和硝化作用耗氧.     

固定化氮循环细菌修复城市湖泊水体脱氮效果及N2O排放

利用从镇江金山湖天然水体中筛选分离出的土著氨化、亚硝化、硝化和反硝化细菌,将氮循环细菌固定化后在金山湖示范工程区进行水体脱氮净化效果研究.结果表明,运行一段时间后水质明显得到改善,氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮以及总氮浓度均显著下降,氨氮浓度指标达到国家水质Ⅰ类标准,总氮浓度指标达到水质Ⅱ类标准.同时,对湖泊水体的N_2O气体排放通量进行了检测,结果显示,随着实验的进行,金山湖区的N_2O气体排放通量逐渐升高,4月份的平均值为23,51μg/(m~2·h)、5月份的平均值为29.52μg/(m~2·h)、6月份的平均值为59.10μg/(m~2·h).水质氮素指标以及N_2O气体排放通量数据说明利用微生物固定化载体强化净化技术对城市湖泊水质净化具有显著效果和重要意义.     

天山天池水体季节性分层特征

于2014年6-10月,对高山深水湖泊天山天池水温、电导率、溶解氧、p H值、叶绿素a浓度和蓝绿藻细胞密度进行垂直剖面的连续监测,通过对其季节动态和垂直分层结构的分析,探讨天池水体季节性分层特征.天池出现明显水温分层的时间短(6-9月),夏季温跃层变化范围为2~18 m,而秋季温跃层不断下移,10月在18 m水深以下;受水温分层影响,天池水体溶解氧浓度、电导率、p H值、叶绿素a浓度和蓝绿藻细胞密度在垂直剖面表现出明显的季节性分层,尤其是夏季水温分层影响溶解氧浓度、叶绿素a浓度和蓝绿藻细胞密度在水体中的分布,对天池水质变化产生重要影响.天池浅水层(水深小于10 m)溶解氧浓度较高(大于8 mg/L),而深水层(水深超过18 m)溶解氧浓度9月接近4 mg/L,季节性缺氧导致底泥营养盐向上扩散,对水体水质产生不利影响.所以,应在夏、秋季节加强水质监测,以防止天池水华发生;天池叶绿素a浓度与蓝绿藻细胞密度的垂直剖面变化趋势相似,均随水深增加呈先增加后减小的趋势,但叶绿素a浓度在2~12 m水深处较高,蓝绿藻细胞密度在5~15 m水深处较高,表明5~15 m深度适合藻类生长,同时,电导率、p H值的垂直变化也说明藻类的生长情况,这为监测天池水体富营养化取样和分析提供依据.     

蓖齿眼子菜的光合速率及影响因素

本文研究了蓖齿眼子菜(Potamogeon pectinatus L)在滇池的光合速率、体内叶绿素季节变化及光和水温对其光合速率影响,并根据实验,计算出了蓖齿眼子菜生长的光补偿点,研究结果表明,蓖齿眼子菜1～3月份的净光合产氧量最大,为1.82～1.83mg/(g·h),6月份最低,为0.63 mg/(g·h);植物体内Chl.a和Chl.b平均含量分别为0.25～1.15mg/(g·h)和0.28～0.85mg/(g·h),蓖齿眼子菜可以通过调节体内Chl.a/Chl.b值来适应不同季节生长;蓖齿眼子菜有较宽的水温适应范围,10℃时的净光合产氧量可达0.88mg/(g·h),最高值出现在水温25℃,为1.16mg/(g·h),而30℃以上的水温已表现出对其生长的不利影响;蓖齿跟子菜生长的光补偿点为358～1256Lx,并随温度上升而逐渐增加.     

珠江流域东江（东莞段）溶解氧时空变化及其影响因素

溶解氧是水生生态系统健康程度的重要度量指标,研究溶解氧时空变化及其影响因素对揭示河流溶解氧动态过程和理解水体生物地球化学循环具有重要意义.当前,许多河流均存在溶解氧偏低问题,严重影响河流水质.基于此,收集了珠江流域东江(东莞段)上游桥头、中游樟村和下游沙田泗盛3个水质监测站的实测资料,采用折线图和箱型图分析溶解氧在月、季节和年际时间尺度下的变化规律及其空间差异;采用最大信息系数、交叉小波转换和多元线性回归3种方法解析溶解氧时空变化的影响因素.结果表明:空间分布上,溶解氧浓度从上游到下游逐渐降低,低值区分布在入海口处的沙田泗盛站,多年平均溶解氧浓度仅为3.11 mg/L.时间变化上,2011-2019年溶解氧主要在11.64个月的周期下循环变化.溶解氧展现出明显的季节性.3个站点丰水期溶解氧浓度比枯水期分别降低1.68、2.03和1.77 mg/L.驱动因素上,溶解氧的时空变化受到多个因素的综合作用.桥头站和樟村站水质较好,水温是这两个站点溶解氧时空变化的主要影响因素.其主要在8～16个月的周期上调控溶解氧变化,在两个站点分别可以解释溶解氧整体变化的70%和57%.沙田泗盛站受多条支流汇...     

稳定分层水库水质的季节性变化特征及扬水曝气水质改善

为了解深水型水库水体的热分层结构、水质特征及扬水曝气系统对水质的改善情况,对水温、溶解氧、pH、叶绿素a、营养盐、溶解性有机碳浓度等水质指标进行为期一年的监测,探讨各项指标的季节性变化规律.结果表明,黑河水库水体呈单循环混合模式,在3-10月形成自然热分层,水体的热分层导致相应水库水质明显分层.黑河水库为偏碱性水体,叶绿素a、总磷、总氮、铵态氮和溶解性有机碳浓度平均值分别为2.21 μg/L、0.022 mg/L、1.32 mg/L、0.20 mg/L和2.93 mg/L,表明黑河水库处于中-富营养状态.热分层期底部水体溶解氧浓度在0～7.9 mg/L之间,平均值为2.9 mg/L,氮磷质量比在41～100之间,表明黑河水库是一个底部季节性缺氧、高营养盐型水库.在水库自然热分层末期,应用扬水曝气技术,不仅改善了底部水体的厌氧/缺氧环境,抑制了厌氧/缺氧条件下内源污染物的释放和藻类的增殖,而且还使得水库水体提前混合,实现了强制混合与水体自然混合过程的有机衔接,延长了水质持续改善的作用时效,有效地改善了水环境,保障了安全供水.     

稳定分层水库水质的季节性变化特征及扬水曝气水质改善

为了解深水型水库水体的热分层结构、水质特征及扬水曝气系统对水质的改善情况,对水温、溶解氧、p H、叶绿素a、营养盐、溶解性有机碳浓度等水质指标进行为期一年的监测,探讨各项指标的季节性变化规律.结果表明,黑河水库水体呈单循环混合模式,在3-10月形成自然热分层,水体的热分层导致相应水库水质明显分层.黑河水库为偏碱性水体,叶绿素a、总磷、总氮、铵态氮和溶解性有机碳浓度平均值分别为2.21μg/L、0.022 mg/L、1.32 mg/L、0.20 mg/L和2.93 mg/L,表明黑河水库处于中-富营养状态.热分层期底部水体溶解氧浓度在0~7.9 mg/L之间,平均值为2.9 mg/L,氮磷质量比在41~100之间,表明黑河水库是一个底部季节性缺氧、高营养盐型水库.在水库自然热分层末期,应用扬水曝气技术,不仅改善了底部水体的厌氧/缺氧环境,抑制了厌氧/缺氧条件下内源污染物的释放和藻类的增殖,而且还使得水库水体提前混合,实现了强制混合与水体自然混合过程的有机衔接,延长了水质持续改善的作用时效,有效地改善了水环境,保障了安全供水.     

Oxygen depletion off the Changjiang (Yangtze River) Estuary

In a survey on the Yellow Sea and the East China Sea on August 20-30 of 1999, we found a hypoxic zone (<2 mg/L) of 13700 km² with an average thickness of 20m at the bottom of the Changjiang (Yangtze River) Estuary, with an oxygen minimum value of 1 mg/L. The extension of the dissolved oxygen deficiency extended to the 100m isobath in a southeastward direction along the bottom of the continental shelf of the East China Sea. During the last two decades, the minimum dissolved oxygen values in the low oxygen region of the Changjiang Estuary have decreased from 2.85 mg/L to 1 mg/L. In the hypoxic zone, the apparent oxygen utilization (AOU) was 5.8 mg/L and the total oxygen depletion approximately 1.59 × 10⁶t. The strong halocline above the hypoxic zone, as a result of affluent water from the Changjiang, Taiwan Warm Current (TWC), and the high concentrations of particle organic carbon (POC) and nitrogen (PON) are the major factors causing the formation of the hypoxic zone. The POC: PON ratios and nutrient concentration distributions in the hypoxic zone suggest that the oxygen deficiency in the bottom water during the summer in the East China Sea off the Changjiang is the result of organic carbon production enhanced by nutrients from the Changjiang and fluvial organic matter input, followed by a shift in regeneration of nutrients in the East China Sea.     

大型深水湖库溶解氧时空变化及驱动因素：以江西仙女湖为例

为探究深水湖库溶解氧的时空分布规律及其主控因素,本文以南方亚热带大型深水湖库——江西省仙女湖为研究对象,基于2008—2021年仙女湖4个国控站点溶解氧的历史数据分析其年际变化的规律及原因;另于2016年水污染事件发生前(2014年5月—2015年4月)及水污染事件结束后(2018年1月—2018年12月)对仙女湖进行加密逐月监测,采用结构方程模型(SEM)分析仙女湖溶解氧的主要驱动因素。研究结果表明,2008—2021年仙女湖水体溶解氧浓度先下降后上升,变化范围为5.1～18.7 mg/L,季节均值为春季>冬季>秋季>夏季。水污染事件发生前高溶解氧区域多出现在舞龙湖湖心区及湖出口位置,水温、叶绿素a浓度和浊度是溶解氧浓度变化的主要驱动因素;水污染事件结束后高溶解氧区域多出现在钤阳湖及舞龙湖枝杈状湖湾位置,叶绿素a浓度及营养盐浓度成为溶解氧浓度变化的主要驱动因素;而pH与溶解氧主要是协同变化的关系。根据对仙女湖最深点(江口)的垂向监测结果,溶解氧的垂向差异为夏季>秋季>春季>冬季,夏、秋季在5 m以下出现低溶解氧(DO<5 mg/L)区域,且夏...     

江汉平原长湖浮游植物初级生产力的季节性变化及其驱动因子

为探究长江中下游富营养化浅水湖泊的浮游植物初级生产力季节性演替特征及其驱动因子,本研究于2020年4月(春)、8月(夏)、10月(秋)及2021年1月(冬)对湖北长湖浮游植物进行采样调查,同时运用黑白瓶测氧法及VGPM模型估算法分别估算了其浮游植物生产力水平,并探究驱动初级生产力季节性变化的主要环境因子。结果显示,4个季节共鉴定出浮游植物194种,其中绿藻门(95种,49%)和硅藻门(40种,21%)居绝对优势地位;黑白瓶法测得浮游植物水柱总生产力(P_t)季节变化为:夏季((1841.24±345.93) mg C/(m²·d))>秋季((1324.14±208.34) mg C/(m²·d))>春季((847.50±247.72) mg C/(m²·d))>冬季((711.43±133.52) mg C/(m²·d)),其中M2站位在夏季采样时(2424.66 mg C/(m²·d))水柱总生产力最高;在垂直空间上,浮游植物总生产力(G...     

Monitoring and modeling dissolved oxygen dynamics through continuous longitudinal sampling: a case study in Wen‐Rui Tang River,Wenzhou, China

Synoptic water sampling at a fixed site monitoring station provides only limited ‘snap‐shots’ of the complex water quality dynamics within a surface water system. However, water quality often changes rapidly in both spatial and temporal dimensions, especially in highly polluted urban rivers. In this study, we designed and applied a continuous longitudinal sampling technique to monitor the fine‐scale spatial changes of water quality conditions, assess water pollutant sources, and determine the assimilative capacity for biochemical oxygen demand (BOD) in an urban segment of the hypoxic Wen‐Rui Tang River in eastern China. The continuous longitudinal sampling was capable of collecting dissolved oxygen (DO) data every 5 s yielding a ~11 m sampling interval with a precision of ±0.1 mg L^?1. The Streeter and Phelps BOD‐DO model was used to calculate: (1) the oxygen consumption coefficient (K₁) required for calibration of water quality models, (2) BOD assimilative capacity, and (3) BOD source and load identification. In the 2014 m river segment sampled, the oxygen consumption coefficient (K₁) was 0.428 d^?1 (20°C), the total BOD discharge was 916 kg d^?1, and the BOD assimilative capacity was 382 kg d^?1 when the minimum DO level was set to 2 mg L^?1. In addition, the longitudinal analysis identified eight major drainage outlets (BOD point sources), which were verified by field observations. This new approach provides a simple, cost‐effective method of evaluating BOD‐DO dynamics over large spatial areas with rapidly changing water quality conditions, such as urban environments. It represents a major breakthrough in the development and application of water quality sampling techniques to obtain spatially distributed DO and BOD in real time. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

太湖流域降雨和湖水酸根阴离子长期变化及其环境意义

为揭示太湖流域降雨和湖水酸根阴离子长期变化特征及环境意义,通过历史数据收集和采样分析,对太湖流域降雨和湖水中的SO₄^2-、NO₃^-变化特征和来源进行了研究.结果表明：自1990s以来太湖流域降雨中SO₄^2-呈显著下降趋势,年平均下降率为0.28 mg/（L·a）;NO₃^-浓度却呈显著上升趋势,年平均增长率为0.05 mg/（L·a）,降雨中氮污染呈现加重的趋势.与之相反,湖水中SO₄^2-呈显著上升趋势,年平均增长率为1.24 mg/（L·a）;NO₃^-浓度却呈显著下降趋势,年平均下降率为0.02 mg/（L·a）.30年以来,太湖水体SO₄^2-/NO₃^-比值不断升高,远高于降水SO₄^2-/NO₃^-比值.研究认为：流域SO₂排放引起的酸沉降是湖水SO₄^2-浓度增长的最重要原因,但氮氧化物排放并未引起湖水NO₃^-浓度升高,说明太湖流域对大气沉降的氮氧化物有滞留作用,而太湖水体是流域大气沉降硫酸盐的重要汇.综合治理太湖流域酸性物质排放对防止太湖水体酸化和治理富营养化都具有重要意义.     

过氧化钙在处理厌氧底泥中的应用初探

为改善河道厌氧底质及内源氮、磷等营养盐释放问题,考察对沉水植被恢复的影响,研发可同步解决沉积物供氧和削减内源氮、磷释放的氧缓释材料.实验通过向沉积物-水界面处散点注射不同剂量的过氧化钙(Ca O2),研究界面处溶解氧的动态变化特征及表层沉积物与底层水体之间溶解态氮、磷的交换过程.结果表明:添加Ca O2显著提高了界面处底层上覆水溶解氧浓度,随着Ca O2浓度的增加溶解氧浓度增加,不同处理组之间具有显著差异;Ca O2对沉积物中PO3-4-P释放具有明显的抑制作用,且随Ca O2浓度的增加抑制效果愈加明显,上覆水中可溶性活性磷浓度最大可削减98%.实验开始时,磷释放速率可降至-241.916±22.501 mg/(m2·d),降幅最高可达到144%;Ca O2对沉积物NH+4-N释放的抑制效果不佳,上覆水中NH+4-N浓度随着时间的变化波动性较大,且有逐渐增大的趋势.另外,添加Ca O2会显著提高底层上覆水p H值,不同处理组之间差异显著,但当Ca O2投加量小于0.529 kg/m2时,不会对苦草种子的萌发生长有显著影响,p H值波动在可接受范围内(7.62~10.87).因此,结合污染沉积物的状况,适当地投加Ca O2有望同步解决底质厌氧、内源磷释放及后期沉水植被定植底质生境改善的问题,可推荐为一种黑臭污染底泥治理技术在实际的河道生态工程中应用,其适宜浓度为0.176 kg/m2左右.     

横断山区湖泊中溶解氧的分布特征

本文是对横断山地区17个湖泊水体中溶解氧含迸的测定。其平均含货在5.86~8.35mg/L之间,最大含里可达14.54mg/L。湖泊中溶解氧含量在地域分布上随箝海拔高度升高而下降。由于受湖泊中水体运动影响,湖泊表层水中溶解氧分布较一致,但在深水湖泊中表层和底层含量即有明显差异,且随着水深加大溶解氧下降,如马湖,在水深l00m以下为无氧区,致使生物大量死亡。在深水层的温跃层附近（10—50m）溶解氧出现跃变现象。此外,湖泊中水生生物分布,以及有机质污染,对水体中溶解氧含量和分布亦有直接影响。