上海郊区中心小城镇半城市化特征及其对水环境的影响实例研究

中心小城镇作为上海市都市城镇构造体系的一级,对于区域城市化进程及产业区位调整具有极为重要的意义,同时中心小城镇具有典型的半城市化特征,这是导致中心小城镇成为该区域新的环境污染中心的重要原因。以青浦区为例分析半城市化的具体表现,以枫泾镇镇区内河流水体及沉积物总磷区域及季节特征揭示由半城市化问题所带来的水体污染的严重性。夏季镇区河流所有样点均遭受严重的磷污染,而且区域内差异性大,小城镇河流磷污染严重于其它类型的水体磷污染,这一特征较好地反映了中心小城镇半城市化所带来环境问题的突出性。     

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531~1223mg.kg-1DW,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。     

巢湖典型支流柘皋河水质污染时空变化特征

通过沿河实地调查和在河流出口断面的月取样监测,探讨巢湖典型支流柘皋河水质时空变化特征及污染来源。结果表明：柘皋河上游河段水质较好,属于Ⅱ～Ⅲ类水质,但也达到了富营养化水平,营养盐主要来自附近农田;中部柘皋镇段污染严重,水质属于Ⅴ类和劣Ⅴ类,达到重度富营养化水平,该河段及其下游河段的水生生态系统受到极大影响,污染主要来源为柘皋镇未处理生活污水的直接排放;中下游支流及下游河段水质属于Ⅲ～Ⅴ类,富营养化比较严重,水质既受上游影响,也与下游农业、生活和河道内污染来源有关。柘皋河河口处水质有明显的季节变化特征,硝态氮冬春季高于夏季,而总磷则相反,即夏季高于冬春季。磷是水体富营养化最重要的限制性元素,在夏季普遍达到了富营养化水平。柘皋河污染来源是混合型的,且有累积性特征,应采取综合手段对其污染进行防治,才能逐渐恢复柘皋河生态和环境功能,并减少污染物向巢湖的输送。     

巢湖沉积物磷的形态及其与间隙水磷的关系

采用磷形态的连续提取法,研究了巢湖沉积物中磷的地球化学形态及间隙水中总溶解性磷（DTP）、可溶性磷酸盐（DIP）、可溶性有机磷（DOP）含量的垂向分布特征。结果表明,西湖区的沉积物总磷含量明显高于东湖区。表层沉积物中活性磷含量占总磷的44％-81％,金属氧化物结合态磷（NaOH—P）作为活性磷的主要存在形式,在西湖区含量比例达到47％-60％,对磷释放起重要贡献;磷形态剖面表明,西湖区的金属氧化物结合态磷、可还原态磷（BD—P）含量高于东湖区。金属氧化物结合态磷、可还原态磷、钙结合态磷（HCl-P）受人类活动影响较大,有机磷（Org—P）受外源磷污染影响很小;BD—P、NaOH—P随深度增加而减小,说明巢湖近期磷负荷有增加的趋势;DTP、DIP、DOP在水-沉积物界面的浓度梯度反映它们有自间隙水向上覆水扩散的趋势;巢湖间隙水不同形态磷与BD—P、NaOH—P显著相关（α=0．01）。这项研究可为巢湖内源污染和富营养化的控制与治理提供理论参考。     

连环湖敖包泡沉积物磷形态垂向分布特征

应用SMT连续提取法对连环湖敖包泡北部(AB1)和南部(AB2)柱状沉积岩芯中磷形态的含量和垂向分布特征进行对比分析,结合沉积岩芯年代测定,探讨了该湖区沉积物中磷的演化特征与人为污染历史以及内源磷的释放风险。结果表明,AB1、AB2沉积物中磷形态的含量和垂向变化不同,AB1沉积物中各形态磷含量均高于AB2,且随深度变化波动较大。20世纪40年代中期至1981年,AB1沉积物各形态磷和OM含量波动较大;AB2沉积物中Ca-P、IP、TP含量呈先增加后减少之势,Fe/Al-P、OP、OM含量变化较稳定。1981—2009年,AB1沉积物Ca-P、IP、OM含量变化较小,Fe/Al-P、OP、TP含量相对波动较大;AB2沉积物Ca-P、Fe/Al-P、TP含量不同程度上先增加后减少,IP、OP、OM含量变化均呈增加趋势。连环湖敖包泡沉积物磷人为来源以工业废水、居民生活污水和农药化肥的流失为主。湖泊北部磷含量高于南部,这与人类活动强度密切相关,敖包泡北部附近村落密集而南部没有村落。应用单一因子标准指数法对湖泊表层沉积物磷素进行生态风险评价表明,湖区北部表层沉积物总磷含量超标,存在一定的安全风险,同时AB1沉积物上部较底部活性磷(Fe/Al-P和OP)增加较多、且活性磷(Fe/Al-P和OP)是AB1沉积物磷增加的主要形态,因此连环湖敖包泡沉积物中磷向上覆水体释放的风险增加,对湖泊水体的富营养化的影响应予以关注。     

哈素海表层沉积物中内源磷的释放研究

以浅水湖泊哈素海为研究对象,开展了上覆水质、温度、pH、溶解氧、扰动和光照等环境要素对湖泊沉积物内源磷释放的影响试验研究。结果表明,温度升高、碱性条件、厌氧和强烈的扰动作用等均有利于内源磷的释放,而照度则间接地限制了沉积物释磷对上覆水中磷浓度的影响。HSH-2、HSH-5和HSH-6等3个站位TP的最大释放量在自然光照条件下分别为1.53、1.39和1.27 mg·kg^-1,避光条件下分别为1.77、1.52和1.52 mg·kg^-1;静置条件下分别为1.42、1.38和1.68 mg·kg^-1,R=60 r·min^-1时分别为1.75、1.50和2.00 mg·kg^-1,R=120 r·min^-1时分别为2.52、2.64和4.02 mg·kg^-1;在pH=11时释放量最大,分别为10.82、6.83和16.68 mg·kg^-1。各环境因子中,以pH和扰动对哈素海沉积物内源磷的释放影响最大。哈素海为浅水湖泊,在湖水咸化程度逐渐增高的条件下,将会导致湖泊沉积物内源磷的大量释放,从而将进一步加剧水体的富营养化。     

不同沉水植物在太湖污染底泥上适应性生长过程及水体氮磷的响应

利用太湖五里湖污染底泥,在不破坏表层沉积物层理结构的情况下,研究太湖常见沉水植物在此底泥上适应性生长情况及其对富营养化水体的净化能力。结果表明:实验沉水植物都能在污染底泥中生长良好,同时不同沉水植物均可使上覆水体中氮和磷水平明显降低,叶绿素a的含量也大幅度的减少,水体透明度增大,水质改善。间隙水中氮磷含量在实验时间内也有一定的降低。因此,恢复太湖沉水植被,是重建富营养化湖泊生态系统的重要措施。     

影响湖泊沉积物—水界面磷交换的重要环境因子分析

湖泊沉积物既可充当湖泊水体营养盐的汇也可转变为源,而磷则是富营养化的制约性因子。沉积物-水界面的磷交换过程与沉积物本身的物理化学特征直接相关。本文对沉积物-水界面磷交换动态的内部影响因子及其作用进行了综合分析,并分别论述了沉积物粒级分布、磷的存在形态、电子受体、有机物等对沉积物-水界面磷交换过程的影响与作用。     

湖泊沉积物内部因素对沉积物-水界面磷交换的影响

湖泊沉积物既可充当湖泊水体营养盐的汇也可转变为源,而磷则是富营养化的制约性因子。沉积物-水界面的磷交换过程与沉积物本身的物理化学特征直接相关。本文对沉积物-水界面磷交换动态的内部影响因子及其作用进行了综合分析,并分别论述了沉积物粒级分布、磷的存在形态、电子受体、有机物等对沉积物-水界面磷交换过程的影响与作用。     

重庆梁滩河表层沉积物氮形态时空特征及影响因素

为研究流域快速城市化背景下浅水河流表层沉积物氮赋存形态时空格局特征及潜在环境风险,选择重庆主城区的梁滩河为研究对象,于2014年12月和2015年6月采集干、支流主要断面水样及表层沉积物样进行分析。结果表明:梁滩河干、支流表层沉积物总氮(TN)含量变化为2.63～8.12 g/kg,离子交换态氮(IEF—N)、弱酸可提取态氮(WAEF—N)、强碱可提取态氮(SAEF—N)和强氧化剂可提取态氮(SOEF—N)含量分别为190～1 764,119～1 139,208～2 039,159～2 829 mg/kg,受流域污染源分布格局影响,沉积物各形态氮含量空间变化幅度均较大;梁滩河沉积物TN、WAEF—N、SAEF—N、SOEF—N含量上游至下游均逐渐降低,而活性最高的IEF—N则在城市河段出现明显峰值,外源污染强度和建设用地面积对不同形态氮的空间变异性具有较高的解释量,表明流域内污染格局及人类活动强度对沉积物氮形态分布具有重要影响;沉积物中可转化态氮(TF—N)含量占TN比例的52.9%～72.3%,且在城市河段IEF—N占比均显著高于非城市段,呈现较高的氮释放风险,表明城市污染进一步促使沉积物氮的活化;大部分断面总氮及各形态氮冬季略高于夏季,但变化幅度不大;统计分析表明,各形态氮之间具有较强的相互转化的联系,而且与水体pH、DO、DOC等环境参数呈显著相关关系,沉积物中氮形态分布特征受外源有机碳输入及水体污染的影响。综上,受流域城市发展过程中形成的不同污染源格局的影响,梁滩河表层沉积物氮形态空间变异性大,特别是城市区河段内源污染风险较大,如何调控内源氮释放是未来治理河流的关键。     

滇池水和沉积物中氮磷空间变化

Dianchi Lake is one of the most eutrophic lakes in China. In order to understand this eutrophication and to help control the pollution, this research investigated the spatial distribution of Kjeldahl nitrogen (K-N) and total phosphorus (TP) through analysis of bottom water and sediment (3 depths) samples collected at 118 sites around Dianchi Lake. The concentrations of K-N and TP for the lake bottom water in the Caohai part of the lake were much higher than those in the Waihai part, generally decreasing from north to south. In the sediments, the K-N concentration was higher in the Caohai part and the middle of the Waihai part. On the other hand, TP in the sediments was greater in the southern and western parts. Both K-N and TP had similar spatial distributions for the sediment samples of three different depths.Vertically, the KoN and TP concentration in the sediments decreased with an increase in depth. This was evidence that eutrophication and pollution of Dianchi Lake was becoming gradually more severe. Exterior factors including uncontrolled input of domestic and industrial effluents as well as non-point pollution around the lake were the main reasons for serious eutrophication; therefore, controlling these was the first step in reducing eutrophication of Dianchi Lake.     

密云水库水源保护区不同类型村庄生活污水排放特征

密云水库作为北京市重要的水源地,水质状态存在向中等富营养发展的趋势。由于流域村镇生活污水收集处理程度低,已成为影响密云水库水质的污染来源之一。本文选取水源保护区内普通自然村、生态旅游村和镇政府所在村3种典型村庄为研究对象,采用入户调查和采样分析的方法对村庄生活污水的产量、组成、排放系数及季节变化等特征进行研究。结果表明,不同类型村庄的污水的产量和结构不尽相同,旅游村的污水产量远远高于普通村和镇级村。厨余废水、洗浴废水和洗衣废水构成生活污水的主要部分,其中旅游村的污水主要来自养鱼废水。生活污水的产生具有季节性和时段性的特点,旅游村夏秋两季污水产量最高,约为冬春两季的2-4倍;普通村和镇级村夏季污水产量约为其他季节的2-3倍。旅游村的人均生活污水排放系数最高,为118 L·d^-1,是其他类型村人均生活污水排放系数的4-5倍,普通村最低。污水中的总磷（TP）、化学需氧量（COD）和氨氮（NH4^＋-N）指标均较高。COD含量与污水类型密切相关,与村庄类型无明显相关。     

海南岛河流底泥肥力和重金属污染特征及其风险评价

特征分析及其评价是底泥资源化利用的重要前提,为了解海南岛热带玄武岩地区河流底泥特征及其资源化利用的可能性,选取典型河段塘柳塘为研究对象,采用典型断面布点采样法,对52个底泥样本的重金属和肥力进行检测和评价.结果表明:1)参照第2次全国土壤普查土壤养分分级指标,底泥中全氮质量分数指标达到Ⅰ级水平,全磷、全钾和有机质质量分数均为Ⅱ级水平,阳离子交换量达到Ⅳ级水平;各肥力指标的灰色关联度指数均大于对照区,说明河流底泥养分较为良好.2)采用HJ 332-2006《食用农产品产地环境质量评价标准》,评价底泥重金属污染状况,主要污染物Cd超标率为65.4％,超标幅度为14％;Hg超标率为59.6％,超标幅度为11％.3)地累积指数和内梅罗综合污染指数评价结果显示,该河段底泥中主要污染物为Cd和Hg,河段整体达到中度污染水平.4)潜在生态风险指数评价表明,Hg是最主要的潜在生态风险因子,河段整体达到“轻微生态危害”等级.该研究在海南省南渡江土地整治重大工程中,为疏浚底泥生态改造与土壤资源化利用,提供科学依据和技术支撑.     

碎石含量对三峡库区坡耕地土壤氮磷流失特征的影响

坡耕地是三峡库区水土流失的主要来源,导致土壤养分的损失,严重影响库区生态环境建设与社会经济可持续发展。库区坡耕地土壤浅薄化和砾质化特征明显,但目前对含碎石坡耕地土壤侵蚀和养分流失特征的研究尚不多见。该研究通过设置3个降雨梯度（60、90、120 mm/h）和4种碎石含量（0、10%、20%、30%）,开展人工模拟降雨试验,分析各试验条件下含碎石土壤产流产沙和氮磷流失特征。结果表明：1）碎石主要通过改变土壤结构以增大产流产沙量来促进氮磷流失,而对相应流失速率与流失浓度的变化规律影响较小,不同碎石含量下泥沙产量的变异系数更高,且泥沙中不同碎石含量下的氮磷流失量显著性差异更强（P<0.05）;2）泥沙中累计磷流失量略微大于氮流失量,有效磷几乎不随泥沙流失,有效氮约占全氮流失量的15%;径流中氮素流失量几乎为磷素的10倍且以有效氮为主,占总氮流失量的75%,有效磷占总磷流失量的25%;3）不同碎石含量下有效氮流失规律大致相同,径流中硝态氮约占有效氮流失量的70%,而泥沙中则以铵态氮为主,约占65%;4）不同碎石含量下土壤中氮磷元素均以随侵蚀产沙流失为主,累计产沙量与氮磷元素随侵蚀产沙流失...     

坡面人工植物群落修复对水土流失及控磷的影响

研究地位于巢湖市夏阁镇大庙村,巢湖流域富磷地区小柘皋河上游,该区域开采严重,形成大量的裸露区域,控制该区的水土流失、减少磷流失对巢湖的富营养化具有重要意义.在自然降雨条件下,在坡度为30.的坡地建立15个径流小区,以裸地为对照,研究了5种不同的建植模式:D1(裸地)、D2(狗牙根群落覆盖区)、D3(胡枝子+马棘群落覆盖...     

影响富营养化湖泊底泥氮、磷释放的因素

[目的]分析水体酸碱度、温度以及上覆水营养盐浓度,为合理评估环境因素对湖泊底泥氮、磷释放的影响提供科学依据。[方法]选择富营氧化比较严重的云南省昆明市城市景观湖泊翠湖为研究区域,通过控制不同pH值、温度和上覆水营养盐浓度来模拟影响底泥氮磷释放的因素。[结果](1)放置时间相同条件下底泥氮、磷释放量受到水体酸碱性的影响,中性环境下(pH=7.5)释放量高于酸性和碱性水体条件。底泥释放5,10h条件下,pH值为7.5时底泥磷释放量分别达到5.88,8.28mg/kg;pH值为7.5时底泥氮释放量分别达到22.8,38.4mg/kg;(2)底泥氮、磷释放量随着温度升高而增加。温度为20℃时底泥氮、磷的释放量分别达到28.62,3.75mg/kg;(3)底泥氮、磷的释放量均随着上覆水浓度增加而减少,随着放置时间延长而增加。放置时间5h上覆水氨氮浓度0.31mg/L底泥氮的释放量最大,达到21.63mg/kg。放置10h在氨氮为2.37mg/L时底泥氮的释放量达到最大值(39.22mg/kg);底泥磷释放量在上覆水磷浓度0.14mg/L时底泥总磷的释放量最大;放置时间为5,10h时分别达到4.25,4.91mg/kg。[结论]底泥中营养盐释放是一相当复杂的动态过程,水体酸碱度、温度或上覆水营养盐浓度是影响释放量的主要因素。     

Recent habitat degradation in karstic Lake Uluabat, western Turkey: A coupled limnological-palaeolimnological approach

The Ramsar site of Lake Uluabat, western Turkey, suffers from eutrophication, urban and industrial pollution and water abstraction, and its water levels are managed artificially. Here we combine monitoring and palaeolimnological techniques to investigate spatial and temporal limnological variability and ecosystem impact, using an ostracod and mollusc survey to strengthen interpretation of the fossil record. A combination of low invertebrate Biological Monitoring Working Party scores (<10) and the dominance of eutrophic diatoms in the modern lake confirms its poor ecological status. Palaeolimnological analysis of recent (last >200 yr) changes in organic and carbonate content, diatoms, stable isotopes, ostracods and molluscs in a lake sediment core (UL20A) indicates a 20th century trend towards increased sediment accumulation rates and eutrophication which was probably initiated by deforestation and agriculture. The most marked ecological shift occurs in the early 1960s, however. A subtle rise in diatom-inferred total phosphorus and an inferred reduction in submerged aquatic macrophyte cover accompanies a major increase in sediment accumulation rate. An associated marked shift in ostracod stable isotope data indicative of reduced seasonality and a change in hydrological input suggests major impact from artificial water management practices, all of which appears to have culminated in the sustained loss of submerged macrophytes since 2000. The study indicates it is vital to take both land-use and water management practices into account in devising restoration strategies. In a wider context, the results have important implications for the conservation of shallow karstic lakes, the functioning of which is still poorly understood.     

Ecological Strategy for Eutrophication Control

Water monitoring results of the Danjiangkou Reservoir indicated that total nitrogen and total phosphorus concentrations are high and therefore worse than required for central drinking water supplies. Nutrients including nitrogen and phosphorus accumulated in the bank cultivated land were greater than those contained within the river estuary sediment as well as in the reservoir bay sediment. This implies that high concentrations of loosely exchangeable phosphorus (166.53 mg/kg) in cultivated land could, after the completion of the dam heightening project, easily lead to the development of algal blooms. Serious water and soil loss occurring in the reservoir area will promote the transportation of non-point source pollution mainly caused by untreated agricultural domestic wastewater, chemical fertilizer and livestock farming, which accounted for more than 50% of the total basin’s nutrient input loads. Ecological control techniques were therefore the first choice for nutrient reduction and water quality guarantee in the Danjiangkou Reservoir. In order to guide the ecological restoration process, leading international ecological methodologies were summarized and compared, taking into consideration aspects of engineering, as well as ecological, biological, environmental and economic advantages and disadvantages. Finally, novel ecological filtration and a purification dam were designed for eutrophication control.