中国长足摇蚊(Tanypus chinensis)幼虫底栖扰动对沉积物溶解氧特征及反硝化的影响

以中国长足摇蚊(Tanypus chinensis)幼虫对沉积物的生物扰动过程为研究对象,运用稳定同位素示踪及同位素配对技术,深入探讨长足摇蚊幼虫扰动对太湖梅梁湾沉积物硝酸盐界面迁移、溶解氧侵蚀深度及沉积物反硝化速率及两种不同反硝化过程(非耦合反硝化(DW)和耦合反硝化(DN))的影响.摇蚊幼虫扰动后,添加15N两种处理沉积物氧气消耗速率由355.49±131.49μmol/(m2.h)变化为546.39±261.41μmol/(m2.h),而未添加15N两种处理由313.57±61.63μmol/(m2.h)变化为554.17±184.36μmol/(m2.h),硝酸盐界面迁移结果表明:扰动显著加强了水体硝酸盐向沉积物迁移的速率,加强沉积物作为上覆水中NO3-N汇的作用,摇蚊幼虫扰动组的硝酸盐迁移速率从-33.75±29.25μmol/(m2.h)提高到-210.14±117.25μmol/(m2.h).同位素添加实验发现,摇蚊幼虫底栖扰动能显著提高沉积物总反硝化速率,与对照组相比,总反硝化速率从31.83±8.79μmol/(m2.h)上升到228.98±54.09μmol/(m2.h),增加了约6倍左右.利用同位素配对法计算对两种不同反硝化过程进行区分,发现非耦合反硝化速率从15.78±8.51μmol/(m2.h)上升到182.96±45.22μmol/(m2.h),耦合反硝化速率从16.04±5.63μmol/(m2.h)增加到46.01±8.97μmol/(m2.h),预示着底栖生物扰动能同时增加耦合和非耦合两种反硝化过程,而非耦合反硝化过程的增加强度远大于耦合反硝化.     

综合治理太湖污染的一种方法：为环境目的而挖泥

The eutrophication of Lake Taihu is becoming more serious day by day and more urgent to be comprehensively harnessed. The lake sludge is considered as a important polluting factor. To control the internal pollution source of Lake Taihu and restore its water ecological environment, this paper put forward an idea of the dredging for environmental purposes. It was on the basis of the research on the sludge storage and physical/chemical characteristics. The technical keys are sludge-dredging depth, time, method and sludge treatment. The requirements and scheme for the environmental dredging work in Lake Taihu were also analyzed in detail.     

滆湖沉积物理化特征及磷释放模拟

对滆湖表层底泥、柱状层祥和间隙水进行理化分析,模拟不同条件下的沉积物磷释放。结果表明,0~20cm深度范围内,各项理化指标变化较大;大于2cm后差异较小。当提高沉积物-水体系温度、降低氧含量(或Eh),提高pH及施以水动力作用时,可促进沉积物磷释放进程。无菌条件对磷释放有抑制作用。采用实验室模拟和间隙水浓度扩散模型计算得到的磷总释放量分别为10.65t/a和9.40t/a,其中湖面网围区释放量占全湖总量的28.2~35.4%。建议适度控制网围养殖规模,以减少内源磷污染。     

底泥疏浚能控制湖泊富营养化吗?

世界上许多湖泊面临着严峻的富营养化问题,富营养化湖泊底泥中的营养盐比水体中要丰富得多,因此,人们常把疏浚底泥作为治理富营养化湖泊的一种重要措施,它需要巨大的资金投入,但尚未见在中等以上湖泊中通过疏浚底控制湖泊富营养化的明显实例,分析 浚底泥作为水利工程和航道工程措施有重要效用,其改善水质效果与疏浚方法有关,适当的疏浚可在短期内改善水质,但从月和季以上长期段持,疏浚底泥不是控制湖泊富营营养化的充要条     

城市浅水型湖泊底泥释磷的通量估算--以南京玄武湖为例

以南京玄武湖为研究对象,通过静态条件下5℃、10℃、15℃、25℃、35℃玄武湖底泥释磷室内实验计算玄武湖释磷速率,得出底泥释磷速率与上覆水温度的关系,进而算出玄武湖北湖每年磷释放量为0．815 t,东南湖每年磷释放量为 1．013t,西南湖每年磷释放量为0．266t．玄武湖每年底泥释磷总量为2．094 t．根据费克定理,建立了间隙水扩散模型,利用模型计算玄武湖北湖每年磷释放量为0．799 t,东南湖每年磷释放量为0．983 t,西南湖每年磷释放量为0．232 t．玄武湖每年底泥释磷总量为2．014t．在不考虑外源污染的情况下,由底泥磷释放造成的内源污染使玄武湖磷浓度年均维持在 0．101 mg/L,超过湖泊富营养化磷标准,因此,在切断外源污染的情况下应采取措施治理磷的内源污染．     

表层底泥翻耕对太湖藻源性湖泛的预控作用

表层底泥已被证实是引发或诱发太湖湖泛发生的主要因素,但能否通过像控制湖泊内源污染的翻耕方式对湖泛形成预控,则有待与过程有关的实验研究.模拟研究太湖易发湖泛区底泥翻耕对藻源性湖泛的控制作用,跟踪监测不同翻耕深度和翻耕后时长,对照和处理组上覆水的视觉、嗅觉、营养盐和挥发性硫化物浓度,以及表层底泥理化性质的变化.结果表明,未翻耕的对照组在模拟实验中发生了湖泛,翻耕10 cm和翻耕20 cm差异不大,但翻耕后时长对湖泛发生影响较大.刚翻耕后(1 d)即进行藻源性湖泛模拟的处理组发生了湖泛,但在程度和持续时间上均低于对照组;翻耕180 d和540 d的处理组,10 cm和20 cm翻耕深度均未发生湖泛.合理选择翻耕的施工时间,可以有效预防和控制湖泛的发生.     

湖泊底泥环保疏浚决策研究进展与展望

环保疏浚的决策研究主要涉及"是否疏浚"、"疏浚多少"、"如何疏浚"、"能否疏浚"等问题,关系到工程是否立项、资金投入、工艺选择和疏浚效果等.本文首先简要回顾了50年来环保疏浚研究和发展历史,系统总结了国内外在针对湖泊富营养化、潜在生态风险以及湖泛污染控制方面开展环保疏浚的研究进展,分析了疏浚决策理念的差异和需要完善的问题.然后就疏浚工程量设计,分析了湖泊环保疏浚区域的选定和疏浚面积的确定方法和实例,围绕环保疏浚深度的确定,介绍和分析了视觉分层法、拐点法、背景值法、标准偏差倍数法、频度控制法、生态风险指数法、分层释放法和吸附解析法等方法及其优缺点.接着总结了应用不同工艺疏浚过程中产生的底泥扩散、泄漏和残留原因及影响方面的研究成果,提出了疏浚决策对疏浚工艺的选用要求.最后从重视疏浚后环境效果的过程回溯、悬浮态颗粒物影响以及实质性融入生态风险理念等方面,对湖泊环保疏浚决策的研究进行了展望.本文认为,湖泊的疏浚效果未达到预期多与忽视决策研究有关.决策上的主观性和任意性,不仅可能造成资金的浪费,还容易造成生态环境效益的损害.湖泊的环保疏浚不可能一劳永逸,也不是每个污染的湖泊都需要或可以采用疏浚方式来改善水环境,即使达到了环保疏浚的必要性研究和工程量设计水平,仍需要外源的有效控制和高精度、低扩散、低泄漏的疏浚工艺作为保证.     

底泥疏浚效果及环境效应研究进展

底泥疏浚的效果至今仍存在很大争议,其中之一是疏浚后所产生的环境效果有可能偏离人们的期望.疏浚能够有效的削减沉积物中营养物、重金属和持久性有机物等污染物含量,但疏浚过程中会引起污染物向水体释放,疏浚后的界面过程有可能对疏浚效果产生较大影响.底泥疏浚对水体富营养化的控制有成功的经验也有失败的教训,不同的湖泊疏浚后对营养盐释放的控制效果不同.底泥疏浚往往对底栖生物产生危害,具体表现为种类、丰富度与生物量的减少,群落结构发生变化,多样性降低;疏浚后微生物胞外酶活性降低,底泥疏浚对沉积物代谢功能存在显著影响,底栖生物和酶活性的恢复需要长期的过程.底泥疏浚对湖泊水污染控制具有时效性,疏浚方式、疏浚深度与疏浚时令是疏浚工程应关注的问题.     

风浪作用下太湖梅梁湾水体磷负荷变化及与水体氧化还原特征关系

现场观测了一次风浪过程中风速的变化及水体中磷酸盐,溶解性铁等多种物化参数的变化过程.结合室内分析及模拟实验,分析了风浪作用下水体中磷酸盐的变化规律.溶解态铁磷比的变化规律显示随着风浪的增强和水体氧化性的升高,水体中溶解态磷与铁形成共沉淀从水体中去除的趋势得到增强.间隙水中铁磷比小于2,溶解态磷酸盐能够在动力条件下释放进入水体,但在水体中的稳定性受动力条件的制约.沉积物中磷酸盐的释放速率结果表明,分子扩散仅是水体磷负荷的部分来源,而间隙水直接释放导致的磷释放也只是水体中磷负荷的一部分,悬浮物的矿化分解和生物过程可能是梅梁湾内源性磷负荷的另一个重要原因.     

太湖西北部典型疏浚/对照湖区内源性营养盐释放潜力对比

通过采集太湖西北部闾江口、八房港、月亮湾和竺山湾疏浚区与未疏浚对照区8个样点共32根沉积物柱状样于室内进行内源负荷模拟研究和沉积物基本性质分析发现,除闾江口疏浚区沉积物总磷和可交换态磷含量高于未疏浚区外,其余指标如烧失量、总氮、可交换态氮等均表现为未疏浚区沉积物高于疏浚区沉积物的特征,说明疏浚区沉积物营养盐的释放潜力低于未疏浚对照组.八房港、月亮湾以及竺山湾疏浚区沉积物铵态氮、正磷酸盐的潜在释放速率均比相应未疏浚对照区沉积物低,疏浚区沉积物铵态氮的潜在释放速率分别是未疏浚区的65.3%、88.8%和21.9%,正磷酸盐的潜在释放速率分别是未疏浚区的-26.6%、11.3%和50.2%.而闾江口疏浚区沉积物铵态氮和正磷酸盐的潜在释放速率却远高于未疏浚区(疏浚区分别为未疏浚区的2.6倍和6.4倍),这可能与闾江口水体呈现弱还原环境及沉积物中有机质含量高有关,另外也可能与闾江口沉积物污染物的赋存深度和疏浚工程的疏浚深度有关.