长江中下游典型湖泊营养盐历史变化模拟

湖泊营养盐变化在自然条件下受到气候水文因素控制,同时受到湖泊生态系统生物群落作用和反馈.作为动力机制探讨,本文试图基于水文和生态动力学方法,分别构建气候-流域水文作用于湖泊营养盐的外源模式和湖泊生物群落作用于湖泊营养盐的內源模式.针对长江中下游典型湖泊,经过控制实验和率定,发现营养盐模拟与观测数据在时间序列上达到90%百分位的正相关,因此用来模拟1640 1840 A.D.期间的营养盐演变历史.研究表明:(1)模拟的湖泊营养盐变化与沉积钻孔揭示的历史营养盐变化基本一致,沉积记录与模式模拟的7个湖泊的营养盐变化均显著相关;(2)气候因素是湖泊营养盐历史演变的主控因子,来自于湖泊生物群落的反馈作用贡献约占40%;(3)在温度和降水因子的驱动下,湖泊营养盐历史变化主要受降水控制,在极端干旱时期,60%的营养盐变化同步响应于降水变化.同时,面积在400 km2以下的湖泊营养盐对气候变化的响应比2000 km2以上的大湖更为敏感.研究结果对长江中下游湖泊营养状态的长期变化机理认识和趋势控制提供科学依据.     

洪泽湖出入河流及湖体氮、磷浓度时空变化(2010—2019年)

基于2010-2019年洪泽湖湖体水质逐月监测数据,筛选出影响湖体水质的主要污染物指标为总氮（TN）和总磷（TP）;选取洪泽湖周边25条主要入湖河流和2条出湖河流在2019年10月2020年9月的监测数据,探讨河流外源性输入对不同湖体区域氮磷的影响及其水期变化规律.结果发现：①湖体TN、TP浓度长期居高不下,年均浓度范围分别在1.39~1.86、0.080~0.171 mg/L波动.主要入湖河流TN、TP时空平均浓度（1.92~5.70和0.114~0.181 mg/L）,均高于同区域湖体（1.15~1.46和0.088~0.101 mg/L）,其中北部入湖河流肖河、马化河和五河与临近湖区TN、TP浓度呈现显著正相关,是影响北部湖体TN、TP浓度的主要河流;南部入湖河流维桥河和高桥河是临近湖区非极端降雨期TN、TP的主要来源.②调水工程对湖体及入湖河流TN、TP浓度分布影响显著,调水期湖体沿调水方向TP浓度逐渐上升,TN浓度则呈现先降后升的趋势,南部入湖河流维桥河和高桥河TN浓度达到水期峰值,分别为10.69和9.90 mg/L.③极端降雨期入湖河流的TN、TP浓度显著高于其它水期,由于湖体对TN、TP的富集作用不同,TP浓度呈现中间高,四周低,而TN浓度呈现沿洪水流向逐渐降低的规律.     

城市湖泊水环境修复组合工艺效果研究——以深圳市荔枝湖治理工程为例

以深圳市荔枝湖为例,通过历时9个月的水质连续监测,研究该湖水污染综合治理工程实施后不同治理工艺的处理效果.研究表明,自动过滤工艺TP和COD平均去除率分别为33.6%和16.2%;生物砾石床工艺TP和COD平均去除率分别为39.O%和21.3%;人工湿地工艺TP和COD平均去除率分别为80.2%和56.1%.通过荔枝湖四湖总磷串联模型,计算在设计初始条件下,采用组合治理工艺时湖水恢复为地表Ⅳ类水所需要的时间.计算表明工艺每天运行24h,需要2.5d可将各湖TP浓度降至O.1mg/L以下,TP总去除量为7.27kg,去除率为46.%.     

神农架大九湖表层泥炭碳、氮、磷含量的空间分布特征及其控制因素

为了解亚热带泥炭地碳氮磷含量的空间分布模式及其影响因素,在神农架大九湖泥炭地采集147份表层泥炭样品进行总有机碳含量(TOC)、总磷含量(TP)和总氮含量(TN)测试和理化参数分析,探究表层泥炭碳氮磷的空间分布特征及其控制因素。结果表明:大九湖表层泥炭TOC含量变化范围为3.51%~37.93%,TP含量变化范围为0.37~2.75 mg/g,TN含量变化范围为0.59~1.6mg/g。相关性分析表明:TOC含量与含水率(r=0.45,P<0.01)和TP含量(r=0.27,P<0.05)呈显著正相关,TP含量与干容重呈显著正相关(r=0.32,P<0.05),TN含量与各种理化参数的相关性均不显著。通过对比亚热带、热带、北方泥炭地的碳氮磷含量,发现相对于热带和北方泥炭地,亚热带泥炭地的TOC含量和TN含量更低,而TP含量更高。本研究为亚热带泥炭地的生态保护提供了关键的基础数据和参考。     

微波消解-磷钒钼黄光度法测定海洋沉积物中总磷

采用微波消解样品,磷钒钼黄光度法测定海洋沉积物中总磷。优化了消解用酸的种类和用量、消解时间、消解温度等微波消解条件。选择HNO3作为消解剂,消解最终温度190℃,保持时间15 min,总磷的测定快速和准确。探讨了显色酸度(微波消解液是否需要赶酸)和稀释倍数等测定条件。对两种国家一级沉积物标准物质GBW07314和GBW07311进行分析验证,测定值与标准值相符,相对标准偏差(RSD,n=6)分别为0.74%和1.66%。与常规消解方法进行比对实验,测定结果无显著性差异。与国标GB 17378.5方法相比,该法具有简单、快速、准确、空白值低、环境污染少等优点。在实际样品测定中,取得了满意的结果,适用于海洋沉积物中总磷的测定。     

中国干旱内陆流域水体 N、P负荷特征与动态变化——以黑河流域为例

以黑河流域中游地区为研究区域，通过11年在不同河流断面的长期监测和区域内各类水体如地下水、泉水、水库和河流的空间选点取样分析，研究了干旱内陆流域水体 N、P等植物营养元素的负荷与时空分布及动态变化特征。浅层地下水与河水中NO₃-N含量普遍较高，含量超过 1．1 m g／L，大部分平原水库水中NH₄-N含量超过 0．3 m g／L；河水与浅层地下水TP、NH₄-N与NO₃-N含量均呈现沿流域从出山口至下游的显著递增变化，同时还具有明显的随时间递增趋势，其中NH₄-N含量在河流出山口及下游断面平均年增加幅度分别为 0．11 m g／L和 0．114 m g／L；流域水体 N、P含量的季节变化明显，黑河流域春季及春夏之交的枯水期大部分河段NH₄-N、NO₃-N和TP等要素含量为全年最高并出现水质超标污染。控制干旱内陆流域水域尤其是枯水期的 N、P污染，应成为干旱内陆流域水资源保护问题中值得关注的关键内容。     

某磷石膏堆场岩溶渗漏及乌江污染影响分析

通过水文地质勘察和岩溶渗漏分析,基本查明了该磷石膏堆场渗漏途径。根据水质监测数据,分析了特征污染物进入乌江流域段后的变化特征,并对污染防治措施提出了建议。     

沿江城市中小型闸控通江湖泊总磷变化特征及成因分析——以安庆市石塘湖为例

长江中下游沿江城郊闸控湖泊普遍面临总磷浓度偏高的现象,解析其总磷时空变化特征及影响驱动机制成为精准治理与修复此类湖泊前亟待解决的关键性问题。本文基于安庆市沿江城郊中小型闸控湖泊--石塘湖实测气象降雨、水文、河湖水质等数据,采用多因子相关性分析、变异系数法和主成分分析的方法,研究各指标因子与湖泊总磷浓度时空变化的响应关系。结果表明:(1)湖泊水质呈现丰(5-8月)、平(3-4月和9-10月)、枯(11-次年2月)水期聚类效果显著,但湖泊空间差异不明显;湖泊水质的季节性变化受总磷浓度变化控制,其他理化指标影响较弱。(2)高强度降雨和汛期闸站调度下的水动力变化决定污染物迁移速率,是导致湖泊总磷浓度在丰水期更容易受入湖河流输入影响而达到峰值的主要驱动因子。(3)高强度人类活动导致入湖河流季节性输入是石塘湖总磷上升的决定性因素,从单位土地利用类型产生单位总磷负荷来看,农业用地远大于城镇建设用地,林地和草地充当污染物进入湖泊的预前“汇”。因此,从治理策略和途径来看,可在控制外源输入的同时,适当调节闸站以减弱丰水期水动力强度,减少入湖河流总磷输入影响的同时,发挥湖泊营养盐的滞留净化能力。本文主要从人类活动导致的外源污染及闸站抽排调度角度分析沿江城郊闸控湖泊石塘湖总磷变化、影响因素及驱动机制,可以为此类城郊中小型沿江闸控型湖泊污染治理提供理论参考。     

太湖藻类生长模型研究

本文提出了一改进的藻类生长模型及其新颖的计算机模拟算法,该模型不但考虑了不温、总氮、总氮、总磷、浮游动物的辐射等因素对藻类生长率的影响,而且根据水量,总磷和藻类浓度等因素对藻类死亡率进行了修正和计算精度至关重要的,因此,本文建立了具有绝对稳定性和二阶精度的数值算法求解藻类生长模型中的偏微分方程组,此外,为了进一步验证该藻类生长模型的实测值进行模拟,由于实测值为每个月中某一天的测量值,为了模拟过程能正确进行,本文采用样条插值的方法估计出每用插值等方法,本文提出了一种广义拟结果与测量数据基本符合,而在有明显的差异的地方,文中作出了相应的解释,结果表明,本文提出了藻类生长模型及其算法是有效的,各采样点藻类浓度的模拟值能较好地拟合实测值。     

黄河三角洲平原型水库大型底栖动物对磷的积累效应

2003年春、夏、秋季对黄河三角洲7座平原型水库进行了4次调查,发现:1)由摇蚊科幼虫和水蚯蚓构成的大型底栖动物,体内磷含量随底泥沉积磷的增加而增加(P<0．000),底柄动物对沉积磷的积累系数亦随沉积磷含量的增加而增加(p<0．000);2)4、5月份摇蚊幼虫在底栖动物体所占不同比例(20％-100％),没有显示与底柄动物体内磷含量任何关系;3)底栖动物含磷量与水层总磷无显著相关关系;4)底柄动物生物量与沉积总磷仅4月份有相关(p<0．10),其中摇蚊幼虫生物量与沉积磷量相关显著(P<0．05),总体上,水库底柄动物最高生物量随沉积磷增加而增加;5)底栖动物生物量与水层总磷无相关关系,但去掉底层鱼产量高的水库后,8月份二者有显著相关关系(p<0．03),且总体底栖动物最高生物量也随水层总磷增加而增加．认为:1)由摇蚊科幼虫和水蚯蚓构成的大型底柄动物对磷的积累以及摇蚊幼虫的生物量均与水体磷负荷有密切关系;2)摇蚊幼虫和水蚯蚓含磷量(干重)差异不明显;3)以摇蚊幼虫为主的底栖动物对磷的积累主要来自沉积磷的影响,受季节的影响相对较弱;4)底栖动物生物量主要受水层总磷的控制,也受鱼类摄食以及摇蚊幼虫个体羽化时间不一致的影响．