湖泊富营养化内源污染的机理和控制技术研究

富营养化是当前湖泊面临的主要问题,当污染外源得到控制之后,内源的影响变得明显,这是由于沉积物中营养盐的释放,使富营养化继续存在甚至恶化。概述富营养化内源性负荷的产生及危害,对引起富营养化的营养物质在水-沉积物界面的行为进行分析,介绍并对比内源污染治理几种主要的控制技术,讨论了控制技术的存在问题和发展趋势。     

云南高原湖泊滇池和星云湖pH值特征及其影响因素分析

pH值偏高是云南高原湖泊存在的特征性问题。磷是湖泊富营养化的主要限制因子,研究表明,随着水体pH值的升高,沉积物的释磷量明显增加,增幅甚至可达几百倍。过量的氮、磷从地表水中汇入是造成湖泊富营养化的重要原因,但是磷从底泥中释放造成的影响也不容忽视,这使得用控制沉积物与湖水界面物-化要素限制磷释放的研究更显重要。为了给高原湖泊治理提供依据,从滇池湖区地质背景、浮游藻类、溶解氧、大地热流、水质富营养化等方面研究pH值的时空变化及其影响。     

富营养化湖泊沉积物磷释放特点及水生植物对其的影响

湖泊富营养化是一个全球性的环境问题,磷是湖泊富营养化的最主要的限制性因子之一.综述了富营养化湖泊沉积物中磷的化学形态、释放规律及其影响因素,并讨论了水生植物对湖泊内源磷释放的影响机制.     

沉积物解磷菌的研究进展：分布、解磷能力及功能基因

磷是大多数水体富营养化和有害藻华暴发的重要诱因。当外源污染得到有效控制后,沉积物内源释放可在较长时间内成为水体磷的主要来源。作为水圈磷地球化学循环的主要驱动者,解磷菌在沉积物磷的释放过程中发挥着重要作用。然而相较于农业土壤而言,沉积物解磷菌的研究起步较晚,其分子机制的研究仍处于起始阶段。鉴于此,本文概括了解磷菌的主要种属、不同生境沉积物中分布的特征以及藻华生消对解磷微生物群落组成的影响,梳理了解磷菌的矿化、溶解等主要解磷机制和关键功能基因,并对水体生态系统解磷菌的未来研究方向进行了展望,旨在为藻华期间水体磷循环以及富营养化机制的研究提供新的思路。     

土壤磷素非点源污染及其对环境影响的研究

土壤磷素的农业非点源污染是导致水体污染的最主要原因之一。本文对磷素导致水体富营养化的研究进行了简介,同时对国内外有关土壤磷素流失及其环境影响研究现状进行了综述,分析了国内外研究存在的不足,讨论了土壤磷素非点源污染的未来发展趋势。     

环境因子对南四湖沉积物中磷释放的影响

以南四湖采样点4(韩庄运河)为研究对象,分析了环境因子(FeCl3、pH、温度)对沉积物内源磷释放特征的影响及原因。结果表明,铁盐加入的上覆水体总磷释放初始增幅较大,尔后呈下降的趋势;在设定的pH内(5.5,7.0,8.0),随着pH的升高而沉积物内源磷释放量增加;温度对内源磷的释放也有影响,当环境温度较低时,沉积物向上覆水体中释磷量比较小,随着环境温度的不断升高,沉积物释磷量显著增加。     

固城湖富营养化评价及防治对策

采用综合营养状态指数法对固城湖富营养化程度进行综合评价,并对固城湖富营养化的成因进行分析,结果表明,固城湖目前已经处于中营养—轻度富营养状态;外源污染和内源污染是造成湖体富营养化的主要原因。在分析基础上提出了遏制固城湖富营养化趋势,改善水环境质量的对策。     

富营养化景观水体中氮素的迁移转化研究进展

湖泊、河道等封闭、半封闭的景观水体富营养化是目前城市典型的环境问题之一。长期富营养化水体下形成的底泥极易发生氮磷元素的再次释放而造成二次污染。在有效截断、控制外源污染的同时,应关注内源污染物质的二次释放问题。分析富营养化底泥中氮元素在底泥—上覆水—植物中氮的交换和底泥内源氮元素释放规律,有利于为植物生态修复技术在污水治理工程中更大范围的应用推广。     

湖泊沉积物内源磷分布及其相关性研究

以太湖为研究对象，研究了湖泊内源磷以磷化氢形态的释放问题。结果表明，湖泊沉积物中的磷主要以铁磷和钙磷形态存在。湖泊沉积物中磷化氢含量与总磷、溶解态磷、铁磷、钙磷、铝磷呈显著相关，与有机磷、闭蓄态磷、交换态磷相关性不显著，表明在沉积物各种形态磷转化为磷化氢的机制中，无机磷最有可能为磷化氢形成的前体物，磷化氢可能作为富营养化湖泊中磷的生物地球化学循环的一部分，参与沉积物磷的释放过程。     

白洋淀柱状沉积物磷形态及其分布特征研究

应用淡水沉积物磷形态的标准测试方法(SMT),调查了白洋淀6个典型湖区柱状沉积物中的磷形态分布、垂向及在两种沉积物粒级(砂土和粉砂/粘土)上的变化特征,分析了各形态磷之间的相关性.结果表明,白洋淀各湖区柱状沉积物总磷(TP)的平均含量为531～1223 mg·kg-1 DW,无机磷(IP)是白洋淀沉积物中磷的主要成分,占TP的72%～83%.湖区水体的污染及富营养化程度影响着生物可利用的铁/铝结合态磷(Fe/Al-P)在白洋淀不同湖区沉积物中的分布,从各形态磷含量和百分含量的变化幅度来看,均是Fe/Al-P＞有机磷(OP)＞钙结合态磷(Ca-P).在垂向分布和两种粒级沉积物颗粒上,白洋淀沉积物各形态磷都有一定的变化规律,但不同磷形态的变化趋势不同,差异性也不一致.各形态磷相关性分析表明,在平均含量、垂向及粒级分布上,IP和ca-P之间呈较好相关性,说明稳定的Ca-P是IP的主体;而在平均含量和垂向分布上,TP与IP和Ca-P之间都存在着较好的相关性,说明沉积物中TP的含量主要来自IP中的Ca-P.研究结果对于探讨白洋淀水污染沉积历史及内源磷释放对水体富营养化的贡献具有重要意义.     

我国湖泊沉积物营养盐和粒度分布及其关系研究

通过现场采样及室内理化性质分析,研究了我国不同区域6个不同特征湖泊表层沉积物营养盐和粒度的分布及其相互关系.结果发现,浅水富营养化湖泊杞麓湖、巢湖的沉积物营养盐含量和水体富营养化程度一致,而深水湖泊泸沽湖、程海和青海湖的沉积物营养盐含量和水体的营养状态没有关系,尤其是贫营养湖泊泸沽湖.沉积物中TN、TP含量远远高于东部富营养化严重的浅水湖泊.研究湖泊的表层沉积物中TOC与TN和Po表现出显著相关关系,表明沉积物中氮主要以有机氮的形式存在.有机质是有机磷的重要载体.表层沉积物粒径主要集中在64μm以下,不同的湖泊表层沉积物表现不同的粒度分布特征,沉积物营养盐含量较高的杞麓湖、程海、泸沽湖和巢湖的沉积物粒径更细,细颗粒所占比例高低与其污染程度相一致.沉积物中TOC、TN、TP、Pi、Po与小于4μm的细颗粒都呈现显著的正相关关系,而与16～64 μm的粒径范围呈现负相关关系.     

沈阳浑河水对玉米耐受和积累重金属Cd的影响

土壤重金属污染和水体富营养化是环境污染中两个重要的方面。浑河水中富含氨氮和磷,氨氮最高达30 mg.L-1以上,磷达0.6 mg.L-1以上,这两项的污染等级均达到Ⅴ级,污染程度为极严重。研究结果表明富营养化的浑河水可促进玉米对重金属Cd的耐受性,在Cd相对含量与对照植株(浇普通淡水)相近的情况下,由于浑河水浇灌的植株生物量较对照高2倍以上,因此,Cd积累的绝对量也提高了2倍多。通过调节浑河水pH,其作用效果进一步加强。探究了浑河水促进玉米植株对Cd耐受的可能机理,结果显示耐受性的提高与抗氧化酶活性的变化有关。浑河水通过诱导玉米细胞内的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性而使植株对Cd的耐受性增强。由于浑河水使玉米植株内Cd的绝对含量显著增加,我们认为有可能利用浇灌浑河水而使植物更有效地修复重金属污染的土壤,同时又可消除浑河水的富营养化。     

嵊泗绿华岛养殖海域环境质量综合评价

根据2011年嵊泗绿华岛养殖区春、夏、秋3个季度的水质和沉积物监测结果,分析评价表明：养殖区水温、盐度、pH、化学需氧量（COD）、溶解氧（DO）、无机氮（DIN）和叶绿素a（Chl.a）呈季节性变化,养殖区海水富营养化严重,且富营养化水平春季﹥夏季﹥秋季;夏季海水有机污染水平（A值）最轻,春季和秋季达轻度污染水平。该海域海水环境主要受长江径流、养殖污染等影响,而无机氮含量较高是富营养化和有机污染的主要原因,也是该海域赤潮高发的原因之一。沉积物中汞（Hg）、砷（As）、铜（Cu）、铅（Pb）、镉（Cd）、铬（Cr）6种重金属元素含量均符合一类海洋沉积物质量标准;根据Hakanson评价法,潜在生态风险为低水平,但铬（Cr）含量已呈中等污染水平,应加强监测。     

新立城水库水源污染与富营养化原因及治理对策

针对新立城水源水质污染现状,分析了新立城水源水库污染原因,提出了微生物修复、生态恢复、水库内源污染物控制等治理水质污染与水体富营养化的对策。     

三峡库区富营养化发展趋势研究

通过对三峡库区次级河流回水区段富营养化的发展潜势及其分布规律进行历时3 a的跟踪监测和研究,得出如下结论:三峡库区每条次级河流回水区每年都会发生一定程度的富营养化现象,富营养化发生的时期主要是在4月—9月(春夏之交、夏季及夏秋之交),并且随着靠近坝首,富营养化有加重趋势。三峡库区蓄水后的实际监测结果进一步证实了该项研究的结论。     

不同时间尺度下湖泊氮素内源释放强度影响因素的研究

在外源污染得到控制后,氮、磷内源释放成为湖泊持续富营养化的主因.从氮素内源释放机理入手,甄别了影响湖泊氮素释放强度的主要因子,构建了铵态氮和硝态氮释放强度对pH、温度、溶氧量、水动力条件4个因子的对数模型,通过底泥释氮正交模拟实验,对模型进行了回归,结果表明,铵态氮是氮素内源释放的主要形态,其释放强度与pH负相关,与温度正相关,与溶氧量负相关.对于小型浅水型城市湖泊,氮素内源释放强度的影响因素取决于时间尺度:短期水动力条件对释放强度影响较大,但在长期并不显著.溶氧最对氮素内源释放强度的影响长期比短期更明显.本研究可为湖泊氮素内源释放的预测和治理富营养化湖泊工程手段的完善提供参考.     

秦淮河底泥及间隙水氮磷垂直分布及相关性分析

采用现场采样及室内分析测试方法,研究了内秦淮河沉积物间隙水中营养盐状况.结果表明,间隙水中氮磷浓度均远高于上覆水中氮磷浓度,有较强的释放趋势,间隙水中PO^3- 4-P及NH^＋ 4-N含量随着深度的增加而增大,但PO^3- 4-P含量增加幅度不及NH^＋ 4-N明显.相关系数显著性检验表明,间隙水中总溶解性磷（TDP）与PO^3- 4-P、Fe^2＋与PO^3 -4-P及NH^＋ 4-N、沉积物中总磷（TP）与间隙水中PO^3-4-P均存在显著的相关性,其中TDP与PO^3- 4-P、Fe^2＋与PO^3- 4-P相关程度较高,说明间隙水中TDP的变化主要受PO^3- 4-P的影响,沉积物中磷的释放与沉积物氧化还原条件密切相关.这项研究可为内秦淮河内源污染与富营养化的控制和治理提供理论参考.     

太湖水体富营养化与流域农业面源污染的控制

通过对太湖“零点行动”前后的水质状况进行分析和比较,发现虽然水质得到改善但尚不能控制富营养化趋势,提示了控制农业面源污染的紧迫性;进一步对环太湖流域重点农业面源污染源水肥流失和畜禽养殖业污染进行了研究与评价,分析了农业面源污染对太湖水体富营养化的影响,提出了农业面源污染的控制对策。     

江苏海岸带的重金属特征及生态风险分析

通过测定水体和沉积物重金属含量,分析了江苏海岸带的重金属水平。结果表明,江苏沿海水体中Hg、Pb超过标准值,沉积物中Cd样品超过背景值。重金属元素与有机质、铝元素的关系显示:Cu、Zn、Hg和有机质的相关性较好,表明该地区的Cu、Zn、Hg有人为污染成分;Cr和铝元素的相关性较好,说明Cr主要是陆地碎屑成分。重金属潜在生态风险分析显示:江苏海岸带的生态风险程度以启东最低,其他地区较高,其中灌云沿海最高。粒度分析显示:重金属元素与粘粒有较好的正相关性,而与砂粒呈负相关性。     

武汉东湖上覆水和沉积物中磷形态的垂直分布特征

武汉东湖是有代表性的城市浅水型湖泊。于春、夏两季对东湖庙湖湖区的上覆水和沉积物柱状样品进行了磷的形态分析,研究了各种磷形态在上覆水及沉积物垂直方向上的分布特征。结果表明,春夏两季东湖上覆水总磷(TP)含量分别为1.11和1.25mg·L-1,超过国家标准近6倍,富营养化程度严重。春季湖水中磷主要以颗粒态形式存在,夏季主要以溶解态形式存在。春季湖区沉积物中铁结合磷(Fe-P)比例最大,占沉积物TP的44.3%,夏季闭蓄磷(OcP)比例最大,占TP的36.3%,高比例的Fe-P从沉积物角度说明了庙湖湖区的污染程度严重。沉积物中不同磷形态在垂直方向上的分布变化规律复杂,其中TP、不稳态磷(LP)、铝结合磷(Al-P)和Fe-P含量随深度增加而降低,在表层0～10cm有富积现象。沉积物中TP含量与释放潜力较大的3种磷形态Al-P(r2=0.83)、LP(r2=0.84)和Fe-P(r2=0.59)含量呈显著正相关(P<0.0001),说明目前湖底沉积物中相当一部分磷是活性较大的磷,它可能成为水体营养物质的重要来源,造成持续的湖泊富营养化问题。