东平湖水环境研究进展与展望

为系统了解东平湖水环境以及富营养化问题,并更好地治理和预防,通过实地调查和查阅文献的方法着重对东平湖水环境历史变迁、水质污染现状和富营养化状态、污染物来源等热点问题的研究进展进行了回顾。总结出历史时期东平湖水环境变迁主要受黄河影响,直到20世纪60年代之后才主要受人类活动影响。随大汶河而来的大量工业和生活污水等外源污染与沉积物再悬浮以及菹草死亡降解等内源污染共同作用下,使得现在的东平湖已发展为中富-富营养化湖泊。最后基于东平湖水环境和治理现状以及南水北调东线工程计划就东平湖水环境发展做出了展望。     

1990—2016年东平湖水位变化及其对水质的影响

根据1990—2016年东平湖主要水文站的实测水文数据,采用Spearman秩相关系数法,分析了东平湖水位以及主要水质指标的年际变化特征,阐述了东平湖水位与水质的相关性,并探讨了南水北调东线工程实施后长期的高位蓄水状态下东平湖湖泊水质的可能变化情况。结果表明:1990—2016年东平湖年平均水位呈波动上升趋势;湖水位变化与TP、高锰酸盐指数浓度呈显著负相关,相关系数分别为 -0.685和-0.550;与COD浓度呈负相关,相关系数为-0.389,相关性较弱;TN浓度主要受大汶河入湖污染量的控制;南水北调东线工程在一定程度上改善了东平湖的水质,但并未根治其水环境问题。建议通过合理调控东平湖水位高度、降低湖区人类活动强度等措施来管理湖泊水质,以期满足南水北调水质要求、实现东平湖乃至黄河下游湖泊生态系统的可持续发展。     

鲁南采煤塌陷水域渔业生态环境状况研究

通过对不同塌陷水域（大水面、大池塘和精养池塘）水质的分析,研究其总氮(TN)、氨氮(NH₄⁺-N)、硝态氮(NO₃^--N)、亚硝态氮(NO₂^--N)、总磷(TP)、pH、溶解氧(DO)、化学耗氧量(COD)、透明度(SD)、叶绿素a(Chl-a)等水质理化及营养指标,并采用综合营养状态指数法(TLI)分析评价其富营养化水平。结果表明：该塌陷水域受到了不同程度的污染,各项指标基本处于Ⅲ类水及以下的标准,营养盐具有随季节变化的特征;水域的富营养水平均处于轻度富营养化以上。     

松雅湖湿地公园水环境特征及富营养化评价

利用2018年6月—2019年5月对松雅湖国家湿地公园5个样点水质的月监测数据,分析松雅湖湿地水质时空分布特征,并应用修正的卡尔森营养状态指数法(TSI)对该区域的水质富营养化现状进行评价。结果表明：（1）松雅湖湿地水溶解氧(DO)平均含量为8.93 mg/L,处于富氧状态,平均pH 8.2,基本呈弱碱性;（2）总氮(TN)、总磷(TP)的平均浓度分别为0.98、0.062 mg/L,TN的变化趋势与氨氮(NH₃-N)基本一致,呈现出夏季高、冬季低的季节变化趋势,各采样点间叶绿素a(Chla)浓度相差较大;（3）5个采样点的水质富营养化状态各有差异,表现为富营养化程度由轻到重分别是：2#水治理B区<3#水治理C区<1#湿地出水口<4#礼乐广场<5#湖区中央香岛,2#样点表现为中营养,其余样点均为富营养;（4）水质富营养化状态的季节变化特征为：夏季>秋季>冬季>春季,四季综合营养状态指数差异不明显(P<0.05);（5）TSI_M与DO、pH、TN均有显著正相关(P<0.01),与Chla呈显著负相关(P<0.05),与TP、NH₃-N的相关性不显著。     

五里湖湖滨带水体富营养化程度的灰色聚类法评价

通过监测五里湖湖滨带水体2007年全年的水质状况,将各水质监测指标进行多元线性回归分析,选定总磷（TP）、总氮（TN）、化学需氧量（CODMn）、氨氮（NH4^＋-N）四项指标作为聚类指标,参照中国湖泊富营养化评价标准,将富营养化分为4个级别作为4个灰类,将指标监测数据和灰类值进行无量纲化处理后,通过灰色聚类法对五里湖水体春、夏、秋、冬4季及年均的富营养化程度进行了评价。结果表明：2007年一年内,五里湖湖滨带水体都处于富营养（Ⅲ）级状态。通过对评价结果进行分析和探讨,揭示了五里湖富营养化发展的趋势,为今后五里湖环境保护和水体富营养化治理提供了科学依据。     

黄旗海水环境质量现状评价

在对黄旗海1999年、2000年和2001年水质监测的基础上,选用LogisticCurve(L-C)水环境质量综合评价模型,以等级评价标准和均匀随机数产生建模样本和验证样本,利用实码加速遗传算法求解评价模型,对黄旗海水环境质量的富营养化进行了现状评价,确定了1999年、2000年和2001年黄旗海的富营养化等级。结果表明:黄旗海1999年、2000年和2001年水质的富营养化程度都处于4级富营养和5级极富营养之间,富营养化等级大小依次为:1999年>2001年>2000年。     

微山湖典型水域营养盐分布及富营养化评价

为了明确微山湖水体营养盐分布及其富营养化水平现状,笔者根据2010年4月对微山湖3个典型水域营养盐监测数据,分析了微山湖营养盐空间分布特征,并应用卡尔森营养状态指数法和潜在性富营养化评价模式对研究水域富营养化现状进行了评价。结果表明：总磷、磷酸盐、总氮、硝酸盐氮、氨氮、叶绿素a含量均表现为：入湖河道> 湖中航道>养殖区;透明度表现为：养殖区>入湖河道>湖中航道。入湖河道、湖中航道和养殖区的卡尔森营养状态指数均值分别为63.0、61.8和52.0,入湖河道和湖中航道为重度偏中度营养水平,养殖区为中度偏重度营养水平;潜在富营养化评价表明：除S1站位为富营养,S5站位为磷中等限制潜在性富营养外,其他站位均为磷限制潜在性富营养水平。     

三峡库区支流域澎溪河浮游动物的季节性变化与水质评价

为研究三峡库区北岸最大支流澎溪河中浮游动物与水质状况的关系。本研究分别于2009年春季（3月）、夏季（7月）在澎溪河流域上游至下游5个河流断面进行采样,对水体中浮游动物的种类及数量进行监测,并应用Margalef丰富度指数(d)、Shannon-Wiener指数(H)和Pielou均匀度指数(J)对水体营养状况进行评价。研究发现：使用浮游动物评价水质状况得出的结论与营养水平评价结论存在较大差异,基于浮游动物种类及优势度评价得出的水质富营养化程度轻于基于营养盐的评价。     

武河湿地水体富营养化状况分析

对山东省临沂市武河湿地的实地考察及水样采样,并对水体中的N、P、COD、BOD等水质指标进行测定与分析,试验结果证明武河人工湿地对TN、COD、BOD的去除率分别为55%、76%与70%,对P的去除率较低。武河湿地8个采样点的TN平均浓度为26.55 mg/L,TP平均浓度为0.125 mg/L。根据Thomas的水体富营养化程度划分标准分析,武河湿地水体的总磷与总氮含量均处于“富”级富营养化程度,所以武河湿地水体富营养化程度整体较高,对污水处理潜力未能得到充分发挥。     

黄河下游灌区河南段农业非点源污染现状及原因分析

探明黄河下游大型灌区农业非点源污染状况,对区域环境质量安全和农业可持续发展具有重大意义。笔者分析了近年来黄河下游灌区河南段农业非点源污染相关数据,概述了该地区农业非点源污染形成的主要原因,指出了农用化学物质的不合理使用、生活与养殖废弃物随意排放等均不同程度地产生了农业污染,对地下水水质造成了影响。地下水硝态氮平均含量达9.31 mg/L,接近世界卫生组织地下水硝态氮含量的最大允许浓度。畜禽排泄物中COD和氨氮量分别为458.15万t和44.86万t,是全省工业及生活污水产生COD和氨氮量的7.03倍和5.89倍。     

花卉蔬菜秸秆对水环境影响的模拟研究

农田秸秆废弃物是导致面源污染的主要来源,云南滇池流域是中国重要的鲜切花、蔬菜生产地和集散地,年加工流通蔬菜、花卉量达400万t以上,同时也产生了大量的废弃物,大量农田固体废弃物的富集,加大了滇池流域面源污染治理的难度。笔者选择流域内5种代表性的蔬菜、花卉秸秆,分别进行浸入试验和人工模拟降雨试验,研究其对水质的影响。结果表明：（1）浸入试验中,在相同水平的秸秆投加量下,TN、TP在秸秆投入水中约14和21天左右达到最大值;蔬菜秸秆在水体中TN、TP的总释放量明显高于花卉秸秆;水体TN、TP含量与秸秆投加量均成显著正相关。（2）人工模拟降雨试验中,蔬菜花卉秸秆TN、TP均在中雨强度下达到最大值,且蔬菜秸秆TN、TP的总释放量高于花卉秸秆。     

银川市鸣翠湖湿地水质评价与污染物空间分布研究

为了避免单点位湖泊水质分析的片面性,提高湖泊水质分析的准确性,明确湖泊水质空间分布的特征,对银川市鸣翠湖利用国标水质分析检测方法,开展多点位水质综合评价,同时利用GIS空间分析手段中的反距离权重法,开展污染物空间分布研究。结果显示,湖泊内部不同区域综合水质评价结果存在一定的差异,单点位水质分析的结果不足以反映湖泊整体水质状况,污染物空间分布显示对水质影响较大的BOD5、CODcr、氨氮、总氮空间分布变化明显。空间分布的结果可以为湖泊水质的综合治理指明方向。因此,天然湖泊水质分析应进一步开展多点位综合评价和污染物空间分布研究。     

基于bchY的内蒙古2个盐碱湖中不产氧光合细菌多样性的分析

为进一步了解和认识APB及其在盐碱湖中的生态功能及其作用机制,通过构建和分析不产氧光合细菌bchY基因克隆文库,揭示其中不产氧光合细菌的多样性、群落结构及其与生存环境的关系。样品采自内蒙古浑善达克沙地盐碱度较高的扎格斯台和达格淖2个湖的水样,提取了样品总DNA。以bchY作为检测APB的通用标记,用PCR扩增方法构建了其bchY文库,并对扩增产物进行了测序与系统发育分析。结果表明,达格淖湖和扎各斯台湖均为富营养化盐碱湖,且两湖盐度相差很大。利用bchY文库中核酸序列对应的氨基酸序列进行分析,两文库覆盖度均达93.0%以上,代表性较强,共得到108条bchY编码的氨基酸序列,以cutoff=0.03和0.12分别在种和属水平进行同源性和系统发育分析,在cutoff=0.03分为17个OTUs。两湖的多样性指数(Shannon-Weaver和Simpson)和均匀度指数(Evenness)较接近,其种群多样性程度和均匀程度比较相似,但二者的Chao1都不太高,说明两湖APB的多样性较低,种群不丰富。达格淖湖的Margalef指数较高,说明前者物种数目比后者多。两湖的不产氧光合细菌均属Alphaproteobacteria纲,最优势菌群均为Roseibacterium elongatum。同源性及系统发育性分析表明,达格淖湖和扎各斯台湖中不产氧光合细菌的主要类型为AAPB-like类群、多样性低。     

水丰湖流域沉积物、底质营养物及重金属含量调查与评价

为评价水丰湖流域沉积物与底质中富营养化和重金属累积的环境风险,于2014年5月（平水期）、8月（丰水期）和11月（冰封期）在水丰湖流域9个采样点中采集沉积物和底质样本,分析沉积物和底质中总氮(TN)、总磷(TP)、有机质、锌(Zn)、镉(Cd)、铬(Cr)、铅(Pb)、汞(Hg)、铜(Cu)、镍(Ni)、砷(As)的含量,应用水体底质有机污染评价标准和Hakanson潜在生态风险评价方法对水丰湖富营养化程度和重金属的污染水平进行评估。结果显示,水丰湖流域沉积物和底质的TN含量分别为0.172%和0.167%,大部分点位（17/27和16/27）处于丰富状态,TP的含量分别为0.192%和0.174%,总体（25/27和20/27）处于丰富状态。沉积物、底质的有机质含量平均值分别为29.85、27.87 g/kg,均为较低程度。重金属方面,Hg和Cu的污染较为严重,大部分采样点(7/9)为中等程度污染,且有较高程度的潜在风险。综上,水丰湖流域的沉积物和底质的营养含量较为丰富,个别重金属(Cu、Hg)含量超标,尚未发生重大污染,但需要加强营养物质和重金属累积的管控。     

安新县地下水多组分含量分析及水质评价

为了查明安新县地下水水化学特征以及水质现状,选取45组地下水,采用仪器分析和容量分析相结合的方式进行测定,综合运用描述性数理统计和三元相图,分析安新县地下水的主要离子特征,并运用综合评价法对地下水质量予以评价。结果表明:（1）该区域地下水偏弱碱性,水化学类型主要以HCO₃-Na型为主。（2）pH和偏硅酸在空间上变异最低(CV<30%);K⁺和NO₃^-的空间变异性最高(CV>100%);其余指标的空间变异中等(CV:30%~100%)。（3）影响本区地下水环境质量的指标主要为TDS、SO₄^2-、F^-和总硬度。（4）水质评价结果显示该区地下水水质总体状况较好,多为Ⅲ类水,研究成果对了解安新县地下水水质现状具有重要意义。     

环太湖主要河流入出湖口表层沉积物污染特征研究

以环太湖31条主要河流入出湖口的表层沉积物为对象,分析了太湖流域4个区内河流入出湖口表层沉积物的总氮（TN）,总磷（TP）和总有机质（TOM）的含量。结果表明：第2区和第3区的TN,TP和TOM的含量较高;第1区和第4区的较低。各区沉积物中TN,TP和TOM的平均含量由高到低依次为：TN-第2区>第3区>第4区>第1区;TP--第2区>第3区>第4区>第1区;TOM-第2区>第4区>第1区>第3区;磷形态中铁铝磷（Fe/Al-P）活性较高,Fe/Al-P-第2区>第4区>第3区>第1区;综合氮磷指标,对太湖重度污染区（太湖的北-西北-西部分）水体富营养化影响最大的入湖河道：太滆运河、百渎港、陈东港、漕桥河、直湖港、武进港、官渎港、小溪港、殷村港、洪巷港、茭渎港和乌溪港。以上河流沉积物TN,TP含量均较高（TN>1000 mg/kg、TP>500 mg/kg）。     

吉富罗非鱼养殖池塘集成调控技术配比研究

前期研究表明“5%空心菜+10%填料+泼藻”水质调控集成模式值得推广,为进一步验证效果,以吉富罗非鱼养殖池塘为对象,研究不同空心菜种植配比其对池塘水质氮、磷净化效果。通过设置5%、8%和10%空心菜种植比例,测定TN、NH₃-N、TP、COD_Mn、TSS、pH和DO等水质指标,并进行环境、效益评估。结果表明：空心菜种植对罗非鱼池塘水体中TN、NH₃-N、TP、COD_Mn、TSS均有一定程度的降低,空心菜种植对TN去除率在10%~15%之间,对TP去除率在20%~40%之间,5%空心菜种植组还对NH₃-N、COD_Mn有较好的去除效果,且效益较好适合推广。